近景摄影测量课件
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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。
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. 摄影测量与遥感
1 摄影测量
1.1基本原理
1.1.1 摄影测量的定义
摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。1988年ISPRS在日本京都第16届大会上对摄影测量与遥感的定义: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。
摄影测量学可从不同角度进行分类。按摄影距离的远近分,可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量。按用途分类,有地形摄影测量和非地形摄影测量。按处理的技术手段分,有模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。
1.1.2 摄影测量学发展的三个阶段
模拟法摄影测量(1851-1970)其基本原理是利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转,用两个/多个投影器,模拟摄影机摄影时的位置和姿态,构成与实际地形表面成比例的几何模型,通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图。
解析法摄影测量(1950-1980)以电子计算机为主要手段,通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式,来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系,并提供各种摄影测量产品的一门科学。
数字摄影测量(1970-现在)基于摄影测量的基本原理,通过对所获取的数字/数字化影像.
. 进行处理,自动(半自动)提取被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。
1.1.3 单张航摄像片解析
航摄影像是航空摄影测量的原始资料。像片解析就是用数学分析的方法,研究被摄景物在航摄像片上的成像规律,像片上影像与所摄物体之间的数学关系,从而建立像点与物点的坐标关系式。像片解析是摄影测量的理论基础。
为了由像点反求物点,必须知道摄影时摄影物镜或投影中心、像片与地面三者之间的相关位置。而确定它们之间相关位置的参数称为像片的方位元素,像片的方位元素分为内方位元素和外方为元素两部分。内元素3个:确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数(x0,y0,f),可恢复摄影光束。外方位元素6个:3个直线元素描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置(Xs、Ys、Zs),3个角元素描述像片在摄影瞬间的空间姿态(航向倾角φ、像片旋角κ、旁向倾角ω)。
摄影测量 :是对非接触成像和其他传感器系统通过记录、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、属性等可靠信息的一门工艺、科学和技术
物理投影 :就是上述“光学的、机械的或光学-机械的”模拟投影
数字投影 :就是利用电子计算机实时地进行投影光线(共线方程)的解算,从而交会被摄物体的空间位置。
摄影测量分类:1按照成像距离不同分为航天摄影测量,航空摄影测量,近景摄影测量,显微摄影测量。2按照应用对象不同分为地形摄影测量和非地形摄影测量。3按照技术手段分为模拟摄影测量,解析摄影测量,数字摄影测量。
摄影测量特点:1无需接触物体本身获得被摄物体信息2由二维影像重建三维目标3面采集数据方式4同时提取物体的几何与物理特性
摄影测量任务:地形测量领域 1各种比例尺的地形图、专题图、特种地图 正射影像地图、景观图2建立各种数据库3提供地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据@非地形测量领域1生物医学2公安侦破3古文物、古建筑4建筑物变形监测第二章
摄影测量常用坐标系统1像平面坐标系2框标坐标系3像空间坐标系4像空间辅助坐标系5摄影测量坐标系6物空间坐标系7地面测量坐标系
内方位元素:确定摄影机的镜头中心相对于影像位置关系的参数,称为影像的内方位元素。
外方位元素: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。
影像内定向:将影像架坐标变换位以影像上像主点位原点的像坐标系中的坐标,称该变换为影像内定向
共线条件方程的意义和应用:意义:共线条件是中心投影构像的数学基础,也是各种摄影测量处理方法的重要理论基础。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差的基本数学模型3构成数字投影的基础4计算模拟影像数据5利用数字高程模型与共线方程制作正摄影像6利用DEM与共线方程进行单幅影像测图
单像空间后方交会:利用影像覆盖范围内一定数量的控制点的空间坐标与影像坐标,根据共线条件方程,反求该影像是外方位元素。