近景摄影测量

第十章近景摄影测量§10.1 概述摄影测量学按照研究对象可分为地形摄影测量和非地形摄影测量，按照摄站所处的空间位置又可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量和水中摄影测量。

近景摄影测量既属于非地形摄影测量，它不是以测绘地形图为主，而是通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动状态为主；又属于地面摄影测量，有专家把摄影距离小于100米的摄影测量称之为近景摄影测量。

总之近景摄影测量是摄影测量学的一个分支。

近景摄影测量与航空摄影测量及地面摄影测量有许多相似之处，如：近景摄影测量在很多方面应用了航空摄影测量的基本理论，地面摄影测量采用的一些摄影方式也直接的应用于近景摄影测量。

但近景摄影测量本身又存在一些特点，如：以测定物体的外形为目的，常常不注重物体的绝对位置；产品形式多种多样；物空间坐标系选择较灵活，通常根据现场作业自由选择，目的使得计算更为简便；由于摄影距离较近，控制点和待定点可采用人工标志点，为系统误差的消除提供了有利条件；控制方式多样化，除了控制点的控制方式外，还可选择相对控制等；可使用各种非量测用摄影机；可测定动态目标；测量目标一般以单个像对为处理单位；可采用交向摄影、倾斜摄影等大角度大重叠度的多重摄影方式等。

与其他三维测量手段相比，近景摄影测量的优点为：它是一种能在瞬间获取被测物体大量信息的测量手段；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；它是一种适合于动态物体外形和运动状态测定的手段；它是一种基于严谨的理论和现代的硬软件，具有较高的精度与可靠性；它是一种基于数字信息和数字影像技术以及自控技术的手段；可提供基于三维空间坐标的各种产品。

当然，近景摄影测量也存在一些不足之处，如：技术含量较高，需要较昂贵的硬件设备投入和较高素质的技术人员，设备的不足、技术力量的欠缺均会导致不良的测量成果；当待测目标物不能获得质量合格的影像或目标上待测点数不多时，就不能采用近景摄影测量方案。

近景摄影测量的步骤和注意事项导语：随着科技的发展和摄影技术的不断提高，近景摄影测量成为了测绘、工程建设等领域中不可或缺的一种测量手段。

近景摄影测量凭借其操作简便、成果精确等特点，逐渐取代传统的测量方法，成为测绘领域的主流技术，对于我们了解近景摄影测量的步骤和注意事项有着重要的意义。

第一部分：近景摄影测量的步骤1. 装置设备：首先，进行近景摄影测量需要准备一台高质量的数码相机，同时需要使用三脚架或其他稳定设备将相机固定在合适的位置。

此外，还需要使用测量标识物，以提供测量的参考对象。

2. 规划拍摄区域：在开始拍摄之前，需要对测量区域进行规划。

根据测量任务的要求，确定需要测量的区域，并制定拍摄路径和拍摄布局。

拍摄区域的规划对于后续数据处理和分析具有重要影响。

3. 进行拍摄：在确定好拍摄区域后，按照预定的路径和布局开始进行拍摄。

在拍摄过程中，需要注意保持相机的稳定，避免晃动或震动对图像质量的影响。

同时，要确保拍摄区域的光照条件良好，以确保拍摄到的图像质量较高。

4. 标定相机：在完成拍摄之后，需要进行相机的标定。

相机标定是指确定相机参数的过程，包括相机的焦距、畸变参数等。

相机标定可以通过特定的软件进行，也可以借助于一些测量仪器进行。

5. 图像处理：拍摄得到的图像需要经过图像处理的步骤，以达到测量的需求。

图像处理包括图像的配准、图像的校正、图像的分类等。

这些步骤可以通过使用专业的图像处理软件来完成。

6. 数据分析：在拍摄和图像处理完成后，得到的数据需要进行进一步的分析。

根据测量任务的要求，对数据进行分析，提取出需要的信息。

这个步骤可以借助于专业的测绘软件和分析工具来完成。

第二部分：近景摄影测量的注意事项1. 光照条件：光照条件对于近景摄影测量的成功与否具有重要影响。

在进行拍摄时，应尽量选择良好的光照条件，避免过暗或过亮的拍摄环境。

2. 校正畸变：相机镜头存在一定的畸变，这会影响到测量结果的准确性。

在进行图像处理时，应对图像进行畸变校正，以减小畸变对测量结果的影响。

1、近景摄影测量：通过摄影手段以确定(地形以外)目标的外形和运动状态的学科分支。

2、近景摄影测量主要包括：工业、古文物古建筑、生物医学。

3、一般认为：摄影距离小于100米的摄影测量称为近景摄影测量；也有认为不超过300米即可。

4、近景摄影测量的与航空摄影测量的相同点不同点相同点:模拟,解析,数字影像处理方法相同.区别：a.测量目的不同，航测：以测制地形、地貌为主，注重其绝对位置；近景：以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的，并不注重目标物的绝对位置。

b.被测目标不同，近景：目标物各式各样、千差万别，大到寺庙、飞机、海轮，中到汽车、脚印，小到青蛙、手腕骨、弹壳撞击孔，甚至花粉。

c.目标物的纵深尺寸与摄影距离比不同。

d.摄影方式不同。

航测：近似竖直摄影方式。

近景：正直摄影方式、交向摄影方式e. 影像获取设备不同。

航测：航摄仪。

近景：量测型摄影机和非量测摄影机5、近景摄影测量的优点a、瞬间收集到大量的信息，包括物理信息和几何信息；b、非接触性测量手段；c、能够测定动态物体外形和运动状态。

比如：高层建筑物受外力的摆动变形、桥梁上通过车辆时的负荷变形；d、有严谨的理论和现代的软硬件，可提供高精度和高可靠性的测量手段；e、近景摄影测量的产品形式多样化：数据、图形、图像、数字表面模型、立体模型、三维动态序列影像等。

6、近景摄影测量的缺点a、技术含量较高：对设备和技术人员要求高；b、对一些测量对象不一定是最佳的技术选择（成果的质量、完成所需时间、所需要的投入），尤其是：1、不能获取质量合格的影像；2、所测目标上待测点不多的时候；7、近景摄影测量的精度（1）测量里面衡量精度的基本指标：被测点的坐标中误差（点位中误差）（2）近景摄影测量的精度：估算精度、内精度、外精度估算精度——是在摄影前，按控制方式、条件等的理论估算精度。

内精度——是在摄影测量的数据处理阶段，按解算未知数的方程组的健康程度，直接计算而得。

①内精度容易获取；②内精度一般只与摄影测量的网形有关，它不能够客观反映测量成果的质量，大多数情况下其精度好于实际精度。

近景摄影测量技术的原理与方法摄影测量技术是一种利用摄影镜头和摄影基地进行测量的方法。

它广泛应用于测绘、建筑、地质、航空、水利和农林等领域。

目前，近景摄影测量技术在工程测量中得到了越来越广泛的应用。

下面将从原理和方法两个方面来探讨近景摄影测量技术。

一、原理近景摄影测量技术的原理主要包括相对定向和绝对定向两个方面。

1. 相对定向相对定向是指通过在不同位置、不同方向上进行拍摄，将照片上的特征点通过观测量的方法确定相对于摄影基地的空间位置和方向。

这一过程主要涉及到几何学和成像原理。

首先，相机的光学系统会将三维空间中的点投影到二维照片上。

然后，在照片上选择一些特征点，通过观测其在不同照片中的位置变化，就可以确定这些点相对于摄影基地的空间位置和方向。

2. 绝对定向绝对定向是指通过在地面上布设一些控制点，利用这些控制点与照片上的同名点之间的空间关系来确定摄影基地的位置和方向。

为了实现绝对定向，可以使用全站仪、GPS等仪器来测量控制点的坐标。

然后，在照片上找出与这些控制点对应的同名点，并计算它们之间的像空间关系，从而实现摄影基地的定位。

二、方法近景摄影测量技术的方法包括影像预处理、像控制点测量、相对定向、绝对定向和数字表面模型（DSM）生成等步骤。

1. 影像预处理影像预处理是为了提高照片的质量，包括对照片进行几何校正、辐射校正和噪声去除等。

几何校正是通过对照片进行摄影几何校正，消除摄影机的摄影畸变，使得照片上的特征点能够准确地反映其在现实世界中的位置。

辐射校正是通过校正照片的辐射值，消除由于光照条件不同而导致的亮度差异。

噪声去除是通过采用滤波等方法，去除照片上的噪声点，提高照片的清晰度。

2. 像控制点测量像控制点测量是指在照片上标示出一些已知位置的控制点，并测量它们在照片上的像空间坐标。

为了提高像控制点的精度，可以使用高精度的测绘仪器进行测量，并结合地面控制点来进行验证。

3. 相对定向相对定向是通过在照片上选择一些特征点，并观测它们在不同照片中的位置变化，实现摄影基地的定位。

1、⑴近景摄影测量的定义：通过摄影手段以确定目标的外形和运动状态的学科分支。

⑵三个组成部分：2、近景摄影测量与航空摄影测量的异同点：⑴相同点：①基本理论相同②模拟处理方法相同③解析处理方法相同④数字影像处理方法相同⑤摄影测量仪器使用方面相同等⑵不同点：目的不同—航空摄影测量目的是测制地形图；而近景摄影测量目的是用于工业、生物医学及建筑学得基础研究及运用研究。

3、精度统计三个主要方法及计算原理：⑴某一个坐标方向的中误差，mz ⑵某一方向上点位的平面位置中误差ms ，ms=（mX ²+mY ²）½⑶点位空间位置中误差mT=（mX ²+mY ²+mZ ²）½4、影响近景摄影测量的精度因素：⑴影像获取设备的性能⑵摄影方式⑶控制的质量⑷被测物体的照明状态、标志的设计及使用，及表面处理的水准⑸后续处理硬件软件性能5、近景摄影测量涉及的坐标系：⑴物方空间坐标系 D-XYZ ⑵像方空间坐标系 S-xyz ⑶辅助空间坐标系 S-XYZ6、共线方程的几何意义：描述像点、摄影中心以及物方点位于一条直线上7、近景摄影测量设备类型及各类特点：⑴量测摄影机,特点：机械结构稳固、光学性能好⑵格网测量摄影机，特点：具有量测摄影机的功能，且配有格网⑶半量测摄影机，特点：不具备量测摄影机的功能，但配有改正底片变形的格网⑷非量测摄影机，特点：内部点元素不能记录，光学畸变较大，未采取减少或改正底片变形的措施，并且不具备记载外部空间参数的设备8、立体量测摄影机的定义：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。

9、固态摄影机的特点：⑴全固态化、体积小、重量轻、不受电磁现象干扰⑵像点几何位置精度高，且不会改动⑶可选用不同的固态图形像传感器，以探测不同波长的发光物体⑷生成的视频信号可直接与计算机相联，可成倍的加速摄影测量处理过程 10、近景摄影测量两种基本摄影方式：⑴正直摄影方式⑵交向摄影方式11、摄影条件下精度估算式及推导过程：⑴建立物方坐标系D-XYZ 及像空间坐标系S-xyz⑵介绍以下字母含义：B —摄影基线长；f —主距；p=Bf/H ⑶推导计算：12、超焦距的定义：超焦点的距离，又称为无穷点，用H 表示，H=F ²／KE13、景深得概念：是在给定光圈和模糊圈大小条件下被摄影空间获得清晰的深度范围dpfH BH dH dy f H dp fy f H B H dY dx fH f X f H B H dX ))((1)())()((1)())()((-=+-=+-=fP B H y P B Y x P B X ===景深的计算ΔD=D2-D114、15、16、获得立体像对的方法：⑴移动相机法⑵移动目标法⑶旋转被摄目标法⑷镜面摄影法⑸同一物镜法17、进行被测目标表面处理的目标：保证和提高影像识别与摄影测量量测性能。

近景摄影测量原理近景摄影测量原理什么是近景摄影测量近景摄影测量是一种利用相机拍摄近距离物体的方法来测量其形状、尺寸和位置的技术。

它常用于建筑、工程、文物保护等领域，可以高效且准确地获取物体的三维信息。

摄影测量的基本原理摄影测量基于几何光学原理，通过相机拍摄的影像来还原物体的几何形态。

它的基本原理可以概括为以下几点：1.像素坐标系统摄影测量将相机传感器上的像素与物体的几何点相对应。

每个像素都有唯一的坐标，可以通过相机标定参数将其映射到物体空间中的三维坐标。

2.焦平面相机的像平面与镜头之间有一个均匀分布的焦平面。

焦平面以镜头中心为中心，平行于传感器，用于记录入射光线。

3.相机标定相机标定是摄影测量的基础，它通过测量相机的内外参数来建立像素与物体坐标之间的映射关系。

内参数包括焦距、主点位置等；外参数包括相机在物体坐标系中的位置和姿态。

4.立体视觉利用两个或多个相机同时拍摄同一物体的影像，可以通过立体视觉原理来推导出物体的三维坐标。

立体视觉基于两个影像的视差来还原物体的深度信息。

近景摄影测量流程近景摄影测量的流程可以简化为以下几个步骤：1.摄影计划在开始进行近景摄影测量之前，需要进行摄影计划，确定拍摄的位置、角度和距离等参数，以获得所需的影像内容。

2.相机标定利用相机标定板等工具，对摄影机进行标定，获取相机的内外参数，以建立像素与物体坐标之间的映射关系。

3.影像获取使用相机拍摄物体的多个影像，包括不同角度和距离的影像，以覆盖物体的全貌和细节。

4.立体匹配利用多个影像进行立体匹配，通过视差计算物体的三维坐标。

常用的方法有基于特征点匹配的立体视觉算法。

5.三维重建通过立体匹配得到的三维坐标，进行三维重建和点云生成，以获取物体的真实形态。

应用领域近景摄影测量技术在以下领域有广泛应用：•建筑和工程近景摄影测量可以在建筑和工程项目中用于生成数字模型、量测结构变形、检测施工质量等。

•文物保护近景摄影测量可以用于对文物进行三维数字化保护和虚拟展示，还原文物原貌并进行精细分析。

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。

近景摄影测量技术的应用指南近景摄影测量技术是指利用计算机视觉和图像处理技术，对靠近摄像机的物体或场景进行测量和分析。

它广泛应用于建筑设计、文物保护、工程测量等领域。

本文将介绍近景摄影测量技术的基本原理和应用指南，希望能为读者提供有益的信息。

一、基本原理近景摄影测量技术的核心原理是基于图像间的几何关系和图像特征提取进行测量。

它利用摄像机的位置和姿态参数与照片中的物体在像素坐标系下的位置关系，通过三角测量和尺度标定，计算出物体的三维坐标。

近景摄影测量技术主要包括三个步骤：图像获取、图像处理和数据分析。

首先，需要通过摄像机获取一系列照片，确保照片中的物体有足够的细节和特征。

然后，将这些照片导入计算机，进行图像处理和特征提取。

最后，根据摄像机的内部参数和外部参数，结合物体在不同照片中的位置比较，计算出物体在三维空间中的位置坐标。

二、应用指南（一）建筑设计与文物保护近景摄影测量技术在建筑设计和文物保护中有着广泛的应用。

通过获取建筑物或文物的照片，并进行测量和分析，可以为设计师和保护者提供宝贵的参考数据。

例如，在建筑设计中，可以测量建筑物的尺寸、形状和位置，为后续的施工工作提供准确的基础。

而在文物保护中，可以通过对文物进行三维建模和仿真，推测出其原貌，并制定科学的保护方案。

（二）工程测量与土地调查近景摄影测量技术在工程测量和土地调查中也发挥着重要的作用。

它可以快速获取大量的测量数据，并且具有高精度和低成本的优势。

在工程测量中，可以对建筑物、道路、桥梁等进行测量和分析。

同时，在土地调查中，可以对地形地貌、水文特征等进行测量和分析。

这些数据可以用于工程设计、规划和环境保护等方面。

（三）无人机摄影测量近景摄影测量技术与无人机技术的结合，为测量工作带来了革命性的变化。

传统的测量工作需要人工进行，工作效率低下且存在安全隐患。

而无人机摄影测量技术可以实现全自动、高效率的测量工作。

通过搭载摄像机的无人机，可以快速获取照片，并进行三维重建和测量。