數字攝影測量技術

　　數字攝影測量***Basic concept of digital photogrammetry***是基於數字影像和攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法，提取所攝對像以數字方式表達的幾何與物理資訊的攝影測量學的分支學科。下面由小編為你介紹一下什麼是數字攝影測量。

　　數字攝影測量

　　美國等國稱之為軟拷貝攝影測量***Softcopy Photogrammetry***，我國王之卓教授稱為全數字攝影測量***Full Digital Photogrammetry***。這種定義認為，在數字攝影測量過程中，不僅產品是數字的，而且中間資料的記錄以及處理的原始資料均是數字的。

　　定義

　　英文：Basic concept of digital photogrammetry

　　世界上對於數字攝影測量的定義，主要有兩種觀點。

　　a. 數字攝影測量是基於數字影像和攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法，提取所攝對像以數字方式表達的幾何與物理資訊的攝影測量學的分支學科。

　　美國等國稱之為軟拷貝攝影測量***Softcopy Photogrammetry***，我國王之卓教授稱為全數字攝影測量***Full Digital Photogrammetry***.這種定義認為，在數字攝影測量過程中，不僅產品是數字的，而且中間資料的記錄以及處理的原始資料均是數字的。

　　b. 另一種定義，則只強調其中間資料記錄及最終產品是數字形式的，即數字攝影測量是基於攝影測量的基本原理，應用計算機技術，從影像***包括硬拷貝，數字影像或數字化影像***提取所攝對像以數字方式表達的幾何與物理資訊的攝影測量分支學科。

　　這種定義的數字攝影測量，包括計算機輔助測圖***常稱為數字測圖***與影像數字化圖。

　　影像數字化測圖，是利用計算機對數字影像或數字化影像進行處理，用計算機視覺***其核心是影像匹配與影像識別***代替人眼的立體量測與識別，完成影像幾何與物理資訊的自動提取。

　　還有一種型別稱之為混合數字攝影測量，通常是在解析測圖儀上安裝一對CCD數字相機，對要量測的區域性影像進行數字化，有數字相關***匹配***獲得點的座標。

　　分類

　　依發展的階段

　　模擬攝影測量 解析攝影測量 數字攝影測量

　　依處理物件

　　航空攝影測量 衛星攝影測量 地面攝影測量 近景攝影測量 顯微攝影測量

　　主要處理過程

　　空中三角測量 內定向 相對定向 絕對定向 數字地面模型生成***數字地形模型產生*** 正射影像生成 等高線測繪 地物測繪

　　數字攝影測量實用系統

　　適普軟體有限公司***中國*** AICON 3D Systems GmbH CorrelatedSolutions Inc.***美國*** Geodetic Services Inc. ***GSI*** GOM mbH Imetric GmbH LIMESS GmbH Leica Photogrammetry Suite ***LPS*** Rollei Fototechnic GmbH 近景攝影測量軟體Lensphoto

　　數字近景工業攝影測量技術原理

　　1. 數字近景工業攝影測量技術

　　數字近景工業攝影測量***digital close range Industry photogrammetry***，是通過在不同的位置和方向獲取同一物體的2幅以上的數字影象，經捆綁調整、影象處理匹配等處理及相關數學計算後得到待測點精確的三維座標，其測量原理和經緯儀測量系統一樣，均是三角形交會法。 工業近景攝影測量來源於大地攝影測量***photogrammetry***技術，攝影測量是一門通過分析記錄在膠片或電子載體上的影像，來確定被測物體的位置、大小和形狀的科學。它包括很多分支學科，如航空攝影測量、航天攝影測量和近景攝影測量等。其中，近景攝影測量是指測量範圍小於100m，像機佈設在物體附近的攝影測量。近年來，隨著微電子和半導體技術的飛速發展，尤其是固體陣列像機和計算機硬體的發展，使得近景攝影測量已進入全數字近景攝影測量時代。

　　2. 靜態和動態三維測量

　　數字近景工業攝影測量系統一般分為單臺像機的離線測量系統、多臺像機的線上測量系統，具有精度高、非接觸測量和便攜等特點，此外，還具有其它系統所無法比擬的優點：測量現場工作量小、快速、高效和不易受溫度變化、振動等外界因素的干擾。 數字近景工業攝影測量技術，也稱作視訊測量***Vision Measurement***，對於測量動態物體的攝影測量技術稱為視訊測量***Video Photogrammetry***，如視訊測量模型變形VMD***Videogrammetric Model Deformation ，VMD***，可以實現動態的位移、變形測量和姿態測量。

　　3. 代替傳統的應變片和高精度位移感測器進行動態變形測量

　　代替傳統的應變片和高精度位移感測器進行動態變形測量，可用於其他行業的變形測量位移測量， 如衝壓變形分析、焊接變形分析、汽車變形分析、碰撞試驗分析、各種裝置變形分析等。

　　4. 近景攝影測量與計算機視覺的區別和聯絡

　　近景攝影測量與計算機視覺有緊密聯絡又有區別。計算機視覺的研究目標是使計算機具有通過二維影象認知三維環境資訊的能力，這種能力將不僅使機器感知三維環境中物體的幾何資訊，包括它的形狀、位置、姿態、運動等，而且能對它們進行描述、儲存，識別與理解。數字近景攝影測量與計算機視覺在研究內容和目標上十分相近。數字近景攝影測量關注的是幾何量的量測資訊***物體的位置、大小和形狀等***，計算機視覺也需要量測資訊，但其更為關注的是對物體進行描述、識別和理解。因此，數字近景攝影測量和視覺測量***或檢測***所關注的是完全一致的。數字近景攝影測量與計算機視覺又存在著差異，主要表現在以下幾個方面。

　　***一***出發點不同導致基本引數物理意義的差異，攝影測量中的外部定向是確定影像在空間相對於物體的位置與方位，而計算機視覺則是物體相對於影像的位置與方位來描述問題;

　　***二***基本公式的差異，攝影測量中最為基本的是共線方程，而視覺測量中最為基本的公式是用齊次座標表示的投影方程;

　　***三***數學處理演算法的不同，攝影測量淵源於測繪學科，基於非線性迭代的最小二乘法平差求解貫穿於數字近景攝影測量的全過程，而計算機視覺強調矩陣分解，總是設法將非線性問題轉換為線性問題，儘可能避兔求解非線性方程。

　　5.國內外研究情況

　　目前，國內數字近景工業攝影測量技術的還處於研究階段，還沒有成熟的產品應用。西安交通大學的數字近景工業攝影測量系列產品，是國內第一個達到實用化的產品。 國外的生產廠家和產品，如美國GSI公司的V-STARS系統、德國AICDN 3D公司的DPA-Pro系統等。