数字摄影测量-第一讲(基本原理)
1.4 建立规则格网DEM
首先利用核线数字相关获得的相应像点坐标及已知的定向参数 （内定向参数和像片的外方 位元素） ， 由前方交会计算像片矩形格网的 DEM， 然后将这些在地面上为随机分布的点 （X、 Y、Z 已知）进行内插，成为地面上规则格网的 DEM，并按先前的变形改正参数对各点高 程进行改正，以进一步消除数字图像的变形。 对各模型的 DEM 进行接边， 剔除粗差并内插正确高程， 接边除取相邻模型的平均值。 DEM 的检查是利用检查点进行的。 剔除粗差是人工量测的， 根据检查点的像坐标和像片的定向参 数，用前方交会公式计算检查点的大地坐标（X、Y、Z）计；利用检查点所在像片格网 DEM 中某一格网四角的大地坐标 （由相关结果所计算） ， 用双线性内插确定检查点的内插值 Z 内插， 计算 Z 计-Z 内插之差，计算所有检查点上高程余差之中误差，用以评定相关的高程精度。
第 2 步：内定向参数的计算 像坐标 x、y 与扫描坐标系 I、J 的关系可用下式计算
x m0 m1 I m2 J y n0 n1 I n2 J
4 个框标的 x、y 由框标坐标检定值得到，I、J 是框标在扫描坐标中坐标。4 个框标可列 8 个方程，用平差方法可求解 6 个内定向参数 m0 、 m1 、 m2 、 n0 、 n1 、 n2 。利用上述公式， 在已知像元的扫描坐标 I、J 时，即可求得其像坐标 x、y。 第 3 步：变形改正设置与计算 变形改正：摄影图像数字化时，数字图像在 x 方向产生变形，除内定向经过仿射变换改正 之外，仍残留部分高次项的影响。改正方法是对控制点用二维数字相关求出视差（像坐标） ， 用空间前方交会计算控制点的大地坐标， 根据高程不符值计算二次多项式改正系数， 在建立 DEM 时用这些系数对高程进行改正。
X M、YM、ZM 求解绝对定向参数 、、、、X 0、Y0、Z0 。
1
<数字摄影测量>
第一讲
基本原理
昆明冶专 GIS 教研室
第 3 步：数字图像处理 数字图像处理包括数字图像像元扫描坐标系排列变换为按核线方向排列， 且对图像进行 增强和特征提取。 为了 按核线重排数字图像：原始数字化图像像元按扫描坐标系 、 轴方向规则排列， 利用相应点比在相应核线上这一几何约束特点， 应重新为原数字图像按核线方向逐条核线排 列，使图像匹配只需在核线方向做一维搜索相应像点。 图像增强处理： 为了改善图像质量和图像匹配的可靠性， 对按核线排列的数字图像进行 图像增强提高反差、特征提取等处理。 第 4 步：建立数字地面模型 建立数字地面模型包括沿核线的一维图像匹配、 计算点的模型坐标、 建立带图像灰度的 数字地面模型。 图像匹配： 目的是用图像匹配算法自动确定密集的相应像点对及其坐标。 通常为了方便 起见， 假定现在左图像上按核线方向构成一个按规则格网排列的二维点阵， 点阵之间根据需 要选定这些点作为已知点，用图像匹配确定其在右图像上相应像点。显然，由于地形起伏和 图像倾斜角的影响，在右图像上相应像点构成半规则格网，即 y 方向是等间隔的，x 方向是 任意的。 确定点的模型坐标： 根据相应像点左右图像的像坐标和相对方向参数计算各点的模型坐 标，显然这些点在模型上是随机分布的。 确定点的地面坐标：根据各点模型坐标和绝对定向参数计算各点的地面坐标。 建立规则格网 DEM：用随机分布的离散点，内插成为地面坐标系中规则排列的各点之 高程，构成数字地面模型 DEM。 第 5 步：生成数字等高线 根据规则格网 DEM，采样一定的差值算法生成数字等高线。具体过程首先在 DEM 中 按规定的等高线间隔跟踪等高线离散点，然后光滑加密形成数字等高线数据。 第 6 步：生成正射数字图像 正射数字图像： 用数字正射投影 （数字微分校正） 技术将原始数字图像校正为正射图像。 如果将数字等高线与数字正射图像套合，即产生带等高线的正射数字图像。
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第一讲
学习要点： 1、 数字摄影测量基本原理； 2、 数字摄影测量处理过程； 3、 数字摄图像内定向； 4、 图像核线数字相关； 5、 图像正射校正处理； 6、 LPS 工程管理器概述
数字摄影测量基本原理
1 数字摄影测量基本原理
由于航空图像和卫星图像的原始数据存在着一定的几何变形， 这种几何变形是由各种各样 的系统误差和非系统误差引起的，诸如相机和传感器的旋转、地形的起伏、地球的曲率、扫 描误差和量测误差等。 如果在没有经过校正处理的图像上直接进行量测， 所获取的空间信息 是不可靠的，其用途是非常有限的。数字摄影测量处理是对遥感图像进行校正的基本方法。
2.1 LPS工程管理器功能概述
要对数字图像进行校正，有多种可供选择的几何模型方法，诸如多项式变换模型、基于 射线的多面体函数、有限元素分析法、共线方程法等，实践中应该根据数据源及数据的可靠 性选择最适合的模型方法。而其中基于共线方程的正射校正方法是 LPS 工程管理器中使用 频率最高、获得结果最可靠的一种方法。该方法将获取图像的传感器或相机旋转、地形位移 及地球曲率等因素，综合在同一模型中进行处理。 LPS 工程管理器的正射校正可以将由于传感器或相机旋转、 地形起伏以及在图像获取和 处理过程中产生的位置误差全部剔除， 生成具有平面无变形的正射图像。 正射图像既具有地 图的几何特性，又具有像片的图像质量，正射图像上的地物位于其正确的位置上，所以正射 图像在几何精度方面等同于传统的线划测量地图。因此 LPS 工程管理器可以作为 GIS 获取 空间信息的理想模块，正射图像可以作为 GIS 信息维护与更新的参考图像，以此为基础再 应用 IMAGINE Vector 模块，可以很容易地获取地物类型信息，并建立与地物类型相关的空 间及非空间特征属性。 当然，借助 LPS 工程管理器进行正射校正处理，需要解决下列一些相关问题。 在野外或室内，通过多种测量手段获取地面控制点（GCP） ； 将地面控制点转移到多幅图像上， 并进行质量控制， 以便检测最终产品的综合精度； 处理各种摄影图像和卫星图像，包括标准航空摄影、数字摄影、成像产品、非专业 的 35mm 相机产品（地面摄影或倾斜摄影） 、SPOT 扫描式图像、桌面扫描图像等。 集成来自于航空摄影、全球定位系统（GPS）和其他摄影测量中的各种定位数据。 完成多幅图像的自动三角测量，实现多幅图像的正射校正处理。 正射图像校正离不开三角测量或工程三角测量。 三角测量就是在一个工程中建立多幅图 像与相机、 传感器模型及地面之间的数学关系， 三角测量的结果将作为正射校正处理所需要 的输入条件。
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<数字摄影测量>
第一讲
基本原理
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LPS 工程管理器对于航空三角测量使用了一种被称为组合分块调整的技术， 使得每幅图 像的内方位元素以及重叠图像之间的关系易于确定， 使图像同名点的确定与量测自动化。 当 某个数据块中涉及多幅图像时，该技术可以极大地简化对获取许多 GCP 点的需要，该技术 具有 5 项独特的功能。 可以很方便地建立多种相机和传感器的模型， 针对特定的相机和传感器建立内方位 几何特征，校正系统误差。 确定工程项目中每幅图想获取时的位置与方向， 导出图像的外方位元素参数， 并极 大地改进正射图像成果图的精度。 确定多幅图像重叠区域的高精度同名点地面坐标，便于从图像中产生地面控制点。 组合分块处理来自整个测区的信息，使用统计技术自动标识、分散或消除误差。 三角测量的结果就在于确定图像的位置和旋转角度，从而获取 DEM 和立体特征。
1.1 数字摄影测量处理过程
数字摄影测量处理的过程一般包含如下 6 个步骤。 第 1 步：图像数字化转换 图像数字化转换的目的是将航空或航天的摄影类图像数字化为数字图像， 并以二维像元 灰度矩阵表示。像元大小在图像上一般为 50*50 、25*25 ，像元灰度为 0~255 中某一 个值。数字化之后的数字图像存储在硬盘。如果直接使用遥感所获取的数字图像，这一步省 略。 第 2 步：数字图像的定向 数字图像的定向包括整幅数字图像的内定向、相对定向和绝对定向，以确定相关参数。 内定向：确定扫描坐标系和像平面坐标系的关系。为此要利用图像匹配（相关）技术活 根据框标在像平面坐标系中的坐标 x、y ， 其他方法自动确定数字图像中框标的坐标 、 ， 用平差方法确定内定向参数，即两坐标系的仿射变换参数。 相对定向： 用图像匹配算法自动确定立体数字图像中的相对定向点的像坐标， 用解析摄 影测量相对定向解算相对方向参数 1、 2、 1、 2、 。 绝对定向：用已知控制点的像坐标和内定向参数计算控制点在一幅数字图像中的坐标， 用图像匹配算法自动确定它们在另一幅数字图像中的坐标， 利用空间前方交会公式计算控制 点 的 模 型 坐 标 X M、YM、ZM 。 然 后 根 据 控 制 点 的 已 知 地 面 坐 标 X G、YG、ZG 和
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基本原理
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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。
1.2 数字图像的内定向
第 1 步：框标的自动搜索 根据框标的几何图形， 采用专用框标标识程序自动搜索框标中心。 只要在框标扫描图像区 中找到任何一条直线，沿这条扫描线搜索就可找到小黑点——框标。 由于小黑点被若干像元覆盖，为了提高识别框标的精度，可以用最黑点像元及其左右两个 ，再用二次曲线拟合， 相邻像元的灰度 D0、D1、D3（为最黑点像元的灰度，J0 为其扫描坐标） 并内插出最具黑点的扫描坐标改正数 J
1.5 图像正射校正处理
当已知数字图像的外方位元素和相应的摄影地区的数字高程模型（DEM）时，可以根据相 应的数学模型将数字图像校正为正射投影的数字图像，并可在图像输出装置上晒印正射像 片。这个过程叫做数字图像校正或数字校正。
数字摄影测量学讲义
... 数字摄影测量学教案西安科技大学测量工程系第一篇 摄影测量基础第一章 绪论主要内容：摄影测量学的定义，摄影测量学的分类，摄影测量要解决的基本问题，航空摄影测量的成图方法，摄影测量的成图作业工序，摄影测量的发展历程。
重点：摄影测量学的定义、分类，摄影测量要解决的基本问题，航空摄影测量测图方法，摄影测量的发展历程。
难点：学时安排：授课 2，实验 0。
一、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。
二、分类：(一)、按研究对象：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧交向摄影测量等倾摄影测量等偏摄影测量正直摄影测量非地形摄影测量地形摄影测量 1、地形摄影测量：研究的对象是地区表面的形态，以物体与构像之间的几何关系为基础，最终根据摄影像片测绘出摄影区域的地形图。
2、非地形摄影测量一般是指近景摄影测量，顾名思义，研究的对象在体积和面积上较小，摄影机到摄影目标的距离较近，一般小于300m ，测量的精度相应地要求较高。
基本理论也是根据物体与构像之间的几何关系，但在处理技术上有着其特殊性。
测量成果乃是表示研究对象的一系列特征点的三维坐标值，即研究对象的数字模型可绘制所摄物体的立面图、平面图和显示立体形态的等值图。
(二)、按摄影站的位置：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧水中摄影测量地面摄影测量航空摄影测量航天摄影测量1、航天摄影测量 ：利用航天器和人造卫星、高空飞机进行摄影。
2、航空摄影测量：指的是地形摄影测量，从航摄飞机上对地面进行摄影，目的在于测绘地形图。
3、地面摄影测量：包括地面立体摄影测量和近景摄影测量。
前者在测绘特殊地区的地形图时常采用，后者是对科学技术专题科目进行研究时采用。
4、水中摄影测量是将摄影机置于水中，对水下地表进行摄影以绘制水下地形图，这属于双介质摄影测量。
三、摄影测量要解决的基本问题：将中心投影的像片转换为正射投影的地形图。
摄影测量的基本原理
摄影测量的基本原理摄影测量是一项利用摄影技术进行测量和分析的科学方法。
通过摄影测量，我们可以从摄影影像中获得大量的地理信息。
它在地理测量、地图制作、遥感影像解译等领域有着广泛的应用。
一、摄影测量的基本原理摄影测量的基本原理数学上可以用几何学和三角学来描述。
摄影测量的核心是利用摄影机拍摄的影像来获取地物的空间位置和形状。
在摄影测量中，我们常用到的一些基本概念有像点、像控点、影像坐标系等。
首先，像点是指摄影机拍摄的影像中的一个单位，它对应于地面上的一个点，是影像中最小的无法再分割的元素。
影像中的每个像点都有一个特定的坐标。
其次，像控点是指地面上的已知位置点，在摄影测量中被用来建立影像坐标系和地面坐标系之间的关系。
通过像控点，我们可以将影像中的像点与地面上的实际位置进行联系，并进行测量和分析。
最后，影像坐标系是建立在摄影影像中的一个坐标系，通过它我们可以确定影像中每个像点的位置。
影像坐标系是按照摄影机的像空间构建的，它与地面坐标系之间的关系可以通过像控点进行转换和计算。
二、摄影测量的测量原理摄影测量的测量原理主要包括光线投影测量和几何测量两个方面。
光线投影测量是指通过摄影机获取的影像是由地物上的光线经过透镜或光电转换器件传感器的投影而形成的。
在摄影测量中，我们常用到的光线投影模型是针孔相机模型和中心投影模型。
针孔相机模型是指通过一个小孔或针孔，让光线通过并投影到感光介质上形成影像。
这个模型是用来描述针对黑白影像的成像原理。
中心投影模型是指通过摄影机的光学系统，将光线投影到光电传感器上形成影像。
这个模型被广泛应用于数字摄影测量中。
几何测量是指利用影像中的几何关系进行测量和分析。
这个过程涉及到三角测量、相似三角形、投影正方体等数学原理的运用。
在进行摄影测量时，我们需要利用影像上的像点和像控点在地面上的坐标，通过建立数学模型进行计算和转换，从而获得地面上的实际坐标。
这个过程涉及到像空间和地物空间之间的坐标转换，需要运用到摄影测量的基本原理和几何测量的数学知识。
全数字摄影测量基础解析PPT课件
一. 影像灰度
F0
底
F
片
图8-1 底片透光能力
透光率T： T F阻光率O： F0
影像灰度：D lg O
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O F0 F
二. 数字影像及获取方法
第10页/共91页
二. 数字影像及获取方法
数字影像表达形式
g0,0
g
g1,0
g0,1 g0,n1
g1,1
g1,n1
及最邻近像元法。
第18页/共91页
四.影像数字化器
对摄取的航摄像片进行采样和量化，是获取数字影 像的方法之一。 形式：电子光学扫描器和固体陈列数字化器。
图8-3 滚筒式电子-光学数字化器结果示意图
第19页/共91页
第三节 基于灰度的 数字影像相关
第20页/共91页
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
第21页/共91页
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。
第22页/共91页
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。
流
计算最佳
程
计算参数值
匹配的点位
图
结束
第43页/共91页
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
c3
g2 x2
x2 a0
(g2 )x
g x
c4
数字摄影测量—第一章绪论
摄影测量学：定义
各种类型 传感器 被摄物体 影 像
通过量测和 解译过程
自然物体及其环境的可靠信息
DEM
DLG
DRG
DOM
P31 摄 影 经 纬 仪
RC30 框幅式航摄仪
ADS40 数字航摄仪
摄影测量学：定义
各种类型 传感器 被摄物体 影 像
通过量测和 解译过程
自然物体及其环境的可靠信息
DEM
A（X、Y、Z）
Z
Y
1
2
2 X
O
1
通过摄影，进行测量
遥感影像
地形图
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
摄影测量与遥感定义
1988年ISPRS在日本京都第16届大会上定义： 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 ISPRS(International Society of Photogrammetry and Remote Sensing)： Photogrammetry and Remote Sensing is the art, science and technology of obtaining reliable information from noncontract imaging and other sensor about the Earth and its environment, and other physical objects and processes through recording, measuring, analyzing and representation.
数字摄影测量技术的原理和数据处理方法
数字摄影测量技术的原理和数据处理方法引言：数字摄影测量技术是一种重要的测绘、遥感和地理信息系统应用技术，它以数字照片为基础，借助计算机技术进行测量和分析，可以获取目标物体的三维坐标和属性信息。
本文将介绍数字摄影测量技术的原理和数据处理方法，以及其在不同领域的应用。
一、原理：数字摄影测量技术基于摄影测量原理，通过计算机对数字照片进行处理和分析来实现测量和建模。
其原理主要包括相对定向、绝对定向和三维点的计算。
1. 相对定向：相对定向是指通过特征点匹配和图像的几何变换，确定不同照片之间的相对位置关系。
在数字摄影测量中，常用的相对定向方法有自动匹配、手动匹配和光束法平差等。
通过相对定向，可以获取不同照片之间的旋转角度、平移量等参数。
2. 绝对定向：绝对定向是指确定数字照片在地面上的绝对位置和方向，并与地面坐标系统建立联系。
绝对定向通常使用控制点来实现，这些控制点的地面坐标已知。
利用这些控制点的像点坐标和物方坐标之间的关系，可以计算出照片的外方位元素，进而确定照片在地面上的位置和方向。
3. 三维点的计算：在相对定向和绝对定向完成后，可以通过三角测量或最小二乘法计算出物体上各个点的三维坐标。
其中，三角测量法是一种常用的方法，它利用多个照片中同一点的像点坐标和照片的外方位元素，通过三角关系计算出该点的三维坐标。
最小二乘法则通过对物方坐标和像方坐标之间的误差进行最小化，求解出最优的三维点。
二、数据处理方法：数字摄影测量技术需要进行一系列的数据处理来获取目标物体的三维坐标和属性信息。
主要的数据处理方法包括图像预处理、特征点提取与匹配、相对定向与绝对定向、数字表面模型（Digital Surface Model，DSM）生成和点云处理等。
1. 图像预处理：图像预处理是指对数字照片进行去噪、几何校正和色彩增强等操作，以优化图像质量。
常见的图像预处理方法包括平滑滤波、尺度变换和直方图均衡化等。
这些操作可以提高特征点的提取效果，减少后续处理的误差。
测绘技术中的数字摄影测量原理与应用
测绘技术中的数字摄影测量原理与应用数字摄影测量（Photogrammetry）是现代测绘技术中一项重要的技术手段。
它通过对图像的测量和分析，实现对地球表面的三维空间信息的提取和重建。
数字摄影测量的原理和应用在不同领域有着广泛的应用，如土地利用规划、城市建设、环境监测等等。
首先，我们来了解一下数字摄影测量的基本原理。
数字摄影测量的核心是通过对影像进行几何测量，实现对地面点的三维坐标的获取。
这个过程主要分为影像控制点的标定、像点坐标的测量和相对定向、绝对定向等几个步骤。
首先是影像控制点的标定。
影像控制点是数字摄影测量中最基本也是最重要的数据，通过选择特定地物或者先验测量的方式，对影像中的控制点进行标定。
标定的过程主要包括影像内标定和影像外标定。
影像内标定是指确定摄像机内外参数，计算像轨、像点和摄影值之间的关系。
而影像外标定是指确定像平面到地面坐标系的转换关系。
接着是像点坐标的测量和相对定向。
影像中的像点是指图像中的特定位置，为了得到像点的三维坐标，需要对其进行测量。
常见的测量方法有像空间平差法、像片匹配法和影像匹配法等。
相对定向是指根据同一影像或者不同影像的像点，通过影像测量手段确定像点的三维位置。
相对定向的目标是通过像点的几何关系，求解相对于某一特定的空间坐标系的影像坐标。
最后是绝对定向。
绝对定向是指将像点的坐标转换为地面坐标系中的坐标。
绝对定向需要利用大地控制点进行定位，这些大地控制点通常是通过全球定位系统（GPS）或者全站仪进行测量得到的。
绝对定向的结果可以得到影像上每个像点的地面坐标。
在实际应用中，数字摄影测量具有广泛的应用前景。
首先，数字摄影测量可以用于土地利用规划。
传统的土地利用规划需要人工进行大量的测量和分析，而数字摄影测量可以通过对影像的测量和分析，得到土地利用的相关信息，实现快速、准确的土地利用规划。
其次，数字摄影测量可以应用于城市建设。
城市建设需要大量的测量和规划，传统的测量方法往往耗时耗力。
数字摄影测量学备课教案
数字摄影测量学备课教案第一章：数字摄影测量学概述1.1 摄影测量的定义与发展历程1.2 数字摄影测量的基本原理1.3 数字摄影测量学的应用领域1.4 数字摄影测量学的基本概念第二章：数字图像处理基础2.1 数字图像的获取与表示2.2 数字图像处理的基本算法2.3 图像增强与复原2.4 图像分割与特征提取第三章：数字摄影测量数据处理3.1 摄影测量数据的类型与结构3.2 数据预处理方法3.3 摄影测量模型与参数估计3.4 误差分析与数据平差第四章：数字摄影测量软件与应用4.1 数字摄影测量软件的分类与功能4.2 常见数字摄影测量软件介绍4.3 数字摄影测量软件的操作与应用实例4.4 数字摄影测量软件的发展趋势第五章：数字摄影测量在地理信息系统中的应用5.1 地理信息系统概述5.2 数字摄影测量在地理信息系统中的作用5.3 数字摄影测量在地图制图与更新中的应用5.4 数字摄影测量在土地管理与规划中的应用第六章：数字摄影测量中的光学与几何学基础6.1 光学基础6.2 摄影几何学6.3 相机标定6.4 立体像对的匹配与重建第七章：数字摄影测量中的数值计算方法7.1 数值计算方法概述7.2 最小二乘法7.3 非线性优化算法7.4 数值稳定性与误差分析第八章：数字摄影测量中的模型与参数估计8.1 摄影测量模型8.2 参数估计方法8.3 最大似然估计与最小二乘估计8.4 模型不确定性分析第九章：数字摄影测量中的数据采集与处理9.1 数据采集设备与技术9.2 数据预处理方法9.3 数据融合与信息提取9.4 数据质量控制第十章：数字摄影测量在工程测量中的应用10.1 工程测量概述10.2 数字摄影测量在建筑工程测量中的应用10.3 数字摄影测量在地形测量中的应用10.4 数字摄影测量在矿山测量中的应用第十一章：数字摄影测量在环境监测中的应用11.1 环境监测概述11.2 数字摄影测量在植被监测中的应用11.3 数字摄影测量在水体监测中的应用11.4 数字摄影测量在滑坡与地质灾害监测中的应用第十二章：数字摄影测量在文化遗产保护中的应用12.1 文化遗产保护概述12.2 数字摄影测量在古建筑测量中的应用12.3 数字摄影测量在考古发掘中的应用12.4 数字摄影测量在数字化展示中的应用第十三章：数字摄影测量在军事与安全领域的应用13.1 军事与安全领域概述13.2 数字摄影测量在目标识别与监视中的应用13.3 数字摄影测量在战场环境模拟中的应用13.4 数字摄影测量在安全监控与环境监测中的应用第十四章：数字摄影测量的发展趋势与展望14.1 数字摄影测量技术的发展趋势14.2 数字摄影测量与其他技术的融合14.3 数字摄影测量在新型领域的应用前景14.4 数字摄影测量学的挑战与机遇第十五章：实验与实践15.1 数字摄影测量实验概述15.2 摄影测量数据的采集与处理实验15.3 数字摄影测量软件操作实验15.4 数字摄影测量在实际项目中的应用案例分析重点和难点解析重点：1. 数字摄影测量学的基本原理和概念。
测绘技术中的数字摄影测量原理及相对定向方法介绍
测绘技术中的数字摄影测量原理及相对定向方法介绍数字摄影测量是指利用数字摄影技术进行测绘和测量的一种方法。
它具有高效、精确、可靠等优点，在很多领域都有广泛的应用。
本文将介绍数字摄影测量的原理以及相对定向方法。
数字摄影测量的原理是基于相机的成像原理和几何关系。
当我们用相机拍摄一个目标物体时，相机会将物体投影到成像平面上，形成一个图像。
图像中的每个像素点都与相机成像系统中的光学中心和目标物体之间存在着一定的几何关系。
在数字摄影测量中，我们需要利用这些几何关系来测量目标物体的位置、形态等信息。
首先，我们需要根据相机的内外参数进行标定。
相机的内参数包括焦距、主点坐标、像元尺寸等，能够用来描述相机的成像几何特性。
相机的外参数包括相机的姿态、位置等，能够用来描述相机在空间中的位置关系。
在得到相机的内外参数后，我们就可以用数字图像来进行测量了。
首先，我们需要提取出图像中的特征点，如角点、线段等。
然后，通过这些特征点与相机的几何关系，我们可以计算出目标物体的空间坐标。
这个过程被称为相对定向。
相对定向是指通过已知的控制点来确定图像的外参数。
在数字摄影测量中，控制点是已知坐标的地面点，可以由全球定位系统（GPS）等技术获得。
通过在图像中定位这些控制点，我们可以计算出相机在空间中的几何关系，从而实现像地的坐标转换。
为了提高相对定向的精度，我们通常会采用一些数学方法来进行优化。
其中最常用的方法是最小二乘法。
通过对误差的最小化，我们可以得到更准确的相对定向参数。
除了相对定向，数字摄影测量还可以进行绝对定向。
绝对定向是指通过已知的地面控制点来确定图像的外参数。
和相对定向相比，绝对定向能够提供更高的定位精度。
常用的绝对定向方法包括和数字高程模型（DEM）进行匹配，以及通过地面控制点与图像控制点的对应关系来计算。
总之，数字摄影测量是一种高效、精确的测绘方法。
它利用数字摄影技术和几何关系来实现目标物体的测量和定位。
通过掌握数字摄影测量的原理和方法，我们可以在测绘、地理信息系统等领域中进行精确的测量和分析。
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。
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<数字摄影测量>
第一讲
基本原理
昆明冶专 GIS 教研室
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<数字摄影测量>
第一讲
基本原理
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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。
测绘技术中的数字摄影测量原理
测绘技术中的数字摄影测量原理引言在现代测绘技术中，数字摄影测量成为了一种重要的测绘手段。
它利用数字摄影设备获取图像数据，并通过精确的测量和计算，实现对地表、建筑物等各种对象的三维空间信息的获取和分析。
本文将介绍数字摄影测量的基本原理，并探讨一些相关的应用。
数字摄影测量原理数字摄影测量是一种基于摄影测量原理发展起来的测绘方法。
其基本原理是通过从不同视点拍摄同一目标，并利用图像匹配、几何方位元素恢复等技术，实现对目标的三维信息的测量和重建。
在数字摄影测量中，最基本的就是图像的几何方位元素的恢复。
为了确定每张图像上的像控点、相对方位和绝对方位等几何元素，需要利用测绘控制点进行标定。
图像间的匹配则是通过像素级别的配准，利用特征点的提取和匹配算法进行实现的。
数字摄影测量的应用数字摄影测量在众多领域都有广泛的应用。
首先，在城市规划与管理中，数字摄影测量可以用于测量和分析城市中建筑物的高度、形状和分布等信息，为城市规划和管理提供科学依据。
其次，在土地资源管理中，数字摄影测量可以用于地籍调查、土地使用权划分和土地估价等方面。
通过获取地表的三维信息，可以对土地进行精确测量和划分，提高土地利用的效率和精度。
此外，数字摄影测量还可以应用于自然资源调查与管理。
例如，通过对森林、草原等自然资源的摄影测量，可以实现对植被的种类、分布和面积的测量和分析，为生态环境保护和资源管理提供数据支持。
数字摄影测量的挑战和前景虽然数字摄影测量在许多领域中已经得到了广泛应用，但在实际应用中仍然存在一些挑战。
首先，图像匹配的精度和稳定性仍然是需要解决的问题。
图像中的噪声、遮挡和光照变化都会对匹配的结果产生影响，需要进一步提高算法的鲁棒性。
其次，数字摄影测量所需的设备和软件也需要不断发展与完善。
高精度的摄影测量设备和实用的图像处理软件对于数字摄影测量的进一步推广和应用至关重要。
同时，相关的标定和校正技术也需要不断创新和提升。
展望未来，数字摄影测量有着广阔的前景。