浅析摄影测量在数字城市中的应用

２０１１年８月　第４期　城市勘测　Ｕｒｂａｎ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ＆Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　Ａｕｇ．２０１１　ＮＯ．４　

文章编号：１６７２—８２６２（２０１１）ｏ４—３５—０５　中图分类号：Ｐ２０８．２　文献标识码：Ａ　

基于数字摄影测量技术的城市三维仿真系统的建设与应用　

——以长沙大河西先导区三维规划审批系统为例　

胡志超　，张鸿儒　

（１．长沙市勘测设计研究院，湖南长沙４１０００７；２．湖南省国土资源规划院，湖南长沙４１０００７）　摘要：首先阐述了城市三维仿真系统在规划管理中的作用，然后结合长沙大河西先导区三维规划审批系统的建设　

实例，从三维基础数据建库、三维数据库组织管理、系统功能以及运行维护机制等方面对该系统进行阐述，其中着重介　绍了采用数字摄影测量技术，利用倾斜摄影成果快速构建和更新城市三维模型的方法。最后简单地介绍利用该系统　所做的成功案例。　关键词：数字摄影测量；倾斜摄影；三维规划审批系统　

１　引　言　

“三维城市仿真”是以计算机技术、多媒体技术和　

大容量存储技术为基础，运用数字摄影测量等测绘技　

术、虚拟现实技术等对城市进行多尺度、多时空的三维　

模拟，为使用者提供一个类似真实生活环境的虚拟城　

市。因此，虚拟仿真技术在城市规划工作尤其是规划　

管理和决策阶段的应用是时代和行业发展的必然趋　

势。通过逼真的三维仿真环境，三维规划审批系统可　

以对规划项目进行真实的“再现”，有助于政府部门提　

高项目评估和规划决策质量，合理利用土地资源，以确　

定更为科学的开发策略和规划方案，使规划管理工作　

更加科学，城市发展更加有序。　

２全数字摄影测量系统ＶｉｒｔｕｏＺｏ　

建立城市三维规划审批系统，最基本的工作是三　

维基础数据建库，所以要选择一个技术先进、功能完善　

的空间数据生产平台。ＶｉｒｔｕｏＺｏ是国内应用比较广泛　

的全数字摄影测量系统，该系统可以快速地生成　

ＤＥＭ、ＤＯＭ产品，也能够交互式地采集地物的轮廓线，　

浅谈摄影测量与遥感的发展应用

摘要：随着现代科学与技术的进步，摄影测量与遥感也逐渐走上了快速发展的道路，其应用范围之广，起到的效用之高，已对国民经济生产生活做出了重大贡献，本文拟从摄影测量与遥感的发展历程与其在各行业的相关运用做出一系列的分析与介绍。

关键词：摄影测量；遥感；发展；应用摄影测量与遥感学科隶属于地球空间信息科学的范畴，它是利用非接触成像和其他传感器对地球表面及环境、其他目标或过程获取可靠的信息，并进行记录、量测、分析和表达的科学与技术。主要研究方向有数字摄影测量、遥感技术应用、3S 技术应用。摄影测量与遥感能够用于多领域，例如土木工程勘察、国土资源调查、自然灾害与环境监测及区域可持续发展规划等等。随着国民经济发展，对摄影测量与遥感的应用与需求也越来越多。摄影测量与遥感为人类认识宇宙与世界开辟了新的方法与方式，也为人类更好的认知地球、利用地球、与地球和谐相处提供了新的方向。摄影测量与遥感可以为各项工作提供各种基本比例尺的地形图，并且能够据此建立基础地理信息数据库；摄影测量与遥感与大地测量、卫星定位、地图制图、地理信息系统和工程测量一起，架构了完整的测绘学科与技术系统，是测绘行业与相关领域的支撑骨架。

1.摄影测量与遥感的发展从摄影测量与遥感的发展来看，在近三十年来，摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业，在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起，摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来，已经进入了数字摄影阶段，摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。

1.1 摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步从二十世纪七十年代后期开始，我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量，并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段，也标志着我国的传统测绘技术体系的解体，新的数字化的测绘技术体系的兴起。

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。

数字摄影测量技术的原理和数据处理方法

引言：

数字摄影测量技术是一种重要的测绘、遥感和地理信息系统应用技术，它以数字照片为基础，借助计算机技术进行测量和分析，可以获取目标物体的三维坐标和属性信息。本文将介绍数字摄影测量技术的原理和数据处理方法，以及其在不同领域的应用。

一、原理：

数字摄影测量技术基于摄影测量原理，通过计算机对数字照片进行处理和分析来实现测量和建模。其原理主要包括相对定向、绝对定向和三维点的计算。

1. 相对定向：

相对定向是指通过特征点匹配和图像的几何变换，确定不同照片之间的相对位置关系。在数字摄影测量中，常用的相对定向方法有自动匹配、手动匹配和光束法平差等。通过相对定向，可以获取不同照片之间的旋转角度、平移量等参数。

2. 绝对定向：

绝对定向是指确定数字照片在地面上的绝对位置和方向，并与地面坐标系统建立联系。绝对定向通常使用控制点来实现，这些控制点的地面坐标已知。利用这些控制点的像点坐标和物方坐标之间的关系，可以计算出照片的外方位元素，进而确定照片在地面上的位置和方向。

3. 三维点的计算：

在相对定向和绝对定向完成后，可以通过三角测量或最小二乘法计算出物体上各个点的三维坐标。其中，三角测量法是一种常用的方法，它利用多个照片中同一点的像点坐标和照片的外方位元素，通过三角关系计算出该点的三维坐标。最小二乘法则通过对物方坐标和像方坐标之间的误差进行最小化，求解出最优的三维点。

二、数据处理方法：

数字摄影测量技术需要进行一系列的数据处理来获取目标物体的三维坐标和属性信息。主要的数据处理方法包括图像预处理、特征点提取与匹配、相对定向与绝对定向、数字表面模型（Digital Surface Model，DSM）生成和点云处理等。

1. 图像预处理：

图像预处理是指对数字照片进行去噪、几何校正和色彩增强等操作，以优化图像质量。常见的图像预处理方法包括平滑滤波、尺度变换和直方图均衡化等。这些操作可以提高特征点的提取效果，减少后续处理的误差。