数字摄影测量实习指导书 辽宁工大测绘学院摄影测量与遥感教研室 2012年11月
目录 一、实习目的 (3) 二、实习任务和时间安排 (3) 三、实习仪器及软件 (3) 四、实习内容和方法 (3) （一）摄影测量航片调绘 (3) （二）地形图数字化 (4) 五、实习提交成果 (10) 六、实习成绩评定 (10) 七、实习注意事项 (10)
一、实习目的 1)、理解航片外业调绘生产流程； 2)、掌握地形图数字化方法。 二、实习任务和时间安排 1)、每组外业调绘航片一幅； 2)、每人利用CASS软件数字化比例尺为1：500栅格图一张； 3) (2)、数字化图答疑时间：周二、周四上午 三、实习仪器及软件 AUTOCAD2004、CASS7.0软件 四、实习内容和方法 （一）摄影测量航片调绘 1）判读 利用判读特征、形状、大小、色调、阴影、相关位置及纹理等，了解像片所在的测区地形、地貌情况，可利用室内判读法和室外判读法，熟记判读特征。 要领：a．定好像片方位； b．选立足点； c．由远渐近，由小到大，由易到难； d．边走边判： 2）调绘 ●基本要求 a．综合取舍 图上所绘地物地貌元素不缺、不漏、不错，做到位置准确、重点突出、主次分明、图面清晰易读。 b．调绘中使用简化符号 遵循规范、图式和技术设计的技术要求。 c．补测新增地物 ●作业过程 a．熟悉像片，选野外调绘路线。
b．野外调绘 （二）地形图数字化 1）CASS7.0界面 图1 CASS7.0 界面 2）插入图框 图框设置 打开CASS 7.0，选择菜单“文件”->“CASS参数配置”，在弹出的CASS7.0参数设置对话框中选择“图框设置”选项卡，根据扫描图廓内容分别填写测绘单位、成图日期、坐标系、高程基准、图式、测量员、绘图员、检查员、密级，如图2。
数字摄影测量系统的生产流程及技术要求 Jx-4制作3D产品的流程 全数字摄影测量的4D产品DEM、DOM、DLG、DRG都是以数据形式获取和归档的,数据信息以真三维地理坐标形式存储,生产过程可无损数据传递、测图、编辑一体化,点点都包含三维信息,这是以往模拟、解析摄影测量所无法比拟的。JX-4开发了基于微机的摄影测量专用立体图像图形显示卡,立体感强,可达到子象元级的测量精度,并实现立体影像、立体图形的缩放、3D漫游和高精度量测;JX-4在硬件操作上又继承了解析测量仪所使用的手轮、脚盘、脚踏开关,操作过解析测量仪的人员只要熟悉JX-4的软件流程则能很快地上机测图。利用Jx-4制作3D产品的流程 1、定向建模 1.1生产流程 定向建模的精度是影响整个产品精度的关键。定向建模的工作流程。 定向建模有3种空三方式: ⑴无空三加密成果导入数据,直接在像对上定向建模; ⑵JX-4空三数据导入; ⑶其它系统如VirtuoZo、HELEV A、ImageStation等数字化空三结果导入。 前两种形式的定向建模过程都可采用批处理来完成。 1.2技术要点 1.2.1 扫描数据要求 扫描像元大小不大于0.025mm,影像数据格式为TIFF格式,扫描影像反差适中,航片框标清晰,影像直方图覆盖在0—255之间,基本呈正态分布。 1.2.2 定向建模的精度保证 一是引入已有的空三成果,内定向的框标坐标一定要与空三加密的框标坐标一致。为使核线质量更好以利于相关性匹配,进行相对定向时选中“空三导入后做自动定向”的参数功能。二是做空三加密和测图若不是同一个作业员,空三导入后应该再观测一次大地控制点并且再计算一次大地定向以消除人差。 1.2.3工作区划定与核线影像的裁切 要重视工作边划定和核线影像的裁切。定向完成后必须要对工作区进行划定,工作区范围会影响每个像对的正射影像镶嵌的重叠度。JX-4全数字摄影测量的镶嵌过程能达到无缝拼接,这是原手工镶嵌所无法达到的。影像裁切只能进行一次,若已切过一次就不允许再切。如果确实需要重新裁切,就必须再做一次核线重采样,并且重新绝对定向和计算,原有的可用数据将全部丢失。出现此种情况需
实验一、坐标转换 一、实验背景： 解析摄影测量学通过坐标系统旋转和共线方程建立了像点坐标与对应物点坐标的严密关系。数字影像像素坐标系不同于像平面坐标系，需要通过内定向建立像素坐标系与像平面坐标系的关系，故此次实验的本质即数字影像内定向。 二、实验原理： 1.内定向通过对影像框标的量测来解决，影像内定向的实质是确定像平面坐标系。 2.进行解算的时候我们希望得到的是一个点的像平面坐标，而根据扫描所得到的相片 我们只能得到其像素坐标，它们之间存在一个转换的关系，即仿射变换： 数学模型： ,, 012 ,, 012 x a a x a y y b b x b y =++ =++ 其中x’y’分别为像素点在像素坐标值，x y为对应点像平面坐标值。根据上式我们可以通过部分控制点求得仿射变换中的系数，然后就可以根据一个像素点的像素坐标而 求得其所对应的像平面坐标。 注：当量测分别位于影像四边中央和四角的8个框标，也可采用双线性变换公式进行像 点坐标改正。 三、实验工具： MATLAB，Photoshop 四、实验步骤： 1.量测像框标的像素坐标。 通过PS打开量测其8个框标的像素坐标。 框标分布图： 具体方法：将范围拖动至框标所在处，放大框标，鼠标瞄准十字丝中心，显示出X,Y坐标。
量测完8个框标的像素坐标，同理对中的8个框标点进行量测。 2.找出两张相片上控制点所对应的像素坐标。 由找出下图中左图6个控制点像素坐标。再 由找出下图中右图6个控制点像素坐标。 具体方法：比如要找到6157的像素坐标，我们先找到其大致范围，然后放大，再与周围环 境比对，利用放大的图综合比较，找到控制点
第五章数字影像与特征提取 1.什么就是数字影像?其频域表达有什么作用？ 答:①数字影像就是以数字形式保存数字化航空、胶片影像得扫描影像 ②频域表达对数字影像处理就是很重要得。因为变换后矩阵中元素得数目与原像中得相同。但其中很多就是零值或数值很小,这就意味着通过变换、数据可以被压缩,使其能更有效得存储与传递;其次就是影像分解力得分析以及许多影像处理过程。例如滤波、卷积以及在有些情况下得相关运算,在频域内可以更为有利得进行。其中所利用得一条重要关系就就是在空间域内得一个卷积,相当于在频率域内其卷积函数得相乘,反之亦然。在摄影测量中所使用得影像得傅立叶谱可以有很大得变化,例如在任何一张航摄影像上总可以找到有些地方只含有很低得频率信息,而有些地方则主要包含高频信息,偶然得有些地区主要就是有一个狭窄范围得带频率信息。 2.怎样根据已知得数字影像离散灰度值,精确计算其任意一点上得灰度值？ 答::当欲知不位于矩阵(采样)点上得原始函数g(x,y)得数值时就需要内插,此时称为重采样 3.常用得影像重采样方法有哪些？试比较她们得优缺点 答:①常用得影像重采样方法有最邻近像元法、双线性插值、双三次卷积法 ②最邻近像元法最简单、计算速度快、且能不破坏原始影像得灰度信息,但几何精度较差; 双线性插值法虽破坏原始影像得灰度信息,但精度较高,较为适宜; 双三次卷积法其重采样中误差约为双线性插值得1/3,但较费时;
4、已知/为采样 间隔,用双线性插值计算gk,l 答:g(k,l)=W(i,j) g(i,j)+W(i+1,j) g(i+1,j)+W(i,j+1) g(i,j+1)+W(i+1,j+1) //4)*102+(1 - 4) //4(1- /4)*118+( /4)* ( /4)*126 =102+13/-1 ５、什么就是线特征？有哪些梯度算子可用于线特征得提取？ 答:①线特征指影像得边缘与线,边缘可定义影响局部区域特征不相同得那些区域间得分界线,而线则可以认为就是具有很小宽度得其中间区域具有相同影响特征得边缘对 ②常用方法有差分算子、拉普拉斯算子、LOG算子等 第六章影像匹配基础理论与算法 1. 什么就是金字塔影像？基于金字塔影像进行相关有什么好处？为什么? 答:①对于二维影像逐次进行低通滤波,并增大采样间隔,得到一个像元素总数逐渐变小得影像序列,依次在这些影像对中相关,即对影像得分频道相关。将这些影像叠置起来颇像一座金字塔,因而成为金字塔影像结构 ②好处:提高了影响得可靠性与准确性,速度增快,先用低通滤波进行初相关,找到了同名点得粗略位置,然后利用高频信息进行精确相关,实现从粗到细得处理过程 ③因为通过相关函数得谱分析可知,当信号中高频成分较少时,相关函数曲线较平缓;但相关得拉入范围较大;反之,当高频成分较多时,相关函数曲线较陡,相关精度较高,但相关拉入范围较少;此外,当信号中存在高频窄带随机噪声或信号中存在较强得高频信号时,相关
《数字摄影测量学》之“4D 产品生产”综 合实习实验报告 一、实验任务及目的 在所有专业课程结束之后，为巩固所学知识，通过毕业前的以实际生产为标准的4D 产品生产实习，进一步深入掌握摄影测量学的基础理论以及全数字摄影测图过程。包括掌握VirtuoZo 的主要模块的功能、数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字栅格地图(DRG)、数字线画地图(DLG)的制作工艺与流程。并在4D产品基础上，制作出该区域虚拟现实成果。 此实习主要针对遥感科学与技术专业中摄影测量与遥感方向的本科生。 二、试验流程 设置模型参数设置 影像 参数 设置 DEM 参数 设置 正射 影像 参数 设置 等高 线参 数 模型定向 (内相对绝对) 打开工程 打 开 模 型 核线重采样 影像匹配 编辑匹 配结果 生成 DEM 生成 等高线 生成正 射影像 生成等高线叠合 正射影像 IGS编辑4D产品 将4D成果导入三维软件
三、内容和形式 ●了解掌握VirtuoZo 的主要功能模块，利用自动空中三角测量软件完 成一个区域的加密任务 ●利用空中三角测量的成果，生成DEM ●进行数字微分纠正，生成DOM，并且进行影像镶嵌 ●采用已有航空影像的调绘资料，结合等高线图完成一幅全要素矢量 DLG 制作 ●对已有的纸质地形图扫描数字化，完成DRG 制作 ●将4D成果，导入三维软件，制作虚拟现实场景； 四、实验准备 ●23×23一对数字航空影像以及相应的影像参数。例如：主距、框标距、 摄影比例尺、成图比例尺、控制点、数字高程模型的间隔参数以及正 射影像的比例尺等。 ●每个学生提供一台数字摄影测量工作站VirtuoZo 及立体观测设备
无人机数字摄影测量系统的设计和应用 122 郑团结王小平唐剑 （总参测绘信息技术总站，陕西，西安，710054；西安大地测绘有限公司，陕西，西安，710054）摘要：无人机数字摄影测量系统为适应城市规模化测绘生产需要而设计开发，项目从机体设计、航线设计、通讯设计、监控设计、数据处理等各个层面，对航空摄影的原理、方法及相关参数进行了深入探讨和简要总结。项目进行了自动驾驶实验、超视距飞行实验、控制飞行实验、发动机空中停车紧急处理实验、干扰实验等常规实验，完成了数百平方公里摄影任务，实现了无人机摄影测量一体化的整合集成。应用结果表明，该系统具有“三高一低”的重要特性（高机动性、高分辨率、高度集成、低成本），而且更加适应城市规模化测绘生产需要。 关键词：无人机IMU DGPS数字摄影测量系统研制 分类号：TP965 Headquater 作者简介：郑团结（1975-）男，博士生,主要从事摄影测量和3S集成方向的研究. 作者简介：王小平（1959-）男，高级工程师，主要从事航测无人机研制应用研究. The Design and Application of Digital Photographic System Based On The Unmanned Aircraft Zheng Tuanjie Wang Xiaoping Tang Jian （the General Staff Surveying and Mapping Master Station,xi’an,710054? Xi’an Dadi Surveying and Mapping Company，xi’an,710054） Abstract：Digital photographic systems based on the unmanned aircraft was designed and manufacture for performing the cyber surveying and mapping,the project consists of airframe design,course line design, communication system design,control system design,data processing system design,this paper made a deeper research into the theory and the method of photography,and draw some conclusions of it.the project conduct a a whole set of test such as automatic guide,transcend sight flying,control flying,motor deadman's emergency handle,constructive interference,be successful in fulfilling the aerial photography over large areas,achieved integration photographic based on the unmanned aircraft.The application declared,the system has three merits, it’s mobile activity is higher,it’s resolution is better,it’s integration is better?and it is performing the cyber surveying and mapping. Keywords：Unmanned Aircraft?IMU?DGPS?Digital Photographic System 引言 3S技术、计算机技术、自动控制技术、数字通信技术的不断发展促使摄影测量的手段和方法推陈出新，数字摄影测量的技术成熟之后，其发展方向必然是高度集成、高度机动而面向大众，无人机摄影测量系统 ]2,1[ 的开发和应用不但丰富着“数字地球”的资源空间，而且改善着测绘科学的装备结构。 一、系统概述 无人机摄影测量系统是具有GPS导航、自动测姿测速、远程数控及监测的无人机低空定时摄影系统，系统以无人驾驶飞行器为飞行平台，以高分辨率数字遥感设备为机载传感器，以获取低空高分辨率遥感数据为应用目标，主要用于地理数据的快速获取和处理。该系统利用单反数码相机、GPS、自动测姿测速设备、数传电台获取“数字城市”必需的影像数据、摄站坐标、摄影姿态；利用相关设备和程序实现影像纠正参数的初始标准化；利用数字摄影测量软硬件进行影像纠正拼接。从而为制作正射影像、地面模型或基于影像的城市测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据。
数字摄影测量定义一：基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象的几何与属性信息，并用数字方式表达的摄影测量的分支学科。 数字摄影测量定义二：基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像（包括硬拷贝影像、数字影像或数字化影像）提取所摄对象的几何与属性信息，并用数字方式表达的摄影测量的分支学科。 数字摄影测量的基本范畴：确定被摄定对象的几何和物理属性，即量测和理解。 计算机辅助测图：以计算机及其输入、输出设备为主要制图工具实现从影像中提取地图信息及其转换、传输、存储、处理和显示。 一个完全的机助测图系统包括数据采集、数据处理和数据输出三部分。 数据采集主要过程： 1）像片的定向，在解析测图仪上要进行解析内定向、相对定向和绝对定向或一步定向，在机助的立体坐标仪也要经过上诉定向。 2）像片定向后，要输入一些基本参数，如测图比例尺、图幅的图廓点坐标、测图窗口参数。 3）为了形成最终形式的库存数据，必须给不同的坐标（地物）以不同的属性代码（特征码），因而从测量每一个地物之前必须要输入属性码。 4）逐点量测地物上的每一个应记录点，或对地物、地貌（等高线等）进行跟踪，由系统确定点的记录与否。 5）当发现错误时进行联机编辑，包括删除、修改、增补等功能，不过联机编辑不宜过多以免降低测图仪利用效率。 6）所测数据以图形方式显示在计算机屏幕上，以便监测量测结果的正确与否。 为快速确定需要编辑的地物，在数据采集时要建立屏幕检索表（作用）。 数字地面模型（DTM ）：是地形表 面形态多种信息（地形、环境、土地利用、人口分布等）的一 种数字化表示。 数字表面模型（DSM ）：包含了地表建筑物、桥 梁和树木等高度的数字高程模型 数字高程模型DEM ：一个地理信息数据库的基本内核，若只考虑DTM 的地形分量，则为 DEM 。表示区域D 上的三维数字向量序列。}{ n i Z Y X V i i i i ...2,1),,,(==其中，（X,Y)是平面坐标,Z 是D Y X i i ∈),(点对应的高程。 DEM 的表现形式： 1)规则矩形格网（GRID)：利用一系列在X ，Y 方向上都是等间隔排列的 地形点的高程Z 表示地形，形成一个矩形格网DEM 。 优点：存贮量小（可压缩）,便于存取和管理： 缺点：有时不能准确表示地形的结构和细部 2)不规则三角网（TIN ）:若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆 盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网. 优点：能较好地顾及地面的点、线特征，表示复杂地形比规 则格网精确； 缺点：数据量大，数据结构复杂，管理不便. 3)GRID-TIN 混合网：综合运用规则格网和不规则三角网来表示地形，一般地区使用矩形网数据结构，沿地形特征则附加三角网数据结构。 渐进采样：先按照预定的比较稀疏的间隔进行采样，获得一个比较稀疏的格网，然后分析是否需要对格网进行加密。 逐点内插法：以每一待定点为中心，定义一个局部函数去拟合周围的数据点， 生成DEM 的过程：1、建立局部坐标：对DEM 每一个格网点，从数据点中检索与该DEM
《数字摄影测量》考查题 一、名词解释（每词3分，共30分） 1.数字摄影测量：基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、 数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄 对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。 2.灰度匹配：指把不同传感器获取的同一地区影像基于灰度的图像匹配算 法进行匹配，以左、右像片上含有相应的图像的目标区和搜索区中的像 元的灰度作为图像匹配的基础。 3.同名像点：同一地理位置目标点在不同像片上的构像点。 4.正射影像纠正：原始遥感影像因成像时受传感器内部状态变化、外部状 态、及地表状况的影响，均有程度不同的畸变和失真；对遥感影像的几 何处理，不仅提取空间信息，也可按正确的几何关系对影像灰度进行重 新采样，形成新的正射影像。 5.金字塔影像结构：对二维影像逐次进行低通滤波，增大采样间隔，得到 一个像元素总数逐渐变小的影像序列，将这些影像叠置起来颇像一座金 字塔，称为金字塔影像结构。 6.灰度量化：把采样点上的灰度数值转换成为某一种等距的灰度级。 7.核线：通过摄影基线与地面所作的平面称为核面，而核面与像面的交线 为核线。 8.数字高程模型：用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面 模型。 9.影像分割：把影像分割成互不重叠的区域并提取感兴趣目标的技术。 10.特征匹配：利用相关函数评价两幅影像特征点领域的相似性以确定对应 点 二、判断（每小题2分，共10分） 1.航摄像片上任意一点都存在像点位移。（正确） 2.最初的影像匹配是利用相关技术实现的，因此也常称影像匹配为影像相 关。（正确） 3.贝叶斯判别或相关系数为测度的匹配不可避免会发生错误，但其他基本 匹配方法发生错误的概率不比贝叶斯判别更小。（错误） 4.多点最小二乘影像匹配不仅可以基于像方，也可以基于物方。（正确） 5.基于特征匹配是最好的匹配方法。（错误） 三、简答题（每小题8分，共40分） 1.摄影测量学的新发展。 答：1）高分辨率遥感影像—数字影像+RPC；2）数码相机逐步应用于航 空摄影测量；3）POS 自动空三；4）动态GPS配合惯性测量系统 （GPS/IMU）；4）激光雷达/激光探测及测距系统（LIDAR）Light Detection And Ranging；5）干涉雷达INSAR 2.数字摄影测量的组成。 答：1）计算机辅助测图：一台计算机工作台，影像获取装置与成果输出
《摄影测量原理》 实 验 报 告 院系: 班级: 姓名: 指导教师: 实验一预备知识 一、实验目得 1、了解4d得基本概念。 2、了解VirtuoZo NT系统得运行环境及软件模块得操作特点。 3、了解实习工作流程,从而能对4d产品生产实习有个整体概念。 二、实验内容 1、熟悉4D得基本概念。 数字高程模型(缩写DEM)就是在某一投影平面(如高斯投影平面)上规则格网点得平面坐标(X,Y)及高程(Z)得数据集。 数字正射影像图(缩写DOM)就是利用数字高程模型(DEM)对经扫描处理得数字化航空像片,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成得数字正射影像数据集。它就是同时具有地图几何精度与影像特征得图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。 数字线划地图(缩写DLG)就是现有地形图要素得矢量数据集,保存各要素间得空间关系与相关得属性信息,全面地描述地表目标。 数字栅格地图(缩写DRG)就是现有纸质地形图经计算机处理后得到得栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后,经几何纠正,并进行内容更新与数据压缩处理,彩色地形图还应经色彩校正,使每幅图像得色彩基本一致。数字栅格地图在内容上、几何精度与色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。 2、了解VirtuoZo NT系统,熟悉系统得运行环境及配置,主要软件模块以及作业方式等,了解系统目录。 3、系统启动。 4、4d产品制作流程
根据VirtuoZo制作4d产品得基本工作流程如下: 三、实验方 法与步骤 通过阅读 实验指导书, 对制作ＤＥ Ｍ、ＤＯＭ流 程以及基本知 识进行足够得 了解。 四、实验结 果 五、实验心得与体会 通过学习摄影测量这门课,我已经了解4D得一些知识,现在又做了这次实验,使我对4D产品又加深了了解,此外,我也接触到了一个软件VirtuoZo NT,我开始就将这个软件进行练习,不断得去了解这个软件,通过实习指导书与视频,我对这个软件得又了更进一步得了解,这个软件就是做摄影测量实验得基础,在这个界面里能够做出一个完美得数字模型,能够将整个城市或者整个地区得影像制作成地形图与正摄投影图,能够使人们更加直观得瞧出地区得整体景象,我们能够用它制作4D产品,我要理解这个软件得制作流程,能够更好得做出产品。
当代摄影测量作业 1.摄影测量的“3个”基本关系？各有什么难点？ 摄影测量的射影空间中的基本几何关系式包括：物像之间的共线条件关系式、物像之间的直接关系式、像像之间的共面条件关系式。 （1）射影空间中物像之间的共线条件方程式， 在欧氏空间下的共线条件方程是一个非线性方程。同时在实践中广泛采用它的主要困难在于,这种方法将导致庞大的法方程系。 （2）物像之间的直接关系式 如果再把物方射影坐标系的单位点E和另外一个未知点a的射影坐标以及它们所对应的像点坐标代入式中，并整理得到矩阵形式为: 该关系式建立了物点与像点射影坐标之间的直接关系，它不包含任何中间参数，在求解物点的摄影坐标时非常有用。 （3）像像之间的共面条件关系式 利用射影坐标与欧氏坐标之间的转换关系，把以上欧氏坐标用射影坐标代换，并经过整理得:
该形式就是射影空间中同名点之间的共面条件关系式。 2.大幅面航空数码相机制造有什么难点？现有的解决方案有哪些？ 各有什么优缺点？ 制造大幅面阵航空数码相机最主要的困难是大幅面的面阵列CCD的制造比较困难，对于面阵 CCD 传感器，由于受生产技术的制约——CCD 芯片的面积越大，成本越高，出现“坏点”的机率就会越大，制造较大面积的 CCD 芯片存在的难点是“坏点”问题。随着 CCD 面积的增大，这些因素很大程度上制约了大面阵 CCD 图像传感器的发展。所以生产像幅为230 X 230 mm2的大幅面的面阵CCD相机还有困难。 解决方的方案有：面阵CCD拼接 面阵CCD拼接的技术方案主要有两类：外拼接和内拼接。从成像视场的角度分析，外拼接主要是指外视场分光的方法，外视场分光是由多个光学系统组成，每个光学系统有一个或多个CCD器件独立成像，分别占据视场的一部分, 共同组成整个大视场。内拼接是指所有 CCD 共用一套镜头系统，其实现途径有两种：一种是 CCD 器件直接拼接，顾名思义就是 CCD 器件在机械上首尾搭接。另一种是通过光学系统分光的方法进行光学拼接。这种 CCD 拼接在实现形式上也有两种：光路分光和光束分光。光路分光是通过棱镜将光路分成多路，把镜头系统的一个像面分成独立的几个子像面，从而达到拼接的目的。光束分光是一种两次成像的分光系统，将第一次成像像面上的光束分成多束，再通过光纤分束或透镜分束等方法将各束光分别成像在第二像面上，从而达到分光的目的。由于普通 CCD 器件的光敏面以外的边缘以及引脚的影响，直接拼接时 CCD 器件之间会产生缝隙，实现难度比较大；虽然市场上已有一些可供拼接的CCD 器件出现,这些CCD 器件的引脚都做在一侧,光敏面以外的边缘也很小,但是直接拼接实现起来仍十分困难,无法达到无缝拼接的目的。 随着计算机和 CCD 技术的发展，航空数码相机必将成为高分辨率、高精度航空遥感以及无控制航测的主要技术手段，航空数字影像也必将成为大比例尺地理空间信息获取的重要数据源。随着数字航空遥感的进一步发展，航空数码相机必将在信息化测绘中发挥重要作用。 3.分析比较航空面阵、航空线阵、航天线阵空中三角测量的异同？
数字摄影测量试题 数字摄影测量》考查题 一、名词解释（每词3分，共30分） 1. 数字摄影测量：基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、 数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像 以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。 2. 灰度匹配：指把不同传感器获取的同一地区影像基于灰度的图像匹配算法 进行匹配，以左、右像片上含有相应的图像的目标区和搜索区中的像元的灰 度作为图像匹配的基础。 3. 同名像点：同一地理位置目标点在不同像片上的构像点。 4. 正射影像纠正：原始遥感影像因成像时受传感器内部状态变化、外部状 态、及地表状况的影响，均有程度不同的畸变和失真；对遥感影像的几何处 理，不仅提取空间信息，也可按正确的几何关系对影像灰度进行重新采样， 形成新的正射影像。 5. 金字塔影像结构：对二维影像逐次进行低通滤波，增大采样间隔，得到一 个像元素总数逐渐变小的影像序列，将这些影像叠置起来颇像一座金字塔， 称为金字塔影像结构。 6. 灰度量化：把采样点上的灰度数值转换成为某一种等距的灰度级。 7. 核线：通过摄影基线与地面所作的平面称为核面，而核面与像面的交线为 核线。 8. 数字高程模型：用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模 型。 9. 影像分割：把影像分割成互不重叠的区域并提取感兴趣目标的技术。 10. 特征匹配：利用相关函数评价两幅影像特征点领域的相似性以确定对应点 八\、 二、判断（每小题2分，共10分） 1. 航摄像片上任意一点都存在像点位移。（正确） 2. 最初的影像匹配是利用相关技术实现的，因此也常称影像匹配为影像相关。 （正确） 3. 贝叶斯判别或相关系数为测度的匹配不可避免会发生错误，但其他基本匹配 方法发生错误的概率不比贝叶斯判别更小。（错误） 4. 多点最小二乘影像匹配不仅可以基于像方，也可以基于物方。（正确） 5. 基于特征匹配是最好的匹配方法。（错误） 三、简答题（每小题8 分，共40分） 1. 摄影测量学的新发展。 答：1）高分辨率遥感影像一数字影像+RPC 2）数码相机逐步应用于航空摄 影测量；3）POS自动空三；4）动态GPS配合惯性测量系统 （GPS/IMU）；4）激光雷达/激光探测及测距系统（LIDAR）Light Detection And Ranging；5）干涉雷达INSAR 2. 数字摄影测量的组成。 答：1）计算机辅助测图：一台计算机工作台，影像获取装置与成果输出 数字摄影测量试题
《数字摄影测量》 实 验 报 告 院系：矿业工程学院测绘工程 班级：测绘14-2 班 姓名：田海燕 指导教师：叶欣 矿业工程学院·测绘工程教研室
实验一 DEM制作 一、实验目的 1.掌握影像匹配原理及过程，掌握DEM数据的生成原理及实现过程 2.掌握关键步骤：核线影像重采样，生成核线影像对。 3.了解4d的基本概念，了解VirtuoZo NT系统的运行环境及软件模块的操作特点，了解实习工作流程，从而能对4d产品生产实习有个整体概念。 4. 掌握匹配窗口及间隔的设置，运用匹配模块，完成影像匹配。掌握匹配后的基本编辑，能根据等视差曲线（立体观察）发现粗差，并对不可靠区域进行编辑，达到最基本要求。 5.通过DEM透视图显示，检查是否有粗差，确定拼接区域的选定及确定拼接产品的路径。 二、实验内容 1.模型内定向与核线影像的生成。 2.影像匹配及匹配后的编辑。 3.生成单模型DEM。 4.多模型的DEM拼接。 三、实验方法与步骤 1.准备工作 1.启动软件，新建工程，对工程进行命名。 2. 参数检查及设置：选择“工程名”节点，在右方的属性窗口设定工程相关参数 3. 建立影像列表：新建航带，右击影像节点新建航带即可。 4.添加影像病检查相机反转参数。 5.进行控制点的整理与相机参数文件的设置，用以内定向，并检查是否有误。二．DEM的制作 方法是像片的周边通常有4个或8个经过严格校正并获取精确像片坐标框标点，通过量测这些点的像素坐标，构成一个仿射变换的模型，即可把象素纠正到像片坐标系上。由于内定向是程序自动化处理，可能略有误差，为了保证内定向的精确，需一个框标一个框标检查并将十字丝编辑到框标的正中心，且误差需在规范要求内。方法为：先选择框标选择按钮，再在影像工具中将十字丝调整到红色框标中心，为了让十字丝调整更准确，在影像工具窗口中间点击右键可以放大，最好放到1:8倍及以上再调整十字丝，编辑完毕后，需检查误差满足规范要求。 1. 创建立体像对 选择“工程”节点，右键菜单选择“创建立体像对”菜单，即可生成立体像对；2．相对定向， 概念：通过量取一定数量(最少5个)的相对定向点，解求出相邻相片之间的相对位置关系
《数字摄影测量学》 实 习 报 告 学院： 班级： 姓名： 学号： 日期：
一、实验的意义和目的 本次实习是基于全数字摄影测量系统VirtuoZo平台，制作数字高程模型、数字正射影像、数字线划图等数字产品。是将理论知识与实际生产相结合的过程。通过对VirtuoZo的应用实习，熟悉该系统的基本功能及操作特点，掌握DEM、DOM、DLG产品制作过程。 二、实习内容 1、学习VirtuoZo摄影测量系统； 2、2_Hammer测区数据准备：参数录入； 3、模型定向：内定向、相对定向、绝对定向、核线影像生成； 4、2_Hammer测区2个模型的影象匹配； 5、产品生成（DEM、DOM、等高线） 三、操作步骤 1.启动VirtuoZo 正确安装VirtuoZo 之后，即可以运行程序。 在Windows 中启动VirtuoZo 有以下几种方法： 在桌面启动VirtuoZo的快捷方式。 依次单击选项“开始” > “程序” >Supresoft > VirtuoZo > VirtuoZo，即可调用VirtuoZo软件。 在Windows系统的资源管理器中，找到VirtuoZo安装目录，在bin子目录下找到VirtuoZo.exe文件，双击鼠标即可实现调用。 2.新建测区 （1）选择文件> 新建/打开测区新建一个测区。 （2）在弹出的打开参数对话框中文件名栏填入测区名hammer，单击打开。（3）单击主目录一栏右侧的按钮，选择测区目录，例如Hammer文件夹，确定后如图所示。按照默认设置即可，单击保存。 3.创建相机参数和像控点文件 创建相机参数文件： （1）选择主界面下的设置>相机参数来设置相机参数。
数字摄影测量复习题 一、 选择题 1. 在航空影像的透视变换中，地面上一组平行于摄影方向线直线上无空远点的构像是（ D ）。 A. 像主点 B. 像底点 C. 等角点 D. 主合点 2. 在航空影像的透视变换中，过像片上等角点的像水平线称为（ A ）。 A. 等比线 B. 主纵线 C. 迹线 D. 摄像方向线 3. 在倾斜的航空影像上，若地面没有起伏，则摄影比例尺不受像片倾斜影响等于水平像片摄影比例尺的点位于（ C ）上。 A. 真水平线 B. 主纵线 C. 等比线 D. 迹线 4. 航空影像的内方位元素包括镜头中心（镜头物方节点）到影像面的垂距，以及（ A ）相对于影像中心的位置 0x 、0y 。 A. 像主点 B. 像底点 C. 等角点 D. 主合点 5. 在进行影像内定向时，若仅量测了3个框标的像点坐标，则可以使用的多项式变换公式是（ A ）。 A. 线性变换公式 B. 双线性变换公式 C. 仿射变换公式 D. 投影变换公式 6. 航空影像组成的立体像对，完成相对定向后，则（ B ）。 A. 消除了同名像点的左右视差 B. 像除了同名像点的上下视差 C. 消除了像点由于地表起伏引起的像差 D. 求出了影像的外方位元素 7. 在以下数字影像特征提取算法中，适合进行圆点定位的是（ A ）。 A. Wong-Trinder 定位算子 B. Forstner 算子 C. Hough 变换 D. 高精度角点与直线定位算子 8. 在竖直航空摄影的情况下，导致几何畸变的主要原因是（ D ）。 A. 摄影机物镜透视畸变 B. 感觉材料变形 C. 影像扫描数字化过程产生的畸变 D. 地形高差产生的畸变 9. 在VirtuoZo 数字影像处理前，必须进行哪些设置（ABCD ）。 A.测区参数 B.模型参数 C.相机参数 D. 地面控制点 10. 数字摄影测量系统是由（ A ）代替人眼的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息自动提取。 A. 计算机视觉 B. 机械导杆 C. 光学投影 D. 光学与机械导杆 11. 数字摄影测量的基本范畴还是确定被摄对象的（ A ）与（ C ），即量测与理解。 A. 几何特性 B. 微分特性 C. 物理属性 D. 辐射特性 12. 哪些是数字影像匹配的基本算法（ABCD ） A.相关函数 B.协方差函数 C.相关系数 D. 差平方和
六、侧绘、遥感 全数字化摄影测量系统VirtuoZo项 目简介： VirtuoZo是我校全数字化自动测图系统WuDAMS的商品化名称，是国际同类五大著名软件系统之一。经过近二十年的奋斗，VirtuoZo的核心技术处于国际领先水平，目前已研制开发了工作站、微机两大类。其主要功能为从输人的数字地面模型制作带等高线的正射影象图与三维立体模型与交叉式全自动地物量测，可用于摄影测量、遥感与地理信息系统的数据采集与更新、测图与地图修测等。 VirtuoZo工作站版本由澳大利亚VirtuoZo System公司与香港中威图形有限公司代理在世界市场上销售，已有40余套销售到美国、日本、澳大利亚等国家和地区，国内销售已超过10套，已推广到广东国土局、山东测绘局等单位。VirtuoZo 微机版本商品化工作基本完成，即将推向国内市场。 近景摄影测量技术项目 简介： 该技术可用不同摄影方式（包括多重摄影）、不同摄影机、不同控制点布局和不同精度要求等进行多种近景摄影测量，有国内当前近景摄影测量解析处理最完整的软件系统，能广泛应用于工业、农业、水利、建筑、医学、生物、考古、刑侦等领域。 先后完成了矿区危崖产状、水轮机叶片、奶牛形体等20多项工程，特别是完成了香港志莲寺的整体搬迁重建工程的结构设计与安装施工监理。
连续运行卫星定位导航服务系 统 是利用GNSS卫星导航定位技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的一个或若干个固定GNSS参考站，利用计算机、数据通信设备和互联网络（LAN/WAN）技术将各个参考站与数据中心组成网络，由数据中心从参考站采集数据，利用参考站网软件进行处理，然后向各种用户自动地发布不同类型的卫星导航原始数据、各种类型RTK改正数据等组成的一个网络系统。这个系统能够全年365天，每天24小时连续不断地运行，全面取代常规大地测量控制网，全天候地支持各种类型的GNSS测量、定位、变形监测和放样作业。用户只需一台GNSS接收机，进行野外作业，即可进行毫米级、厘米级、分米级、米级的准实时、实时的快速定位、事后定位或导航定位。 提供GPS原始数据，为城市市政建设、资源管理、精细农业、环境监测、车辆自动定位导航、地理信息系统和市政管理等服务，满足地籍测量、建筑放样和施工控制、港口和受限制水道的精密导航、线路道路测量、高精度资产管理、地形测量和工程测量、油气勘探等行业用户需求。 80 构成国家的新型大地测量动态框架体系和构成城市地区新一代动态参考站网体系。 进行天气预报、电离层变化分析、雷电侦测等工作，为战备后勤保障起到重要作用。 提供GPS原始数据，为城市市政建设、资源管理、精细农业、环境监测、车辆自动定位导航、地理信息系统和市政管理等服务，满足地籍测量、建筑放样和施工控制、港口和受限制水道的精密导航、线路道路测量、高精度资产管理、地形测量和工程测量、油气勘探等行业用户需求。 构成国家的新型大地测量动态框架体系和构成城市地区新一代动态参考站网体系。
( 实习报告 ) 单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 数字摄影测量实习报告Practice report of digital photogrammetry
数字摄影测量实习报告 实习名称：班姓级:名: 数字摄影测量实习09测绘一班刘胜实验室x5504 实习地点： 实习指导教师:龚涛实习时间：XX.9——XX.10 西南交大地学学院 数字摄影测量实习报告： 一lps 简述 lps工程管理器是一个基于windows的综合数字摄影测量软件包，可以对来自不同类型的航空遥感相机及卫星传感器的图像进行快速和精确地三角测量和正射校正，与传统的三角测量和正射校正相比，可以极大的减少费用和时间可以处理各种各样的图像数据，
诸如来自不同的摄影相机、不同的卫星传感器、不同的航空gps数据等，处理过程涉及很多不同类型的几何模型。 二、数字摄影测量处理过程 1创建lps工程文件 2向lps工程加载图像 3刺点 4自动量测图像同名点 5执行航空三角测量 dtm+等高线dtm+等高线 6图像正摄校正处理 处理前 处理后 控制点坐标 三、lps数字摄影测量系统的应用 leicaphotogrammetrysuitelps是徕卡公司最新推出的数字摄影测量及遥感处理软件系列。lps为影像处理及摄影测量提供了高精
度及高效能的生产工具、它可以处理各种航天(最常用的包括卫星影像quickbird、ikonos、spot5及landsat等等)及航空(扫描航片、ads40数字影像)的各类传感器影像定向及空三加密，处理各种数字影像格式，黑/白、彩色、多光谱及高光谱等各类数 字影像。lps的应用还包括矢量数据采集、数字地模生成、正射影像镶嵌及遥感处理，它是第一套集遥感与摄影测量在单一工作平台的软件系列。lps制作dom的全过程如下：lps数字摄影测量系统制作dom具体制作过程如下：首先创建工程文件，选择相机类型，设置投影参数，输入相片参数，创建相机参数，导入外方为元素;其次数据处理，内定向，人工选择一个点后，自动完成内定向。建立金字塔影像，加载控制点文件，并在图上刺出相应的点!一般说来，选择6个均匀分布的点作为控制点，其他的设为检查点。同名点自动匹配，三角测量，直接进行空三解算，再接着生成tin数据;最后制作正摄影像，正射影像拼接。拼接结束后，一般还要对影像进行匀光，消除接边缝隙等操作!1)、创建lps工程文件2)、向lps工程加载图像3)、定义数码相机几何模型4)、自动量测图像同名点、执
众所周知，摄影测量发展到今天，已经进入了它的第三个阶段——数字摄影测量阶段。它对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响。而且，它的影响远远不能认为仅仅是一种技术的发展、一个生产设备的改进以及生产效率的提高。事实上，数字摄影测量的许多概念，以及它在整个地理信息产业的影响，都远远超过模拟摄影测量到解析摄影测量的变革。因此，我们不仅仅要探讨技术方面的发展，更重要的是需要思考它对我们产生的影响、地理信息产业发展的规划以及我们所采用的决策。 一、对摄影测量教学、科研的思考 就摄影测量本身而言，从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术；而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看，它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术，也就是在“室内”重建地形的三维表面模型，然后在模型上进行测绘。因此，从本质上来说，它与原来的摄影测量没有区别。因而，在数字摄影测量系统中，整个的生产流程与作业方式，与传统的摄影测量差别似乎不大。但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。 在二十世纪三十年代，针对当时的模拟摄影测量仪器，德国著名的摄影测量专家V.Gruber给摄影测量下了这样的定义：“摄影测量是一种技术，它可以避免计算”。这是因为，模拟摄影测量仪器解决了传统野外测量中前方交会、后方交会的计算问题。实质上，当时的模拟摄影测量仪器本身就是一台精密的、机械的、模拟计算器。该“计算器”用两根精密的空间导杆模拟前方交会，从像点坐标直接解算，给出其模型坐标。因此，当时的模拟测量仪器，多称为自动测图仪 (Autograph)。所谓自动，就是可以避免人工
的计算。从这个角度来说，摄影测量当时就与计算机联系在一起，而不是真正的不需要计算。但是所谓自动，它并不是可以离开作业员的观测进行自动测图，而只是避免了人工的计算，不需要人工用“对数表”或机械的手摇计算机，进行前方和后方交会计算。 由于当时的摄影测量与各种各样的模拟摄影测量仪器紧密地联系在一起，因此，当时的教学和研究的内容多数是围绕着那些精密的摄影测量仪器展开的。例如：仪器的结构，各种控制器以及怎样利用模拟测图仪器来重建模型(相对定向)等。又如：相对定向的点数、点位的分布，即所谓标准点位，到现在为止还被称为 Gruber点位，以及如何利用六个标准点上的上下视差进行逐步的趋近；利用过渡改正倍数，加快相对定向的速度等。 但是，到解析摄影测量的时代，精密的机械导杆被共线方程——又称为“数字导杆”所代替，简化了仪器的结构，形成了解析测图仪。然而利用六个标准点位进行相对定向仍然没有变化，只是人们只需观测六个标准点位的上下视差，计算机就能自动解算相对定向的元素。计算的过程虽然还是迭代的过程，但是，作业员的作业中避免了迭代过程，从而加快了定向速度。在解析摄影测量时代，由于数字电子计算机的发展与引入，摄影测量的严密解算成可能。从而，空中三角测量的严密解算、各种区域网平差模型、粗差检测、可靠性的理论等，成为解析摄影测量时代的热点与重点。与模拟摄影测量时代相比，解析摄影测量的教学、科研的内容要宽得多，而且研究已经不再仅仅围绕测量的仪器展开。这时，摄影测量不仅仅需要利用计算机进行大量的计算，而计算机的发展与应用，引起了测量一次深刻的变革。但是，无论是模拟摄影测量或者是解析摄影测量，都离不开人的双眼分别照准左、右影像上的同名点，因此，它们都不可能实现真正意义上的“自动化”。 到了今天，由于数字摄影测量的发展，计算机不仅可以代替人工进行大量的计算，而且已经完全可能代替人眼来识别同名点，从而为摄影测量开辟了真正的自动化道路。它不仅大大提高了生产效率，而且在某些领域，在传统的摄影测量观念认为是一些最基本的内容上，正在发生观念性的变革。 首先，数字摄影测量利用一台计算机，加上专业的摄影测量软件，就代替了过去传统的、所有的摄影测量的仪器。其中包括纠正仪、正射投影仪、立体坐标仪、转点仪、各种类型的模拟测量仪以及解析测量仪。这些仪器设备曾经被认为是摄影测量界的骄傲，但是，目前除解析测图仪还有少量的生产外，其他所有的摄影测量光机仪器已经完全停止生产。这种发展已经引起了产业界的变革，即精密的光学、机械制造业转为信息产业，其重心也从欧洲转移到了美国。原来著名的摄影测量、光机仪器制造厂商，瑞士的Leica已经与美国的Helava合并；德国的Zeiss也将与美国的Intergraph合并。 从教育的角度来看，过去欲办一个摄影测量专业非常困难，这是由于摄影测量专用仪器十分昂贵。而现在，所有的摄影测量专用仪器多由当代最通用的设备—计算机所替代，摄影测量除了专用的软件外，几乎没有专用的硬件设备。因此，在美国通常将数字摄影测量称为“软拷贝摄影测量”，这似乎很有道理。另外，也正是由于这个变革，摄影测量已经超出了“测绘”的范畴，数字摄影测量也已经成为计算机应用学科的一个部分。1995年9月27日，中国科学报发表了田峰同志《模式识别技术及其应用》的文章，其中谈到：“最近，人们利用立体视觉的原理，正在探索综合运用同一地区的多张不同角度拍摄所得的照片来恢复出地面的高度信息，以获得真正的三维地形图，并已取得了