数字摄影测量知识点总结
第一章绪论摄影测量与遥感的概念：摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译，从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术。
摄影测量与遥感的主要特点：①在像片上进行量测和解译；②无需接触物体本身，较少受自然和地理条件限制；③可摄得瞬间的动态物体影像；④像片及其它各类影像提供物体的大量几何信息和物理信息摄影测量学的三个发展阶段：①模拟摄影测量(1851-1970)利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转。
用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态，构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图。
②解析摄影测量(1950-1980)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。
③数字摄影测量(1970-现在）基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动(半自动)提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品。
摄影测量三个发展阶段的特点：摄影测量分类：按距离远近：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 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、数字摄影测量单像摄影测量的理论基础：共线方程、共面条件摄影测量的任务：• 地形测量领域– 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。
– 建立各种数据库。
– 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– 生物医学 – 公安侦破– 古文物、古建筑 – 建筑物变形监测 – 军事侦察 – 矿山工程第二章 单张航摄像片解析航摄机主距：航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，常用f 表示。
摄影机的主距分为： 长焦距(主距≥200 mm) 中焦距(主距100～200mm) 短焦距(主距≤l00mm) 对应的像场角分为：常角(75°以下) 宽角(75°～100°) 特宽角(100°以上)摄影比例尺：是指航摄像片上一线段为l 与地面上相应线段的水平距L 之比。
由于摄影像片有倾角，地形有起伏，所以摄影比例尺在像片上处处不相等。
我们一般指的摄影比例尺，是把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程，这时像片上的一线段l 与地面上相应线段的水平距L 之比，称为摄影比例尺1／m ，即Hf L l m ==1式中，f 为航摄机主距，H 为平均高程面的航摄高度，称为航高。
空中摄影要按航摄计划要求进行。
在整个摄区，飞机要按规定的航高和设计的方向呈直线飞行，并保持各航线的相互平行。
－ 摄影比例尺－ 像片重叠度:同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，重叠部分与整个像幅长的百分比称为重叠度，一般要求在60%以上。
相邻航线的重叠为旁向重叠，旁向重叠度保持在24%以上。
保证像片立体量测与拼接。
－空间摄影基线：控制像片重叠度时，将飞机视为匀速运动，每隔一定空间距离拍摄一张像片，摄站的间距称为空间摄影基线B。
－航线弯曲度：航线弯曲度是指偏离该直线最远的像主点到该直线垂距与航带两端像主点之间的直线距离的比，一般采用百分数表示. 航线的弯曲会影响到航向重叠、旁向重叠的一致性，如果弯曲太大，则可能会产生航摄漏洞，甚至影响摄影测量的作业。
因此，航线弯曲度一般规定不得超过3%;－像片旋角：像片上相邻像主点连线与同方向框标连线间的夹角称为像片旋角;－像片倾角：空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，它偏离铅垂线的夹角应小于3度，夹角称为像片倾角。
航摄像片上特殊的点、线：设地面为E，像片为P（即像平面）两平面相交于直线TT，称为迹线，即透视轴，平面夹角为像片倾角。
摄影中心：影像是由地面上各点发出的光线通过航空摄影机物镜投射到底片感光层上形成的，这些光线会聚于物镜中心S，称为摄影中心。
中心投影像主点：通过摄影中心S, 垂直于像平面P的直线SO 称为主光轴，它与像平面P 的交点o 称为像主点。
So称为航摄机的主距f。
像底点：通过摄影中心S作地平面E的铅垂线SN，称为主垂线，主垂线SN与像平面P的交点n称为像底点，与地面E的交点N称为地底点。
SN 称为摄影航高H。
等角点：主光轴SoO 与主垂线SnN 所夹的角a，称为像片倾斜角。
a角的二等分线与像片交点c称为等角点。
与E面的交点C称为等角点的共轭点。
主纵线：通过主垂线SnN 与主光轴SoO作一平面W，此平面称为主垂面,既垂直于像平面P, 又垂直于地面E。
主垂面W与像平面P的交线VV，称为主纵线。
主垂面W与地面E的交线V0V0，称为摄影方向线。
摄影测量常用的坐标系：像方空间坐标系(描述像点的位置)——像平面坐标系像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置，通常采用右手坐标系,x,y轴的选择按需要而定，在解析和数字摄影测量中，常根据框标来确定像平面坐标系，称为像框标坐标系。
在摄影测量解析计算中，像点的坐标应采用以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标。
为此，当像主点与框标连线交点不重合时，须将像框标坐标系平移至像主点。
当像主点在像框标坐标系中的坐标为(x0，y0)时，则量测出的像点坐标x，y化算到以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标为(x—x0，y—y0)。
——像空间坐标系为了便于进行空间坐标的变换需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。
以摄影中心S为坐标原点，x，y轴与像平面坐标系的x，y轴平行，z轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系S-xyz。
像点坐标表示为（x,y,-f）。
像空间坐标系随着像片的空间位置而定，每张像片的像空间坐标系不统一。
——像空间辅助坐标系此坐标系的原点为摄影中心S，坐标轴系的选择视需要而定，通常有三种选取方法。
其一是取铅垂方向为Z轴，航向为X轴，构成右手直角坐标系，见图(a)。
其二是以每条航线内第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系，见图(b)。
其三是以每个像片对的左片摄影中心为坐标原点，摄影基线方向为X轴，以摄影基线及左片主光轴构成的面作为XZ平面，构成右手直角坐标系，如图(c)。
用S-XYZ表示。
物方空间坐标系(描述地面点的位置)——摄影测量坐标系将像空间辅助坐标系S-XYZ沿着Z轴反方向平移至地面点P，得到的坐标系P-XpYpZp称为摄影测量坐标系。
由于它与像空间辅助坐标系平行，因此很容易由像点的像空间辅助坐标求得相应的地面点的摄影测量坐标。
——地面测量坐标系地面测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯—克吕格3°带或6°带投影的平面直角坐标系和高程系，两者组成的空间直角坐标系是左手系用T-XtYtZt 表示。
摄影测量方法求得的地面点坐标最后要以此坐标形式提供给用户使用。
——地面摄影测量坐标系由于摄影测量坐标系采用的是右手系，而地面测量坐标系采用的是左手系，这给由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难，为此，在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系，称为地面摄影测量坐标系，用D-XtpYtpZtp表示，其坐标原点在测区内的某一地面点上，Xtp轴与Xp轴方向大致一致，但为水平，Ztp轴铅垂。
构成右手直角坐标系。
摄影测量中，首先将摄影测量坐标转换成地面摄影测量坐标，最后再转换成地面测量坐标。
航摄像片的内、外方位元素：确定航空摄影瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态，描述这些位置和姿态的参数称为像片的方位元素。
——内方位元素：表示摄影中心与像片之间相关位置的参数包括三个参数，即摄影中心S 到像片的垂距(主距)f 及像主点O 在像框标坐标系中的坐标x0，y0。
内方位元素一般视为已知。
——外方位元素：表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态参数。
一张像片的外方位元素包括六个参数，其中有三个是直线元素，用于描述摄影中心的空间坐标值，另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。
—— 三个直线元素 Xs ，Ys ，Zs摄影中心S 在地面空间坐标系中的坐标，通常选用地面摄影测量坐标系 —— 三个角元素以y 轴为主轴的j-w-k 系统以x 轴为主轴的w ‘-j ’-k ‘系统 以Z 轴为主轴的A-a-ku 系统空间直角坐标变换：像点空间直角坐标的旋转变换是指像空间辅助坐标与像空间坐标之间的变换。
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡f y x R f y x c c c b b b a a a Z Y X 321321321共线方程：它是摄影测量中最基本、最重要的公式。
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)()()()()()()()()()()()(333222333111s A s A s A s A s A s As A s A s A s A s A s A Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a fx式中：x ，y 为以像主点为原点的像点坐标；XA ，YA ，ZA 为相应地面点坐标；f 为像片主距，影像的内方位元素 (x0 ， y0 )，f ； XS ，YS ，ZS 为摄影中心S 的物方空间坐标；ai ， bi ， ci （i = 1，2，3）为影像的三个外方位角元素组成的九个方向余弦 共线方程的逆算式：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-+-+-=--+-+-=-f c y c x c f b y b x b Z Z Y Y f c y c x c f a y a x a Z Z X X s A s A s A s A 321321321321)()( 已知像点坐标及像片的内外方位元素，还不能计算地面点的三维坐标，只有同时知道地面点的高程时，才能确定地面点的平面位置，因此在摄影测量处理中，需要使用立体影像确定地面点三维坐标。
共线条件方程的应用：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中的基本数学模型； ③ 构成数字投影的基础；④ 计算模拟影像数据（已知影像内外方位元素和物点坐标求像点坐标）； ⑤ 利用数字高程模型（DEM ）与共线方程制作正射影像； ⑥ 利用DEM 与共线方程进行单幅影像测图等等。
航摄像片是中心投影，它的特点是摄影光线均交于同一点S ; 地图是正射投影，所有投影光线相互平行并与投影面正交由于投影的差异，只有在地面水平(无高差)且像片也水平(即平行地面)时，这两种投影方无差异中心投影变换：将倾斜摄影的像片变为水平摄影的像片，是一种平面对平面的投影变换。
全数字摄影测量基础
三种重采样方法比较
最邻近像元法最简单，计算速 度快且能不破坏原始影像的灰 度信息，但其几何精度较差。 前两种方法几何精度较好，但 计算时间较长，特别是双三次 卷积法较费时，在一般值况下 用双线性插值法较宜。
7.3 基于灰度的数字影像相关
主要内容：
影像相关概念
基于灰度的数字影像相关方法
一、影像相关的概念
探求左右像片影像信号相似程度，确定同名影像或目标
的过程。
分类 电子相关：利用电子电路解算相关函数的影像相关。 光学相关：利用光学方法确定相关函数的影像相关。 数字相关：利用计算机对数字影像进行数值计算方式完
成影像的相关。
基于灰度的影像相关：利用目标区和搜索区内 影像灰度矩阵进行的同名点的搜索。
误差方程式
v( x) g 2 ( x x) g1 ( x)
为解求相对移位量x，需上式进行线性化
v( x) g2 ( x) x [ g1 ( x) g2 ( x)]
离散的数字影像而言，灰度函数的导数g,2(x) 可由差分代替
g 2 ( x ) g 2 ( x ) g 2 ( x) 2
一、核线相关
同名核线
通过摄影基 线与地面所 作的平面称 为核面 核面与影像 面交线称为 核线 同名像点必 定在同名核 线上。
a1 l1 S1 S2 a2 l2
A
核线相关：沿核线方向搜索同名像点的过程。
同名像点一定位于同名核线上。因此可以将二维相 关转化为一维相关，大大减少计算工作量。
二、确定同名核线的方法
设投射在透明像片上的光通量为F0，而通过透明像片后 的光通量为F
F0
底 片
F
T O
F 透过率 F0 F0 阻光率 F
数字摄影测量
1.数字摄影测量定义：对研究的物体进行摄影，量测和解释所获得的影像，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。
内容：1.获取被摄物体的影像；2.研究影像的处理理论、技术和设备；3.将所处理和量测得到的结果以图解或数字的形式输出的技术和设备；任务：用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型，为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。
特点：a.在影像上进行测量解译，主要工作在室内进行，无需接触物体本身，因此很少受气候、地理条件的限制；b.所摄影像是客观物体或目标的真实反映，信息丰富、形象直观，人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息，物理信息；c.可以拍摄动态物体的瞬间影像，完成常规方法难以实现的测量工作；d.适用于大范围地形测绘，成土块、效率高；e.产品形式多样、纸质地形图、DLG、DEM、DOM2.摄影的基本原理：实质是小孔成像，即在小孔处放一个摄影物镜，在成像面处放置一个对光敏感材料，物镜投射光线经摄影物镜后聚集成像于感光材料上，感光材料感光后发生光化学作用，生成不稳定的肉眼不可见的潜像，潜像经过显影、定影等处理过程变成稳定可见的，但明亮度于实际物相反的影像，这种影像再经过晒印或放大等处理即获得与实际物明亮度一致的影像。
3.摄影测量的发展经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个阶段。
4.光圈：限制物镜边缘光线进入，调节和控制进入物镜的光量，通常在相机镜头中心设置一个光圈，它由一组金属片组成，成莲花瓣状，通过手动或自动调节中间透光部分的大小，相当于调节镜头的直径。
其作用：调节物镜的使用面积和调节进入物镜的光量。
5.景深：呗摄影物中能产生较为清晰影像的最近点至最远点的距离。
6.超焦点距离：当物镜对光调焦某一距离D能刚好使无穷远处的景物构象清晰，这一调焦距离称为超焦点距离。
7.航摄仪的特性：1）物镜畸变差较小；2）镜头分辨率高；3）物镜光轴与像平面垂直，且能高精度的测定两者间的距离；4）具有真空底片压平装置；5）能连8.框标的分类：机械框标和光学框标。
数字摄影测量知识点总结
数字摄影测量知识点总结第一章绪论摄影测量和遥感的概念：摄影测量和遥感是一门记录、测量和解释非接触式传感器系统获得的图像及其数字表达，从而获得可靠的自然物体和环境信息的技术、科学和技术。
摄影测量与遥感的主要特点：①在像片上进行量测和解译；② 它不需要接触物体本身，受自然和地理条件的限制较小；③ 可拍摄瞬时动态物体图像；④像片及其它各类影像提供物体的大量几何信息和物理信息摄影测量学的三个发展阶段：① 模拟摄影测量（1851-1970）利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转。
用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态，构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图。
② 分析摄影测量学（1950-1980）是一门以计算机为主要手段，通过摄影照片测量和分析计算方法的交叉，研究和确定物体的形状、大小、位置、性质和关系，并提供各种摄影测量产品的科学。
③ 数字摄影测量（1970年至今）基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动(半自动)提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品。
摄影测量学三个发展阶段的特点：摄影测量分类：按距离：航空航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量、微距摄影测量。
根据目的：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、数字摄影测量单幅图像摄影测量的理论基础：共线方程和共面条件摄影测量的任务：地形测量场c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。
c建立各种数据库。
C提供地理信息系统和土地信息系统所需的基础数据。
非地形测量领域C生物医学C公共安全检测c古文物、古建筑c建筑物变形监测c军事侦察c矿山工程第二章单张航相机胶片分析航摄机主距：航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，常用f表示。
摄影机的主距分为：长焦距(主距≥200mm)中焦距(主距100～200mm)短焦距(主距≤l00mm)对应的像场角分为：恒定角度（低于75°）广角（75°~100°）超广角（高于100°）摄影比例尺：是指航摄像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距l之比。
摄影测量知识点集合
1.数字摄影测量：基于摄影测量基本原理，利用计算机对满足视觉立体条件的数字影像进行处理，获取被摄对象在目标空间的几何或物理信息的摄影测量学的分支学科。
2.数字影像：物体对太阳光电磁波的反射，以数字形式记录形成的影像。
3.数字摄影测量基本研究内容：数字影像预处理、数字影像自动定向以及数字摄影测量产品生成等阶段所涉及的理论与技术。
4.数字影像有哪些特点？这些特点反应了数字影像的哪些性质？（1）数字影像的均值与方差,均值反应了一副影像的整体亮度。
方差度量了影像的对比度。
（2）数字影像的信息熵，信息熵度量了随机变量集合的随机性程度。
（3）数字影像的矩，矩在一定条件下，关于平移、旋转及尺度是不变的。
5.什么是数字影像金字塔？怎么生成？在数字摄影测量中有哪些应用？（1）影像金字塔是数字影像分析中一种有效的数据组织和处理结构，它是一副数字影像在按一定规则递减的不同分辨率下的多个影像版本的集合。
（2）金字塔的最底层是原始数字影像。
金字塔的每一上层都可由相邻的下一层经过滤波及亚采样生成。
（3）影像处理和分析的多分辨率技术。
6.什么是数字影像重采样？他有那几个主要步骤？（1）在已有离散样本值的基础上重建连续信号，然后再利用不同的小单元对重建的连续信号进行新的细分。
最后经量化得到得到重采样的新的样本值。
这种连续信号重建再加上新的采样，在离散信号处理中即相当于原有采样格点的坐标变换。
这种采样格点的坐标变换与内插就称为数字影像的重采样。
（2）步骤：影像重建（将作为输入的离散数字影像样本重建为连续的灰度表面），几何变换或变形，滤波，采样7.同名核线：同一核面与左右影像相交形成的两条核线。
8.核面：物方点与摄影基线所确定的平面。
9.Forstner算子基本原理：将那些在影响匹配中所估计的视差精度高且精度分布均匀的点认为是兴趣点。
10.Forstner算子计算步骤：（1）计算窗口内各像素的Robert梯度（2）计算一定大小窗口中影像灰度的协方差矩阵（3）计算兴趣值q和w（4）确定待选点（5）选取极值点11.Forstner角点定位算子的原理：该算子以原点到窗口内边缘直线的距离为观测值，以梯度模平方为权，通过最小二乘原理估计交点的坐标。
数字摄影测量复习总结
数字摄影测量学复习总结第一章绪论1.摄影测量的三个发展阶段及其特点是什么答：P3的表1-12.什么是数字摄影测量它的组成部分有哪些，各有什么特点答：p4页组成部分：计算机辅助测图、影像数字化测图（混合数字摄影测量、全数字摄影测量（通用数字摄影测量、实时数字摄影测量））3.简述数字摄影测量的新进展与发展趋势。
答：p6的五点第二章数字影像获取的预处理基础1.什么是数字影像其频域表达有什么用处答：p12的定义频域表达的用处：（1）变换后的能量大部分都集中于低频谱段，有利于后续图像的压缩存储、快速传输，减少运算时间提高效率；（2）可对信号不同频率成分的能量的表达更直观，有利于影像分解和影像处理。
2.分析离散数字图像卷积的直观背景，并说明数字滤波的计算过程。
答：直观背景：p17数字滤波的计算过程：略3.如何确定数字影像的采样间隔答：采样定理：（由频率域推导而来）当采样间隔能使在函数g(x)中存在的最高频率中每周期取有两个样本时，根据采样数据可完全恢复原函数g（x）。
4.采样函数有哪些性质有哪些直观解释答：略5.怎样对影像的灰度进行量化答：影像的灰度概念p20怎样对影像的灰度量化p216.航空数字影像获取系统有哪些特点叙述3种航空数字影像获取系统的结构与性质。
答：数字航摄仪的特点p22叙述3种航空数字影像获取系统的结构与性质：ADS\DMC\UCD\SWDC\VisionMap A37.什么是数字影像重采样常用的数字影像重采样方法有哪些各有哪些优缺点答：（1）影像内插和重采样的概念p17（2）常用的采样方法p18（最近邻内插法、双线性内插法和双三次卷积法）（3）优缺点：p20表2-1第三章数字影像解析基础1.什么是数字影像内定向为什么要数字影像内定向答：概念及目的P383.什么是单像空间后方交会计算过程主要有哪几步答：概念：p394.什么是共面条件方程利用它可以解决摄影测量中哪些问题答：p43解决的问题有：像对的相对定向与解析空中三角测量。
数字摄影测量-第一讲(基本原理)
I
D3 D1 2 D1 D3 2 D0
若 D0、D3 为扫描方向的像元灰度，则计算得 J 。框标的坐标为
I I 0 I J J 0 J
这样就使得框标的扫描坐标 I、J 达到子像元的精度。
2
<数字摄影测量>
第一讲
基本原理
昆明冶专 GIS 教研室
3
<数字摄影测量>
第一讲
基本原理
昆明冶专 GIS 教研室
形成数字等高线：根据地面规则格网 DEM，在 DEM 中跟踪每一条等高线与格网的交点， 形成离散等高线点列， 并通过对这些离散点进行光滑处理得到密集的光滑的等高线点列， 形 成数字等高线。将等高线点所经过的像元灰度赋以最大灰度值（加黑） ，计曲线不仅加黑， 还要加粗，则形成等高线图像或带等高线的数字图像。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.3 图像核线数字相关
数字相关：对于图像核线数字相关，开始几条核线采用分频道的多层相关算法。开始相关 时，由于缺乏预测相关点位的视差信息，在连续的几条核线上使用分频道相关。选择其中相 关结果最好的一条核线， 并用其相邻的几条核线的相关结果剔除相关粗差和进行视差平滑处 理。以后核线的相关以此作为预测的基础，在已知核线上的视差预测待相关点位，并根据这 个预测点位对搜索区内预测点和其左右各 3 个像元位置上计算 7 个相关系数。 用几条相邻核 线组成二维目标窗口和搜索区， 搜索仍沿核线做一维搜索。 其作用是在目标区长度有限的条 件下，增加目标区和搜索区信息容量，提高相关结果的可靠性。 采用多重判据提高相关结果的可靠性： 根据分析， 单一判断可能会产生相关结果出现粗差， 可以采用相关系数、相位系数的一阶差分、目标区与搜索区像元灰度的方差、相邻相关点的 视差之差以及相关点位与预测点为之差等判据，综合确定相关点位。 粗差剔除：相关结果中粗差是难以避免的，对于相关结果必须进行粗差检测和改正。对于 低反差区域， 难以得到正确的视差； 对于一般地区， 每一个点都可以用附件若干个点的视差， 按二次曲线拟合， 检测该点的视差， 若拟合值与相关结果之差大于 3 倍标准差， 则视为粗差， 并相应地进行改正，这种方法属于后处理，可有效剔除粗差。
第八章数字摄影测量
第八章数字摄影测量§8.1 概述摄影测量的基本任务是从影像中提取几何信息和物理信息。
传统的模拟摄影测量和解析摄影测量方法，都是人工作业完成这两项工作。
在模拟立体测图仪或解析测图仪上进行相对定向、绝对定向、测绘地物与地貌，都需要作业员在双眼立体观察情况下完成。
而数字摄影测量是利用影像相关技术来代替人眼的目视观测、自动识别同名点，实现几何信息的自动提取。
目前，对于物理信息的自动提取，还处于研究阶段，在实际工作中，仍然沿用传统的目视判读方法。
一、数字摄影测量的定义和分类数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字图像处理、计算机视觉、模式识别等多学科的理论与方法，从影像提取所摄对象用数字方式表达的几何和物理信息的摄影测量的分支学科。
它包括计算机辅助测图和影像数字化测图。
1.计算机辅助测图计算机辅助测图又称为数字测图，是利用解析测图仪或具有机助系统的模拟测图仪，进行数据采集和数据处理，测绘数字地图，制作数字高程模型，建立测量数据库。
如果需要，也可用数控绘图仪输出线划图，或用数控正射投影仪输出正射影像图，或用打印机打印各种表格。
计算机辅助测图系统所处理的依然是传统的像片，且对影像的处理仍然需要人眼的立体量测，计算机则起数据记录与辅助处理的作用，是一种半自动化的方式。
计算机辅助测图是摄影测量从解析向数字的过渡阶段所采用的技术。
2.影像数字化测图影像数字化测图是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，由计算机视觉代替人眼进行立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。
此时不再需要传统的光学和机械仪器，不再采用传统的人工操作方式而是自动化的方式。
若处理的原始资料是传统的模拟像片，则要用高精度的影像数字化仪对其数字化，获得数字影像。
按对影像进行数字化的程度，影像数字化测图又可分为混合数字摄影测量和全数字摄影测量。
混合数字摄影测量系统是在解析测图仪上安装一对CCD数字相机，对要进行量测的局部影像进行数字化，然后由数字相关(匹配)方式获得点的空间坐标。
7全数字摄影测量基础解析
第三节 基于灰度的 数字影像相关
主要内容
概念 基于灰度的数字影像相关 基于灰度的数字影像相关方法
一. 影像相关
影像匹配
立体测图的关键：寻找同名像点在左右像片上的位 置。
模拟测图：是作业人员通过双眼不断地在左右像片 上寻找同名像点。
数字摄影测量中，以影像匹配的方法自动确定同名 像点。
左片
几何改正
右片
最
重采样
小
二
辐射畸变改正
乘
法
匹是否迭代ຫໍສະໝຸດ 配流计算最佳
程
计算参数值
匹配的点位
图
结束
三. 基于灰度的数字影像相关方法
➢二维最小二乘影像相关
➢系数 c1 1 c2 g2
c4
g2 x2
x2 a1
xg x
c6
g2 y2
y2 b0
g y
c8
g2 y2
y2 b2
yg y
c3
g2 x2
x2 a0
三. 基于灰度的数字影像相关方法
➢二维最小二乘影像相关
➢数学模型：
➢几何变形的一次畸变 x2 a0 a1x a2 y y2 b0 b1x b2 y
(8-17)
➢线性灰度畸变
g1(x, y) n1(x, y) h0 h1g2 (x2 , y2 ) n2 (x, y)
(8-18)
h0 h1g2 (a0 a1x a2 y, b0 b1x b2 y) n2 (x, y)
一. 影像相关
影像匹配
影像相关是利用互相关函数，评价两块影像的相似 性以确定同名点。
首先，取出其中以待定点为中心的小区域中的影像 信号，然后，取出其在另一幅影像中相应区域的影 像信号，计算两者的相关函数，以相关函数最大值 对应的相应区域中心点为同名点。
数字摄影测量总结
第九章1、数字微分纠正的概念根据有关的参数与数字地面模型，利用相应的构像方程式，或者按一定的数学模型，将原始构像的非正射投影的数字影像变换为正射投影的数字影像，这个过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行的，且使用的是数字处理方式，故称为数字微分纠正或者数字纠正。
2、框幅式中心投影影像的数字微分纠正的方法和流程反解法流程：1）计算地面点坐标。
根据正射影像左下角图框点地面坐标与正射影像的的比例尺分母计算出P 点对应的地面坐标；2）计算像点坐标坐标。
利用共线方程以及DEM 内插的高程计算出相应的像点坐标；3）灰度内插。
4）灰度赋值。
3、如给定RPC 模型，会进行卫星影像的数字微分纠正第八章1、数字高程模型的概念数字高程模型DEM 或DHM 是表示区域D 上地形的三维向量有限序列。
2、数字高程模型的内插方法一、移动曲面拟合法a 建立局部坐标。
对DEM 的每一个格网点，将坐标原点移动到该DEM 格网点P ；b 选取邻近数据点。
c 列出误差方程式（有6个参数，所以至少要选取6个数据点，但实际计算时，为了提高精度一般选择的数据点个数都大于6个，然后建立误差方程式）局部函数d 数据点的权值计算（反映改点与待定点之间的相关程度。
应该和改点与待定点之间的距离成反比。
） e 法化求解二、多面函数法DEM 内插A 写出核函数。
B 建立误差方程C 法化求解D 任意一点的高程E 多面函数法解算三、有限元法DEM 内插用大量的有限面积单元来趋近曲面a 一次样条有限元DEM 内插。
方法类似于双线性插值。
b 断裂线的处理1） 做线性内插。
为了突出断裂线所显示的特征，可在原始采集的数据点的基础上进行线性内插，加密断裂线点；2） 将计算单元按照断裂线划分成子区域； RY X d i i i <+=22FEy Dx Cy Bxy Ax Z +++++=22F E Y D X C Y B Y X A X v i i i i i i i +++++=223）分子区内插原则：不属于该区的数据点不参与该区的平差计算。
数字摄影测量
1.摄影机与被摄物体距离的远近分类：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。
用途分类：地形摄影测量，非地形摄影测量。
技术手段（摄影测量发展时间先后）：模拟摄影测量，解析摄影测量，数字摄影测量。
2.摄影机按使用目的可分为专业摄影机和普通摄像机俩大类。
3.量测用摄影机的特征:a 量测用摄影机的像距是一个固定的已知值 b 摄影机像面框架上有无框标标志是区分量测用摄影机和非量测用摄像机的重要标志c 量测用摄影机的内方位元素的数值是已知的。
4.摄影测量就是6摄影测量对空中摄影基本要求：a像片倾斜角：按规定要求像片倾斜角又应小于2°~3°（竖直摄影）。
b摄影航高。
c摄影比例尺：考虑成图比例尺，摄影测量内业成图方法和成图精度等因素，另外还要考虑经济性和舍友资料的可使用性。
1/m=f/H（m为航摄比例尺粉木，f为航摄仪主距，H为摄影航高）。
d像片重叠度：航向重叠度：px%= px/lx*100% 60%~65% 最小不能小于53%；旁向重叠度：pt%=px/ly*100% 30%~35% 最小不能小于15%。
e摄影基线：沿航线仿效两相邻摄影站之间的距离称为摄影基线。
f航高差：同一航线内最大航高与最小航高之差不得大于30m，摄影区域内实际航高与设计航高之差不得大于50m。
g航带弯曲度：航带弯曲度一般规定不得超过30%。
h像片旋偏角：一般要求小于6°，个别最大不应大于8°。
根据被摄物体在像片上的构想规律及物体与对应影像之间的几何关系和代数关系，获取被摄物体的几何属性和物理属性。
5.地形图是正射投影（又叫平行投影，垂直投影），若投影光线组中所有光线相互平行且垂直于摄影平面成为正射投影同侧正片，异测负片。
6.摄影测量中常用坐标系分为两大类:1.用于描述像点位置的像方空间坐标系 2.用于描述地面店位置的物方空间坐标系。
像方空间坐标系 1.像平面坐标系 a.框标坐标系 b.像平面直角坐标系；2.像空间坐标系；3.像空间辅助坐标系。