近景攝影測(cè)量過(guò)程

近景攝影測(cè)量包括近景攝影和圖像處理兩個(gè)過(guò)程。近景攝影一般使用量測(cè)攝影機(jī)，它是框標(biāo)、內(nèi)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(shè)備。也可以使用非量測(cè)攝影機(jī)，如電影攝影機(jī)、高速攝影機(jī)、全息攝影機(jī)、顯微攝影機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、X光攝影機(jī)等。圖像處理同通常的攝影測(cè)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(diǎn)坐標(biāo)在內(nèi)的多種物理參數(shù)。近景攝影測(cè)量在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究中有廣泛的用途，特別適用于重要工程的變形和自動(dòng)生產(chǎn)線的監(jiān)測(cè)，彈體運(yùn)動(dòng)軌跡、炮口沖擊波等不可接觸物體的量測(cè)等。

近景攝影測(cè)量所使用的攝影機(jī)大體可分為專為量測(cè)用的攝影機(jī)和非量測(cè)用的攝影機(jī)兩類。量測(cè)用的攝影機(jī)按結(jié)構(gòu)又可分為單個(gè)使用的攝影機(jī)和具有定長(zhǎng)基線的立體攝影機(jī)。其物鏡畸變一般控制在數(shù)微米內(nèi)，并能準(zhǔn)確記載內(nèi)方位元素。有些攝影機(jī)還備有外部定向設(shè)備、同步攝影設(shè)備以及連續(xù)攝影設(shè)備等。非量測(cè)用攝影機(jī)包括普通照相機(jī)、電影攝影機(jī)和一般高速攝影機(jī)等。這類攝影機(jī)一般成像質(zhì)量不高，內(nèi)方位元素未知，沒(méi)有外部定向設(shè)備。用于測(cè)量目標(biāo)時(shí)，定向、定位主要是依靠數(shù)量較多、分布較好的控制點(diǎn)，或視情況預(yù)先進(jìn)行必要的檢定。

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(cè)圖儀測(cè)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(jī)所攝的像片，提供較高精度的成果，而且借助計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)人員所需要的各類參數(shù)，如面積、體積、周長(zhǎng)、曲率、半徑、速度、加速度、軌跡和質(zhì)量分布等。近景攝影像片可利用各類單像或立體坐標(biāo)量測(cè)儀、解析測(cè)圖儀以及某些立體測(cè)圖儀進(jìn)行處理，也有專用的近景攝影測(cè)量?jī)x器。

近景攝影測(cè)量可劃分為建筑攝影測(cè)量、工業(yè)攝影測(cè)量和生物醫(yī)學(xué)攝影測(cè)量等。

建筑攝影測(cè)量包括亭臺(tái)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(fù)制等。

工業(yè)攝影測(cè)量可用于汽車外殼形狀的測(cè)定，大型機(jī)械部件加工質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢查，水利工程模型的量測(cè)，爆破量的計(jì)算，爆破過(guò)程的演示，各類建筑物的變形觀測(cè)等。

生物醫(yī)學(xué)攝影測(cè)量包括動(dòng)物軀體的外形測(cè)量，生物發(fā)育過(guò)程的記錄，以及對(duì)醫(yī)學(xué)內(nèi)科、外科、牙科、眼科、骨傷科、矯形科的臨床診斷提供量測(cè)技術(shù),配合X光立體攝影量測(cè)體內(nèi)異物或病灶的位置等。

多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)（Lensphoto）屬于地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域最新數(shù)字近景攝影測(cè)量應(yīng)用軟件。它是近幾十年來(lái)首次在理論上突破了傳統(tǒng)近景攝影測(cè)量原理，以計(jì)算機(jī)視覺(jué)替代傳統(tǒng)的人眼雙目視覺(jué)原理而獲得實(shí)質(zhì)性發(fā)展的一套全數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)。

它能對(duì)普通單反數(shù)碼相機(jī)獲得的影像，完成從自動(dòng)空三測(cè)量到測(cè)繪各種比例尺的線劃地形圖的生產(chǎn)，及對(duì)普通數(shù)碼相機(jī)所獲的近景影像進(jìn)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(cè)繪信息的軟件平臺(tái)。它填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)國(guó)際近景攝影測(cè)量技術(shù)五十多年無(wú)實(shí)質(zhì)性發(fā)展的空白，是一項(xiàng)應(yīng)用前景遠(yuǎn)大的測(cè)量新技術(shù)。

近景攝影測(cè)量的優(yōu)越性，概括起來(lái)包括以下幾點(diǎn)：

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

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

(3)它是一種適合于動(dòng)態(tài)物體外形和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測(cè)定的手段，是一種適用于微觀世界和較遠(yuǎn)目標(biāo)的測(cè)量手段。

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

(5)就當(dāng)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(shù)以及自控技術(shù)的手段，使實(shí)時(shí)近景攝影測(cè)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(dǎo)向、監(jiān)測(cè)、裝配和自動(dòng)化生產(chǎn)的重要組成。

(6)可提供基于三維空間坐標(biāo)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(dòng)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(cè)量的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4 物方控制

4.1 物方控制的精度要求

4.2 坐標(biāo)系與投影面

4.3 物方控制布設(shè)

4.4 控制測(cè)量方法

4.5 人工標(biāo)志

5 近景圖像的獲取

5.1 攝影機(jī)系統(tǒng)

5.2 攝影機(jī)檢校

5.3 攝影站布設(shè)與攝影方式

5.4 現(xiàn)場(chǎng)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(píng)定方法

7.1 依據(jù)已知坐標(biāo)之坐標(biāo)精度評(píng)定

7.2 依據(jù)已知長(zhǎng)度(面積、體積)之精度評(píng)定

7.3 間接觀測(cè)平差之精度評(píng)定

8 成果的質(zhì)量檢查驗(yàn)收

8.1 檢查驗(yàn)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(jī)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(cè)量測(cè)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(cè)量的發(fā)展簡(jiǎn)史與趨勢(shì)

第二節(jié) 工程攝影測(cè)量的基本特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

第二章 工程攝影測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié) 立體觀察與立體量測(cè)

第二節(jié) 坐標(biāo)系統(tǒng)和定向元素

第三節(jié) 工程攝影測(cè)量常用的三種比例尺

第四節(jié) 工程攝影測(cè)量常用的幾何相似關(guān)系和旋轉(zhuǎn)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(duì)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(nèi)方位元素誤差

第二節(jié) 外方位元素誤差

第三節(jié) 量測(cè)值B、x、z和P對(duì)攝影坐標(biāo)的影響誤差

第四節(jié) 近景攝影測(cè)量幾何特性的誤差討論

第五章 主要儀器設(shè)備

第一節(jié) 攝影儀器

第二節(jié) 攝影機(jī)的作業(yè)檢校

第二節(jié) 立體坐標(biāo)量測(cè)儀

第四節(jié)1318立體自動(dòng)測(cè)圖儀

第五節(jié) 全能立體攝影測(cè)量?jī)x器

第六節(jié) 數(shù)字化儀器

第六章 攝影與像片控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)

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(diǎn)的布設(shè)與聯(lián)測(cè)

第四節(jié) 攝影站、攝影及外業(yè)成果

第七章 內(nèi)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(shí)間基線視差法

第五節(jié) 1318立體自動(dòng)測(cè)圖儀上測(cè)繪地形圖

第六節(jié) 用于工程攝影測(cè)量的另外兩種儀器

第八章 工程與近景攝影測(cè)量的應(yīng)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(cè)量

第二節(jié) 地質(zhì)小構(gòu)造近景攝影測(cè)量

第三節(jié) 數(shù)字地面模型及其在工程地質(zhì)中的應(yīng)用

第四節(jié) 用工程攝影測(cè)量方法確定冰川的運(yùn)動(dòng)

第五節(jié) 工程攝影測(cè)量在土壤侵蝕研究中的應(yīng)用

第六節(jié) 工程攝影測(cè)量在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

第七節(jié) 西安半坡博物館遣址圖的測(cè)制

第八節(jié) 陜西彬縣大佛寺石窟的近景攝影測(cè)量

第九節(jié) 西安鐘樓的攝影測(cè)量

第十節(jié) 秦兵馬俑的近景攝影測(cè)量

第九章 非常規(guī)圖像的攝影測(cè)量

第一節(jié) 全景攝影測(cè)量

第二節(jié) X射線攝影測(cè)量

第三節(jié) 雙介質(zhì)攝影測(cè)量

第四節(jié) 魚眼全景像片的攝影測(cè)量

第十章 實(shí)時(shí)攝影測(cè)量

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 實(shí)時(shí)攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)

第三節(jié) 實(shí)時(shí)攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)影像處理系統(tǒng)

第四節(jié) 實(shí)時(shí)攝影測(cè)量的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

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內(nèi) 容 提 要

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

景攝影測(cè)量的基本理論，并結(jié)合三十多年的實(shí)踐與教學(xué)，適當(dāng)?shù)亓信e了一些實(shí)際應(yīng)用的例子，以便

使讀者參照本書所述內(nèi)容，在理論上可以達(dá)到應(yīng)知應(yīng)會(huì)；在實(shí)踐上能解決有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。

本書可以作為地質(zhì)、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(xué)科學(xué)考察、變形觀測(cè)試驗(yàn)、大氣污染和醫(yī)學(xué)等有關(guān)的科學(xué)研究人員參考。