摄影测量影像获取
摄影测量与遥感：影像获取
✓ 摄影物体再感光材料上的影像是摄影所获得的成果，此成果统称为像片。
A
摄影物镜
4
1 23
成 像
B' 平
面
5
（ 相
A'
框 平
面
）
B
2.2.1 摄影原理
针孔成像
2.2.1 摄影原理
相机成像原理
2.2.1 摄影原理
摄影原理
2.2.1 摄影原理
✓ 根据小孔成像原理，用一个摄影物镜代替小孔，在像面处放置感光材料，物体的投射
光线经摄影物镜后聚集于感光材料上，感光材料受成像光线的光化学作用后生产潜像， 在再像经平摄面影处处放理置得感到光光材学料影，像物，体这的一入过射程光称线为经摄物影镜。后投射到感光材料上，经摄影处理
照相机取景框光路图
近景摄影测量技术介绍
近景摄影测量技术介绍摄影测量是一种通过摄影设备来获取地面上物体位置、形状和尺寸等信息的测量方法。
近景摄影测量技术，顾名思义，是指在短距离范围内进行摄影测量的一种方法。
本文将对近景摄影测量技术进行介绍，包括其原理、应用范围以及发展趋势。
一、近景摄影测量技术的原理近景摄影测量技术的原理基于摄影测量的基本原理，主要包括影像采集、像点匹配和三维坐标计算三个过程。
首先，影像采集是指使用摄影设备（如照相机或无人机）对目标区域进行拍摄，获取目标区域的影像数据。
这些数据可以通过摄影机的光学镜头或传感器捕获，并转化为数字图像。
其中，近景摄影测量技术常常使用高分辨率的数字相机或者已经预先标定的无人机。
其次，像点匹配是指对采集到的影像进行处理，找到其中的特征点并将其进行匹配。
这个过程需要使用计算机算法来进行，例如特征提取和特征匹配。
通过像点匹配，可以精确地确定同一个物体在不同影像中的位置，为三维坐标计算奠定基础。
最后，三维坐标计算是将匹配的像点转化为真实世界中的三维坐标。
这一过程涉及到摄影测量中的数学和几何转换，通过计算并解算一系列的几何方程，可以确定目标物体在三维坐标系中的位置和形态。
二、近景摄影测量技术的应用范围近景摄影测量技术在诸多领域具有广泛的应用。
下面介绍其中几个典型的应用领域。
1. 地质勘探与矿产资源评估：近景摄影测量技术可以用于对地质构造和地表地貌等进行测量和分析，以提供地质和矿产资源评估的依据。
通过高分辨率的影像数据，可以准确获取地质构造的信息，并研究矿产资源的分布情况和潜力。
2. 建筑与文化遗产保护：近景摄影测量技术可以对建筑物和文化遗产进行高精度的测量和保护。
利用三维坐标计算，可以获取建筑物的尺寸和形态等信息，辅助建筑设计和文物保护工作。
3. 城市规划与土地管理：近景摄影测量技术可以用于城市规划和土地管理。
通过获取城市区域的影像数据和三维信息，可以进行土地利用规划、道路设计和建筑物布局等工作，提高土地利用效率和城市规划的科学性。
摄影测量基本原理
摄影测量是利用摄影手段获取被测物体的影像数据，经过处理和分析，确定被测物体的形状、大小、位置和其他几何特征的技术。
其基本原理包括以下几个方面：
1. 透视投影原理：相机通过透镜将三维空间中的物体映射到二维影像平面上，这个过程遵循透视投影原理。
根据透视投影原理，可以确定物体在影像中的坐标和尺寸关系。
2. 共线方程：共线方程是摄影测量中的基本关系式，它描述了像点、摄影中心和物点之间的几何关系。
通过共线方程，可以根据像点的坐标和已知的摄影参数，计算出物点的坐标。
3. 光束法平差：光束法平差是摄影测量中的一种重要数据处理方法。
它通过最小二乘法对观测数据进行平差计算，同时考虑相机的内方位元素和物点的坐标，以提高测量的精度和可靠性。
4. 立体视觉原理：通过在不同位置拍摄同一物体的两张或多张影像，可以利用人眼或计算机的立体视觉原理，重建物体的三维形状和空间位置。
5. 地面控制点：为了提高摄影测量的精度，通常需要在实地测量一些地面控制点的坐标，并将其与摄影测量获得的坐标进行联合解算，以修正测量误差。
6. 数字摄影测量：现代摄影测量技术通常采用数字摄影设备获取影像数据，并利用计算机和相关软件进行处理和分析，实现自动化测量和数据处理。
总之，摄影测量的基本原理是利用相机拍摄的影像数据，结合透视投影原理、共线方程、光束法平差和立体视觉原理等，计算出被测物体的空间位置和几何特征。
摄影测量中的影像处理流程与技巧
摄影测量中的影像处理流程与技巧摄影测量是一门通过使用相机和其它测量设备来获取地表和地物三维空间信息的科学与技术。
在摄影测量中，影像处理是至关重要的一步，它涉及到图像的预处理、特征提取、匹配和三维重建等多个方面。
本文将介绍摄影测量中影像处理的流程和一些技巧。
首先，影像处理的第一步是图像的预处理。
预处理主要包括图像的几何校正和辐射校正。
几何校正是为了纠正图像中的形变和失真，使得图像中的地物能够保持准确的形状和位置。
常用的几何校正方法包括图像的去畸变、切变和拉伸等操作。
辐射校正则是为了消除图像中由于光照不均匀、传感器响应差异等因素引起的亮度变化，使得图像中的地物能够有准确的亮度和对比度。
接下来是特征提取的步骤。
特征提取是为了从图像中提取出地物的特征点或特征区域，以供后续的匹配和重建使用。
常用的特征提取方法有角点检测、边缘检测和纹理分析等。
角点是一种具有明显角度变化的区域，它们在图像中具有较好的区分度，可以被用作地物匹配的特征点。
边缘是图像中明暗变化较为明显的地方，通过边缘检测可以提取出地物的轮廓信息。
纹理分析则是通过对图像中的纹理区域进行特征提取，例如纹理的方向、频率和对比度等。
特征提取之后就是匹配的过程。
匹配是将不同图像之间的特征点或特征区域进行对应的过程。
常用的匹配方法有基于相似度的匹配和基于几何约束的匹配。
基于相似度的匹配是通过计算特征之间的相似度来进行匹配的，例如计算特征点之间的距离或相似度。
基于几何约束的匹配则是利用地物之间的几何关系来进行匹配，例如地物之间的距离、角度和投影关系等。
匹配的目标是确定不同图像之间地物的对应关系，为后续的三维重建提供基础数据。
最后是三维重建的过程。
三维重建是根据不同图像之间的对应关系，推导出地物的三维空间坐标。
常用的三维重建方法有三角测量法、立体匹配法和结构从运动法等。
三角测量法是利用不同图像中的特征点之间的三角关系来进行三维重建的，例如通过计算特征点之间的距离和角度来确定地物的三维坐标。
三维摄影测量原理
三维摄影测量原理
三维摄影测量原理是通过摄影测量方法来获取物体在三维空间中的几何形状和位置信息的原理。
其基本思想是通过对物体进行摄影，利用摄影测量技术进行图像的解析和分析，从而推导出物体的三维坐标。
具体而言，三维摄影测量原理主要包括以下几个步骤：
1. 摄影：通过摄影设备（如相机、无人机等）对目标物体进行拍摄，获取多幅或连续的影像。
摄影时要注意控制摄影机的内外参数，以及影像的重叠度和角度。
2. 影像处理：对摄影所得的影像进行预处理，包括去畸变、配准、裁剪等操作，使得影像能够符合后续处理的要求。
3. 特征提取与匹配：对于每幅影像，通过图像处理算法提取出物体上的特征点，如角点、边缘等，并进行特征点匹配，建立不同影像之间的对应关系。
4. 空间三角测量：根据影像的几何关系，通过三角测量原理计算出特征点的三维坐标。
常用的方法有立体像对法、空间后方交会法等。
5. 数据处理与精度评定：将三维坐标数据进行处理，包括误差平差、精度评定等，获取最终的三维模型或地理信息。
通过以上步骤，可以实现对物体的三维形状和位置进行测量和建模，广泛应用于地理测量、土地规划、建筑设计、工程监测等领域。
摄影测量的概念
摄影测量的概念
摄影测量是一种利用摄影技术获得地表对象三维空间坐标信息的测量方法。
它结合了摄影、测量和地理信息系统（GIS）等领域的知识和技术，可以用于获取地表地貌、建筑物、工程设施等对象的尺寸、位置、形状等信息。
摄影测量的基本原理是通过相机拍摄地面图像，并使用特定的测量方法来推导出地面对象的空间位置。
摄影测量通常涉及以下几个主要步骤：
摄影计划：确定摄影位置（相机和航空摄影机或卫星的位置）、拍摄角度和方向，并考虑地形、对象特征和目标精度等因素。
摄影测量数据采集：使用航空摄影、卫星或其他影像获取设备进行图像数据的采集。
可以通过单目或多目摄影、遥感技术等不同方式进行。
地面控制点：设置地面控制点（Ground Control Points，GCPs），通过在地面上测量已知坐标的控制点，来提供空间参考和校正图像。
三角测量：利用图像上的对象特征和地面控制点，在图像上进行三角剖分，推导出地面对象的三维坐标。
摄影测量数据处理：对采集的图像数据进行几何校正、配准、影像处理等处理步骤，得到具有空间坐
标信息的影像数据。
拓扑和数据管理：在摄影测量数据的基础上，进行地理信息系统（GIS）数据的拓扑建立和管理，提供地理空间数据的分析和查询能力。
摄影测量在测绘、土地管理、城市规划、环境监测、灾害评估等领域具有广泛的应用。
它可以提供高精度的地理空间数据，为决策和规划提供可靠的基础，同时也为地理信息系统的建立和更新提供数据支持。
摄影测量的工作流程
摄影测量的工作流程摄影测量是一种利用摄影测量原理和技术手段进行测量的方法，主要用于获取地物的位置、形状和尺寸信息。
它的工作流程主要包括摄影测量准备、摄影测量数据采集、摄影测量数据处理和摄影测量结果分析几个步骤。
一、摄影测量准备摄影测量的准备工作是确保测量的顺利进行的基础。
首先需要制定测量任务，明确测量的目标和要求。
然后，根据任务要求选择合适的摄影测量仪器设备，包括摄影机、航摄仪、测量仪等。
同时，还需要选择合适的测量控制点，确定控制点的位置和数量，并进行控制点的标志和测量。
最后，根据测量任务的要求，制定合理的实地工作计划。
二、摄影测量数据采集摄影测量数据采集是指在实地进行摄影测量的过程。
首先，根据实地工作计划，组织摄影测量人员进行航摄或地面摄影。
在航摄过程中，需要根据摄影测量的要求确定飞行高度、摄影间隔和飞行速度等参数，并保证航摄过程中的摄影仪器稳定。
在地面摄影过程中，需要根据要求选择合适的摄影角度和位置，并保持摄影机的稳定。
同时，还需要注意光线条件和气象因素对摄影质量的影响。
三、摄影测量数据处理摄影测量数据处理是指将采集到的摄影测量数据进行处理和分析的过程。
首先，需要进行摄影测量数据的几何校正，包括摄影测量平差、像控点的标定和外方位元素的确定等。
然后，根据摄影测量的原理和方法，进行像片的解析和影像的测量，得到物点的坐标和高程等信息。
最后，根据测量的要求，对测量结果进行精度评定和质量控制。
四、摄影测量结果分析摄影测量结果分析是指对摄影测量的结果进行分析和应用的过程。
首先，需要对测量结果进行统计和分析，得到地物的位置、形状和尺寸等信息。
然后，根据测量结果，进行地图制图和图像处理等工作，生成地形图、地形模型和三维模型等产品。
最后，根据测量结果的可视化效果和精度评定，进行结果的应用和展示。
摄影测量的工作流程包括摄影测量准备、摄影测量数据采集、摄影测量数据处理和摄影测量结果分析几个主要步骤。
每个步骤都有其具体的要求和操作方法，需要进行细致、严谨的工作才能得到准确可靠的测量结果。
如何进行航空摄影测量和影像处理
如何进行航空摄影测量和影像处理摘要：本文将介绍如何进行航空摄影测量和影像处理。
首先，将简要介绍航空摄影测量的原理和技术。
接着，将介绍摄影测量中常用的航空影像获取方法，并解释如何选择合适的摄影仪器和参数。
然后，将详细描述摄影测量的数据准备和处理步骤，包括摄影控制点的布设、像片室内外定向和数字摄影测量模型的建立。
最后，将探讨影像处理的基本原理和常用技术，包括图像增强、建筑物提取和三维重建。
通过本文的阐述，读者将能够了解整个航空摄影测量和影像处理流程，并具备一定的实践能力。
一、航空摄影测量的原理和技术航空摄影测量是一种利用航空影像进行地物测量的方法。
它利用航空摄影机从高空拍摄地面影像，再通过一系列的测量和处理步骤，获取地面上物体的准确位置和形态信息。
航空摄影测量的核心原理是相对位置的测量。
通过摄影机的前方交会几何原理，将地面上的物体影像与空中像片上的控制点进行测量和匹配，从而确定物体的几何位置。
同时，航空摄影测量还依赖于像片定向方法，通过外业摄像控制点和内业像点测量，建立摄影测量模型，进行像点坐标的计算和像片的定向。
航空摄影测量技术的应用非常广泛。
它被广泛应用于土地利用规划、城市建设、资源管理、环境监测等领域。
同时，随着无人机的发展，航空摄影测量技术也得到了进一步的发展和应用，成为现代地理信息系统的重要组成部分。
二、航空影像获取方法及仪器选择航空影像获取是航空摄影测量的关键步骤之一。
通常，可以通过多种方式获取航空影像，包括有人飞行器、无人飞行器和卫星影像，具体选择方法需要根据测量需要、成本和时间等因素进行决策。
有人飞行器一直是获取航空影像的主要方式。
传统的有人飞行器包括飞机和直升机，它们通常搭载专业的航空摄影仪器，能够获取高分辨率的航空影像。
无人飞行器是近年来发展起来的一种获取航空影像的新兴方式。
它们可以实现低空飞行，比有人飞行器更灵活、经济，并且可以搭载高分辨率的数字摄影仪器。
卫星影像则是获取大范围航空影像的一种选择，适用于一些特定的测量需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4k×4k,4368×2912,…… ◆获取影像为彩色数字影像，分辨率较高 ◆无框标，属于非量测数码相机
3、数码航空摄影机
多面阵航空数码相机：直接生产 23cm×23cm的大像
幅的CCD传感器存在技术困难，所以由多个小面阵通过内 视场或者外视场拼接而成的。
3、数码航空摄影机
3、数码航空摄影机
UCD: 是奥地利Vexcel公司于2003年5月推出的大面
阵画幅式相机，传感器单元是基于多镜头和 单镜头多CCD设计的，中间四个镜头共由 9个 CCD构成其子影像拼接后构成 11500*7500 像元 的大面阵全色影像，外面 4个彩色镜头用于获 取多波段影像，记录 R、G、B和近红外波段 影像。
⑧操纵器
⑨座架
⑩减震器
⑾吸气管
5
6
1
11
7 9
10 3 4
2、光学航空摄影机
暗箱的功能： ?容纳底片（ 120米）; ?控制软片按固定长度输送 ; ?使底片在曝光时刻严格展平于焦平面。 座架的功能： ?与减震器相连，减少飞机震动的影响。 ?它还能使航摄仪相对于飞行方向定向，并
使光轴安置于铅垂的位置。
操纵器： 可以启动和终止航摄仪的工作，控制 摄影的曝光时间和调整航摄仪的工作速度。
2、光学航空摄影机
摄影测量中摄影机的作用除了获取影像外，还 起着测量仪器的作用。因此，摄影测量 对航摄仪 有特殊的要求 。（目的：影像要有清晰而精确的 几何特性 和良好的 判读性能）
1、物镜的分解力必须很高，象差要校正得好，特别是畸变差，直 接影响到成图精度，应该得到非常严格的控制。 2、物镜的透光力要强，焦面照度要分布均匀，光学影像反差的能 力要大。 3、结实耐用，要有良好的减震作用，防止影像的模糊。 4、不允许有像点移位，因此必须有像移补偿装置。并且，航摄仪 的快门必须有较宽的曝光时间变更范围（1/100~1/1000秒）。 5、压平系统应使航摄软片完全吻合于贴附框平面。 6、内方位元素必须精确确定。
按像场角分：
?窄角（ 2? <50） ?常角（50<2? <75） ?宽角（75<2? <100） ?特宽角（100<2? <120） ?超宽角（120<2? ）
按焦距分：
? 短焦距（f < 150mm） ? 中焦距（ 150mm< f < 300mm） ? 长焦距（f＞300mm）
2、光学航空摄影机
光圈： 用于调整通过镜头的
光线，光圈大小以相对 孔径（光圈直径/镜头 焦距）来标识；相机的 快门控制胶片的曝光时 间长短，以实际曝光时 间的倒数为标志；光圈 大小和快门速度配合控 制正确的曝光量，得到 满意的影像质量。
1、普通照相机简介
记录装置： 感光底片： 是摄影的最终载体，标识的参数较
多，一般人们多关心感光度。 存储设备： 数码相机专用。
个机械标志(每边一个)。
光学框标 ：设在承片框四角上用以确定像平面直角坐标和像主
点的交叉短线状的分划板(或缝隙)在相片上的成像。
1
2
2
1
3
2、光学航空摄影机
机械框标
光学框标
2、光学航空摄影机
物镜中心S：即物镜的节点。 物镜的主光轴：各个透镜的光学中心位于同一直线上，这条直
线即为物镜的主光轴。（像平面与物镜的主光轴相垂直）
像片主点：摄影机的主光轴与像平面的交点。 摄影机主距：摄影机物镜后节点到像片主点的垂距，也称像片
主距，用f表示。（主距不等于相机的焦距）
像片主距：物镜节点到像平面的距离。 摄影机焦距：物镜节点到焦点的距离
2、光学航空摄影机
按像幅分：
? 小像幅（18cm*18cm） ? 正常像幅（23cm*23cm） ? 大像幅（30cm*30cm）
多面阵航空数码相机的特点：
◆像幅增大，地面覆盖面积增大，工作效率提高； ◆摄影基线变长，提高成图精度；
3、数码航空摄影机
常见的多面阵航空数码相机：
DMC：数字航摄相机系统（ Digital Mapping Camera
System：DMC）是美国Z/I imaging 公司研制的多 光谱全数字航空摄影测量相机， DMC是基于面阵 CCD技术由4个4K×7K的全色模块和 4个3K×2K的 多光谱模块相机组成。并获取 4幅单个影像，拼 接成为 13500 ×7500 像素的虚拟影像。
RC30航空相机—组成及附件
PAV30 陀 螺 稳定
平台
ASCOT导航仪 1.机载GPS天线 2.带有PAV30的RC30相 机 3.带有GPS的ASCOT系统 4.GPS参考 站 5.数据处理软件
3、数码航空摄影机
● 单面阵航空数码相机 ● 多面阵航空数码相机 ● 线阵航空数码相机
ห้องสมุดไป่ตู้ 3、数码航空摄影机
1、普通照相机简介
相机结构： 镜箱（物镜）、镜头、 底片盒、快门、快门控制结构、光 圈、光圈控制结构、取景器等主要 部件组成。
1、普通照相机简介
镜头： 是相机的成像部分，影像的质量主要取 决于镜头的光学质量，镜头由多片球面或非球 面光学玻璃透镜组成，镜头的像距通过调焦环 来改变，使得构像清晰。
1、普通照相机简介
复习
第二章 影像获取
一、航空摄影机简介
1、普通照相机简介（补充） 2、光学航空摄影机 3、数码航空摄影机 ● 单面阵航空数码相机 ● 多面阵航空数码相机 ● 线阵航空数码相机
一、航空摄影机简介
1、普通照相机简介 2、光学航空摄影机 3、数码航空摄影机 ● 单面阵航空数码相机 ●多面阵航空数码相机 ● 线阵航空数码相机
2、光学航空摄影机
几个相关的概念：
像平面：物镜筒和暗箱的衔接处有一个金属的贴附框架，框架的 四边严格地处于同一平面内，即像平面。
框标：它是物镜筒和暗箱的衔接的贴附框架的每一个边中点，或
者框架的四角上。为了摄影处理中进行像片的内定向。框标的连 线正交，交点为像片的几何中心。
机械框标 ：承片框上用以确定像平面直角坐标系和像主点的四
2、光学航空摄影机
航摄相机定义：安装在飞机上对地面能自 动进行连续摄影的摄影机。
所摄取的影像能满足量测和判读的要求。 具有较高的光学性能，摄影过程高度自动化。 光学航摄相机属于量测相机（内方位元素已知）。
2、光学航空摄影机
光学航摄相机基本结构
①外壳
②镜筒
③物镜
④滤光片
⑤暗匣
⑥压片机构
8
⑦卷片轴
2