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1、浅谈摄影测量成图摘 要随着计算机技术的发展和测绘科学的不断进步,使得人们对地形图成图所提出的更高要求逐渐得以实现,从而形成了当代的数字摄影测量的完整理论和实践技术。本文从此次实习的技术理论方面以及实际操作入手,介绍了此次实习涉及到的相关知识技术。此次实习,为期三个月,所参加的项目是xx省xx县乡镇1:1000航测数字化地形图测绘。这次实习参加的航测数字化地形图测绘项目与平时在学校实习的数字摄影测量基本一致,此次实习在外业采集上主要运用GPS；业就运用VirtuoZo软件立体采集数字线划图并用CASS7.0软件编图。这也让我见识到了测量方面的知识不仅仅是我们在学校里所学习的知识,它也存在很多变通
2、和灵活。这也就需要我们新一代测绘人的不断努力和探索创新。这次实习让我体会到了外业的艰辛,业的耐心,工作的细心,锻炼了实际的能力,明白了理论知识的重要和大学时光的珍贵我要安心把所学的理论知识应用到实际的工作中来,为我以后走上工作岗位积累了丰富的经验。关键字：数字摄影测量,立体相对,Virtuozo,数字线划图。 / 目 录第1章绪论11.1研究的目的和意义11.2 国外研究动态及现状11.3 研究的主要容11.3.1传统的摄影测量学11.3.2现代摄影测量学2第2章摄影测量的相关理论32.1 概述32.1.1摄影测量31摄影测量的含义32摄影测量的特征33摄影测量的分类34摄影测量的任务与功能3
3、2.2 摄影测量学的发展32.2.1摄影测量学发展的三个阶32.2.2我国摄影测量的发展42.3 数字摄影测量42.3.1简述数字摄影测量的作业流程42.3.2数字摄影测量的软硬件环境41数字摄影测量系统硬件环境及要求42数字摄影测量软件环境及要求52.3.3外业控制测量及调绘简述5第3章项目概况63.1项目来源、目的63.2具体任务量63.3测区行政隶属63.5作业区自然地理概况63.5.1测区地理位置63.5.2地形与气候63.5.3交通63.6已有资料情况63.6.1控制资料63.6.2图件资料73.7引用文件73.8成果坐标系统和规格73.8.1坐标、高程系统73.8.2成图规格和编号
4、73.9主要精度指标73.9.1地形图成图精度指标73.9.2高程注记点密度及精度8第4章空三加密9第5章立体采集155.1业采集的概述155.2业采集步骤的体会及经验155.2.1 水系175.2.2 居民地及设施185.2.3 交通195.2.4 管线195.2.5 境界195.2.6 地貌205.2.7 植被与土质205.2.8 注记20第6章外业调绘23第7章线划图编辑247.1地形图数据编辑的要求247.2二次外业检查与精编277.3图面整饰27第8章结语288.1总结288.2展望28致29参考文献30附录31第1章 绪论1.1研究的目的和意义随着近几年土地利用类型的快速变化,摄影
5、测量技术越来越多的应用于地形图的编绘与修测工作,为地理空间数据库提供重要的数据来源。随着计算机的应用发展,现在已经进入了数字摄影测量阶段。数字摄影测量是将摄影测量的基本原理与计算机视觉相结合,从数字影像中自动半自动提取所摄对象用数字方式表达的集合与物理信息。其任务是解算二维的影像坐标求得三维的空间坐标,在生产过程中主要生成四种产品：DEM、DOM、DLG、DRG。我国是发展中国家,要发展经济,全面建设小康社会,实现国民经济持续、快速、稳定发展,必须完善管理部门的管理职能,切实掌握我国的自然资源,充分合理的利用每一寸土地。由此可见,摄影测量在国民经济发展中起着重要的基础作用。1.2 国外研究动态
6、及现状由于摄影测量生产的转型,影像扫描仪已被大量应用,全国扫描仪数量已超过100台。同时航空摄影机也在加速引进。应用于航空摄影过程中的GPSIMU系统也已引进,ZI公司的数字航空摄影机也已经开始在中国应用。 与此同时,高分辨率的遥感影像、以及其定位参数文件的应用,只要极少量的外业控制点,就能迅速生成正射影像图,它已在城市、土地的变迁、规划中得到愈来愈广泛的应用。航空激光扫描雷达也愈来愈成熟。从20世纪初起,以纯精密、光机的模拟摄影测量仪器为特征的摄影测量一直持续了半个多世纪。在此期间,摄影测量的教学、极少量的科研,除所谓的变换光束理论研究以外,多数是围绕欧洲的几个著名厂商生产的模拟摄影测量仪器
7、进行。到50年代末计算机开始进入摄影测量,摄影测量的研究领域得到了很大的扩展：如解析法空中三角测量、在线空中三角测量、区域网平差、粗差检测理论、正射纠正、数字测图等。90年代随着数字摄影测量时代的到来,相对于传统的模拟、解析摄影测量,其最大的特点是将计算机视觉、模式识别技术应用到摄影测量,实现了定向、相对定向、空中三角测量、数字高程模型DEM生成等的半自动化。数字摄影测量不仅仅将传统摄影测量仪器各种功能全部计算机,以提高工效、降低对作业员的要求,而且正在不断地扩充摄影测量的功能。在全球围,摄影测量正朝以下几个方面发展：一是当前数字影像、DEM、摄影机位置、姿态数据的直接获取等技术正在迅速发展,
8、它们对于加快摄影测量成图周期、减少野外工作量将发挥愈来愈重要的作用；二是必须从计算机的特点考虑数字摄影测量的理论发展,这正是数字摄影测量为其理论与实践的发展提出了崭新的契机,例如：灭点理论与应用、广义点理论与应用和多基线立体理论与应用；三是数字近景地面摄影测量,随着数码相机的广泛应用、价格愈来愈低廉,数码相机在测量的应用将是摄影测量发展的必然趋势。结合GPS的快速数据更新,摄影测量在地形图绘制等方面将为国家决策的制定和国民经济的发展提供重要的信息支持和技术保障。1.3 研究的主要容摄影测量的分支数字摄影测量在地形图测绘中的应用。1.3.1传统的摄影测量学传统的摄影测量学是利用光学摄影机摄取的像
9、片,研究确定被摄物体的形状、大小、空间位置及其性质的理论、技术和方法的一门学科。它的主要研究容包括：获取被摄物体的图像信息,研究信息处理中的理论、设备和方法,以及将处理后的成果用图形、图像或数字形式输出的方法和设备。传统摄影测量的影像信息主要是利用光学摄影机摄取的框幅式像片,是记录在感光胶片上的影像信息。1.3.2现代摄影测量学现代摄影测量学是根据摄影相片由各种遥感器从宇宙空间对被测形体以可见光、红外线或微波等辐射能进行遥感所得的各种图像记录,研究对其进行处理、量测与判读的理论和方法,以确定物体的形状、大小、空间位置、性质及其环境信息的一门学科。现代摄影测量也是以被测量物体的影像信息为依据,但
10、其含义及获取手段已有了新的发展,除包含上述利用光学摄影机摄取的像片外,还有各种遥感器从宇宙空间对被测形体以可见光、红外线或微波等辐射能进行遥感所得的各种记录在感光胶片上的影像信息,如红外像片、X光像片、侧视雷达像片等。现代摄影测量同时还使用数字影像。第2章 摄影测量的相关理论2.1 概述2.1.1摄影测量1摄影测量的含义摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。1988年ISPRS在日本京都第16届大会上对摄影测量与遥感的定义：摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译,从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术。2
11、摄影测量的特征1无需接触物体本身获得被摄物体信息。2由二维影像重建三维目标。3面采集数据方法。4同时提取物体的几何与物理性质。3摄影测量的分类随着摄影测量使用围的不断扩大,其容也越加充实,类别的划分也更趋合理。摄影测量按其距离远近、用途、处理技术手段的不同,可以划分为不同的类别。1按摄影距离的远近分,可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量；2按用途分类,有地形摄影测量和非地形摄影测量；3按处理的技术手段分,有模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。4摄影测量的任务与功能摄影测量的任务分成地形测量领域和非地形测量领域。地形测量领域主要体现在各种比例尺的地形图
12、、专题图等；非地形测量领域主要体现在生物医学、公安侦破、建筑物变形观测等方面 。摄影测量主要是获取4D产品:1DLG：数字线划图2DEM：数字高程模型3DOM：数字正射影像图4DRG：数字栅格影像图2.2 摄影测量学的发展2.2.1摄影测量学发展的三个阶模拟法摄影测量1851-1970其基本原理是利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转,用两个/多个投影器,模拟摄影机摄影时的位置和姿态,构成与实际地形表面成比例的几何模型,通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图。解析法摄影测量以电子计算机为主要手段,通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式,来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其
13、相互关系,并提供各种摄影测量产品的一门科学。数字摄影测量1970-现在基于摄影测量的基本原理,通过对所获取的数字/数字化影像进行处理,自动半自动提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息,从而获得各种形式的数字产品和目视化产品。2.2.2我国摄影测量的发展我国是一个文明古国,通过上世纪八九十年代对数字摄影测量的研究、开发与推广,进入21世纪,我国数字摄影测量以世人难以想象的速度发展,数字摄影测量工作站在中国的摄影测量生产中获得了普遍的应用与推广,摄影测量的教学也由过去只有少数院校才能进行的贵族式的教学得到了极大的普及。目前,全国至少有40多所大专院校的测绘工程专业开设摄影测量课程,这极拓宽了摄
14、影测量所需人才的培养渠道。2.3 数字摄影测量2.3.1简述数字摄影测量的作业流程如下图2-1专业技术设计内业判测外业调绘、补测内业计算机编辑回放图外业检查修改成图图形编辑整理资料提供过程检查高程注记点测定最终检查、验收过程检查数据上交资料收集图2-1 数字摄影测量作业流程图2.3.2数字摄影测量的软硬件环境1数字摄影测量系统硬件环境及要求1GPS接收机；2S3水准仪；3高、中档微机、图形工作站；4全数字摄影测量工作站： VirtuoZo NT；5输出设备：HP800PSC 以上绘图仪；6网络环境10/100M UTP LAN ,服务器NT；7数据备份设备：光盘刻录机、磁带机、硬盘等。2数字摄
15、影测量软件环境及要求1操作系统Microsoft Windows2000XP；2全数字摄影测量系统： VirtuoZo、PixelGrid；3数据加工平台：Geoway3.6、CASS等；4质检软件Geoway DLGChecker、CASSCheck。2.3.3外业控制测量及调绘简述像片控制点选点应满足下列条件：a. 像片控制点的目标影像应清晰,易于判别；b. 布设的控制点宜能公用,一般布设在航向及旁向六片或五片重叠围；c. 控制点距像片边缘不应小于1cm或1.5cm,综合法成图的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2；d. 控制点距像片的各类标志大于1mm；e. 控制点应选在旁向重叠中线附近,离开方位线的距离应大于3cm或4.5cm；当旁向重叠过大,不能满足要求时,应分别布点；旁向重叠较小使相
