低空摄影测量的总结
摘要：为了解决传统摄影测量在小区域测量时存在的一系列问题，国内外不少学者一直致力于低空摄影测量的研究，并获得了不少的成果，无人机的发展和完善不断推动着低空摄影测量在各领域中的应用和发展。本文主要介绍了低空摄影测量的特点、构成、关键技术、亟待解决的问题和应用领域等等。
关键词：低空摄影测量，无人机，高程精度，三维建模，组合相机
在传统摄影测量用于小区域大比例尺地形数据采集时，航摄的成本高,生产周期长,满足不了特定条件下的成图精度和经济效益的要求。同时也存在着高层建筑物遮挡，分辨率不够高等因素的影响，大大降低了数据采集的速度和质量。然而低空摄影测量由于其高分辨率，高重叠度，低成本，受云雾影响小等优点，迅速成为了人们关注的热点，但是由于其像幅较小、畸变较大、影像数量多，影像倾角过大和重叠度不规则等不利因素，也引起了一系列问题。因此在应用低空摄影时需解决低空本身存在的不足。
1．低空摄影测量的概述
低空摄影测量通常指航高在1000m以下的航空摄影测量,常用的摄影平台有轻型飞机、有人直升机、无人飞艇、无人机、气球等。低空摄影测量具有获取成果快、生产周期短、运作成本低、可操作性强等特点。特别是近几年发展起来的以无人飞艇、无人机为遥感平台的低空摄影系统,以数字遥感设备为任务载荷,以遥感数据快速处理系统为技术支撑,它是一种
高机动性、低成本的小型化、专用化遥感系统。其作为一种新的技术方式，更适合在危险区域图像的实时获取、土地变化监测、环境监测、应急指挥需求等方面应用。其系统具有安全性高，低成本，能多角度，高分辨率的获取影像。但与传统的航天和航空影像相比，它又有姿态稳定性差、旋偏角大，像幅小、数量多，影像畸变大等缺点。
2．国内外研究现状
自从低空摄影测量成为人们关注的热点后，其在航拍和姿态平台，传感器，数据处理系统，数据处理方面和应用方面都取得了很大的发展。
在航拍平台上，常见的无人机遥感平台有：固定翼无人机，无人直升机，无人飞艇等。其中飞艇以巡航速度慢,留空时间长,飞行稳定等特点在低空巡逻、监视方面得到广泛应用；直升机具有飞行性能稳定、抗风能力强、续航时间长、对飞行场地要求不高、可灵活野外作业等特点；固定翼无人机采用常规布局,具有高机动性、高载荷、气动性能好等优点,非常适合搭载各种任务设备,出色完成任务,适合于执行长途远距离航拍和巡线任务。如测科院的USVRS-II，刀锋460无人机等。在姿态稳定平台上，常用的有两轴云台及三轴云台，主要是用于消除飞行器姿态变化对相机的影响，保证相机的姿态。
在传感器方面，目前比较常用的是非量测相机，同时相机的组合和类型也在不断的发展和变化。如桂德竹利用组合宽角相机的低空影像进行三维建模，解决了像幅小，精度低和自检校等问题，刘凤英等研究了自稳定双拼航摄数码相机技术，可以满足1∶1000 大比例尺地形图测绘的精度要求，Xie et al.和Grenzdorffer et al.分别研究广角四拼相机和五拼相机的整合，定标技术等。在传感器类型方面，出现了智能手机传感器，可见光，近红外，多光谱，高光谱相机，热红外传感器，LiDar和SAR传感器等等。如Yun et al.利用无人机上安装三星智能手机来获取DEM，Tetracam利用多光谱来监控植被的健康状况等等。
在数据处理系统方面，国外比较著名的有徕卡Leica 公司的Helava系统，德国蔡氏Zeiss 公司的PHODDIS 系统，美国Intergraph 公司的Image Station 系统等。国内比较成熟的数字摄影测量系统有中国测绘科学院的JX4 系统，适普公司的VirTuoZo系统。目前，数字摄影测量系统正朝自动化方向迈进，比较有代表性的是由张祖勋院士研制的数字摄影测量网格DPGrid系统，中国测绘科学院研发的PixelGrid系统，由北京吉威数源有限公司研发的
GEOWAY CIPS 系统。
在数据处理方面，主要体现在以下几个方面：多基线的影像处理用以提高高程精度，低空影像的三维建模，影像匹配和融合技术，遥感数据实时处理和下传，基于低空影像的各种产品生成和研究以及影像的检校模型等等。如催红霞，林宗坚等的无人飞艇低空数码影像多视摄影测量，建立多基线立体几何，进行前方交会实现精度的提高，同时Wefelscheid et al., Harwin and Lucieer也利用多视影像来提高精度。刘志奇利用低空影像进行城市三维建模，介绍了一套建模流程以及相关问题，桂德竹利用宽角组合相机实现了城市三维建筑物的建模，以及利用Structure from Motion恢复三维信息。在影响匹配和融合拼接方面，王书民等在匹配拼接之前先进行批量采样和裁剪等预处理，来提高图像拼接速度与质量；金士玲由SIFT 的局限性和不足，对其进行了改进适用于重叠度大和分辨率高的低空影像；Lowe提出的SIFT 算子以及其的各种变种（SURF，ASIFT，BRIEF，BRIEF）等，还有将Structure from Motion和摄影测量技术相结合用于匹配和拼接（Abdel-Wahab et al. (2012), Cramer (2013b) and Qin et al. (2013)）等等，同时还有Semi-Global Matching的介绍（Hirschmüller, 2005，Bulatov et al., 2011; Küng et al., 2011;Haala et al., 2013），在各种产品生产上，方法也是各有不同，都是基于一定的前期处理，然后生成产品。杜全叶等根据低空影像生成的DEM，利用正射纠正模块使用Voronoi图分块正射纠正，生成DOM，刘淑慧根据正射影像生成存在的问题提出了相应的解决办法。在检校模型上，提出了各种检校模型，有大面阵相机的检校，非量测相机的检校，以及各种组合相机的检校等。
在应用领域方面，涉及的范围是非常广的。低空摄影凭借其安全性，灵活性，高分辨率等特点，可以应用在灾害危险地区，大比例尺成图区域，三维数字城市，电力水利，土地利用变更调查，风景名胜古迹、旅游景点获取局部或全景鸟瞰像片和编制影像平面图等等方面，关于其进一步的介绍在后面给出。
3．低空摄影测量的关键技术
3.1 遥感平台技术
低空遥感平台的性能与成本直接影响低空航空遥感系统的应用效果与范围,因此不断提
高低空平台的性价比对于低空航空遥感业务化运行系统的可持续发展至关重要.其关键的性
能指标包括飞行高度、续航时间、有效载荷、飞行平稳度、导航精度、巡航速度、起降方式等.而且低空的运行成本对整个系统也至关重要.因此,在目前低空平台的基础上,努力提高下
一代低空平台的性价比,使其更适合作为可持续经营的遥感平台,是下一步的研究重点。
3.2 遥感传感器技术
由于低空技术的发展，如今越来越多的普通数码相机应用于低空摄影测量中，但由于普通数码相机相幅小、像片多等各种问题的存在，因此，我们应该开发高分辨率、重量轻、存储量大的大面阵相机或者小面阵多相机组合的摄影系统(两相机、三相机、四相机等),以及相应的相机检校和影像后处理方法等方面的研究。同时由于应用的需求不一样，多光谱相机，红外相机，高光谱相机以及热红外相机的开发和利用就显得重要了。
3.3 姿态控制技术
为了减小飞行器、气流等因素对相机造成的影响,获取清晰的高质量影像,必须开发稳定平台,特别是抗风能力弱、飞行稳定性差的无人驾驶飞行器(如飞艇、无人机),应加上高灵敏
度的单轴或三轴稳定平台保证相机的姿态稳定,或者采用机载POS系统(IMU、DGPS)直接获取像片高精度的外方位素用于航片的内业处理。
3.4 相机定标技术
非量测数码相机不是专门为量测目的设计的,其畸变性能与胶片量测摄影机的畸变性能
不完全相同。在处理影像是首先就要对其进行校正，否者会引起很大的误差，对于数码相机的畸变差可以分为系统畸变差和随机畸变差，主要的检校模型有数学畸变模型和二维控制场
检校，当然也需要对不同相机组合也要进行相应的相机检校，达到精度要求。
3.5 影像处理技术
对于低空影像的获取后，不可避免的存在一些问题，因此就需要研究相应的处理软件对其进行处理，以获取高精度的产品。一般的影像处理技术主要包含以下几个方面：影像的预处理，影像匹配，相对定向，区域网平差，DEM和DOM的生成以及立体测图等。每一个环节都需要相应的处理技术和手段来保证后续的处理精度要求。
4．低空摄影测量的应用
（1）小面积地区性大比例尺地形图测绘
由于传统的航空摄影测量应用于小区域特别是城市大比例尺测图时,存在建筑物遮挡严重、费用高、生产周期长等问题,低空摄影测量技术凭借自身特有的优势成为该领域应用的首选技术,这对于大中城市改建、扩建、新农村建设、小城镇的兴建规划设计用地形图的施测、修测有极大的现实意义。
（2）城市三维建模
城市三维建模是“数字城市”建设的关键内容之一,建模数据的获取途径和处理方式直接影响到整个建模流程的速度和模型的整体质量(几何精度、视觉效果等)。低空摄影测量可以快速采集建模区域的地学信息,经过内业处理快速获取建模所需的DEM、DOM和部分建筑物的空间特征数据,特别是无人飞艇可以低空、低速飞行,能够针对地面标志性建筑物进行悬停和倾斜拍摄以获取建筑物的纹理图像,减小外业采集纹理数据的工作量,提高大范围建模的速度,是一种实用、高效的数据获取途径。
（3）其他应用
由于低空摄影测量的特点，除了在测图和三维建模方面的应用外，还广泛的应用于自然灾害的应急反应、国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、电力森林和水资源开发等领域的应用。
在林业领域，森林健康监测、林业资源调查、野生动植物保护、森林防护、火灾监测、退耕还林监测、荒漠化治理中非常急切的需要低成本，快速，高精确度等特点的遥感监测技术。
在电力领域，水电工程环境大多数都较为险峻，但是其的设计和施工都不可缺少的大比例尺地形图成图技术还停留在人工测制阶段。主要由于使用常规航空摄影技术成本高、周期长，而且它所测量的范围小，用户无法承受。车载无人机系统无须使用专用场地，可以直接弹射起飞、云下飞行、姿态平稳，特别适合在一些恶劣条件下高精度遥感数据的获取。
在环境保护领域，随着国家对生态化建设的需求，相关的环保部门急需快速，高效的监测手段进行各类污染源及其扩散态势的监测，为环境治理提供一系列的依据。所以低空摄影测量能够解决其相应的需求。
在水利领域，我国水利部门在行使流域规划、水资源管理、水利项目、水污染控制、流域治理、防汛抗旱调度、水土保持生态建设等管理职能时既需要卫星和航空遥感手段进行大面积宏观监测，又需要高速、高效、高精度监测技术。在相关的水利行业装备无人机遥感系统可以使其应用于生态环境、流域水土保持防洪、防凌监测以及基础测绘和重点工程制图等方面。
5．低空摄影测量存在的问题
低空摄影测量由于其优点得到了一定的发展，但由于其像幅较小、畸变较大、影像数量多，影像倾角过大和重叠度不规则等不利因素。同时也存在着一些问题，需要对其进行研究解决。主要包括以下几个方面：
（1）建立基于无人驾驶飞行器的低空数字摄影测量与遥感硬件系统。硬件平台包括无人驾驶遥控飞行平台,差分GPS接收机,姿态传感器,高性能数码相机和视频摄
像机,数据通讯设备,影像监视与高速数据采集设备,高性能计算机等等。需要深入
研究无人驾驶飞行平台的飞行特性,并研制三轴旋转云台、差分GPS无线通讯、
视频数据的自动下传、自动曝光等关键技术。
（2）研究无人驾驶飞行平台的自动控制策略。在飞行器上搭载飞控计算机,由差分GPS数据得到飞艇(相机)的精确位置,在此基础上对较低分辨率的视频序列影像
进行匹配,结合姿态传感器的输出信号实时自动确定飞行器的姿态,从而进行飞
行自动控制,并将所有数据同时下传到地面监控计算机。
（3）传感器多相机的组合和检校，以及各种传感器的组合和利用。
（4）研究多基线立体影像中连接点的多影像匹配方法与克服影像几何变形的稳健影像匹配和融合方法。
（5）数字表面模型与正射影像的自动获取及立体测图。
（6）相对于传统的航空摄影测量而言,低空摄影测量还没有形成一套较成熟的技术流程，同时缺少对特殊影像的处理（如纹理相同区域）和全自动化的空中三角测
量软件，解决组合宽角相机重叠度大而分辨率不均匀影响影像匹配可靠性的问
题和控制点稀少条件下的空三要求。
6．结论
本文针对低空摄影测量的技术，介绍了其相关的研究现状，关键技术，应用领域，并指出了其存在的问题。同时低空摄影测量由于其不可取代的优点，应不断拓宽其应用领域，和一些技术结合使用，如LiDar技术和SAR技术等，不断拓宽其技术的新领域。
参考文献
[1] 刘奇志.低空摄影测量与三维建模[D].泰安:山东科技大学,2005.
[2] 陈天祎.基于CIPS 的低空无人机遥感影像处理研究[D].华东理工大学，2013.
[3] 明洋.特殊航空影像自动匹配的关键技术研究:博士学位论文[D].武汉大学.2009.
[4] 刘凤英，王冬，卢秀山.自稳定双拼航摄数码相机技术[J]. 工程勘察,2012,第六期.
[5] 崔红霞.无人机低空数码摄影测量系统研究:博士学位论文[D] .武汉大学,2006.
[6] 刘召芹.ＵＡＶ载特轻小型组合宽角数字相机系统研究:博士学位论文[D] .山东科技大学,2008.
[7] 桂德竹.基于组合宽角相机低空影像的城市建筑物三维模型构建研究:博士学位论文[D] .中国矿业大学,2010.
[8] 彭晓东.无人飞艇低空航测系统集成研究:博士学位论文[D] .武汉大学,2010.
[9] 孙杰,林宗坚,无人机低空遥感监测系统[J] .遥感信息,2003.
[10]林宗坚,李成名.无人飞行器低空遥感与数字城市三维地理空间基础框架建设[J].测绘技术装备,2003,4(增刊):1~3.
[11]王磊,李和军.低空遥感平台摄影测量技术的探索和应用,北京测绘,2003,.4
[12] 王聪华.无人飞行器低空遥感影像数据处理方法[D].泰安:山东科技大学,2006.
[13] 崔红霞,林宗坚.无人机遥感监洲系统研究[J].测绘通报,2005(5):11~14.
[14] 万幼川，刘良明，张永军.我国摄影测量与遥感发展探讨[J.]测绘通报,2007(1).
[15] 洪宇，龚建华，胡社荣等.无人机遥感影像获取及后续处理探讨[J]. 遥感技术与应
用.2008.
[16] 刘奇志. 低空摄影测量技术的发展与应用[J]. 山东省“数字国土”学术交流会论文集,2007.06.
[17] 高福山,胡吉伦,王黎. 无人机低空摄影测量在电力工程中的应用[J]. 电力勘测设
计,2010,02.
[18] 韩志晟. 浅谈无人机低空摄影测量在南水北调工程中的应用[J]. 数字通信世界,2011,02.
[19] 王玉鹏. 无人机低空遥感影像的应用研究[D]. 河南理工大学,2011.
[20] 秦博,王蕾. 无人机发展综述[J]. 飞航导弹,2002,08.
[21] 王琳.高精度,高可靠的无人机影像全自动相对定向及模型连接研究[D].中国测绘科学研究院.2011.
[22] 张雪萍,刘英.无人机在大比例尺DOM 生产中的应用[J].测绘标准化,2011.
[23] 周国香.UAV 载多面阵数字相机拼接技术的研究[D].山东科技大学:2009.
[24] 刘庆元,徐柳华,沈彩莲,王小平.基于无人飞行器遥感影像的数字摄影测量关键技术研究[J]. 测绘科学,2010,35(1):28-30.
[25] 毕凯.无人机数码遥感测绘系统集成及影像处理研究[D].中国测绘科学研究院:2009.
[26] 张祖勋，杨生春等. 多基线-数字近景摄影测量[J]. 地理空间信息，Vol.5, No.1, 2007.2.
[27] 崔红霞，林宗坚等. 无人飞艇低空数码影像多视摄影测量[J]. 光电工程，Vol.35, No.7，2008.7，
[28] LIN Z.J., 2008. UAV for Mapping—Low Altitude Photogrammetric Survey, ISPRS2008, Beijing, 2008, Vol.
[29] Nagai, M., Shibasaki, R., et al., 2004. Development of digital surface and feature extraction by integrating laser scanner and CCD sensor with IMU, ISPRS2004, Istanbul,Vol. XXXV, Part B5. [30] Wang JZ, Lin ZJ, et al, 2004. Reconstruction of buildings from a single UAV image. ISPRS2004, Istanbul, Vol. XXXV, Part B8.
[31] Schwarz, K., P., El-Sheimy, N., 2004. Mobile Mapping Systems – State of the art and future trends. ISPRS2004, Istanbul, Vol. XXXV, Part B1.
[32] Nagai M., Chen T.N., et al, 2008. UAV Borne Mapping by Multi Sensor Integration, ISPRS2008, Beijing, 2008.
[33] Grenzdorffer G. J., Engel A., Teichert B., 2008. The Photogrammetric Potential of Low-Cost UAVS in Forestry and Agriculture, ISPRS2008, Beijing.
[34] Hartley R., Zisserman A., 2002. Multiple View Geometry in Computer Vision[M], Cambridge University Press, 2002.
[35] Koch R., Surface Reconstruction from Stereoscopic Image Sequences, ICCV95, 1995,
p109-113.
[36] K. Dalamagkidis, K.P. Valavanis, L.A. Piegl.2008. On unmanned aircraft systems issues, challenges and operational restrictions preventing integration into the National Airspace System. Progress in Aerospace Sciences 44 (2008) 503–519.
[37] Sebastian Siebert, Jochen Teizer.2014. Mobile 3D mapping for surveying earthwork projects using anUnmanned Aerial Vehicle (UAV) system. Automation in Construction 41 (2014) 1–14. [38] Mohammed Abdel-Wahab, Konrad Wenzel, Dieter Fritsch.2012. EFFICIENT RECONSTRUCTION OF LARGE UNORDERED IMAGE DATASETS FOR HIGH ACCURACY PHOTOGRAMMETRIC APPLICATIONS. ISPRS2008, Australia.
[39] J. Everaerts. THE USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES (UAVS) FOR REMOTE SENSING AND MAPPING. ISPRS2008, Beijing.
[40] Lin Zongjian, Su Guozhong, Xie Feifei. UAV BORNE LOW ALTITUDE PHOTOGRAMMETRY SYSTEM. ISPRS2008, Australia.
[41] I. Colomina, P. Molina. Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing:A review.ISPRS (2014) 79–97.
[42] Xie, F., Lin, Z., Gui, D., Lin, H., 2012. Study on construction of 3D building based on UAV
images. ISPRS – Int. Arch. Photogrammy. Remote Sens. Spatial Inform. Sci.XXXIX-B1, 469–473. [43] Yun, M., Kimb, J., Seo, D., Lee, J., Choi, C., 2012. Application possibility of smartphone as payload for photogrammetric UAV system. ISPRS – Int. Arch. Photogramm.Remote Sens. Spatial Inform. Sci. XXXIX-B4, 349–352.
[44] Zhou, G., Yang, J., Li, X., Yang, X., 2012. Advances of flash LiDAR developmentonboard UAV. ISPRS – Ann. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci.XXXIX-B3, 193–198.
[45] Grenzdorffer, G., Niemeyer, F., Schmidt, F., 2012. Development of four vision camera system for a micro-UAV. ISPRS – Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci. XXXIX-B1,
369–374.
[46] Grün, A., Zhang, Z., Eisenbeiss, H., 2012. UAV photogrammetry in remote areas – 3D modeling of Drapham Dzong, Bhutan. ISPRS – Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci. XXXIX-B1, 375–379.
[47] Strecha, C., Bronstein, A., Bronstein, M., Fua, P., 2012. LDAHash: Improved matching with smaller descriptors. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 34, 66–78.Tetracam, 2012. MiniMCA.
[48] Wefelscheid, C., Hansch, R., Hellwich, O., 2011. Three-dimensional building reconstruction using images obtained by unmanned aerial vehicles. ISPRS –Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci. XXXVIII-1/C22, 183–188.
[49] Lucieer, A., Robinson, S., Turner, D., Harwin, S., Kelcey, J., 2012. Using a micro-UAV for
ultra-high resolution multi-sensor observations of antarctic moss beds.ISPRS – Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci. XXXIX-B1,429–433.
[50] Abdel-Wahab, M., Wenzel, K., Fritsch, D., 2012. Efficient reconstruction of large unordered image datasets for high accuracy photogrammetric applications.ISPRS – Ann. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci. I-3, 1–6.
[51] Bay, H., Ess, A., Tuytelaars, T., van Gool, L., 2008. Speeded-up robust features (SURF).Comput. Vision Image Understand. 110, 346–359, Similarity Matching in Computer Vision and Multimedia.
[52] Bendig, J., Bolten, A., Bareth, G., 2012. Introducing a low-cost mini-UAV for thermal and multispectral-imaging. ISPRS – Int. Arch. Photogramm. Remote Sens.Spatial Inform. Sci. XXXIX-B1, 345–349.
[53] Costa, F.G., Ueyama, J., Braun, T., Pessin, G., Osorio, F.S., Vargas, P.A., 2012. The use of unmanned aerial vehicles and wireless sensor network in agricultural applications. In: Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2012 IEEE International, 22-27 July, pp. 5045–5048. [54] Hirschmüller, H., 2005. Accurate and efficient stereo processing by semi-global matching and mutual information. IEEE Conf. Comput. Vision Pattern Recognit.3, 807–814.
[55] Bulatov, D., Solbrig, P., Gross, H., Wernerus, P., Repasi, E., Heipke, C., 2011. Context-based urban terrain reconstruction from UAV-videos for geoinformation application. ISPRS – Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci.XXXVIII-1/C22, 75–80.
[56] Haala, N., Cramer, M., Rothermel, M., 2013. Quality of 3D point clouds from highly overlapping UAV imagery. ISPRS – Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. SpatialInform. Sci.
XL-1/W2, 183–188.
[57] Pierrot Deseilligny, M., Clery, I., 2011. APERO, an open source bundle adjustment software for automatic calibration and orientation of set of images. Int. Arch.Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. XXXVIII-5/W16, 269–276.
[58] 甄云卉,路平. 无人机相关技术与发展趋势[J]. 兵工自动化,2009,01.
[59] 邹湘伏,何清华,贺继林. 无人机发展现状及相关技术[J]. 飞航导弹,2006,10.
[60] 吴忠林.四川地区轻型无人机低空摄影系统市场潜力分析[D].成都理工大学.2012.
[61] 张永军. 无人驾驶飞艇低空遥感影像的几何处理[J]. 武汉大学学报(信息科学版).2009,3.
[62] 崔红霞,孙杰等. 非量测数码相机的畸变差检测研究[J]. 测绘科学.2005,2.
无人机低空摄影测量系统在水利工程测量中的应用 目前，无人机已广泛应用于水利工程测绘领域，其自身优点较多，在顺利完成水利工程测绘任务的同时还能对获得相应的正射影像。本文就无人机低空摄影测量系统在水利工程测量中的应用进行分析，同时简述其在水利工程测量中的应用优点，重点凸显无人机在该项测量过程中的优势。结合我国工程实际，无人机低空摄影测量的广泛应用从侧面表现出国内迅猛发展的测绘技术，同时也预示我国未来的技术发展前景将会越来越广阔。 标签：无人机；水利工程测量；应用 在摄影测量过程中，根据驾驶方式的不同，可将执行测绘任务的飞行器分为有人机和无人机，尽管目前的测量技术可以监测到具体的地理数据，但是卫星测量过程中仍然因为回归周期、飞行高度的影响难以快速、及时、全方位地获取地理环境信息。不仅如此，有人机系统因需人为控制导致其机动性低下、测量成本较高，基于无人机平台的测绘技术正是这些缺陷的有效补充手段。 一、概述 （一）无人机测量系统 无人机系统由飞行器、地面控制设备、任务荷载、数据链路、发射与回收装置、地面支援及维护设备等六个部分组成。其外形特征较小，但是其携带的高精度数码成像设备，可拍摄飞行过程中遇到的各种地物，其控制过程中主要使用的是GPS导航系统和遥控技术。对于无人机的飞行过程而言，其可以达到与地面相距300米，且此范围属于遥控最佳范围，一般不会出现无人机不受控制的现象。在飞行过程中，主要利用光栅影像记录该飞机所测到的数据，然后再通过电脑进行数据传输、处理，进而获取所需的数据[1]。进入21世纪后，无人机广泛被很多行业使用，对于我国而言，水利工程測量过程中已逐渐使用无人机测量系统，在较低的航高内对水利工程实况进行航摄，进而确保该项工程顺利开展。 （二）无人机技术的含义 无人机，顾名思义，就是无需人为驾驶，是一种由动力驱动，可自主飞行或遥控飞行，能携带任务荷载，可重复使用的航空器。无人机测绘技术不同于传统测绘技术，它们之间的区别如下所述：第一，无人机测绘技术由于不受重访周期的限制，可根据需要随时起降，时效性好，从而提高测绘效率，同时还能确保数据更加精确；第二，该项测绘技术有助于加快建设数字化城市，进而促使我国逐渐迈向数据化时代；第三，该项技术科促使其社会管理能力更高效。因此，对于我国的科技进程而言，该项技术的研究和应用不可或缺。 二、无人机低空摄影测量系统在水利工程测量中的应用
( 实习报告) 单位：____________________ 姓名：____________________ 日期：____________________ 编号：YB-BH-023077 摄影测量学实习报告Practice report of Photogrammetry
摄影测量学实习报告 【摄影测量学实习报告】 在本学期的第13周，我们开始了摄影测量学的实习。通过实习我认识到摄影测量学是通过获取立体影像来研究和确定被摄物体的形状、大小、空间位置、性质和相互关系的一门信息科学与技术。摄影测量教学实习是“摄影测量学”课程教学的重要组成部分。 通过实习将课堂理论与实践相结合，使学生深入掌握摄影测量学基本概念和原理，加强摄影测量学的基本技能训练，培养学生分析问题和解决问题的实际动手能力。通过实际使用数字摄影测量工作站，了解数字摄影测量的内定向、相对定向、绝对定向、测图过程及方法;编制数字影像分割程序，使学生掌握数字摄影测量基本方法与实现，为今后从事有关应用遥感立体影像和数字摄影测量打下坚实基础。 我们本周实习的是数字摄影测量工作站的操作，数字摄影测量系统是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。 数字摄影测量系统是摄影测量自动化的必然产物。数字摄影测量系统为用
户提供了从自动空中三角测量到测绘地形图的全套整体作业流程解决方案，大大改变了我国传统的测绘模式。VirtuoZo 大部分的操作不需要人工干预，可以批处理地自动进行，用户也可以根据具体情况灵活选择作业方式，提高了行业的生产效率。它不仅是制作各种比例尺的4D 测绘产品的强有力的工具，也为虚拟现实和GIS 提供了基础数据，是3S 集成、三维景观和城市建模等最强有力的操作平台。本次实习是采用VirtuoZo 数字摄影测量系统(教学版) 。 实习目的：了解数字摄影测量系统，掌握操作过程。 实习主要内容： 1.数据准备，包括摄影比例尺、相机内方位元素、航高、航带数、像片排列、控制点分布等; 2. 建立测区、设置测区参数; 3. 建立模型、设置模型参数; 4. 模型定向，包括内定向、相对定向、绝对定向方法与步骤。其基本步骤是：建立测区、引入影象、建立模型、检查(修改)影象参数、建立相机参数文件、建立加密点文件、设置成果输出参数、模型影象内定向、模型的相对定向、模型的绝对定向、核线影象生成、匹配预处理、影象匹配、匹配结果的编辑、DEM 生成、DOM 及等高线影象生成、叠加影象生成、矢量测图、图廓整饰等。 通过本次实习使学生掌握摄影测量的内涵、摄影测量的基础知识、解析摄影测量原理与方法、双像解析摄影测量，了解并能够理论与实际相联系，解决实际生产中的问题。在完成以上的内容后，我们紧接着要做的是编写K 平均区域分割程序，其基本原理是将图像初步分成K 个区域，计算每个区域的灰度平均值，将图像中每一像素分别与K 个区域灰度平均值进行比较，差值最小
摄影测量学 第一章 绪论 1、摄影测量是从非接触成像系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术。 2、摄影测量学的三个发展阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量 4、摄影测量存在哪些问题 第二章 单幅影像解析基础 1、像主点：摄影机主光轴（摄影方向）与像平面的交点，称为像片主点。 像主距：摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距，也叫像片主距（f ）。 2、航空摄影：利用安装在航摄飞机上的航摄仪，在空中以预定的飞行高度度沿着事先制定好的航线飞行，按一定的时间间隔进行曝光摄影，获取整个测区的航摄像片。 空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直。 H f L l m ==1 （m —像片比例尺分母，f —摄影机主距，H —平均高程面的摄影高度 H=m ·f ） 3、相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度，称为摄影航高。 绝对航高是相对于平均海平面的航高，是指摄影机物镜在摄影瞬间的真实海拔高。通过相对航高H 与摄影地区地面平均高度H 地计算得到：H 绝=H+H 地 5、航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称，重叠度一般要求在60%以上； 旁向重叠：两相邻航带像片之间的影像重叠，重叠度要求在30%左右。 6、中心投影：当投影会聚于一点时，称为中心投影； 正射投影：投影射线与投影平面成正交。 中心投影：投影射线会聚于一点（投影射线的会聚点称投影中心） 投影 斜投影：投影射线与投影平面成斜交 平行投影 正射投影：投影射线与投影平面成正交
7、透视变换中的重要的点线面： ① 由投影中心作像片平面的垂线，交像面于o ，称为像主点；像主点在地面上的对应点以O 表示，称为地主点。 ② 由摄影中心作铅垂线交像片平面于点n ，称为像底点；此铅垂线交地面于点N ，称为地底点。 ③ 过铅垂线SnN 和摄影方向SoO 的铅垂面称为主垂面（W ），主垂面即垂直于像平面P ，又垂直于地平面E ，也垂直于两平面的交线透视轴TT 。 ④ 合线h i h i 与主纵线vv 的交点i 称为主合点。 8、等角点的特性：在倾斜的航摄像片上和水平地面上，由等角点c 和C 所引出的一对透视对应线无方向偏差，保持着方向角相等。 9、摄影测量常用坐标系：像平面坐标系o-xy 、像空间坐标系S-xyz 、像空间辅助坐标系S-XYZ 、摄影测量坐标系A-XpYpZp 、物空间坐标系O-XtYtZt 10、内方位元素（框标坐标系 → 像空间坐标系） 确定摄影机的镜头中心相对于影像位置关系的参数。内方位元素包括3个参数：像主点相对于影像中心的位置x 0，y 0及镜头中心到影像面的垂距f ； 外方位元素（像空间坐标系 → 摄影测量坐标系） 确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。外方位元素包括3个线元素，用于描述摄影中心S 相对于物方空间坐标系的位置Xs 、Ys 、Zs ；3个角元素，用于描述影像面在摄影瞬间的空中姿态。 11、旋转变换： （1）含义：是指像空间坐标与像空间辅助坐标之间的变换。 （2）方程：设像点a 在像空间坐标系为（x,y,-f ），而在像空辅坐标系中为（X,Y ,Z ），则二者的正交变换为： ???? ? ?????-??????????=??????????-=??????????f y x c c c b b b a a a f y x R Z Y X 32 1 321321 12、共线方程：在摄影成像过程中，摄影中心S 、像点a 及其对应的地面点A 三点位于同一 条直线上。常见共线方程如下： ?????? ? -+-+--+-+--=--+-+--+-+--=-)()()()()()()()()() ()()(33322233311100Zs Z c Ys Y b Xs X a Zs Z c Ys Y b Xs X a f y y Zs Z c Ys Y b Xs X a Zs Z c Ys Y b Xs X a f x x A A A A A A A A A A A A 上式中，（x,y ）为像点ａ在像平面直角坐标系中的坐标；（X A ,Y A ,Z A ）为像点对应物点Ａ在地面坐标系中的坐标；（Xs,Ys,Zs)为投影中心Ｓ在地面坐标系中的坐标；ai 、bi 、ci 9个方向余弦，其中含有三个外方位元素。 13、共线方程的应用： 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查中的基本数学模型 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 ）与共线方程制作数字正射影像
分类号__________ _ 单位代码___________ 学号_________ __ 密级___________ 本科毕业论文（设计）无人机低空摄影测量成图精度研究 院（系）名称： 专业名称： 年级： 学生姓名： 指导教师： 年月日
目录 摘要 (4) Abstract (5) 前言 (6) 一、无人机低空摄影测量系统及其关键技术 (6) （一）低空摄影测量系统 (6) 1.快速机动的响应能力 (7) 2.高分辨率遥感影像数据的获取能力 (7) 3.成本低，安全可靠 (7) （二）低空摄影成图的关键技术 (8) 1.摄影外业控制测量 (8) 2.摄影内业处理技术 (8) 二、无人机低空空摄影测量成图精度研究分析 (9) （一）无人机低空摄影测量成图精度的影响因素 (10) 1.影像的重叠度 (11) 2.像片倾斜角与旋偏角 (11) 3.航带弯曲度 (12) 4.航带内最大高差 (12) （二）测区像片控制点的分布 (12) （三）精度分析 (12) 1. 理论精度分析 (15) 2.实际地形图精度分析 (15) 3.DOM实际精度分析 (17) 结论及展望 (19) （一）结论 (19) （二）展望 (19) 参考文献 (22) 致谢 (22)
摘要 无人机技术由于其具有时效高、分辨率好以及较低的成本、风险、可重复性等优势，应用非常广泛，譬如在地震中测量中的应用，自然灾害的检测以及气象的检测等。对于无人机低空摄影测量技术，由于可以实现大面积且常规方法难以摄影的地区、已发生突发自然灾害的地区的摄影测量，因而已成为现今获取地理数据常用的技术手段。本文以低空数字摄影测量系统为研究对象，着重就无人机低空摄影测量成图精度进行分析，包括试验数据的获取，摄影质量的检测，测区的像片控制点分布以及数据处理精度，最后比较得出结论。希望通过本文无人机低空摄影测量成图精度的分析，为相关人员提供借鉴和参考。 关键词：无人机技术；无人机低空摄影测量技术；成图精度研究
摄影测量实习总结报告5篇 摄影测量的主要任务是用于测制各种比例尺的地形图,建立地形数据库,为各种地理信息系统、土地信息系统以及各种工程应提供空间基础数据,同时服务于非地形领域,如工业、建筑、生物、医学、考古等领域。下面给大家分享一些关于摄影测量实习总结报告5篇,供大家参考。 摄影测量实习总结报告(1) 一、实习目的 摄影测量与遥感实习是摄影测量学和遥感技术相应用的综合实习课。本课程的任务是通过实习掌握摄影测量的原理、影像处理方法、成图方法,掌握遥感的信息获取、图像处理、分类判读及制图的方法和作业程序。 从而更系统地掌握摄影测量与遥感技术。通过实习使我们更熟练地掌握摄影测量及遥感的原理,信息获取的途径,数字处理系统和应用处理方法。进一步巩固和深化理论知识,理论与实践相结合。培养我们的应用能力和创新能力、工作认真、实事求是、吃苦耐劳、团结协作的精神,为以后从事生产实践工作打下坚实的理论与实践相结合的综合素质基础。 二、实习内容 1) 遥感影像图制作; 2) 相片控制测量; 3) 航空摄影测量相对立体观察与两侧;
4) 航片调绘、遥感图像属性调查; 5) 相片及卫片的判读及调绘 6) 调绘片的内页整饰 7) 撰写实习报告,提交成果。 三、实习设备与资料 1) 摄影测量与遥感书本上的理论知识。 2) 通过电脑查找有关这门学科的实践应用及其它相关知识等。 3) 电脑上相关的摄影测量的图片信息资料及判读方法。 4) 现有的实习报告模板及大学城空间里的相关教学资料。 四、实习时间与地点 时间：__年6月19日——__年6月26日。 地点：学校图书馆、教室、寝室及搜集摄影测量与遥感这门学科的资料等相关地方。 五、实习过程 5.1摄影测量与遥感学的发展情景 摄影测量与遥感是从摄影影像和其他非接触传感器系统获取所研究物体,主要是地球及其环境的可靠信息,并对其进行记录、量测、分析与应用表达的科学和技术。随着 摄影测量发展到数字摄影测量阶段及多传感器、多分辨率、多光谱、多时段遥感影像与空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他边缘学科的交叉渗透、相互融合,摄影测量与遥感已逐渐发展成为一门新型的地球空间信息科学。由于它的科学性、技术性、应
河南理工大学测绘学院 《近景摄影测量学》教学实验报告 （专业必修课） 2011年月日 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 实验成绩： 评语: 指导老师签名： 2011年月日
实习报告一：相机的认识和使用 一、实验的目的与要求： 1.熟悉使用相机并对物体进行高清晰拍摄 2.了解相机的各功能键对拍摄景物的作用 二、实验仪器： 佳能相机一台 三、实验步骤 1.打开相机 2.阅读相机的使用说明书，了解相机的参数设置 3.用一种拍摄模式对物体进行拍摄然后观察其效果 4.换一种拍摄模式在观察相片的效果，然后与上一张相片对比，观察其图形的差别 5.修改相机参数再观察相片的成图效果。 四、实验体会与收获： 这次实习让我学会到如何使用相机对物体进行高清晰拍摄，同时认识了相机的各个功能键的作用和用法，初步掌握了拍摄的技巧，了解了相机各个功能键对拍摄景物的作用。
实习报告二：Lensphoto软件的处理过程 一、实验目的： 1.掌握Lensphoto软件的操作步骤 2.掌握Lensphoto软件对非量测相机参数的检校。 二、实验内容： 用Lensphoto软件对已有的实验数据进行处理并得出处理结果 三、实验步骤 1.相机检校 2、新建工程 (1)工程--新建--导入(导入对应要处理的工程影像数据)，输入航带数，对影像进行航带分组。 3、打开工程 打开对应的工程文件*.prj。 （1）、空三匹配匹配前人工给定航带内和航带间立体像对的种子点，目的是确定匹配像对两张影像间的概略偏移量。 （2）、光束法平差只有进行了相对定向，控制点量测才具有预测功能 （3）、控制点量测 4、引入控制点 (1)把全站仪导出的三维点信息，进行编辑。整理成软件可识别的*.ctl数据格
摄影比例尺： 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高： 相对航高： 绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求： 影像的色调、 像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹角，α＝ 0 时为最理想的情形） 像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影像重叠 旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠 航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点连线不在一条直线上 像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线之间的夹角 像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 ???????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)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 f x S S S S S S S S S S S S 333222333111
1 本流程的制定是公司航飞部进行无人机航拍测绘作业流程和作业要求进行流程化，以便管理本部门的业务工作。 2 本部门以无人机系统为平台，以小型摄影测量相机为核心传感器，以获取1：1000、1：2000成图比例尺数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）、数字表面模型（DSM）、数字线划图（DLG）为目的，兼顾部分工程测量、三维建模和遥感数据获取服务。 图1 作业流程图
安全警告 工作人员应用了解接受与AvianP系统无人机有关的风险提示，避免造成人员受伤、重大经济损失等生产事故的发生 1、使用者应用完全懂得在操作AvianP系列无人机时，遇到紧急情况下应该做出的相应的正
●测试马达时请远离转动的螺旋桨的前方和切线方向，测试人员建议使用适当的衣物和眼 罩 ●详细了解如何设定归航点、调整无人飞机载具的重心、降落伞的叠折与装置 ●连接电池时请正确连接电源的正负极，反接会造成电池爆炸甚至设备的损毁 ●请不要在无人值守的情况对电池充电；不要使用非原厂生产的充电器设备 ●不要对空速管直接吹气，太大的压力会造成空速器损坏
一、任务接受 1、收集任务测区的资料：图件与影像资料（地形图、规划图、卫星影像、航摄影像等）；地形地貌、气候条件；机场、军事基地等重要设施等 2、通过收集的资料判断设备是否适应摄区环境；是否具备空域条件。 3、选择执行任务的飞机型号 二、任务规划 1、通过用户提供的界址坐标信息，在谷歌地球软件上将任务区域的范围标注并突显出来，同时将区域范围内及周边区域的图址信息缓存到本地并记录下任务区域内最高点的海拔值做为在任务规划时使用。 2、运行飞控软件进行任务规划设计。在满足精度要求和飞行安全的前提下，任务规划需要合理安排归航点的位置；合理做好重叠、航高及地面分辨率；以下是在做规划时需要注意的 三、任务飞行
摄影测量学实习报告 第一篇：摄影测量学实习报告 摄影测量学实习报告 为期两周的摄影测量学实习今天正式结束了，虽然两周时间并不长，但是对于我来说，学到的东西远不能用时间来衡量。在这两周里，我们完成了全数字摄影测量系统实习、数字影像分割程序编制、立体影像匹配程序编制等内容，这些东西让我们的两周很充实，很有意义。 其实刚开始时一直怀疑摄影测量学实习有什么意义，到了今天，我才发现这是有意义的。因为通过本次实习，我们可以将课堂理论与实践相结合，使我们深入掌握摄影测量学基本概念和原理，加强摄影测量学的基本技能训练，并且培养了我们的分析问题和解决实际问题的能力。通过使用数字摄影测量工作站，我们可以了解数字摄影测量的内定向、相对定向、绝对定向、测图过程及方法；通过开发数字影像分割程序和立体影像匹配程序，使自己掌握数字摄影测量基本方法与实现技术，为今后从事有关应用遥感技术应用和数字摄影测量打下坚实基础。所以，就算现在觉得没什么用，但是也为将来奠定了很好的基础。 正因为如此，在这两周中我们都很认真的在学习并且完成实习任务。其实说是两周，但时间真的更短，毕竟赶上了元旦假期，联欢晚会等一系列活动。所以如何在短暂的时间里，更出色的完成任务，是我们必须考虑的。记得实习动员的时候，老师花了很长时间又给我们讲了一次这次实习对我们的重要性，这很触动我们，毕竟老师的苦口婆心我们都看在眼里。不光如此，老师又耐心的把实习要求，实习任务，实习步骤讲解了一遍，让我们大致明白了这次实习从何入手，这让本来很迷茫的我们瞬间找到了方向，也为我们接下来的工作提供了便利。动员结束的日子，我们便进入机房，正式开始了实习。 首先我们结束了全数字摄影测量系统，这款软件是我们从来没有接触过的，所以刚开始的时候很陌生，不知道怎么用，也不知道能用来做什么。还好，我们有老师的细致讲解，并且借助帮助向导可以解决我们很多问题。所以在这个实习中，我们没有遇到太多困难。让我印象深刻的是，我在做我们小组的绝对定向时，总是提示同名点数不够，就因为此，很难往下一步进行。后来在我们小组的讨论中，和老师的辅导后，我才得以解决这个困难。 第二周的时候，我们主要是利用matlab进行程序的编写。因为之前的别的实习也要用到matlab，所以对他已经不是很陌生了。但是当把matlab和摄影测量的思路相结合的时候，还是出现了不少问题。毕竟摄影测量的原理也不是很容易理解的，加之需要利用计算机语言来实现程序就难上加难了。本来我想过放弃，因为编程实在是一件很麻烦的事。但在同组成员的鼓励下，以及老师的耐心讲解下，我还是坚持了下来，跟着我们小组一起商讨一起编写，虽然途中遇到了很多错误提示，
摄影比例尺：摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高：相对航高：绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求：影像的色调、像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹 角，α＝ 0 时为最理想的情形）像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影 像重叠；旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠；航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点 连线不在一条直线上；像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线 之间的夹角；像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 地形起伏像点位移的符号与该点的高差符号相同，像片上任何一点都存在像点位移 物镜畸变、大气折光、地球曲率及底片变形等一些因素均会导致像点位移 航摄像片：中心投影，平均比例尺，影像有变形，方位发生变化 地形图：正射投影，比例尺固定，图形形状与实地完全相似，方位保持不变 在表示方法上：地形图是按成图比例尺，用各种规定的符号、注记和等高线表示地物地 貌；航片则是通过影像的大小、形状和色调表示。 在表示内容上：在地形图上用相应的符号、文字、数字注记表示，在像片上这些是不存 ??? ????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)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 f x S S S S S S S S S S S S 333222 333111
无人机低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用 发表时间：2019-11-22T10:20:25.703Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：樊学琴 [导读] 摘要：测绘业是国民经济建设的一项重要的基础性工作，如何快速准确的获取更新现有基础数据一直是大家关注的主要问题。 广西北淼地质勘查有限公司广西南宁 530000 摘要：测绘业是国民经济建设的一项重要的基础性工作，如何快速准确的获取更新现有基础数据一直是大家关注的主要问题。现存的航空摄影测量技术对小面积地域进行航测成本太高。无人机具有机动、灵活、成本低、飞行速度缓慢、拍摄范围广等优势，它的出现解决了小面积低空摄影测量的关键问题。一方面，无人机可以快速、高效的获取高精度低空影像，使得测绘成果更具现势性，另一方面经过处理后的高精度影像可以广泛应用于城市规划、城市变形监测、重大工程项目、应急救灾、国土资源遥感监测、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，对促进测绘行业乃至国民建设具有重要作用。鉴于此，文章对无人机低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用进行了研究，以供参考。 关键词：无人机低空摄影测量；大比例尺地形图；应用研究 1无人机低空倾斜测量测绘特点分析 1.1无人机低空倾斜摄影技术特点 （1）测绘效率。倾斜摄影测绘方式改革了传统航空摄影技术，能够更加快捷便利地进行测绘工作，借助无人机小型机械载体能够迅速采集影像数据，提升测绘效率。 （2）成像精确。倾斜摄影技术能够满足同一地形有多种分辨率成像，也能为后期数据检查和成像分析提供参考。 （3）多格式储存和传输。倾斜摄影的数据结果多样，能够输出DOM、TDOM、DLG多种模式，为高空摄影测绘提供更多数据表达方式。同时，倾斜摄影能够收集更多的位置信息，可以保证后期出图后高分辨率和大视场角。 （4）多角度测绘。倾斜摄影角度改变了垂直单角度摄影，能够实现多倾斜多坐标形式的影像坐标定位和数据采集，更为具体化呈现地形地貌的起伏状态、位置坐标、高度差信息等。 1.2对倾斜摄影测绘大比例尺精度控制方法 （1）控制点密度控制。为保证测绘结果有效性，需要对测绘精度、测绘控制点进行精准控制。结合地形地标呈现影响因素，在保证倾斜测绘精度方面，一是要对控制点个数进行控制，结合建筑群密度、地形测绘影响程度、测绘进度计划进行控制点个数设置；二是控制点密度设置，对于一些建筑高度落差程度较大、影像成像质量较大的地段增加控制点，进而保证测绘数据的精确和真实性。 （2）测绘地段选取。按照常规的测绘原则，测绘点的选择一般都在城市道路交叉口、房顶、草地等视觉范围广、不影响群众正常生活的地方。一般要求在密集区域100～200m设置一个测绘点；在较为疏远、影响不大地段按照300～400m设置一个测绘点。在一般的大比例尺地图测绘中，为了保证无人机倾斜测量能够达到测绘认定的相关精度，确保数据的真实有效，对于高程、等高线的误差也需要进行精度控制。在城市倾斜摄影地图测绘运用中，一般要求成像平面误差范围为±4cm；高程误差为±3cm；等高线误差为±2.3cm。 2无人机低空倾斜摄影技术运用研究 2.1资料收集与分析 收集测区相关数据资源，包括数字线划图数据、影像图数据、数字高程模型数据、测区自然人文地理情况等。基于上述信息，完成以下两项工作：（1）根据测区的地物分布情况，主要依据道路网的分布，大致确定无人机的起降场地范围和行车路线；（2）根据成果要求精度水平和相机主距、像元大小等参数，计算航飞高度。此外，需要重点关注测区范围内是否分布有高层建筑或较高信号塔等可能增加航飞难度的因素以及拟定航高是否符合安全作业要求。 2.2像控点布设 像控点的布设策略取决于建模精度需求、是否有POS数据辅助、像幅大小等因素。对于无人机倾斜摄影技术，目前多采用区域网布点的像控点布设法，即测区四周布设平高点，内部布设一定数量的平高点或高程点。根据经验估计，对于一般地形区域，采用间隔10000个像素布设一个平高点的方法进行加密。 根据拟定的像控点布设方法，并结合已有资料，在影像图上大致确定像控点的预设范围。关于像控点的位置选取，在预设范围内尽量选择平整地面明显标志点，如斑马线角点、检修井中心点等地面点点位。当预设范围内不易寻找标志明显的特征点时，可使用油漆在地面绘制人工标记或使用像控纸作为像控点。 2.3无人机航空摄影 根据外业现场的实际情况确定无人机航空摄影分区，分区时保证像控点分布均匀，一般优先选择路网作为分界线。根据内业初步拟定的无人机起降场地，结合现场实际情况，选择视野开阔、周围遮挡小、无明显信号干扰、远离人群和建筑物的地方作为无人机起降场地，着重避开高层建筑及信号塔。对于进行实景三维建模，一般采集5个视角的影像，分别包含1个正射角度和4个倾斜角度。 无人机航空摄影时，按照设定的航飞高度进行数据采集，其中航向重叠度一般设定为70%~80%。旁向重叠度设定为60%~70%。 2.4实景三维建模 实景三维建模过程包括数据准备、空三加密、建模输出三个环节。数据准备主要是整理航飞影像数据、相机文件、POS数据以及像控点数据，使其满足软件平台的要求。将整理后的数据载入实景三维建模软件，常用的三维建模软件有Photomesh、PhotoScan、Altizure 等。 空三加密是实景三维建模的核心环节之一，为提高成果的位置精度水平，需要将外业采集像控点数据刺点至对应的像片，要求各个视角均选刺一定数量的像片。刺点完成后，运行空三加密，软件自动进行多视角影像密集匹配、区域网平差，确定像片之间的位置对应关系。空三完成后，可在软件平台查看空三点的密度图。 基于原始影像数据和空三成果，经三维TIN构建、自动纹理映射等流程，生产制作实景三维模型及其派生数据，包括正射影像、数字表面模型、点云等数据。其中实景三维模型和其对应的正射影像将作为大比例尺地形图测绘的数据源。 2.5内业数据采集 内业数据采用二三维联动一体化测图模式进行采集，即利用分屏方式分别加载正射影像数据和实景三维模型数据，并使其同步，可实
摄影测量实习心得体会 《摄影测量学》是测绘工程专业重要的专业课程。按照培养目标和教学大纲的要求，本课程进行了一周的课程实习。旨在通过本次课程实习来加深对摄影测量学的基础理论、测量原理及方法的理解和掌握程度，切实提高同学们的实践技能。并达到将所学的各章节知识融会贯通，基本能够综合运用已学知识来解决一些实际问题的目的。要求每位同学在实习老师的指导下能独立完成各项实习内容，尤其应熟练操作各种摄影测量仪器，掌握解析摄影测量的全过程，了解数字摄影测量的主要内容及发展趋势。 本次实习院领导予以足够的重视和精心的安排，老师调节好各个方面的关系，给我创造最好的实习环境。在第一天的实习动员会上，赵老师就本次实习的意义、要求实习注意事项等方面作了明确的阐述，同时，也就本次实习内容和实习步骤作了说明。在其后的实习过程中，学生实习目的明确、主动积极、不怕吃苦、勇于承担重任，这些现象说明本次实习动员会起到了很好的效果，是顺利完成实习的基础。随着摄影测量与遥感技术蓬勃发展，同学们对摄影测量学产生了浓厚的学习兴趣，激发他们的学习热情，纷纷表示要好好珍惜这次难得实习机会，尽量学到更多得有用东西，充分感受测绘科技发展带来的革命性的变革，为今后走上工作岗位奠定坚实基础。通过本次实习，我们更加认识到摄影测量学要
有扎实的理论知识和熟练的软件操作能力。 为使学生明确本次实习的总体任务及每一实习项目具体的作业程序、作业方法，指导教师在各项实习内容开展之前进行集中讲解，做到任务明确、过程清晰;实习过程中，分组指导和定期集中讨论相结合，启发学生解决作业中出现的实际问题。本次实习不仅使学生理论知识得到巩固、操作能力得到加强，同时也使学生运用知识的能力得到提高。 在实习过程中不免出现些错误和困难，但是我们都没有因此而放弃。我个人觉得在实习过程中细心是非常必要的，例如在选择同名点时，一不小心就有可能将同名像点找错。还有在影像匹配后编辑时，如果我们不细心，在没有保存我们成果的情况下就关闭了窗口，我们的成果就会因我们的粗心大意而失去。所以我认为养成一个细心严谨的态度是非常必要的，这将减少一些不必要的错误和损失。其实，我觉得本次实习没有什么特别困难的地方，只要大家能够做到认真细心，我们的实习就会很顺利。 本次实习让我深深体会到，理论指导实践这一真理。在本次实习中，我发现我们要做的工作其实很简单，只要点击有关的按钮，计算机就自动帮我们完成要做的工作了。但是，如果我们没有扎实的基础知识，就无法正常并顺利地操作计算机去完成我们要的指令操作。当我们再次遇到类似的问题时就无法解决了。对于我们来说，如果只有理论知识，而实
近景定义：通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动准柜台的科学手段。 优点：1.它是一种瞬间获取被测物体大量物理信息和几何信息的测量手段。2.它是一种非接触性量测手段，不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态，可在恶劣条件下作业。3.它是一种适合于动态物体外形和运动状态测定的手段，是一种适用于微观世界和较远目标的测量手段。4.它是一种基于严谨的理论和现代的硬软件，可提供相当高的精度与可靠性的测量手段。 5.它是一种基于数字信息和数字影像技术以及自控技术手段。 6.可提供基于三维空间坐标的各种产品。 缺点：1.技术含量高，需要昂贵的硬件设备投入和较高素质的技术人员，设备的不足以及技术含量的欠缺均会导致不良的测量结果。2.对所有测量对象不一个定是最佳选择。 主要用途：1.古建筑与古文物摄影测量。2.生物医学摄影测量。3.工业摄影测量。 发展状况：在国际上已有五六十年历史，在进京摄影测量与机器视觉委员令的组织下，每两年召开一次国际性的学术讨论会。近景摄影测量，在国内近十余年有较大发展。中国测绘学会摄影测量与遥感委员会负责协调学术交流工作。 内外方位元素的选择：1.内方位元素：恢复（摄影时）光束形状的要素。若有四个框标像在像片P上它们构成一个框标坐标系，像主点在此框标坐标系内的坐标（X0,Y0）以及主距f，即为像片P的内方位元素。 外外方位元素的选择：确定光束在给定物方空间坐标系中的位置与朝向要素。三个直线元素，即坐标值XYZ，用以形容各光束定点（摄影中心）S在物方空间坐标系中的位置。三个角元素，用以形容光束在物方空间坐标系中的朝向。 摄影机的分类：量测摄影机、格网量测摄影机、半量测摄影机、非量测摄影机。 各类摄影机的性能与技术指标：量测摄影机：机械结构稳定，光学性能好； 格网量测摄影机：配有标准网格以改正底片变形，并具备量测摄影机功能； 半量测摄影机：不具备量测摄影机众多功能但配有改正底片变形的格网； 非量测摄影机：内方为元素不能记录，光学畸变颇大，未采取减少或改正底片变形的措施并且不具备记载外部定向参数的功能。 何谓一步像机：一步相机又称一次成像照相机。利用此类相机，在启动快门一分钟后，即可获得照片。感光材料自身，集感光片、电源以及显影定影药浆于一体构成。 非量测用像机有哪些优点和特性：1、社会拥有量大，包括它的通用性与普及性；2、使用方法灵活，包括调焦范围大，可手持摄影，可对任意方向摄影；3、价格相对低廉；4、适合某种专业的特殊要求，如连续摄影、高速摄影、同步摄影、跟踪摄影、显微摄影、有线或无线遥控摄影、全景摄影和水下摄影。 立体摄影机：在已知长度的摄影基线两端，配有两台主光轴平行且与基线垂直的量测摄影机的设备，称之为立体量测摄影机。 CCD的概念、原理和形式：电荷耦合器件CCD是20世纪70年代发展起来的半导体器件。原理：CCD是在N型或P型硅衬底上，生长一层很薄的（约10nm）二氧化硅绝缘层，再在此氧化层上，按一定序列，淀积多个相隔很近的金属电极而生成的。通过光注入方式或电注入方式，将代表输入信号的电荷，引入金属电极下的表面势阱后，通过附加在金属电极上的控制信号，使电荷做存储及转移动作，最后在输出端收集输出信号。 形式：线阵CCD图像传感器、面阵CCD图像传感器、CCD摄影机、固态摄像机 彩色电视机的制式有哪几种：NTSC制式、PAL制式、SECAM制式、EIA制式 夜视器的作用和适应范围：作用：对照度很低的对象进行观察、监视以至测量。 适用范围：应用于黑暗条件下的隐蔽性监视，如野生动物观察、工厂、仓库、海关、边防的巡视、公安与法院的取证以及银行、公司的保安等方面。
无人机低空摄影测量成 图精度研究精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
分类号__________ _ 单位代码___________ 学号_________ __ 密级___________ 本科毕业论文（设计）无人机低空摄影测量成图精度研究 院（系）名称： 专业名称： 年级： 学生姓名： 指导教师： 年月日 目录
摘要 无人机技术由于其具有时效高、分辨率好以及较低的成本、风险、可重复性等优势，应用非常广泛，譬如在地震中测量中的应用，自然灾害的检测以及气象的检测等。对于无人机低空摄影测量技术，由于可以实现大面积且常规方法难以摄影的地区、已发生突发自然灾害的地区的摄影测量，因而已成为现今获取地理数据常用的技术手段。本文以低空数字摄影测量系统为研究对象，着重就无人机低空摄影测量成图精度进行分析，包括试验数据的获取，摄影质量的检测，测区的像片控制点分布以及数据处理精度，最后比较得出结论。希望通过本文无人机低空摄影测量成图精度的分析，为相关人员提供借鉴和参考。 关键词：无人机技术；无人机低空摄影测量技术；成图精度研究
Abstract Drone technology since it has limitation, good resolution, low cost, high risk, the advantages of the repeatability, application is very broad, such as the application of the measurement in the quake, the detection of natural disasters as well as the meteorological detection, etc. For unmanned aerial vehicle (uav) low-altitude photogrammetry technology, because the photography can be difficult to achieve large area and conventional methods of region, the sudden natural disasters has occurred of photogrammetry, and thus has become a current geographic data commonly used technical means. Taking low-altitude digital photogrammetric system as the research object, mainly on uav low-altitude photogrammetry mapping accuracy is analyzed, including the test data acquisition, photographic quality detection, the photo control point distribution and precision of data processing of measuring area, the final conclusion. Hope that through this article uav low-altitude photogrammetry mapping accuracy analysis, providing reference for relevant personnel. Key words: Unmanned aerial vehicle (uav) technology; Unmanned aerial vehicle (uav) low-altitude photogrammetry technology; Mapping accuracy
摄影测量心得体会 篇一：摄影测量与遥感技术专业实习总结范文 《浙江大学优秀实习总结汇编》 摄影测量与遥感技术岗位工作实习期 总结 转眼之间，两个月的实习期即将结束，回顾这两个月的实习工作，感触很深，收获颇丰。这两个月，在领导和同事们的悉心关怀和指导下，通过我自身的不懈努力，我学到了人生难得的工作经验和社会见识。我将从以下几个方面总结摄影测量与遥感技术岗位工作实习这段时间自己体会和心得： 一、努力学习，理论结合实践，不断提高自身工作能力。 在摄影测量与遥感技术岗位工作的实习过程中，我始终把学习作为获得新知识、掌握方法、提高能力、解决问题的一条重要途径和方法，切实做到用理论武装头脑、指导实践、推动工作。思想上积极进取，积极的把自己现有的知识用于社会实践中，在实践中也才能检验知识的有用性。在这两个月的实习工作中给我最大的感触就是：我们在学校学到了很多的理论知识，但很少用于社会实践中，这样理论和实践就大大的脱节了，以至于在以后的学习和生活中找不到方向，无法学以致用。同时，在工作中不断的学习也是弥补自己的不足的有效方式。信息时代，瞬息万变，社会在变化，人也在变化，所以你一天不学习，
你就会落伍。通过这两个月的实习，并结合摄影测量与遥感技术岗位工作的实际情况，认真学习的摄影测量与遥感技术岗位工作各项政策制度、管理制度和工作条例，使工作中的困难有了最有力地解决武器。通过这些工作条例的学习使我进一步加深了对各项工作的理解，可以求真务实的开展各项工作。 二、围绕工作，突出重点，尽心尽力履行职责。 在摄影测量与遥感技术岗位工作中我都本着认真负责的态度去对待每项工作。虽然开始由于经验不足和认识不够，觉得在摄影测量与遥感技术岗位工作中找不到事情做，不能得到锻炼的目的，但我迅速从自身出发寻找原因，和同事交流，认识到自己的不足，以至于迅速的转变自己的角色和工作定位。为使自己尽快熟悉工作，进入角色，我一方面抓紧时间查看相关资料，熟悉自己的工作职责，另一方面我虚心向领导、同事请教使自己对摄影测量与遥感技术岗位工作的情况 有了一个比较系统、全面的认知和了解。根据摄影测量与遥感技术岗位工作的实际情况，结合自身的优势，把握工作的重点和难点，尽心尽力完成摄影测量与遥感技术岗位工作的任务。两个月的实习工作，我经常得到了同事的好评和领导的赞许。 三、转变角色，以极大的热情投入到工作中。 从大学校门跨入到摄影测量与遥感技术岗位工作岗位，一开始我难以适应角色的转变，不能发现问题，从而解决问题，认为没有多少事情可以做，我就有一点失望，开始的热情有点消退，完全找不到方向。但我还是尽量保持当初的那份热情，想干有用的事的态度，不断的做