近景摄影测量精度影响因素分析

使用近景摄影测量方法进行工程量测的技巧与注意事项摄影测量是一种通过摄影设备来测量物体尺寸、形状和位置的技术方法。

在工程领域中，使用摄影测量来进行工程量测可以提高效率和精度。

而近景摄影测量方法作为一种常用的技术手段，具有简便、快速等优点。

本文将介绍使用近景摄影测量方法进行工程量测的技巧与注意事项。

近景摄影测量方法利用高精度的数码相机和相关软件，通过对物体的多个视角进行摄影，并在计算机软件中进行图像处理和测量，从而得到工程量测的结果。

具体而言，可以通过相机的定标来获得摄影位置和姿态的参数。

然后，通过对不同角度、不同高度的照片进行标定和配准，得到物体的三维坐标和形状信息。

最后，可以通过计算机软件对得到的数据进行分析，得到所需的工程量测结果。

在使用近景摄影测量方法进行工程量测时，有些技巧和注意事项需要特别注意。

首先，摄影设备的选择非常重要，要选择具有高像素和快速对焦功能的数码相机，以确保图像的清晰度和准确性。

其次，摄影的环境也需要注意，在室内拍摄时要注意光线的均匀性和稳定性，避免出现反射和阴影等问题。

在室外拍摄时，要注意天气条件，选择光线良好的日子进行拍摄，以减少阴影和光线扭曲的影响。

另外，摄影点的布置也是一个重要的技巧。

在进行近景摄影测量时，通常需要选择合适的摄影点，以获得足够的视角和覆盖范围。

摄影点的距离和角度应该根据被测物体的大小和形状进行合理的选择。

同时，需要注意摄影点的位置要稳定，尽量避免因为地震或者其他原因导致摄影点的移动，以确保测量结果的准确性和稳定性。

此外，数据处理的方法也是关键。

在得到一系列的照片后，需要通过计算机软件对图像进行处理和分析。

首先，对图像进行标定和配准，以获得摄影位置和姿态的参数。

然后，通过三维重建算法对图像进行处理，得到物体的三维坐标和形状信息。

最后，可以采用点云处理和模型拟合等方法，对数据进行分析和测量，得到所需的工程量测结果。

当然，在使用近景摄影测量方法进行工程量测时，也需要注意一些潜在的问题。

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。

近景摄影测量技术的原理与应用摄影术是人类记录和传达视觉信息的重要手段之一。

而近景摄影测量技术，则是通过摄影来实现对物体形态、尺寸等测量的一种方法。

它广泛应用于工程测量、建筑设计、文物保护等领域。

本文将介绍近景摄影测量技术的原理和应用。

近景摄影测量技术的原理是基于投影几何和相对定位原理。

在进行近景摄影测量时，需要摄影测量仪器和软件对摄影图像进行处理和分析。

首先，摄影测量仪器通过测量相机的内外方位元素，确定了摄影测量的几何参数。

其次，通过拍摄目标物体的多张照片，并用摄影测量软件进行特征点的匹配和图像配准，实现了照片的几何校正。

最后，通过测量图像上的特征点坐标，并进行三维坐标的计算和建模，即可得到目标物体的三维形态信息。

近景摄影测量技术的应用非常广泛。

首先，在工程测量领域，近景摄影测量可以用于工地勘察、施工监测和变形分析等工作。

例如，当测量建筑物的尺寸和形态时，可以使用近景摄影测量技术代替传统的测量方法，提高测量效率和精度。

其次，在建筑设计领域，近景摄影测量也被广泛应用于室内外环境的建模和渲染。

通过对建筑物外立面的摄影，可以生成真实感十足的虚拟模型，帮助设计师进行设计和效果展示。

此外，文物保护和文化遗产的研究也是近景摄影测量的一个应用领域。

通过对文物的摄影和三维建模，可以实现对文物的数字化保护与研究。

近景摄影测量技术的优点在于非接触性和高效性。

它不需要接触物体表面，不会对目标物体造成破坏，适用于对脆弱物体的测量和保护。

同时，近景摄影测量也具有高度的智能化和自动化。

现代的摄影测量软件已经可以实现自动化的摄影数据处理和三维重建，大大提高了测量的效率和准确度。

此外，近景摄影测量技术还具有数据量大、信息丰富等特点，可以为其他相关领域的研究和应用提供丰富的数据支持。

然而，近景摄影测量技术也存在一些挑战和限制。

首先，由于近景摄影测量依赖于摄影条件的限制，如光照、角度等因素，因此在某些特殊场景下，如低光照环境或目标物体表面无特征点时，可能会存在困难。

总第234期交　通　科　技Serial No.234　2009年第3期Transportation Science &Technology No.3J une.2009DOI 1013963/j 1issn 1167127570120091031021收稿日期:2009202214近景摄影测量精度影响因素分析石栓虎1,2(1.西安建筑科技大学采矿工程系　西安　710055;2.金堆城钼业股份有限公司　华县　610521)摘　要　近景摄影测量方法在诸多领域有着广泛的应用,而其精度是应用过程中最为关心的问题。

根据试验研究,探讨了摄影距离和交会角2个因素对近景摄影测量精度的影响规律。

关键词　近景摄影　测量精度　分析 近景摄影测量亦称非地形摄影测量,是摄影测量的一个分支。

所谓近景摄影测量是在近距离范围对研究各类目标进行摄影,以确定所研究对象上点的二维或三维坐标或绘出目标图件的科学技术和工艺。

近景摄影测量目前广泛应用于建筑结构、地质、矿山、环境工程、考古、生物医学、体育、汽车等各个领域。

而摄影测量的精度是人们关注的焦点,影响近景摄影测量精度的因素很多[122],本文通过现场试验,研究了交会角和摄影距离对其精度的影响规律。

1　试验概况 多基线数字近景摄影测量系统(lensp hoto )是张祖勋院士开发的最新近景摄影测量软件[3],本文通过现场试验,检验不同拍摄距离和交会角对其精度的影响。

试验用的测量相机为N I KON D300相机,其像素为1200万,试验场地及控制点布置如图1所示。

图1　试验场地及控制点布置2　影响因素分析2.1　交会角对精度的影响 以摄影距离为20.6m 的一组试验数据为例,介绍交会角的大小对精度的影响。

这组试验共有7个基站,4个航带。

根据不同的交会角用lensp hoto 软件计算出3组数据,获得不同交会角时的平差精度。

以不同交会角影像处理得到的中误差和相对中误差分别如表1和图2、图3、图4所示。

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。

1.摄影测量学的定义：近景摄影测量是摄影测量与遥感（Photogrammetry & Remote Sensing）学科的一个分支，它不以测制地形图为目的，是通过摄影手段以确定目标（地形以外）的外形和运动状态的学科。

2.近景摄影测量技术的优缺点优点：1）瞬间获取被测目标的大量几何和物理信息，适合于测量点数众多的目标；2）非接触测量手段，可在恶劣条件下作业；3）适合于动态目标测量；4）严谨的理论和现代的软硬件，可提供较高的精度；5）实时近景摄影测量技术正日益广泛深入工业生产流程中，成为工业产品分类、导向、监测、装配和自动化生产的重要组成；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，需较昂贵的设备和高素质人员；2）对所有测量对象不一定是最佳的技术选择。

--不能获得质量合格的影像；--待测量点数稀少。

3.近景摄影测量精度统计方法统计近景摄影测量的精度，应从估算精度、内精度和外精度三个方面进行：估算精度是在现场工作之前，在近景摄影测量网的设计阶段，根据摄影、控制、网形、设备和一些设计参数的具体情况，按理论的精度估算式获得内精度是在摄影测量的数据处理阶段，按解算未知数方程组的健康程度，直接计算而得到的。

内精度的获取较容易，因此人们常常采用内精度。

但内精度在很大程度上仅与摄影测量的网形有关，即仅与解算未知数的线性方程组的构成有关，它不能客观反映测量成果的质量，大多数情况下，其精度指标要好于实际精度。

外精度检查方法是一种能给出客观精度的指标方法，最常用的方法是使用较大量的多余控制，包括多余控制点或多余相对控制。

4.影响近景摄影测量精度的因素1）像点坐标的质量（影像获取设备的性能、像点坐标量测精度、系统误差的改正程度等）； 2）摄影条件、标志设计与使用、摄影方式； 3）控制质量；4）图像处理与摄影测量处理的能力、水平，如人工量测量与自动量测5.像片内方位元素：恢复光束形状的要素。

像片外方位元素：确定此光束在物方空间坐标系中位置与朝向的要素。