近景攝影測量處理方法

近景攝影像片的處理方法分為模擬法和解析法。

模擬法是借助立體測圖儀測制被攝影物體的等值線圖、立面圖，其成果形式單一。

解析法是主要的方法，能處理各類攝影機所攝的像片，提供較高精度的成果，而且借助計算機和繪圖儀，可繪制等值線圖、斷面圖以及立體透視圖，還可用數(shù)字形式或圖解形式輸出工程設計人員所需要的各類參數(shù)，如面積、體積、周長、曲率、半徑、速度、加速度、軌跡和質量分布等。近景攝影像片可利用各類單像或立體坐標量測儀、解析測圖儀以及某些立體測圖儀進行處理，也有專用的近景攝影測量儀器。

近景攝影測量可劃分為建筑攝影測量、工業(yè)攝影測量和生物醫(yī)學攝影測量等。

建筑攝影測量包括亭臺樓閣等古老建筑或石窟雕琢的等值線圖、立面圖、平面圖的制作，可用于古跡遺址的發(fā)掘和歷史文物的復制等。

工業(yè)攝影測量可用于汽車外殼形狀的測定，大型機械部件加工質量和裝配質量的檢查，水利工程模型的量測，爆破量的計算，爆破過程的演示，各類建筑物的變形觀測等。

生物醫(yī)學攝影測量包括動物軀體的外形測量，生物發(fā)育過程的記錄，以及對醫(yī)學內科、外科、牙科、眼科、骨傷科、矯形科的臨床診斷提供量測技術,配合X光立體攝影量測體內異物或病灶的位置等。

近景攝影測量所使用的攝影機大體可分為專為量測用的攝影機和非量測用的攝影機兩類。量測用的攝影機按結構又可分為單個使用的攝影機和具有定長基線的立體攝影機。其物鏡畸變一般控制在數(shù)微米內，并能準確記載內方位元素。有些攝影機還備有外部定向設備、同步攝影設備以及連續(xù)攝影設備等。非量測用攝影機包括普通照相機、電影攝影機和一般高速攝影機等。這類攝影機一般成像質量不高，內方位元素未知，沒有外部定向設備。用于測量目標時，定向、定位主要是依靠數(shù)量較多、分布較好的控制點，或視情況預先進行必要的檢定。

近景攝影測量包括近景攝影和圖像處理兩個過程。近景攝影一般使用量測攝影機，它是框標、內方位元素已知并且物鏡畸變小的專用儀器，有的還備有外部定向、同步攝影、連續(xù)攝影等設備。也可以使用非量測攝影機，如電影攝影機、高速攝影機、全息攝影機、顯微攝影機、數(shù)字攝影機、X光攝影機等。圖像處理同通常的攝影測量類似，分為模擬法和解析法，可以獲得平面圖、立體圖、斷面圖、透視圖、等值線圖以及包括物點坐標在內的多種物理參數(shù)。近景攝影測量在經(jīng)濟建設、國防建設和科學研究中有廣泛的用途，特別適用于重要工程的變形和自動生產(chǎn)線的監(jiān)測，彈體運動軌跡、炮口沖擊波等不可接觸物體的量測等。

多基線數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)（Lensphoto）屬于地理信息系統(tǒng)領域最新數(shù)字近景攝影測量應用軟件。它是近幾十年來首次在理論上突破了傳統(tǒng)近景攝影測量原理，以計算機視覺替代傳統(tǒng)的人眼雙目視覺原理而獲得實質性發(fā)展的一套全數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)。

它能對普通單反數(shù)碼相機獲得的影像，完成從自動空三測量到測繪各種比例尺的線劃地形圖的生產(chǎn)，及對普通數(shù)碼相機所獲的近景影像進行快速精密三維重建；并可作為直接由地面攝影的數(shù)字影像中獲取測繪信息的軟件平臺。它填補了國內國際近景攝影測量技術五十多年無實質性發(fā)展的空白，是一項應用前景遠大的測量新技術。

近景攝影測量的優(yōu)越性，概括起來包括以下幾點：

(1)它是一種瞬間獲取被測物體大量物理信息和幾何信息的測量手段。作為信息載體的相片或影像包含被測目標最大的信息，特別適用于測量點眾多的目標。

(2)它是一種非接觸性量測手段，不傷及測量目標，不干擾被測物自然狀態(tài)，可在惡劣條件下（如水下、放射性強、有毒缺氧以及噪音）作業(yè)。

(3)它是一種適合于動態(tài)物體外形和運動狀態(tài)測定的手段，是一種適用于微觀世界和較遠目標的測量手段。

(4)它是一種基于嚴謹?shù)睦碚摵同F(xiàn)代的硬軟件，可提供相當高的精度與可靠性的測量手段，隨處理方法以及技術手段和資金投入大小不同，測量精度有所變化，可提供千分之一至百萬分之一的相對精度。

(5)就當前發(fā)展而言，它是一種基于數(shù)字信息和數(shù)字影像技術以及自控技術的手段，使實時近景攝影測量正日益廣泛地深入工業(yè)生產(chǎn)流程中，成為工業(yè)產(chǎn)品分類、導向、監(jiān)測、裝配和自動化生產(chǎn)的重要組成。

(6)可提供基于三維空間坐標的各種產(chǎn)品，包括各類數(shù)據(jù)、圖形、圖像、數(shù)字表面模型以及三維動態(tài)序列影像等。 2100433B

前言

引言

1 范圍

2 規(guī)范性引用文件

3 基本要求

3.1 精度

3.2 近景攝影測量的優(yōu)化設計

4 物方控制

4.1 物方控制的精度要求

4.2 坐標系與投影面

4.3 物方控制布設

4.4 控制測量方法

4.5 人工標志

5 近景圖像的獲取

5.1 攝影機系統(tǒng)

5.2 攝影機檢校

5.3 攝影站布設與攝影方式

5.4 現(xiàn)場攝影要求與工作程序

5.5 精度估算

6 近景圖像的處理

6.1 近景圖像的處理方法

6.2 模擬法處理

6.3 解析法處理

7 成果精度評定方法

7.1 依據(jù)已知坐標之坐標精度評定

7.2 依據(jù)已知長度(面積、體積)之精度評定

7.3 間接觀測平差之精度評定

8 成果的質量檢查驗收

8.1 檢查驗收

8.2 成果成圖資料整理及歸檔

附錄A(資料性附錄) 攝影機檢校方法

附錄B(資料性附錄) 等值線圖

附錄C(規(guī)范性附錄) 近景攝影測量測繪古建筑立面圖的要求2100433B

目 錄

第一章 緒 論

第一節(jié) 工程與近景攝影測量的發(fā)展簡史與趨勢

第二節(jié) 工程攝影測量的基本特點和應用范圍

第二章 工程攝影測量基礎知識

第一節(jié) 立體觀察與立體量測

第二節(jié) 坐標系統(tǒng)和定向元素

第三節(jié) 工程攝影測量常用的三種比例尺

第四節(jié) 工程攝影測量常用的幾何相似關系和旋轉矩陣

第三章 基本理論和公式

第一節(jié) 單張像片解析

第二節(jié) 立體像對的定向

第三節(jié) 基本攝影方式及公式

第四節(jié) 其它攝影方式

第四章 主要誤差分析

第一節(jié) 內方位元素誤差

第二節(jié) 外方位元素誤差

第三節(jié) 量測值B、x、z和P對攝影坐標的影響誤差

第四節(jié) 近景攝影測量幾何特性的誤差討論

第五章 主要儀器設備

第一節(jié) 攝影儀器

第二節(jié) 攝影機的作業(yè)檢校

第二節(jié) 立體坐標量測儀

第四節(jié)1318立體自動測圖儀

第五節(jié) 全能立體攝影測量儀器

第六節(jié) 數(shù)字化儀器

第六章 攝影與像片控制點聯(lián)測

第一節(jié) 制定作業(yè)方案

第二節(jié) 攝影基線與攝影豎距

第三節(jié) 像片控制點的布設與聯(lián)測

第四節(jié) 攝影站、攝影及外業(yè)成果

第七章 內業(yè)數(shù)據(jù)處理

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 常用的解析法基本公式

第三節(jié) 直接線性變換方程

第四節(jié) 時間基線視差法

第五節(jié) 1318立體自動測圖儀上測繪地形圖

第六節(jié) 用于工程攝影測量的另外兩種儀器

第八章 工程與近景攝影測量的應用

第一節(jié) 珠穆朗瑪峰地區(qū)和喀喇昆侖山冰川的工程攝影測量

第二節(jié) 地質小構造近景攝影測量

第三節(jié) 數(shù)字地面模型及其在工程地質中的應用

第四節(jié) 用工程攝影測量方法確定冰川的運動

第五節(jié) 工程攝影測量在土壤侵蝕研究中的應用

第六節(jié) 工程攝影測量在公路勘測設計中的應用

第七節(jié) 西安半坡博物館遣址圖的測制

第八節(jié) 陜西彬縣大佛寺石窟的近景攝影測量

第九節(jié) 西安鐘樓的攝影測量

第十節(jié) 秦兵馬俑的近景攝影測量

第九章 非常規(guī)圖像的攝影測量

第一節(jié) 全景攝影測量

第二節(jié) X射線攝影測量

第三節(jié) 雙介質攝影測量

第四節(jié) 魚眼全景像片的攝影測量

第十章 實時攝影測量

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 實時攝影測量的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)

第三節(jié) 實時攝影測量的數(shù)據(jù)影像處理系統(tǒng)

第四節(jié) 實時攝影測量的應用

參考文獻

2100433B

內 容 提 要

本書包括對地面工程的地面立體攝影測量和非地形的近景攝影測量，系統(tǒng)地闡述了工程與近

景攝影測量的基本理論，并結合三十多年的實踐與教學，適當?shù)亓信e了一些實際應用的例子，以便

使讀者參照本書所述內容，在理論上可以達到應知應會；在實踐上能解決有關的技術問題。

本書可以作為地質、煤炭、冶金、水電、水土保持、交通、建筑、考古、船舶及宇宙器制造等專業(yè)

的教材；也可供地學科學考察、變形觀測試驗、大氣污染和醫(yī)學等有關的科學研究人員參考。