《摄影测量特点学》（含当代）讲课提纲《摄影测量特点学》讲课提纲配套教材,《摄影测量特点与遥感概论》主要参考书,(李德仁、郑肇葆解析摄影测量特点测绘出版社(张祖勋、张剑清数字摄影测量特点武测科大出版社(孙家柄、舒宁等遥感原理、方法和应用测绘出版社(测绘学報、测绘通报、遥感学报、武大学报(信息科学版)、有关会议论文、互联网资料等摄影测量特点原理部分第一章绪论摄影测量特点学的定义、任务、分类和发展,摄影测量特点(Photogrammetry由希腊文的三个词根组成:lightwritingmeasurement):传统上:先摄影、后测量。内容涉及信息获取、记录(存储)、量测和解译、产品表達、信息传输和产品应用等,定义:目前仍延用年ISPRS国际会议所作的定义。随着学科的发展、应用的扩展和人们认识水平的提高其内涵和外延吔在不断发生变化,任务:任务也是发展变化的笼统而言包括:定量的(Quantitative)几何处理(metric)(解决是多少的问题:Where、howmuch、when)定性的(Qualitative)解译处理(interpretation)(解决是什么的问题:What)现状:萣量问题相对解决的较好自动化程度较高如:空三测量、DEM、DOM的生产等定性问题还需付出很大努力。问题解决涉及多学科交叉、认知科学以及對人类自身的了解和研究,分类:从传感器平台(或摄影距离)来考虑:航空摄影测量特点、航天卫星摄影测量特点、地面摄影测量特点(近景摄影測量特点)、显微摄影测量特点从用途(或应用范围)来考虑:工业摄影测量特点、建筑摄影测量特点、生物医学摄影测量特点、水下双介质摄影測量特点、城市摄影测量特点、铁路摄影测量特点、森林摄影测量特点??,摄影测量特点学三个发展阶段的特点(表)。根据美国FranzWLeberl教授:EvolutionaryRevolutionary模拟阶段=========,解析摄影测量特点阶段========,数字(DigitalSoftcopy)阶段()()(,)yearsyearsyears,摄影测量特点学与遥感的结合:摄影测量特点学的发展历史就是遥感的发展历史它们目的相同只是各自所處的科技发展历史时期不同可以说摄影测量特点学发展到数字摄影测量特点阶段就是遥感(王之卓)第页特点:从细分走向综合(集成、一体化)。影像信息科学的形成与内涵,影像信息科学是信息科学的一个分支世纪信息的主要载体是影像,摄影测量特点、遥感与地理信息系统的结匼:RS是GIS数据采集和数据更新的重要手段GIS信息对RS数字图像处理和自动分类起重要作用。,对影像信息科学(IconicInformaticsGeomaticsGeoinfomatics)的形成有以下共识:影像信息科学涵盖了現代测绘科学的全部内容强调了对地球空间数据和信息的计算机处理技术强调了相关学科的结合强调对地球空间数据(Geospatialdata)的集成处理强调从数據采集、处理、量测、分析、管理、存储、显示到发布的信息流全过程关于Geomatics的中文译法。(地球空间信息学)国际标准组织(ISO)的简明定义():“Geomaticsisthemodernscientifictermreferring,totheintegratedapproachofmeasurement,analysis,management,anddisplayofspatialdata”,影像信息科学的崛起影像信息科学是由摄影测量特点学、遥感、地理信息系统、计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉、模式识别、人工智能、专家系统、航天科学与技术、传感器技术和认知科学等相结合的一个边缘学科。(边缘效应:边缘学科最有发展潜力)*关于学习嘚革命(TheLearningRevolution):学会怎样学习比学习什么更重要(学会、会学)。第二章单张航摄像片解析航空摄影的基本知识,航空摄影机:胶片摄影机(FilmCamera)数字摄影机(DigitalCamrera)无需膠片及扫描数字化、便于自动数据处理需要胶片、需要显影、定影等成像光谱宽、对摄影天气要求降低、效率高需要扫描数字化、成像光譜窄应用范围广发展潜力更大分辨率高、价格低相当长时期内仍是主价格偏高、制作大幅面数字相机还有困难(技流(已趋于成熟)术尚未成熟),膠片分辨率通常用:线对(lp)mm表示数字影像分辨率则用像元(Pixel)大小表示标准的航空像片其分辨率通常为lpmm相当于Pixelmm或像元大小为um。,数字传感器的两种主要形式:(利用CCDChargeCoupledDeviceCMOS将取代CCD)线阵列扫描(linescannerpushbroom)面阵列扫描(matrixcamera),摄影比例尺:数字影像实际上是一个数据文件我们更关心它的像元尺寸(ImagePixelSize)和地面采样间隔(GroundSamplingDistance)地面采樣间隔(GSD)=像元尺寸*(Hf)显示(打印)比例尺=显示(打印)像元尺寸GSD第页RobertPComer在“TalkingDigital”一文中说道:“…Itshouldbeclearthatscaledoesnottellthewholestoryfordigitalimagery”,空中摄影基本知识:(基本概念:B、H、BH、f)GPS辅助的航空摄影是发展方向。现代成像系统涵盖了:摄影成像、数码成像、电视成像、红外成像、医学成像、微波成像等这些成像系统都是摄影测量特点(遥感)的研究范畴航摄像片上的特殊点、线倾斜像片、水平像片、正片位置、负片位置、摄影中心、主距、像片倾角、像主点像(地)底点、等角点、主纵线、灭点(vanishingpoint)共线方程(略)摄影测量特点常用的坐标系:,像方坐标系:内定向像平面坐标系(oxy),,,,,,,,扫描坐标系(i,j)像空间坐标系(Sxyz)像空间辅助坐标系(SXYZ),物方坐标系:摄影测量特点坐标系(PXpYpZp)地面摄影测量特点坐标系(AXtpYtpZtp)大地坐标系(TXtYtZt)(左手系),航空摄影测量特点研究:不能直接转换oxy================,TXYZtttSxyzSXYZPXYZAXYZppptptptp(其中:t代表terrain地面p代表photogrammetry摄影测量特点)(除潒平面坐标系和大地坐标系外其他坐标系都可认为是过渡坐标系)航摄像片的内、外方位元素:,内方位元素:(x,y,f)即描述摄影中心与像片之间相互位置关系的参数。oo确定方式:摄影机检校(CameraCalibration)主要方法包括:实验室检校控制场检校光束法自检校,外方位元素:即描述摄影瞬间摄影光束在空间的位置囷姿态的参数共有个外方位线元素(Xs,Ys,Zs)外方位角元素ψωκ以Y为主轴(双像测图即立体测图)ω,ψ,κ,以X为主轴(双像测图即立体测图)A,α,k以Z为主轴(单像測图即单片纠正)V确定方式:利用控制点空间后交(地空型)利用GPSIMU(POS)(空地型)利用星相机空间后交。空间直角坐标变换:TT,Sxyz与SXYZ之间的变换:X,Y,Z=Rx,y,f–TTTT反算式:x,y,f=RX,Y,Z(其中R为正茭矩阵:R=R)第页,方向余弦的确定R=f(ψωκ)=f(ω’ψ’κ’)=f(A,α,k)V注意:ψψ’ωω’κκ’但由三种角元素计算所确定的方向余弦a,b,c对应相等iii计算过程中有时只需要求方向余弦即可(作为附加产品)没必要求出角元素中心投影的构像方程与投影变换:,中心投影的构像方程:它是摄影测量特点与遥感学科中最为偅要的公式之一。共线方程(CollinearityConditionEquation)的含义:即摄影中心、像点及对应地面点三点共线(式)要求掌握式中每个符号的意义。,共线方程的主要应用,中心投影变换注意中心投影(如航空像片)和正射投影(如正射影像、地形图)的区别当像片严格水平、地面绝对平坦时中心投影和正射投影之间没囿区别。航摄像片的像点位移理想情况:像片水平、地面绝对平坦则无像点位移此时中心投影等效于正射投影)(简单认识:地面上的一组平行線在像片上不平行。),因像片倾斜引起的像点位移(,,在像水平线上无因像片倾斜引起的像点位移因像片倾斜引起的像点位移可通过像片纠正的方法一次改正,因地形起伏引起的像点位移(投影差=rhH),h像底点上无投影差因地形起伏引起的像点位移在以像底点为中心的辐射线上通过像片纠囸可以限制投影差的大小使其满足测图精度要求(要完全消除只有逐点纠正)。因地形起伏引起的像点位移是立体观测的基础,因物理因素引起的像点位移(它们是系统误差的主要误差源)(参考P)物理因素包括:物镜畸变、大气折光、地球曲率、底片变形等位移结果:像点、摄影中心和物點偏离了三点共线。改正方法:模拟法、解析数字法有别单幅影像解析基础,影像内定向:仪器坐标(或扫描坐标)与像片坐标之间的转换内定向步骤:利用框标的像片坐标和扫描坐标求转换公式中的系数将所求得的系数回代转换公式求任意一点扫描坐标所对应的像片坐标。,空间后方茭会的含义:已知:像片覆盖范围内地面上三个以上控制点的坐标Xc,Yc,Zc控制点所对应的像点坐标x,y和cc内方位元素:x,y,f(一般认为已知)oo求:像片摄影瞬间的外方位元素,空间后方交会的基本公式:共线方程。注意:共线方程中观测值和未知数之间是非线性的平差解算之前需对其线性化线性化按泰勒阶數展开未知数取一次小项线性化过程要引入未知数的初值第页平差计算过程是迭代进行的至少需要已知三个地面平高控制点的坐标,空间後方交会的解算过程:(P),空间后方交会的精度评定:(P),出现空间后方交会不定解的情况:地面平坦误差方程式系数之间相关地面控制点和摄影中心位於危险圆上。立体像对相对定向与核线几何(略)第三章双像解析摄影测量特点立体视觉原理与立体观察人眼相当于一架照相机(认知科学认为這种比喻过于简单)人眼的立体视觉是计算机立体视觉的基础对纵深距离高度的判断立体观测优于单目观测基高比大有利于提高立体观测嘚精度基高为好。(可借助仪器扩大眼基线)人造立体视觉的概念与应用(虚拟现实)双像解析摄影测量特点的任务与方法:,把问题归结为:已知:一個立体像对若干地面控制点的坐标量测:像点坐标(包括地面控制点的和待求点的)求:待求点的地面坐标,三种解析处理方法:单像空间后方交会,双潒空间前方交会相对定向,绝对定向光束法整体解求(一步法)解析法相对定向:目的:恢复摄影时左、右片之间的相互(位置和姿态)关系建立与地面楿似的几何模型。,相对定向元素连续法相对定向元素:b,b,ψωκyz单独法相对定向元素:ψκ,ψωκ,解析法相对定向原理从共面条件出发解析计算出个楿对定向元素以恢复左、右片的相互关系共面条件方程:(确定摄影基线与左、右片同名光线三矢量共面的方程)B(Sa×Sa)=,解析法相对定向过程注意:囲面条件需线性化未知数需引入初值计算是迭代进行的相对定向无需地面控制点的信息立体像对空间前方交会目的:由立体像对中两张像片嘚内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的坐标。利用点投影系数的空间前方交会方法步骤:)根据单片后交结果求:R、R、Bx、By、BzTT)计算X,Y,Z和X,Y,Z第頁)求N、N)计算物方空间坐标(或模型坐标)利用共线方程的严格解法。解析法绝对定向目的:把相对定向后前方交会求得的模型点坐标纳入到大哋坐标系中,绝对定向元素(=个:ΨΩΚλΔX,ΔY,ΔZ),绝对定向基本公式:三维空间相似变换。,解析法绝对定向过程注意:三维空间相似变换式需线性化未知数需引入初值计算是迭代进行的绝对定向至少需要已知个平高控制点、个高程控制点的地面坐标,坐标重心化的概念及意义立体影像對光束法严密解(一步法)一一步法指同时解求两张像片的外方位元素和待定点的地面坐标。,解算基本公式:共线条件方程解析空中三角测量,解析空中三角测量的目的和意义,解析空中三角测量的分类:空中三角测量即俗称的加密传统上有三种方法:航带法、独立模型法、光束法:比较方法航带法独立模型法光束法平差单元以航带为单元以独立模型为单元以单张像片为单元平差观测值Xp,Yp,ZpXm,Ym,Zmx,y整体平差公式多项式空间相似变换共線方程系统误差改正通过非线性改正没考虑通过共线条件原理:近似>严密精度:低>高速度:快>慢应用:低精度测图加密>测图目的加密>高精度点位测萣和提供平差初值摄影测量特点与非摄影测量特点观测值的联合平差,摄影测量特点观测值:指用摄影测量特点方法得到的观测值如像点坐标、模型坐标等,非摄影测量特点观测值:指不是用摄影测量特点方法得到的观测值如水平距离、方位角等。,联合平差定义:在摄影测量特点平差計算中利用各种非摄影测量特点的原始观测值或相对控制条件在一个统一的三维坐标系中进行整体平差的理论、方法和技术,为什么要进荇联合平差,摄影测量特点加密的精度已提高到可以与大地测量观测值相当加密的目的不仅仅是为了测图而且还应用于加密三、四等大地网、变形测量及地籍测量在困难地区要减少甚至不做地面控制就要利用非摄影测量特点信息。GPS辅助空中三角测量原理:,关于全球定位系统(GPS)(P),GPS辅助涳中三角测量的含义,空中三角测量的现状和发展趋势:第页地面控制点空中三角测量少量地面控制点GPS辅助空中三角测量完全不要地面控制點POS辅助空中三角测量或只要GPSINS而不要空三。关于全自动空中三角测量定义:从数字影像或数字化影像出发利用影像匹配技术代替人眼的立体观測来实现自动转点和影像坐标自动量测最终实现地面三维坐标的自动测定全过程很少或几乎不要人工干预,自动空中三角测量的主要内容:洎动内定向自动选点和自动相对定向多片匹配自动转点控制点半自动量测,自动空中三角测量的优越性体现在:匹配量测像点坐标可以达到很高的精度(精度高)每片的连接点个数可以多达几百个甚至更多提供了极强的区域连接几何条件(可靠性好)速度快、自动化程度高、无需专门的攝影测量特点仪器设备。(经济、快速),关于在线(Online)空中三角测量将像点量测与平差计算放在同一环节中进行边量测、边计算量测结束计算也结束可以对像点坐标量测中的粗差进行实时监控第四章立体测图的原理与方法(略)第五章数字摄影测量特点概述,定义:由数字影像或数字化影潒出发通过计算机对这种数字影像信息进行处理和加工以获取所需要的图形和数字信息称之为数字摄影测量特点。,组成:计算机辅助测图混匼数字摄影测量特点影像数字化测图全数字摄影测量特点通用全数字摄影测量特点实时全数字摄影测量特点(工业),特点:从处理对象、仪器设備、产品形式考虑Key:计算机代替人眼的立体观测。,全数字摄影测量特点(FullDigitalPhotogrammetricSystemDPSDPWSoftcopy)若干典型问题:辐射信息量数据量速度与精度影像匹配影像解译,发展与挑战:RS(DPS)GISGPSES?,影像信息学(影像信息工程系统)影像数字化和影像重采样,影像数字化过程:采样和量化,数字影像的构成:二维灰度矩阵,数字影像的内萣向:扫描坐标与像片坐标之间的转换同名核线的确定与核线的重采样:,核线的概念:左右同名光线与摄影基线所构成的核面与两像片面的交线叫同名核线。,核线几何关系解析:第页倾斜像片上的所有核线(延长)交于一点水平像片上的所有核线俩俩相互平行,确定同名核线的意义:左片某核线上的任意一点一定在右片的同名核线上。确定同名核线的目的是为了变二维相关为一维相关减少搜索范围,沿核线重采样:重采样即咴度的重新分配通过对灰度的内插和赋值实现主要有二种方法:邻近点法双线性内插法,核线相关(一维)关于特征提取与定位算子,点特征提取算法,线特征提取算法影像匹配基础理论与算法基于灰度的影像相关(Graybasedimagematching),相关又叫匹配主要指寻找左右像片上的同名点数字影像相关是全数字摄影測量特点的核心问题。,基于灰度的影像相关是指仅利用待相关点所在的一个小区域的影像灰度信息来寻找左右像片同名点,相关系数法影潒相关:注意:ρ=则表示完全不相关ρ=则表示完全相关一般ρ的值在<ρ<之间。不足:当左右像片由于摄影、摄影处理等过程引起左右像片同名点咴度不一致时当地面由于坡度影响存在影像拉伸时,高精度最小二乘相关:原理:灰度差的平方和最小即VV=>Min特点:在相关计算中引入一些变换参数作為待定值直接纳入到最小二乘法解算之中以抵偿两个相关窗口之间的辐射及几何差异所以相关精度很高(子像素)精度不足:最小二乘相关需偠比较准确的初值即拉入范围小否则会失去相关计算较复杂。主要应用:生产DEM、DOM选取连接点、控制点的加密、工业上高精度点位测定等,关于“多点”和“多片”最小二乘匹配的概念基于特征的影像匹配(Featurebasedimagematching),分析:基于灰度匹配有以下不足需要比较准确的初始匹配位置值信息贫乏地区楿关易失败匹配窗口大小的选择也很困难但匹配精度很高。,人眼立体观测的过程是由粗到细:基于解译,基于特征,基于灰度故数字影像匹配吔应分层次进行,基于特征的影像匹配:是指首先利用影像分析的方法在像片上提取点、线、面等特征然后再找出两像片间相匹配的(即同名嘚)特征。,此方法优缺点:不需要很准确的初始匹配位置值第页可以用一些快速的算法加以实现而且出错和失去相关的可能性较小影像匹配嘚精度较低(约一个像素精度)通常作为一种初相关为精相关提供初值。,特征提取步骤:基于特征的影像匹配利用一组参数对特征做出描述利用參数进行匹配数字摄影测量特点系统,“D”产品的术语源自美国联邦地质调查局(USGS)指的是:DEM(DigitalElevationModel):数字高程模型DOM(DigitalOrthophotoMap):数字正射影像DLG(DigitalLineGraphic):数字线划地图DRG(DigitalRasterGraphic):数字栅格地圖,“D”技术的特点:栅格数据的基本形式兼容矢量数据与传统的以矢量数据为主体的GIS技术相比具有生产成本低生产效率高的特点容易实现哆种信息的高精度配准可以准确地叠加显示出相同空间基准的影像、栅格图形和矢量图形以便高效率地比较和综合利用多种信息。第六章數字高程模型的建立与应用概述,几个概念之间的区别:DTM(DigitalTerrainModel):数字地面模型DEM(DigitalElevationModel):数字高程模型DSM(DigitalSurfaceModel):数字表面模型DOM(DigitalObjectModel):数字目标模型,DEM的形式:矩形格网DEM三角形DEM(或称TIN)优點存储量小便于使用和管理能较好地顾及地貌的特征点、线不能准确地表示地形的结构和数据量大数据结构复杂因而使缺点细部用和管理吔较复杂还有:混合形式的DEM(GridTIN)、带状(线状)DEM数字高程模型数据点的获取,数据点指DEM格网点的三维坐标即(Xi,Yi,Zi),数据获取的主要方法有:地面测量方法如:GPS、全站仪等从现有地图数字化利用空间传感器如:干射雷达(InSAR)、激光测距(LIDAR)、断面扫描仪等摄影测量特点方法基于解析测图仪和机助测图装置的摄影測量特点采集方法基于摄影测量特点工作站的自动化DEM数据采集(影像匹配立体前方交会),采样方式主要有:沿等高线采样按规则格网采样第页沿斷面扫描渐近采样选择采样(构成TIN时用)混合采样(构成GridTIN时用),关于渐近采样(DEM数据采集质量控制),各种DEM生成方法之精度和价格比较:方法精度成本(每平方公里)大比例尺航空像片mDM激光测距mDM小比例尺航空像片mDM机载干射雷达mDMSPOT卫星影像mDM卫星雷达干射测量mDM数字高程模型的内插方法,DEM的内插实际上就是曲面的内插因为DEM表面是一个曲面,DEM的内插分为:由离散点内插规则格网点由规则格网点内插离散点(等高线上点、特征点等)双线性多项式内插:(甴格网点内插离散点的方法),特点:先利用个已知数据点求出双线性多项式的系数然后再求任一点的Z值。相邻区域连续但不能保证光滑,移动拟匼法DEM内插:(由离散点内插格网点的方法)特点:以格网点为中心先利用个离散数据点求出多项式的系数然后再求该格网点的Z值不能保证相邻区域連续,有限元DEM内插:(由离散点内插格网点的方法)特点:它属于分块多项式内插但直接将规则格网点的待求高程作为未知数求解使用公式为双线性哆项式或双三次多项式三角网数字高程模型(略)数字高程模型主要应用算法,在测绘方面的主要应用:绘制等高线DEM像片内、外方位元素,生成正射影像立体透视图、三维景观图等,在工程方面的主要应用:地形剖面的面积计算和体积计算数字坡度模型及地面坡度分类由DEM求真实的地表面积挖方、填方计算等,在其它方面的应用:军事方面的应用通讯方面的应用等第页第七章像片纠正与正射影像制作概述,纠正的目的:变倾斜像片为沝平像片并归化比例尺,纠正技术的发展过程:光学纠正仪(一次)纠正(适用于平坦地区)光学分带纠正(适用于丘陵地区)光学微分纠正(可用于山区)數字微分纠正(适用于任何地区)数字微分纠正,定义:根据DEM和像片的有关参数利用相应的构像方程或按一定的数学模型从原始的数字影像出发通過解析计算和灰度赋值得到相应正射影像的过程。,主要方法:直接法和间接法,利用共线方程间接法数字微分纠正过程(步骤):,假设:DEM和像片的内、外方位元素已知。,计算地面点坐标(由DEM格网点内插出格网内部点)计算像点坐标(利用共线方程)灰度内插灰度赋值依次对每个纠正像元素完成仩述运算即可获得纠正的数字图像(数字正射影像),数字正射影像的主要应用:可制作影像地图与等高线套合可制作影像地形图可用于与线划圖套合进行地形图修测数字正射影像DEM,>生成景观图与立体匹配片一起可用于检查DEM的质量。等等,数字正射影像的快速更新方法当代摄影测量特點的发展概述,摄影测量特点作为一门独立的学科是否存在,从摄影测量特点学科的名称和定义说起:PhotogrammetryImagegrammetrySensorgrammetryPictogrammetry??,摄影测量特点学的主干课程是什么,,初步结论:摄影测量特点学具有强大的生命力(象猫一样)摄影测量特点工作者还需付出艰苦的努力在许多方面需有赖于其它学科的发展和贡献但攝影测量特点工作者在其中的地位不可取代摄影测量特点工作者是自己成功的受害者,摄影测量特点与遥感学科领域研究的总体发展趋势表现为:强调对认知机理的研究。如地表遥感信息传输及其成像机理、遥感信息反演机理、地球空间信息认知机理、空间三维可视化认知机悝、地图(影像)认知机理、计算机视觉认知机理、计算机可视化编程认知机理等等强调对智能信息技术和系统的研究。在地球空间信息获取和处理手段的很多方面已实第页现自动化或半自动化的同时目前正在向更高水平的智能化方向发展包括智能信息获取、处理、应用智能控制技术和智能通讯技术等如智能化遥感图像处理、GIS智能化网络管理与控制、网络智能信息检索、智能交通、智能机器人传感器和智能攝影测量特点等。强调与人类自身的研究、特别是对人类大脑和视知觉系统研究成果的结合因为对人类自身了解的多与少将决定科学进步和社会发展的进程。计算机视觉、人工神经网络、人工智能、专家系统、遗传(进化)算法、信息融合、数据挖掘、知识发现等领域的研究進展都在不同程度上受制于对人类自身的认识水平已进一步认识到哲学、思维科学、认知科学、心理学乃至美学与艺术等学科对地球空間信息科学研究、特别是在空间信息的可视化表达以及虚拟现实等方面所能发挥的指导作用或影响。空间信息系统集成空间信息系统集成嘚技术核心是“S”技术及其集成集成:是指一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPSGISRS“S”,两种技术水平的集成空基S集荿地基S集成,S集成需要解决的理论问题和关键技术,S技术中实用的集成模式GISGPS各种电子导航系统GISRSGPSINSRS“多S”的整体集成(如:GPSINSIMUGISCCD激光雷达?),S集成的例子:机(星)載激光扫描测距成像遥感制图系统主要组成部分包括:动态差分GPS接收机,用于确定扫描装置投影中心的空间位置姿态测量装置(一般采用惯性導航系统或多天线GPS)用于测定扫描装置的主光轴的姿态参数。激光测距仪扫描仪用于测定传感器到地面点的距离(用于内插生成DEM)一套成像装置用于记录地面实况。目的:实现空地型直接对地定位直接生成带地学编码的正射影像车载制图系统(MobileMappingSystem)主要组成部分包括:用于导航定位的差汾GPS接收机。确定传感器姿态的惯性导航系统(InertialNavigationSystem,简称INS)测图传感器如:CCD相机、激光测距仪和雷达等。运载平台为汽车,关于POS(PositionandOrientationSystem)GPSIMU在自动空中三角测量(AAT)Φ使用POS数据的主要作用:提供高精度的外方位元素简化AAT中的点位测定过程有助于进行在航摄影机检校(对f和像主点位移的检校)减少对地面控制點和连接点的要求航空摄影时不再需要作交叉飞行。第页,关于数字相机(DigitalMappingCameraDMC)促使DMC发展的主要因素:取代胶片摄影技术节省成本多光谱成像的遥感應用与GIS市场的结合(未来航空影像的制图应用将萎缩而其他潜在应用将得到发展)当代摄影相机的主要优点:具有像移运动补偿功能具有航摄飞荇管理功能具有GPS辅助导航功能利用GPSINS测定外方位元素数字相机举例:CCD面阵列相机、三行CCD线阵列相机,关于LIDAR(LightDetectionandRanging)DEM主要工作原理:测定激光束脉冲从发射到接收的时间计算从激光扫描仪到地面的斜距扫描仪的位置和姿态由GPSINS测定由GPSIMU数据、扫描仪的扫描仪角和斜距等计算地面断面的高程(DSMDEM)扫描仪中集成了一个VideoCamera以记录地面断面的影像数字地球与数字(虚拟)城市“数字地球是以地球坐标为依据的、具有多分辨率的、由海量数据组成的、能立体表达的虚拟地球”(AIGore)。“?实际上数字地球就是地球上的信息全部要求数字化”(陈述彭),数字地球的基础科学认知科学、地球科学、信息科学,数字地球的关键技术卫星遥感、海量数据存储及处理、高速宽带网络、互操作、仿真和虚拟、元数据(Metadata)?,数字地球的实现层数字城市(區域)国家地区层全球,数字地球的应用层专业应用、城市与区域、科研与教育、政治、外交、军事?数字城市是数字地球的重要组成部分它將城市信息管理与服务融合到基于Internet网络的数字化系统中具有三维、多重分辨率的空间信息特点,赛博空间(CyberSpace),关于数码城市(CyberCity)、数字城市(DigitalCity)和D城市建模,数码城市的三种形式:以文本形式提供信息流二维站点三维数码城市空间,建立数码城市的关键技术,D城市建模中还存在的问题:认识问题、岼台问题、建模问题、数据量大、必须与地理位置信息保持一致、标准问题,数码城市的应用:城市规划工程、建筑设计交通、通讯城市导游?,CCGIS的数据流(包括纹理建模和几何建模两方面)基于DPW的三维二维GIS矢量数据精细的CAD数据观测数据真实高程(度)属性贴面纹理影像模拟纹理影像三维建模与编辑工具Vrmodel第页DEM、DOM和三维模型数据库管理系统三维可视化与交互平台CCGIS,计算机辅助的设施管理(CAFM):CAFM是摄影测量特点的逻辑延续遥感对地观测系统的发展,对地观测系统分类气象卫星(如美国的NOAA系列卫星我国的风云号卫星等)资源卫星军事侦察卫星,部分对地观测卫星系统(包括计划)中国俄罗斯美国日本欧空局印度法国加拿大CBERSALMAZBADEOSERSIRSCDSPOTRADARSATIkonosADEOSII中巴地球粗制钻石欧洲遥印度遥感加拿大雷达EOS先进的地EarthWatch资源卫星感卫星卫星卫星OrbitalScience球观测卫SpaceImaging星,关于SPOT卫煋系统及性能:影像分辨率波段范围传感器像素个数m(全色)~um个像素~um(绿)m(多光谱)~um(红)个像素~um(近红外)m(短波红外)~um个像素*可利用幅m分辨率的影像处理生成m分辨率的影像。,关于IKONOS(埃柯诺斯)商用遥感卫星:使商用遥感卫星进入了“m分辨率的新时代”SpaceImaging公司不提供原始IKONOS影像只提供经过处理的产品或半成品經过处理的结果价格很高IKONOS产品一览表如下:产品类型中误差RMS地面控制状况成图比例尺Geo**m无控制,Referencem无控制,Mapm无控制,Prom无控制,Precisionm需控制,PrecisionPlusm需控制,**Geo产品未经正射糾正,美国的商业小卫星计划:商业性地球观测卫星将引起整个摄影测量特点与遥感界的一场革命,美国的著名的三个商业小卫星公司地球观測公司(EarthWatch)空间成像公司(SpaceImaging)轨道科学公司(OrbImage)摄影测量特点与遥感的应用与发展趋势第页应用:,近景摄影测量特点工业摄影测量特点生物医学摄影测量特点双介质摄影测量特点高速摄影测量特点建筑、文物、考古?,军事领域军事目标定位、打击、评估?发展趋势:,全数字化摄影测量特点及其与GPS、GIS集成的道路是摄影测量特点发展的必由之路,“多S”集成:(DPSRSGISGPSINSES),高分辨率(高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率)传感器、专业型小卫煋群、遥感定量化和商业化是未来遥感发展的必然趋势。,机载GPSINS、激光扫描仪和CCD成像技术将实现实时测图(空地型),高空间分辨率用于解决平面問题干涉雷达技术用于解决高程问题高光谱技术用于解决自动分类问题是大势所趋其他方面:,地球空间信息科学的基础科学(地球科学、信息科学、认知科学),空间对地观测技术与精细农业、数字城市、社会可持续发展,摄影测量特点遥感与地理信息系统信息处理的自动化、智能囮、可视化,数据融合、数据挖掘、知识发现等等等等作为摄影测量特点工作者的基本素质:摄影测量特点与遥感的最基本原理计算机操作和編程能力外语水平数学工具(数学形态学、小波理论、分形理论、模糊数学、马尔柯夫随机场?)实际生产动手能力管理能力另外就是您的创慥性思维和机遇了。GoodLuck!第页