摄影测量学 8 数字摄影测量66页PPT
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第八章 数字摄影测量基础PDF
灰度： D = log O = log 1
T
二、数字影像及获取方法
数字影像是一个灰度矩阵g：
⎡ g0,0
g0,1
"
g
=
⎢ ⎢
g1,0
⎢#
g1,1
"
#
⎢
⎢⎣ gm−1,0 gm−1,1
"
g0,n－1 ⎤
g1,n−1
⎥ ⎥
#⎥ ⎥
gm−1,n−1 ⎥⎦
每个像元素 g j,i 是一个灰度值 每个元素称为一个像元素(对应着实体的一个微小区域)
字 化
x = h0 + h1 x + h2 y
的 步
进
y = k0 + k1x + k2 y
方 向
h0，h1，h2，k 0，k1，k 2
y
o
x
内定向参数，利用四个框标
点平差解算
O
数字化的扫描方向
x
影像重采样理论 非
采
样
•••••
点
• • •• • •
的
••••• •••••
灰 度 ？
•••••
五、数字影像重采样
39 40 66 159 251 252 159 127
数字影像的获取：
9采样 9 量化 采样：每隔一个间隔 Δ 获取一个 点的灰度值 。 对实际连续函数模型离散化的量测 过程 样点 被量测的“点”是小的区域，通常是矩 形或正方形的的微小影块----像素
采样间隔 Δ
矩形的长与宽通常称为像素的大小 9 精度要求 9 影像分辨率 9 数据量
Δx＝Δy : 采样间隔
0 39 127 251 251
摄影测量学课件ppt
Z轴位于左主核面内 ( S1 S 2及 o1所在平面)
36
返回目录
单独法相对定向系统
37
第五章 双像解析摄影测量
相对定向元素为: 1 , 1 , 2 , 2 , 2 显然, 在 S1 XYZ 中，
X S1 YS1 Z S1 0
返回目录
§5-4 解析相对定向及模型坐标计算
摄影测量学
1
目
第一章
1-1 1-2 1-3
录
绪论
摄影测量的定义和任务 影像信息科学的形成与内涵 影像信息科学的组成
第二章
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5
摄影的基本知识与影像误差处理
摄影原理与摄影机 黑白感光材料 摄影处理与像片晒印 航空摄影及摄影测量对摄影的基本要求 像片影像的误差及其处理
2
目
第三章 单张航摄像片解析
3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 中心投影的基本知识 摄影测量常用坐标系 像片的内外方位元素 像点在不同坐标系中的变换 中心投影的构像方程(共线方程) 像点位移 单像空间后方交会
录
3
目
第四章 立体观察和立体量测
4-1 4-2 4-3 4-4 人眼的立体视觉 人造立体视觉 像对的立体观察 像对的立体量测
34
第五章 双像解析摄影测量
为什么BX不是相对定向元素?
返回目录
§5-4 解析相对定向及模型坐标计算
B 'Y BX
'
Z
Y
s2
a '2 BX
'
s2
B Z a2
'
s1
BZ X BY
a1
Am
35
A
36
返回目录
单独法相对定向系统
37
第五章 双像解析摄影测量
相对定向元素为: 1 , 1 , 2 , 2 , 2 显然, 在 S1 XYZ 中，
X S1 YS1 Z S1 0
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§5-4 解析相对定向及模型坐标计算
摄影测量学
1
目
第一章
1-1 1-2 1-3
录
绪论
摄影测量的定义和任务 影像信息科学的形成与内涵 影像信息科学的组成
第二章
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5
摄影的基本知识与影像误差处理
摄影原理与摄影机 黑白感光材料 摄影处理与像片晒印 航空摄影及摄影测量对摄影的基本要求 像片影像的误差及其处理
2
目
第三章 单张航摄像片解析
3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 中心投影的基本知识 摄影测量常用坐标系 像片的内外方位元素 像点在不同坐标系中的变换 中心投影的构像方程(共线方程) 像点位移 单像空间后方交会
录
3
目
第四章 立体观察和立体量测
4-1 4-2 4-3 4-4 人眼的立体视觉 人造立体视觉 像对的立体观察 像对的立体量测
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第五章 双像解析摄影测量
为什么BX不是相对定向元素?
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§5-4 解析相对定向及模型坐标计算
B 'Y BX
'
Z
Y
s2
a '2 BX
'
s2
B Z a2
'
s1
BZ X BY
a1
Am
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A
摄影测量基础知识课件
05
摄影测量实践与技能提升
掌握基本操作技能与规范要求
摄影测量仪器设备使用
熟悉各类摄影测量仪器设备的性能、特点和操作流程，能 够准确设置参数和操作流程，确保测量数据的准确性和可 靠性。
摄影测量软件应用
掌握摄影测量软件的基本功能和应用技巧，包括数据处理 、图像拼接、三维建模等，提高数据处理和图像分析的效 率。
THANK YOU
像片控制测量与空中三角测量
像片控制测量
像片控制测量是摄影测量的重要环节之一，通过在像片上选择控制点并测定其坐标，为后续的空中三角测量提供 基础。控制点的选择应遵循一定原则，如分布均匀、覆盖整个拍摄范围等。
空中三角测量
空中三角测量是摄影测量的核心环节，通过在多张像片上确定像片之间的几何关系，从而实现对目标点的三维定 位。空中三角测量需要借助像片控制点坐标和相机内外参数等信息，通过一定的算法计算出目标点的空间位置。
摄影测量基础知识课件
目 录
• 摄影测量概述 • 摄影测量基本技术 • 摄影测量应用领域与案例 • 摄影测量新技术与发展趋势 • 摄影测量实践与技能提升
01
摄影测量概述
摄影测量的定义与分类
定义
摄影测量是指通过使用摄影机或其他传感器系统获取图像，并通过测量和分析 这些图像来获取目标物体的形状、大小、位置和运动信息的一门技术。
03
摄影测量应用领域与案例
城市规划与土地利用调查
城市规划
摄影测量技术可以提供高精度的地形 数据和空间信息，有助于城市规划师 合理规划城市空间布局，合理安排公 共设施、交通网络和绿地等。
土地利用调查
通过摄影测量技术，可以获取各类土 地利用数据，包括建设用地、农业用 地、林地等，为土地资源管理和利用 提供基础数据。
摄影测量基础知识ppt
P
重
on f tg
要
oc f tg
2
v S
i
o
W
oi f ctg
T
c
点
n
线 得
J V vN C O
V E
数
ON Htg
T
学
CN Htg
关
2
Si ci f
sin
系
SJ iV H
sin
透视变换得练习1
已知 E 平面上有 A 点,在像平面上作对应得像 a
主合点
中
心
投
影
作
像片得方位元素:确定航空摄影瞬间,摄影中心 与像片在地面设定得空间坐标系中得位置与姿 态得参数称为像片得方位元素。
一、像平面上得坐标系
1、框标坐标系 边框标
原点：框标连线交点P x轴：航向框标连线方向
y轴：y 旁向框标连线方向
x
P
机械框标（或边框标）
角框标
原点：框标连线交点P x轴：框标连线在航向方向夹角的平分线 y轴：垂直于x轴的方向作为y轴
坐标轴得正方向都按右手定则确定。
2、像平面坐标系(o-xy) 原点:象主点o x、y轴分别平行于框标坐标系得x、y轴。
交点为a 4)连T1i1与SB,
交点为b 5)a与b 连线
透视变换得练习3
已知垂直物面得空间直线 AB,在像平面上作对应得像 ab
中
心
投
影
作
图
v
迹点
主合点
P
S
i
T
b
a
B
v
AE
T
作图步骤: 1)按E面上点作图方式确
定a 2)找像底点n 3)连接na 4) na与SB得交点为b 5)a与b 连线
摄影测量课件
图解线划地图 像片影像地图
人工量测 和解译 机械绘图
Wild A10 模拟立体测图仪
解析摄影测量
1954年，第一台电子计算机问世
1957年，海拉瓦博士提出解析测图仪 的思想，标志着解析摄影测量的开始
20世纪70年代末至90年代初，解析摄 影测量发展的鼎盛时期
解析摄影测量
以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算 方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、 性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学
视角对角线 90°
焦距 153 mm
列宽 2.4 km
地面象元尺寸 20x20cm
地面采样间隔, GSD 20 cm
覆盖范围 2.4 km x 2.4 km
像片比例尺 1 : 10,500
DMC 2001数字航飞
数字航空相机系统 DMC 2001
Bergheim May 05, 2000
高度 = 4000 ft., 速度 = 70 m/sec.
按距离远近
航天摄影测量 航空摄影测量 近景摄影测量 显微摄影测量
按用途
地 形摄影测量 非地形摄影测量
按处理手段
模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量
摄影测量与遥感平台
中、低高度飞机：航空摄影测量 人造卫星 航天飞机 无人驾驶飞机
摄影测量特点
无需接触物体本身获得被摄物体信息 由二维影象重建三维目标 同时提取物体的几何与物理特性
第一章 绪 论
本章主要内容
一、摄影测量学的定义与任务 二、摄影测量学的发展 三、本课程的主要内容
传统摄影测量学定义
摄影测量学是利用光学摄影机获取的 像片，经过处理以获取被摄物体的形 状、大小、位置、特性及其相互关系 的一门学科
摄影测量课件精选
共线方程的另一种形式:
X m k( X X S );Ym k(Y YS ); Zm k( Z ZS )
例：单像空间后方交会、双像空间前方交会以及光束法区域网平 差等一系列问题的原理，都是以共线条件为出发点，只是随着所 处理问题的具体情况不同，共线条件的表达形式和使用方法有所 不同
w
v
z
y
x
在A XYZ中:
S
u
S : ( X S ,YS , ZS )
M (X ,Y ,Z )
Zm
m
在S uvw中:
Photogrammetry
四、摄影测量学的分类
1、按摄影距离： • 航天摄影测量 • 航空摄影测量 • 地面摄影测量 • 近景摄影测量 • 显微摄影测量
Photogrammetry
2、按用途分类:
• 地形摄影测量：用于测绘国家基本地形图，工程勘察设计和 农业、林业、土地等部门的规划与资源调查用图和相应的数据 库。 • 非地形摄影测量：环境监测、军事侦查、考古、生物医学、 地质工程。
t
Photogrammetry
6）、地面摄影测量坐标系（A – X tp Y tp Z tp ）
• 摄影测量中，习惯用右手空间直角坐标系，而野外控制测量提供的控制点坐标是 属于左手系的地面测量坐标，由于摄影测量工作的需要，需要将地面控制点的左 手系坐标转化为右手系坐标，最后再将摄影测量成果转化到地面测量坐标系，地 面摄影测量坐标系统就是摄影测量坐标与地面测量坐标互相转换的过渡性坐标系。
3）、中心投影的正、负片
负片
正片
Photogrammetry
中心投影有两种状态： 1）投影平面和物点在 投影中心的两侧，此 时像片为负片。2）投 影平面和物点在投影 中心的同一侧，此时 像片为正片。3）无论 像片处在正片还是负 片，像点与物点之间 的几何关系不变。
摄影测量
摄影测量 :是对非接触成像和其他传感器系统通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体的几何、属性等可靠信息的一门工艺、科学和技术物理投影 :就是上述“光学的、机械的或光学-机械的”模拟投影数字投影 :就是利用电子计算机实时地进行投影光线（共线方程）的解算，从而交会被摄物体的空间位置。
摄影测量分类：1按照成像距离不同分为航天摄影测量，航空摄影测量，近景摄影测量，显微摄影测量。
2按照应用对象不同分为地形摄影测量和非地形摄影测量。
3按照技术手段分为模拟摄影测量，解析摄影测量，数字摄影测量。
摄影测量特点：1无需接触物体本身获得被摄物体信息2由二维影像重建三维目标3面采集数据方式4同时提取物体的几何与物理特性摄影测量任务：地形测量领域1各种比例尺的地形图、专题图、特种地图正射影像地图、景观图2建立各种数据库3提供地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据@非地形测量领域1生物医学2公安侦破3古文物、古建筑4建筑物变形监测第二章摄影测量常用坐标系统1像平面坐标系2框标坐标系3像空间坐标系4像空间辅助坐标系5摄影测量坐标系6物空间坐标系7地面测量坐标系内方位元素：确定摄影机的镜头中心相对于影像位置关系的参数，称为影像的内方位元素。
外方位元素：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。
影像内定向：将影像架坐标变换位以影像上像主点位原点的像坐标系中的坐标，称该变换为影像内定向共线条件方程的意义和应用：意义：共线条件是中心投影构像的数学基础，也是各种摄影测量处理方法的重要理论基础。
应用：1单像空间后方交会和多像空间前方交会2解析空中三角测量光束法平差的基本数学模型3构成数字投影的基础4计算模拟影像数据5利用数字高程模型与共线方程制作正摄影像6利用DEM与共线方程进行单幅影像测图单像空间后方交会：利用影像覆盖范围内一定数量的控制点的空间坐标与影像坐标，根据共线条件方程，反求该影像是外方位元素。
摄影测量学ppt课件
13
二、线特征提取算子
边缘检测
边缘：表现为灰度变化的不连续
算子
影像局部区域特征不相同的那些区域间的
分界线。
线： 具有很小宽度的起中间区域具有相同的影
像特征的边缘对。距离很小的一对边缘构成一 条线。
线特征----边缘
14
15
二、线特征提取算子
提取边缘的途径：
1、对图像进行区域分割，由区域的边界构成
主要目的：用于配准一些特殊的点、线或面。 步骤：
首先用某种特征提取算子提取影像中的特征 （点、线、面）；
然后对提取的特征进行参数描述； 以特征参数为依据进行同名特征的搜索，继 而获得同名点。
4
基于特征的影像匹配---Feature Based Matching
点特征
1.特征提取
特征匹配
ห้องสมุดไป่ตู้
线特征 2.特征的参数描述
30
31
32
功能
•11、正射影像镶嵌与修补
1、影像数字化 2、影像处理 3、量测 4、影像定向
•12、数字测图 •13、制作影像地图 •14、制作透视图、景观图 •15、制作立体匹配片
5、自动空中三角测 量
7、构成核线影像
7、影像匹配
8、DEM 建立与编辑
9、等高线绘制
k 1
V1 (gc+i,r gci1,r ) ik
k 1
V2
( gc+i,r+i g ) ci1,ri1
ik
k 1
V1 (gc,r+i gc,ri1)
ik
r
k 1
V1 (gc+i,r-1 g ) ci1,r i1
二、线特征提取算子
边缘检测
边缘：表现为灰度变化的不连续
算子
影像局部区域特征不相同的那些区域间的
分界线。
线： 具有很小宽度的起中间区域具有相同的影
像特征的边缘对。距离很小的一对边缘构成一 条线。
线特征----边缘
14
15
二、线特征提取算子
提取边缘的途径：
1、对图像进行区域分割，由区域的边界构成
主要目的：用于配准一些特殊的点、线或面。 步骤：
首先用某种特征提取算子提取影像中的特征 （点、线、面）；
然后对提取的特征进行参数描述； 以特征参数为依据进行同名特征的搜索，继 而获得同名点。
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基于特征的影像匹配---Feature Based Matching
点特征
1.特征提取
特征匹配
ห้องสมุดไป่ตู้
线特征 2.特征的参数描述
30
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32
功能
•11、正射影像镶嵌与修补
1、影像数字化 2、影像处理 3、量测 4、影像定向
•12、数字测图 •13、制作影像地图 •14、制作透视图、景观图 •15、制作立体匹配片
5、自动空中三角测 量
7、构成核线影像
7、影像匹配
8、DEM 建立与编辑
9、等高线绘制
k 1
V1 (gc+i,r gci1,r ) ik
k 1
V2
( gc+i,r+i g ) ci1,ri1
ik
k 1
V1 (gc,r+i gc,ri1)
ik
r
k 1
V1 (gc+i,r-1 g ) ci1,r i1