数字摄影测量技术

　　数字摄影测量(Basic concept of digital photogrammetry)是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。下面由小编为你介绍一下什么是数字摄影测量。

　　数字摄影测量

　　美国等国称之为软拷贝摄影测量(Softcopy Photogrammetry)，我国王之卓教授称为全数字摄影测量(Full Digital Photogrammetry)。这种定义认为，在数字摄影测量过程中，不仅产品是数字的，而且中间数据的记录以及处理的原始资料均是数字的。

　　定义

　　英文：Basic concept of digital photogrammetry

　　世界上对于数字摄影测量的定义，主要有两种观点。

　　a. 数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。

　　美国等国称之为软拷贝摄影测量(Softcopy Photogrammetry)，我国王之卓教授称为全数字摄影测量(Full Digital Photogrammetry).这种定义认为，在数字摄影测量过程中，不仅产品是数字的，而且中间数据的记录以及处理的原始资料均是数字的。

　　b. 另一种定义，则只强调其中间数据记录及最终产品是数字形式的，即数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像(包括硬拷贝，数字影像或数字化影像)提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量分支学科。

　　这种定义的数字摄影测量，包括计算机辅助测图(常称为数字测图)与影像数字化图。

　　影像数字化测图，是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，用计算机视觉(其核心是影像匹配与影像识别)代替人眼的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。

　　还有一种类型称之为混合数字摄影测量，通常是在解析测图仪上安装一对CCD数字相机，对要量测的局部影像进行数字化，有数字相关(匹配)获得点的坐标。

　　分类

　　依发展的阶段

　　模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量

　　依处理对象

　　航空摄影测量 卫星摄影测量 地面摄影测量 近景摄影测量 显微摄影测量

　　主要处理过程

　　空中三角测量 内定向 相对定向 绝对定向 数字地面模型生成(数字地形模型产生) 正射影像生成 等高线测绘 地物测绘

　　数字摄影测量实用系统

　　适普软件有限公司(中国) AICON 3D Systems GmbH CorrelatedSolutions Inc.(美国) Geodetic Services Inc. (GSI) GOM mbH Imetric GmbH LIMESS GmbH Leica Photogrammetry Suite (LPS) Rollei Fototechnic GmbH 近景摄影测量软件Lensphoto

　　数字近景工业摄影测量技术原理

　　1. 数字近景工业摄影测量技术

　　数字近景工业摄影测量(digital close range Industry photogrammetry)，是通过在不同的位置和方向获取同一物体的2幅以上的数字图像，经捆绑调整、图像处理匹配等处理及相关数学计算后得到待测点精确的三维坐标，其测量原理和经纬仪测量系统一样，均是三角形交会法。 工业近景摄影测量来源于大地摄影测量(photogrammetry)技术，摄影测量是一门通过分析记录在胶片或电子载体上的影像，来确定被测物体的位置、大小和形状的科学。它包括很多分支学科，如航空摄影测量、航天摄影测量和近景摄影测量等。其中，近景摄影测量是指测量范围小于100m，像机布设在物体附近的摄影测量。近年来，随着微电子和半导体技术的飞速发展，尤其是固体阵列像机和计算机硬件的发展，使得近景摄影测量已进入全数字近景摄影测量时代。

　　2. 静态和动态三维测量

　　数字近景工业摄影测量系统一般分为单台像机的离线测量系统、多台像机的在线测量系统，具有精度高、非接触测量和便携等特点，此外，还具有其它系统所无法比拟的优点：测量现场工作量小、快速、高效和不易受温度变化、振动等外界因素的干扰。 数字近景工业摄影测量技术，也称作视频测量(Vision Measurement)，对于测量动态物体的摄影测量技术称为视频测量(Video Photogrammetry)，如视频测量模型变形VMD(Videogrammetric Model Deformation ，VMD)，可以实现动态的位移、变形测量和姿态测量。

　　3. 代替传统的应变片和高精度位移传感器进行动态变形测量

　　代替传统的应变片和高精度位移传感器进行动态变形测量，可用于其他行业的变形测量位移测量， 如冲压变形分析、焊接变形分析、汽车变形分析、碰撞试验分析、各种设备变形分析等。

　　4. 近景摄影测量与计算机视觉的区别和联系

　　近景摄影测量与计算机视觉有紧密联系又有区别。计算机视觉的研究目标是使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力，这种能力将不仅使机器感知三维环境中物体的几何信息，包括它的形状、位置、姿态、运动等，而且能对它们进行描述、存储，识别与理解。数字近景摄影测量与计算机视觉在研究内容和目标上十分相近。数字近景摄影测量关注的是几何量的量测信息(物体的位置、大小和形状等)，计算机视觉也需要量测信息，但其更为关注的是对物体进行描述、识别和理解。因此，数字近景摄影测量和视觉测量(或检测)所关注的是完全一致的。数字近景摄影测量与计算机视觉又存在着差异，主要表现在以下几个方面。

　　(一)出发点不同导致基本参数物理意义的差异，摄影测量中的外部定向是确定影像在空间相对于物体的位置与方位，而计算机视觉则是物体相对于影像的位置与方位来描述问题;

　　(二)基本公式的差异，摄影测量中最为基本的是共线方程，而视觉测量中最为基本的公式是用齐次坐标表示的投影方程;

　　(三)数学处理算法的不同，摄影测量渊源于测绘学科，基于非线性迭代的最小二乘法平差求解贯穿于数字近景摄影测量的全过程，而计算机视觉强调矩阵分解，总是设法将非线性问题转换为线性问题，尽可能避兔求解非线性方程。

　　5.国内外研究情况

　　目前，国内数字近景工业摄影测量技术的还处于研究阶段，还没有成熟的产品应用。西安交通大学的数字近景工业摄影测量系列产品，是国内第一个达到实用化的产品。 国外的生产厂家和产品，如美国GSI公司的V-STARS系统、德国AICDN 3D公司的DPA-Pro系统等。