摄影测量的现状与发展-张祖勋院士
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浅论摄影测量的发展现状与趋势摘要:随着经济的发展,工业技术的进步,工程测量是工程建设中的一个重要环节,现代工程测量中,摄影测量的应用越来越广泛,其精度也越来越高。
按照摄影测量规范全面实施工程测绘,可以有效确保工程测量的正确性和科学性,保障工程建设的正常进行。
本文首先介绍了摄影测量三个发展阶段,阐述了其在工程测量中的实际应用,并对其发展现状与趋势进行了探究。
关键词:摄影测量;发展现状;趋势引言:摄影测量是指用高清晰度摄像机对被测地区进行拍摄,然后用数字方法对影像信息进行分析和处理,从而获得其内部的地理空间大小。
当前摄影测量已广泛地应用于大型工程建设、救灾、地区规划等方面。
摄影测量因其本身具有的优越性和精确性,已被广泛地应用于测量和其它工业领域。
本文就摄影测量在我国的应用状况及发展趋势作了深入的探讨,以期为今后的测绘工作提供一定的理论基础。
1摄影测量的三个发展阶段1.1模拟摄影测量19世纪中期,劳塞达使用摄影像片以及“明箱”装置,测制万森城堡的地图,标志着摄影测量产生。
当时主要是利用图减法去进行,逐步逐点的绘制,维也纳军事地理学研究所在奥雷尔的构想下,一直发展到本世纪初,才出现了第1台自动立体的测图仪,后续在德国相关企业的发展研制下制作出了更加实用的自动测图仪器,这些仪器主要是利用光投影仪与机械室的投影仪来进行模拟摄影,这种方法会使得被摄影的空间位置发生交会,故称为“模拟摄影测量仪器”。
这个发展阶段又被称作“模拟摄影测量时代”。
在此期间,所有可用来解决摄影测量中的主要问题的摄影测量测图仪,实际上都是基于相同的原理,即所谓的“模拟原理”。
虽然仪器上写着“自动”两个字,但那只是一种简单的方法,可以省去繁琐的运算,也就是用光学力学的方法来模拟复杂的摄影测量解算。
但是,这是一种无需人工观察的方法。
可以说,摄影测量技术的发展,主要是围绕着成本高昂的三维测图仪展开的。
到了六、七十年代,这类设备的发展达到了高峰。
[收稿日期] 2008-10-20;修回日期2008-12-22[基金项目] 国家高技术研究与发展计划(“八六三”)资助项目(2006A A 12Z 136);国家自然科学基金资助项目(40771177)[作者简介] 张祖勋(1937-),男,江苏无锡市人,中国工程院院士,欧亚科学院院士,武汉大学教授,博士生导师,主要从事摄影测量与遥感等领域的研究;E-m a i l :z h a n g z x @c a e .c n数字摄影测量网格在汶川大地震中的快速响应张祖勋1,柯 涛1,郭大海2,王建超2(1.武汉大学遥感信息工程学院,武汉430079;2.中国国土资源航空物探遥感中心,北京100083)[摘要] 航空摄影测量是测绘的主要方法之一,通过摄影测量技术能够将几百张乃至上千张航拍的照片高效、无缝地拼接在一起,生成正射影像图,提供整个灾区完整的信息。
然而传统数字摄影测量工作站无法处理应急响应中的非常规航空摄影数据,并且其基于单机的串行数据处理流程和作业模式已极大地束缚了航空摄影测量的生产效率,难以满足海量航空遥感影像快速处理和应急响应的需求。
结合我国自主研发的数字摄影测量网格(d i g i t a l p h o t o g r a m m e t r y g r i d ,D P G r i d )系统在抗震救灾中的应用,介绍了数字摄影测量网格分布式计算技术及其对非常规航空摄影数据快速处理所采用的特殊处理方法。
[关键词] 航空摄影测量;数字摄影测量网格;抗震救灾;应急响应[中图分类号] P 231.5 [文献标识码] A [文章编号] 1009-1742(2009)06-0000-001 前言摄影测量与遥感是一门“从影像重建被摄物体表面”的科学[1],国际摄影测量与遥感协会给它的定义是:从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可靠信息的工艺、科学与技术[2]。
当代摄影测量的发展与定位摘要本文从摄影测量最基本的原理出发,简单回顾了它的发展历程,着重讨论了当代信息技术对摄影测量技术的影响以及最新理论的发展,最后,对全数字摄影测量作为一门学科和技术的定位进行了讨论。
得出了以下结论:全数字摄影测量是对传统摄影测量学技术意义上的否定,理论意义上的发展,应用意义上的拓宽。
是传统摄影测量学符合发展逻辑的必然和新阶段,既是终结,又是新的开始。
关健词全数字摄影测量;计算机视觉;遥感;配准;模式识别;信息技术;空间技术引言当代高科技发展的一个显著特征就是某个领域的突破对邻域的强带动性和强融合性,并反过来促进本领域更强劲的发展,从而导致新产业的诞生。
摄影测量的发展就是一个很好的例证,当代信息技术的发展,促使摄影测量不可避免的进入了“全数字摄影测量”阶段,无论是从技术设备,理论方法,还是产品形式极其应用,都给人焕然一新的感觉。
面对这种局面,就产生了两种截然不同的看法[1]:一种认为是“摄影测量的终结”,而另一种则认为“摄影测量很有活力”。
这两种看法各有合理和不合理之处,我认为:应辨证的看待摄影测量的发展,在迎接新的发展机遇的同时,还应意识到严峻的挑战,过于悲观或过于乐观的“极端”态度,都不利于学科的发展。
1 摄影测量的历史回顾1.1摄影测量的基本原理摄影测量就是对研究对象进行摄影,根据透视几何的原理,通过像点的位置推求出物点的位置。
摄影测量中的航片与地面之间的关系公式是摄影测量中的最基本公式,该公式为[8]:a1( X- Xs) + b1( Y- Ys) + c1( Z- Zs)x=-fa3( X- Xs) + b3( Y- Ys) + c3( Z- Zs)a2( X- Xs) + b2( Y- Ys) + c2( Z- Zs)y=-f式中a、b、c为方向余弦,与航向、旁向倾角和旋角有关,其关系式为:a1=cosφcosκ+ sinφsinωsinκ,b1=cosφsinκ- sinφsinωcosκ,c1=sinφcosω;a2=-cosωsinκ,b2=cosωcosκ,c2=sinω;a3=- sinφcosκ+ cosφsinωsinκ,b3=- sinφsinκ- cosφsinωcosκ,c3=cosφcosω;f为摄影机焦距,x、y为像点坐标,Xs、Ys、Zs为摄站投影中心坐标,X、Y、Z为地面点坐标。
摄影测量新技术-贴近摄影测量贴近摄影测量(nap-of-the-object photogrammetry)是张祖勋院⼠团队针对精细化测量需求提出的全新摄影测量技术,它是精细化对地观测需求与旋翼⽆⼈机发展结合的必然产物。
贴近摄影测量是⾯向对象的摄影测量(object-oriented photogrammetry),它以物体的“⾯”为摄影对象,通过贴近摄影获取超⾼分辨率影像,进⾏精细化地理信息提取。
贴近摄影测量渊源于滑坡、⾼位危岩的地质调查与监测预警,并进⾏了初步应⽤试验,具有可⾼度还原地表和物体精细结构的特点,也可应⽤于城市精细重建、古建筑重建、⽔利⼯程监测等⽅⾯。
问题提出三峡库区蓄⽔后⽔位抬升100多⽶,且每年涨落30m,库岸斜坡岩体长期劣化。
需要对其进⾏调查、监测、预警。
到⽬前为⽌,测绘在“滑坡调查、监测、预警”中主要是GNSS、“监测站”。
摄影测量最多也只是个辅助⼿段。
现在的摄影测量的DOM(数字正射影像图)都是地⾯在XY平⾯上的投影,当地⾯是个坡⾯时地图就会变形,从⽽⽆法对滑坡进⾏有效测量。
那如何解决呢?当XYZ空间有⼀个剖⾯拟合滑坡体,相机对准这个剖⾯摄影,三维重建的模型的也正射投影这个剖⾯,这样我们就能获得最优的结果。
贴地摄影测量名词的由来根据上述要求,⽆⼈机是贴着“滑坡⾯”飞⾏。
精灵 Phantom 4 RTK ⾃动贴近飞⾏贴近摄影的⽀撑与实施技术基础1:⽆⼈机云台姿态控制能⼒——通过云台控制相机的俯仰⾓和旋偏⾓。
精灵 PHANTOM 4 RTK 云台控制相机俯仰⾓范围技术基础2:⽆⼈机⾼精度定位技术——⽆⼈机集成RTK,厘⽶级定位精度。
精灵 Phantom 4 RTK集成全新RTK模块,提供实时厘⽶级定位数据贴近摄影测量基本流程贴近摄影测量基本流程第三种摄影⽅式贴近摄影测量是继垂直摄影、倾斜摄影以来的第三种摄影⽅式,它通过对“⾯”进⾏摄影,得到精细三维模型,带来新的产品形态,可⼤⼤扩⼤摄影测量服务领域,圆“摄影测量⼈之梦”。
论摄影测量的应用与发展趋势摘要:随着航空航天技术、传感器技术和数据处理技术的不断发展,摄影测量和遥感技术已经进入一个快速、动态、多平台、多时相、高分辨率提供观测数据的新阶段。
随着国家的投入和人才队伍的建设,加强我国摄影测量事业与发展将尤为重要。
关键词:摄影测量遥感应用发展趋势一、装备技术更加先进遥感代表着摄影测量的发展方向,也是当下摄影测量的一项关键技术。
经过多年的发展,我国在摄影测量和遥感技术领域取得了空前的进步。
这些年我国研制和发射了50多颗对地观测卫星,组成海洋、风云、资源和环境减灾四大民用观测卫星体系。
这些星载遥感器包括可见光相机(胶片式和传输式)、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、微波散射计、微波高度计以及先进的合成孔径雷达等。
这些技术成就有力地促进了摄影测量数据获取能力的提升,特别是“机载干涉SAR系统”的研制成功,推动了合成孔径雷达技术在其重要应用领域地形测绘方面的应用。
到21世纪初,我国就已经积累了超过660TB贮容量的影像数据,覆盖全国陆地、海洋及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面。
在航天遥感取得巨大进步的同时,我国航空遥感技术也得到了快速提高。
在航空遥感平台方面,我国逐步实现了由过去引进国外飞机到以国产的“运”系列飞机为主的转变。
当前常用航空测量无人机有WZ-2000,效载荷180公斤,留空时间长达12个小时。
一些国产的机载遥感器,如高光谱成像仪、合成孔径雷达等也进入应用化阶段。
随着风云、海洋和资源等几大民用卫星地面系统的建设,遥感卫星地面接收、处理、存储和分发能力也得到了大幅度的提升。
我国民用卫星系列现已形成四大地面接收系统,国家气象局风云系列卫星有北京东北旺接收站、广州接收站和乌鲁木齐接收站,国家海洋局管辖的海洋监测卫星有北京白石桥接收站和三亚接收站,以及中国资源卫星应用中心管辖的北京密云接收装置、广州和乌鲁木齐接收装置,其中北京密云卫星地面站由中国资源卫星应用中心与中科院合作共建。
摄影测量与遥感专家中国工程院院士张祖勋教授
张永军
【期刊名称】《测绘工程》
【年(卷),期】2004(13)4
【摘要】张祖勋教授,1937年出生在江苏无锡,1960年毕业于武汉测绘学院并留校任教,1968年研究生毕业于武汉测绘学院航空测量系。
1970-1975年于解放军测绘学院任教。
2003年当选为中国工程院院士。
现为武汉大学遥感信息工程学院教授。
【总页数】2页(P75-76)
【作者】张永军
【作者单位】武汉大学遥感信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P2
【相关文献】
1.他将传统摄影测量仪器送进了博物馆——记武汉大学教授、中国工程院院士张祖勋 [J], 杨凯军
2.享受科技,用头脑改变世界--记我国知名摄影测量与遥感专家,中国工程院院士张祖勋 [J], 廖芳芳
3.摄影测量与遥感专家张永生教授 [J], 张卫东
4.武汉测绘科技大学副校长、国家级有突出贡献的中青年专家——张祖勋教授 [J],
晏金柱
5.张祖勋、叶嘉安分别当选中国工程院院士和中国科学院院士 [J],
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数字摄影测量发展现状和趋势【摘要】当代信息技术的发展,促使摄影测量不可避免的进入了“全数字摄影测量”阶段,本文介绍分析了数字摄影测量技术的发展状况和应用,并研究了数字摄影测量和遥感测量相结合的发展趋势。
【关键词】数字摄影测量发展和应用遥感测量发展趋势1 数字摄影测量技术的发展状况摄影测量的发展主要经过了三个阶段.即模拟摄影测量阶段、解析摄影测量阶段和数字摄影测量阶段。
目前数字摄影测量已经开始在实际中大量应用,但全数字摄影测量作为更先进于数字摄影测量的一种技术,已经开始进行了大量的研究和初步应用。
数字摄影测量技术是以数字影像为基础,利用计算机和专业的摄影测量软件分析和量测来采集被测物体的三维空间信息,已经成为国际上比较流行的地球空间数据获取的重要技术手段。
其数据采集测量仪器主要包括纠正仪、正射投影仪、立体坐标仪、转点仪等,另外还有各种类型的解析测量仪器。
尤其是计算机技术的快速发展,不但可以替代进行测绘中的识别被测物体和识别测试点,而且已经完全可以替代人工来进行大量的计算,其计算结果的可靠性是人工计算多无法比拟的,从而为摄影测量实现了真正的自动化发展。
数字摄影测量的数据获取主要是通过数字摄像机,但是数字摄影测量工作站虽全面替代了传统的解析测图仪,但摄像结果仍然是以胶片为主的,另外对胶片的后期处理并没有出现新的突破,这种测绘方式只能称为数字摄影测量。
目前,数字摄影测量技术已经将全数字测量技术作为研究的重点。
数字摄影测量所获得的大量数据处理是通过数字摄影测量软件来完成的,不但可以节省人力,还具有速度快和精度高等特点。
2 数字摄影测量技术的应用(1)首先获取数字摄影对象及其相关的数据参数,主要包括地面控制点坐标和相机参数。
获得的参数一般是数字摄影参数,如果是航片,需要先转换成影像文件,进而导入影像文件参数软件。
(2)将获得的模型初始化并设置各种相关的各种参数,所获得的的每个模型即为一个航空对象。
(3)模型定向分析:①首先内定向,其目的是为了确定扫描坐标系和所获得相片坐标系之间的数量和参数关系以及数字影像可能存在的变形。
摄影测量的回顾与展望——阿克曼谈今日摄影测量
陈虹;张祖勋
【期刊名称】《测绘通报》
【年(卷),期】1998()3
【摘要】本文简要回顾了摄影测量的发展进程并阐述了当前的状况,着重于论述数字摄影测量技术的发展情况以及遥感在数字摄影测量中的作用,最后对摄影测量的未来发展进行了预测和展望。
【总页数】4页(P39-42)
【关键词】摄影测量;GPS;发展进程;数字式摄影测量
【作者】陈虹;张祖勋
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P23
【相关文献】
1.城市航空摄影测量的回顾与展望 [J], 曾隆昌;王辛之;高光星;李双林
2.摄影测量测图传感器的回顾与展望 [J], Torle.,K;袁修孝
3.摄影测量传感器的回顾与展望 [J], Torle.,K;汪凌
4.论城市航空摄影测量的回顾与展望 [J], 吕先进;王晓艳
5.我院近景摄影测量的回顾与展望 [J], 邵锡惠
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