摄影测量系统
摄影测量系统
摄影测量系统是一种利用数字摄影测量技术进行测量和建
模的系统。
它通过摄影测量的原理，利用摄影测量仪器
（如数码相机）拍摄物体或场景的照片，并通过图像处理
和测量算法，获取物体或场景的空间位置和尺寸等测量信息。
摄影测量系统广泛应用于地理测绘、工程测量、地质勘探、建筑设计、文物保护等领域。
它具有非接触性、高效性、
高精度等特点，能够快速获取大量的测量数据，并进行三
维建模、变形监测、移动性分析等应用。
摄影测量系统一般由硬件设备和软件系统组成。
硬件设备
包括摄影测量仪器（如数码相机、全景相机）、激光扫描
仪等。
软件系统包括图像处理软件、测量算法、三维建模
软件等。
摄影测量系统的工作流程一般包括相机标定、图像采集、
图像匹配、测量计算和三维建模等步骤。
通过对图像进行
处理和测量算法的运算，可以得到物体或场景的三维坐标、尺寸、形状等信息，并进行可视化展示和分析。
总之，摄影测量系统是一种利用数字摄影测量技术进行测
量和建模的系统，具有广泛的应用领域和重要的科学研究
价值。
第十一章数字摄影测量系统
2）软件
（1）计算机操作系统
（2）专业软件
（3）辅助功能软件 数据输入输出
数据格式转换
注记
辅助功能软件
质量报告 图廓整饰
人机交互
二、数字摄影测量系统的组成与功能
影 像 数 字 化
影 像 处 理
量 测
单像 双像 多像
影 核影 像 线像 定 影匹 向 像配
自建 动立 空数 中字 三高 角程 测模 量型
内定向
相对定向 绝对定向
选点、转点 模型连接、 区域网平差 粗差剔除等
二、数字摄影测量系统的组成与功能
自 动 绘 制 等 高 线
制 作
正 射 影 像
两种 方法
正 射 影 像 镶 嵌 与 修 补
数 字 测 图
制
作制
制 作
影 像 地 图
透 视 图 、 景 观 图
作 立 体 匹 配 片
几何 色彩 无缝镶嵌
要素 半自动 提取
正射影像的生成
等高线生成及自动注记
正射影像镶嵌
等高线编辑
四．数字摄影测量系统产品简介
正射影像图
等高线要素
地物要素
地图整饰
四．数字摄影测量系统产品简介
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作业： 一、问答题
1.数字摄影测量系统分类有哪两种？ 2.数字摄影测量系统有哪些硬件组成？ 3.数字摄影测量系统有哪些软件组成？ 4.数字摄影测量系统有哪些硬件和哪些软件组成？ 5.数字摄影测量系统有哪些主要功能？ 6.数字摄影测量系统有哪些作业方式？ 7.“4D”产品包括哪些？ 8.目前混合型数字摄影测量系统有哪些？ 9.目前主要有哪些全数字型数字摄影测量系统？
第十一章 数字摄影测量系统
本章提要
全数字摄影测量系统VirtuoZo
全数字摄影测量系统VirtuoZo “全数字摄影测量系统VirtuoZo”使用操作指南时间:2009-5-20 17:18:33 点击:352“全数字摄影测量系统VirtuoZo”使用操作指南双击快捷图标或运行 Bin 目录下的可执行程序 VirtuoZoNT.exe。
屏幕将显示系统主界面，界面上方是菜单条，中央为工作区，下方为状态条。
一、设置测图区域单击“文件:打开测区”菜单项，系统弹出对话框，让用户输入(或选择)测区文件名。
若用户输入的测区文件 <测区文件名>.blk 不存在，系统弹出设置测区对话框，如图。
对话框中各参数的具体填写方法请参见参数设置说明。
参数输入成功后，系统将自动建立该新测区。
以后的操作均对此测区进行。
若输入的测区文件<测区文件名>.blk 已经存在，则系统打开该测区。
以后系统的操作均对此测区进行。
按照教员提供的参数设置测区相关文件。
1、测区目录和文件包括:主目录:输入测区所在的目录。
此项在测区建立后变灰，用户不能再进行修改。
控制点文件:输入控制点文件名。
可直接输入控制点文件名，或单击文本框右侧的文件查找按钮，选择已建立的当前测区的控制点文件。
加密点文件:输入模型控制点文件名。
可直接输入模型控制点文件名，或单击文本框右侧的文件查找按钮，选择已建立的模型控制点文件。
模型控制点通常就是空中三角测量平差解算出来的加密点。
相机检校文件:输入相机检校文件名。
建议根据使用的相机类型命名，如RC10.cmr。
2、基本参数摄影比例:摄影比例尺分母。
航带数:测区的航带数目。
影像类型:原始的影像类型有六种。
它们依次是量测相机、非量测相机、卫星影像、IKONOS 影像、QuickBird 影像和可量测数码相机。
3、缺省测区参数设置包括:DEM 格网间隔:设置 DEM 格网间隔，间隔的单位与控制点单位相同。
等高线间距:设置等高线间距，其单位与控制点单位相同。
DEM 旋转:设置 DEM旋转或不旋转。
摄影测量坐标系
原点：投影中心S x、y轴：分别平行于o-xy的坐标轴 z轴：主光轴方向（os方向为正）
a（x,y,-f）
像
zy x
空
s
间
直
y ox
角
a
坐
标
系
a(x,y,-f)
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第三章 摄影测量基础知识
§3-4 摄影测量常用的坐标系统
三、像空间辅助坐标系（ S-XYZ ）
S
一
像
yf
片 内
o y0
x
p x0
方
位 元
内方位元素（x0,y0,f）可恢复摄影光束
确定摄影瞬间像片在地面坐标系中空间位置和姿态的参数
1、外方位线元素：描述
二 摄影中心在地面空间直角 s
像 坐标系中的位置(Xs、Ys、 Zs)
片
外
Z
方
Zs
Y
位
元 素
Xs
Ys
D
o
2、外方位角元 素：描述像片在 摄影瞬间的空间
arctg ( b 3 ) c3
arcsin( a 3 ) arctg ( a 2 )
a1
3、以Z 轴为主轴的A--v系统的坐标变换
X
x x
Y
RAR
Rv
y
Ry
Z
z z
R RARRv
cosA sinA 0 1 0
0 cosv sinv 0
sinA cosA 00 cos sinsinv cosv 0
arctg ( a 3 ) c3
arcsin( b 3 ) arctg ( b 1 )
b2
2、以X 轴为主轴的’-’-’转角系统的坐标变换
摄影测量系统
摄影测量系统摄影测量系统是一种用于测量和分析地物和地形的工具，利用摄影机和相关软件技术对地面进行高精度的测量和分析。
摄影测量系统已经被广泛应用于地理信息系统、测绘工程、城市规划、土地利用等领域，其应用范围越来越广泛，成为现代测绘与地理信息科学的重要组成部分。
摄影测量系统主要包括摄影测量仪、数字相机、图像处理软件以及相关配套设备。
摄影测量仪是摄影测量系统的核心部件，它通过测量摄影机的姿态和位姿，获取摄影机与地面目标的空间关系，然后通过图像处理软件对相片进行处理和分析，得到地面地物和地形的几何信息。
数字相机是摄影测量系统的改进之一，相较于传统的相机，数字相机能够提供更高分辨率的图像，更准确的颜色信息和更好的图像稳定性。
摄影测量系统的工作原理是基于摄影测量原理，包括单片影像的内方位元素测量和外方位元素测量。
内方位元素测量是指通过摄影机的焦距、主点坐标和畸变参数等参数，确定相片中各个点在影像坐标系下的位置。
外方位元素测量是指通过对同一地物在不同影像上的投影坐标进行测量，确定摄影机在空间坐标系下的位置和方位。
在摄影测量系统中，图像处理软件起着至关重要的作用。
图像处理软件能够对摄影测量仪获取的相片进行校正、畸变校正、匹配、投影等操作，从而获取地面地物的几何信息。
图像处理软件也支持立体视觉和三维模型的生成，为地物注释、测量和分析提供了强大的功能。
摄影测量系统的应用非常广泛。
在测绘工程中，摄影测量系统可以用于获取地形高程数据、地物分布信息以及地物三维建模等。
在城市规划中，摄影测量系统可以用于提供城市地标和建筑物的高度、轮廓和立面信息，以及道路和水域等的分布情况。
在土地利用和环境保护中，摄影测量系统可以用于监测和分析土地利用的变化、植被的生长与退化情况等。
此外，摄影测量系统还可以应用于地质勘探、交通规划、遥感影像分析等领域。
虽然摄影测量系统在测量和分析地物地理信息方面具有很大的优势，但也存在一些挑战和限制。
首先，摄影测量系统的高精度和高分辨率要求较高的硬件设备和软件支持，成本较高。
摄影测量系统分类与介绍
一VirtuoZo NT 系统国内单机VirtuoZo NT 系统是适普软件有限公司与武汉大学遥感学院共同研制的全数字摄影测量系统，属世界同类产品的五大名牌之一。
此系统是基于WindowsNT的全数字摄影测量系统，利用数字影像或数字化影像完成摄影测量作业。
由计算机视觉（其核心是影像匹配与影像识别）代替人眼的立体量测与识别，不再需要传统的光机仪器。
从原始资料、中间成果及最后产品等都是以数字形式，克服了传统摄影测量只能生产单一线划图的缺点，可生产出多种数字产品，如数字高程模型、数字正射影像、数字线划图、景观图等，并提供各种工程设计所需的三维信息、各种信息系统数据库所需的空间信息。
VirtuoZo NT 不仅在国内已成为各测绘部门从模拟摄影测量走向数字摄影测量更新换代的主要装备，而且也被世界诸多国家和地区所采用。
（本段摘自《VirtuoZo七步教学手册》）VirtuoZo软件的诞生，张祖勋院士功不可没。
可以说，整个软件的设计与开发，张院士起到带头作用。
张院士回忆起了将VirtuoZo推向世界的过程。
他告诉大家，VirtuoZo的推广和应用，彻底简化了数字摄影测量的仪器设备，改变了摄影测量的“贵族”身份。
过去只有极少数院校能进行摄影测量教学，而有了VirtuoZo，目前已有约４０所院校能进行这项教学。
它还促使中国摄影测量生产方式完全改变，生产规模扩大，产值大幅度提高，促进了摄影测量的跨越式发展。
２００２年国际摄影测量与遥感学会原主席、东京大学教授村井俊治在日本《测量》杂志撰文《中国的ＩＴ行业登陆日本》称：“最先商品化的软件是张祖勋教授开发的利用数字影像匹配进行数字摄影测量的软件，名称叫VirtuoZo，这个软件就是一个数字摄影测量的优秀产品。
我想我们已经到了该向中国学习的时候了。
”谈及此，张院士的脸上洋溢着无限的骄傲与自豪——不是因为个人的成绩与荣誉，而是为中华民族的扬眉吐气。
VirtuoZo NT 基本软件有：〃解算定向参数〃自动空中三角测量〃核线影像重采样〃影像匹配〃生成数字高程模型〃制作数字正射影像〃生成等高线〃制作景观图、DEM 透视图〃等高线叠加正射影像〃基于数字影像的机助量测〃文字注记〃图廓整饰二JX—4A（DPW）国内单机武汉大学于20世纪70年代中期在仅有256K内存的NOVA计算机上开展了全数字化自动测图系统的研究。
数字摄影测量系统
第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统
数字摄影测量系统的任务是利用数字影像或数字化影像完 成摄影测量作业。
根据所处理的影像是部分数字化还是全部数字化可分为混 合型( hybrid)数字摄影测量系统与全数字型数字摄影测量 系统。
在全数字型数字摄影测量系统中，若从影像获取到影像处 理获取目标的三维信息是在一个视频周期(1/30s)内完成， 则属于实时型数字摄影测量系统。
§2.8.1 数字摄影测量系统 四、软件
数字摄影测量系统的软件实际上是解析摄影测量软件与数字 图像处理软件的集合，其主要部分为： 1．定向参数的计算
10
第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统
三、硬件
一般情况下，一台实用数字摄影测量系统的计算机应具有 不低于33MIPS与6MFLOPS的处理速度，配备32MB以上 的内存与1GB以上的硬盘及海量外存贮器（磁带机或光 盘），24bit彩色图像处理板（若希望有动画功能还应带有 Z-buffer）。
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第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统 三、硬件
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第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统 三、硬件
数字摄影测量系统主要由两部分构成：一部分是数字影像 获取装置与成果输出设备；另一部分（也是其核心部分） 是一台计算机及其他外设。实际上，数字影像获取与输出 设备也是计算机的外设。
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第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统
二、作业方式
1．自动化与人工干预
在自动化作业状态下“作业”，应无须任何人工干预。系统无 法处理的问题应自动记录下来留给人工进行后处理，而不能因 此使整个系统停止工作去等待人工干预，系统应能继续正常地 运行下去。人工干预应是自动化处理的“预处理”与“后处 理”。这就意味着：自动化的作业过程与人工干预不是一个交 互的过程，而是分开来的两个部分。人工干预作为自动化系统 的“预处理”与“后处理”以交互方式为自动化作业作准备， 如必要的数据准备、必要的辅助量测工作等及处理自动化过程 所残留的尚无法解决的问题。按此策略设计的数字摄影测量系 统，虽还需要“人工干预”，但它采用批处理方式，能充分发 挥系统的效率。
数字摄影测量系统+MapGIS+ENVI软件介绍
摄影测量系统软件：JX-4C数字摄影测量工作站JX-4C数字摄影测量工作站是由中国测绘科学研究院刘先琳院士主持研制开发的一套半自动化的微机数字摄影测量工作站。
该工作站结合生产单位的作业经验，主要用于各种比例尺的数字高程模型、数字正摄影像、数字线划图生产，是一套实用性强，人机交互功能好，有很强的产品质量控制的数字摄影测量工作站。
JX-4C特点：〃精度高。
子像元级的观测平台保证向量测图可达到很高的精度；采用Tin的立体编辑生成特征线、特征点，使DEM精度高，等高线形态好；由于DEM精度高加上正射纠正采用严密公式解算，使DOM达到很高的质量。
〃JX-4C采用1024 X 768高分辨率的24bit 专业彩色立体图形图像漫游卡，双屏幕显示。
使得系统处理立体影像时，立体影像清晰、稳定，具有不可比拟的优势。
〃JX-4C采用硬件漫游，并行数据传输，传输速率快，漫游速度快，且影像漫游非常平稳。
〃JX-4C在测大比例尺的矢量图时高程可达到很高精度，满足大比例尺规范要求。
〃系统所用的数据格式都采用开放的国际常用的格式。
JX-4C的功能模块：〃3D输入、3D显示驱动模块；〃全自动内定向、相对定向及半自动绝对定向模块；〃影像匹配模块；〃核线纠正及重采样模块；〃Tin及DEM立体编辑模块；〃自动生成DEM及DEM拼接模块；〃自动生成等高线模块；〃自动生成DOM及DOM无缝镶嵌模块；〃整体批处理模块（内定向、相对定向、核线重采样、DEM及DOM等）；〃等高线与立体影像套合及编辑模块；〃向量测图模块；〃地图符号生成器模块；〃栅格地图修测模块；〃Microstation 实时联机测图接口软件和数据转换模块；〃AutoCAD实时联机测图接口模块；〃由Tin生成正射影像模块；〃空三加密数据导入模块；〃摄影中心参数直接安置模块；〃三维立体景观图模块；〃影像处理ImageShop模块；〃数据转换和DEM裁切等多个实用小工具软件。
ImageStation SSK摄影测量系统Intergraph 是目前世界上最大的摄影测量及制图软件的提供商，提供完整的摄影测量解决方案，其ImageStation系列软件已推出二十年以上，具有深厚的理论基础。
inpho 产品介绍
3、作为 inpho 的中国区代理，北京子午空间科 技有限公司将为中国的摄影测量用户提供高质量 的产品和服务
谢
谢 ！
- Where technology comes first
inpho 摄影测量系统介绍
北京子午空间科技有限公司
- Where technology comes first
目 录
一、inpho 公司介绍 二、inpho 摄影测量系统 三、直观的交互式匀色与镶嵌工具(几百幅图像一起匀色) - OrthoVista 四、生产真正的正射影像 (True-OrthoPhoto) - OrthoMaster 五、世界领先的全自动空三软件 - MATCH-AT 六、分布式处理，提高处理速度.成倍节省处理时间 - MATCH-T DSM和 OrthoMaster 七、总结
- Where technology comes f – 网络速度快 (1G bit以上) – 计算单元非常接近服务器 – 快速数据接入
Windows 或 LINUX 文件服务器
计算单元
以网络中的 CPU的数 量来自动分配工作
终端 (管理和提交)
- Where technology comes first
- Where technology comes first
MATCH-AT – 原理
• 三角测量 • 每幅图9个节点 (类似点) 来建立一个相
对定向
• 至少4个控制点来匹配地面坐标系统
空三保存大量的地面控制点做外（相对和绝 对）定向 3 GCP/模型 <=> 4 GCP/区
- Where technology comes first
- Where technology comes first
摄影测量中常用的坐标系统与航摄像片的内外方位元素
新课导入 像点
框标坐标系 关系？
像空间坐标系
S
o
x
y
a
x
关系？
地面辅助坐标系
A
地面点
已知 大地坐标系
如何确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相关 位置关系的参数？
三、航摄像片的内、外方位元素
方位元素：描述摄影机（含航摄像片）姿态的参数
像点 地面点
框标坐标系 关系？
像空间坐标系 关系？
地面辅助坐标系 已知
垂光线Sn之间的夹角
Y
τ：主垂面与地面
摄影测量坐标系的XY 平面的交线与其Y轴的
N
夹角。
像片旋
角v
X v：主
垂面与像片 面的交线 （主纵线） 与像平面坐 标系的y轴
X 之间的夹角。
主垂面 方向角τ
三、航摄像片的内、外方位元素
方位元素：描述摄影机（含航摄像片）姿态的参数
像点 地面点
框标坐标系 关系？
用途 ✓ 表示像点在像平面上的位置
表示：
✓ xoy
y y'
a
x0 o
x
y0
p
x'
一、像方坐标系
1、像平面坐标系
当像主点与框标连线交点不重合时，须将像框标坐
标系原点平移至像主点。
y
像主点坐标系与框标坐标系的转化： y'
a
x0 o
x
y0
p
x'
一、像方坐标系
2、像空间坐标系s-xyz
y y'
s
a
ox y
像空间坐标系 关系？
地面辅助坐标系 已知
地面测量坐标系
内方位元素
外方位元素
摄影测量技术的原理及使用方法
摄影测量技术的原理及使用方法摄影测量技术是一种通过摄影记录和测量图像来获取地物空间位置和形状信息的方法。
它在地理信息系统、城市规划、土地测量、环境监测等领域有着广泛的应用。
本文将介绍摄影测量技术的原理以及其使用方法，并探讨一些相关的应用案例。
一、摄影测量技术的原理摄影测量技术的原理基于摄影测量学的理论，主要包括仪器系统、测量模型和数据处理三个方面。
1. 仪器系统仪器系统是指摄影测量过程中所使用的摄影测量仪器，包括航空相机和地面相机。
航空相机主要用于航空摄影测量，地面相机主要用于地面摄影测量。
这些相机能够通过光学透镜将三维空间中的物体映射到二维平面上，形成照片或图像。
2. 测量模型测量模型是指摄影测量技术将物体的三维空间位置和形状信息转换为二维图像的过程。
常用的测量模型包括几何测量模型和影像测量模型。
几何测量模型是基于物体的位置和相机的几何关系进行测量的方法，影像测量模型则是基于图像处理和计算机视觉技术进行测量的方法。
3. 数据处理数据处理是指对摄影测量得到的图像数据进行处理和分析，提取出地物的空间位置和形状信息。
常用的数据处理方法包括像对法、三角测量法、立体像对法等。
这些方法能够从图像中提取出地物的三维坐标、高程、尺寸等信息。
二、摄影测量技术的使用方法摄影测量技术的使用方法主要包括航空摄影测量和地面摄影测量两个方面。
1. 航空摄影测量航空摄影测量是指利用航空相机进行摄影测量的方法。
它通常需要在飞机上搭载航空相机，并利用飞机的高度和速度等参数来获取地物的照片或图像。
在使用航空摄影测量技术时，需要选择合适的航空相机和航空平台，同时对航空相机进行校准和定标，以保证获得精确的测量结果。
2. 地面摄影测量地面摄影测量是指利用地面相机进行摄影测量的方法。
它通常需要在地面上设置相机拍摄地物的照片或图像。
在使用地面摄影测量技术时，需要选择合适的地面相机和测量站点，并进行相机的校准和定标，以保证获得准确的测量结果。