数字摄影测量 数字摄影测量发展 数字摄影测量发展(学习手册).docx

测绘地理信息技术专业教学资源库 《数字摄影测量》知识点学习手册 一、数字摄影测量知识点学习手册 项目一 数字摄影测量工作站的安装 任务 任务一 数字摄影测量工作站软件的安装 知识点 数字摄影测量 教学重点 教学难点 重点：摄影测量的发展；数字摄影测量与传统摄影测量的区别。 难点：数字摄影测量的特点。 教学方法、手段 案例教学、边讲边练 教学组织形式 教师讲解、学生训练、教师辅导 教学条件 计算机，Virtuozo软件安装文件，多媒体设备 二、数字摄影测量知识点教学内容 （1）数字摄影测量的发展 数字摄影测量的发展起源于摄影测量自动化的实践，即利用相关技术，实现真正的自动化测图。摄影测量自动化是摄影测量工作者多年来所追求的理想。最早涉及到摄影测量自动化的专利可追溯到1930年，但并为付诸实施。直到1950年，才由美国工程兵研究发展实验室与Bausch and Lomb光学仪器公司合作研制了第一台自动化摄影测量测图仪。当时是将相片上的灰度的变化转换成电信号，利用电子技术实现自动化。这种努力经过许多年的发展历程，先后在光学投影型、机械型或解析型仪器上实施，例如B8-srereomat、Topomat等。也有一些专门采用CRT扫描的自动摄影测量系统，如VNAMACE、GPM系统。与此同时，摄影测量工作者也试图将影像灰度转换成电信号再转变成数字信号（即数字影像），然后，由电子计算机来实现摄影测量的自动化过程。早在20世纪60年代，第一台解析测图仪AP-1问世不久，美国也研制了全数字化测图系统DAMC。其后出现了多套数字摄影测量系统，但基本上都是属于5体现数字摄影测量工作站（DPW）概念的试验系统。直到1988年京都国际摄影测量与遥感协会第16届大会上才展出了商用数字摄影测量工作站DSP-1。尽管DSP-1是作为商品推出的，但实际上并没有成功地进行销售。到1992年8月在美国华盛顿第17届国际摄影测量与遥感大会上，已有多套较为成熟的产品展示，它表明了数字摄影测量工作站正在由试验阶段步入摄影测量的生产阶段。1996年7月，在维也纳17届国际摄影测量与遥感大会上，展出了十几套数字摄影测量工作站，这表明数字摄影测量工作站已进入了使用阶段。 对数字摄影测量的定义，目前在世界上主要有两种观点。 其一认为数字摄影测量是基于数字影像与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、模式识别等多种学科的理论与方法，提取所摄对象用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。这种定义在美国等国家称为软拷贝摄影测量（Softcopy Photogrammetry）。中国著名摄影测量学者王之卓教授称之为全数字摄影测量（All Digital Photogrammetry或Full Digital Photogrammetry）。这种定义认为，在数字摄影测量中，不仅其产品是数字的，而且其中间数据的记录以及处理的原始资料均是数字的，所处理的原始资料也是数字影像或数字化的影像。 另一种广泛的数字摄影测量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（包括硬拷贝与数字影像或数字化影像）提取所摄对象用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（常称为数字测图系统，其是摄影测量从解析化向数字化过渡的中间产物）与影像数字化测图。 如上所述，数字摄影测量系统是由计算机视觉(其核心是影像匹配与识别)代替人的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。为了让计算机能够完成这一任务，必须使用数字影像。若处理的原始资料是光学影像（即相片），则需要利用影像数字化器对其数字化。在对摄影测量自动化研究的早期，由于当时计算机的容量所限，有的系统采取对局部影像进行实时数字化的方式。 （二）数字摄影测量的若干典型问题 （1）辐射信息 在解析摄影测量中，目标点向量是三维；在数字摄影测量中，目标点向量是四维。其中D=D(X,Y,Z)是目标点的辐射向量，集合{D}即目标的纹理信息，它在影像上的投影d=d(x,y)是数字影像。 （2）数据量与信息量 数字影像的每一个数据代表被摄物体上一个“点”的辐射强度，这个“点”称为“像元素”（像素）。像素的灰度值常用八位二进制数表示，在计算机中占用一个“字节”（Byte）。 “数据量大”是全数字摄影测量的一个特点与问题，要处理这样大的数据量，必然依赖于计算机的发展。 （3）速度与精度 现有计算机的匹配速度一般可达500～1000点／秒，利用全数字摄影测量自动立体量测DTM的速度可达100～200点／秒甚至更高，人工量测无法比拟。由于数字摄影测量中量测与识别的计算任务巨大，以致目前的计算机速度还不能实时完成，对