摄影测量技术论文十篇

摄影测量技术论文篇1

关键词：摄影测量；数字；测量系统；计算机

中图分类号： J4 文献标识码： A

引言

数字工业摄影测量技术是随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的发展而形成的新兴技术，是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。数字工业摄影测量技术融合了数字近景摄影测量的基本原理、计算机视觉的相关理论、计算机技术、数字图像处理技术、模式识别等学科的理论和方法，利用数字像机获取被测目标的数字影像来得到物体的形态、位置、姿态和运动从而完成对物体的测量。由于该技术利用计算机处理信息，属于非接触性测量技术。具有危险性低、信息容量高、信息易存储、可重复使用、精度高、速度快等优点。因此广泛应用于国民经济、科技研究和国防建设等领域。随着科技的不断向前发展,研究的进一步深入,数字工业摄影测量将向实时近景摄影测量发展,它将成为对非地形目标进行测量的主要手段,并且实时性、全自动源数据获取及仿真虚拟手段的研究将成为应用研究的趋势。

一、数字工业摄影测量技术的发展历程

（一）国外发展历程

早在上世纪60年代，国外就开始了数字工业摄影测量的研究。将摄影测量的相关理论、算法及软硬件逐步应用到工业测量领域，促进了工业的发展。数字工业摄影测量技术快速发展阶段始于90年代，随着计算机技术的快速发展和日益普及，同时工业对高精度摄影测量技术的要求越来越高，工业摄影测量技术逐步进入数字化时代。目前，数字工业摄影测量理论趋于完善，技术趋于成熟。

国外已经有多家公司推出了自己的数字工业摄影测量系统：美国大地测量公司的“V-STARS系统”、挪威Metronor公司的“Metronor系统”和德国Aicon3D公司的“DPA-Pro系统”等。

（二）国内发展历程

国内对数字工业摄影测量的研究开始于70年代。当时，一些研究机构就开始着力于摄影测量技术在工业领域的应用。由于知识的落后和生产水平的限制，该技术仍处于起步阶段，发展较为缓慢。90年代初，随着高精度摄影测量技术的进步，工业摄影测量技术大量应用在冶金、机械、车辆和采矿等工业领域，并且取得了显著的成效。同时，高校及研究机构对有关工业摄影测量技术的国内外相关理论及工程实践进行了研究，并针对数字工业摄影测量技术如何应用在工业测量领域提出了一系列创新理论，形成了一套新的。该阶段为初步发展阶段。数字工业摄影测量技术在理论和应用方面都有新的发展。目前，数字工业摄影测量技术已经进入快速发展阶段。随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的快速发展以及国内工业的飞速发展，许多研究机构引进国外的先进摄影测量技术、吸收新的工业摄影测量理念。 在数字工业摄影测量方面进行了很多的研究及应用工作。

目前，国内数字工业摄影测量产品主要有：天津大学研制的“汽车车轮定位参数激光视觉测量系统”、西安交通大学研制的“大型复杂曲面产品的反求和三维快速检测系统”和武汉大学研究的“Lensphoto”等。

二、数字工业摄影测量的关键技术

数字工业摄影测量技术是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。它属于高精度、大尺度三维坐标测量。为满足以上要求，需要解决以下关键性技术问题。

（一） 高质量影像的获取

获取高质量数字图像是高精度测量的基础之一。数字工业摄影测量技术需要对测量中使用的人工标志及其属性、光源特性、数字像机的设置和与成像质量有关的技术和设备等进行研究。

（二）摄影测量的人工标志

数字工业摄影测量技术使用人工标志作为测量的特征点。工业部件表面通常缺乏丰富、明显的纹理信息，在摄影测量过程中产生的图像，往往缺乏足够的、准确的特征点。为了避免这一不足，数字工业摄影测量中，采用设置人工标志点的方式产生足够数量且对比明显的特征点。发光二极管、投影激光、回光反射标志等均为人工标志点。

（三）圆形人工标志偏心差

在高精度工业摄影测量中，标志中心点定位偏心差是影响测量精度的因素。确定偏心差数学模型以及模型矫正工作有利于提高测量精度。

人工编码标志

使用人工编码标志可以加快测量速度，实现测量的自动化。每个编码标志对应一个唯一的编码，因此能够利用数字图像处理技术进行自动识别。设计编码标志应遵循以下原则：具有足够的编码容量、尺寸不宜过大、有唯一定位点和易于自动、准确识别。在数字工业摄影测量中，常用的编码标志有同心圆环型编码标志和点分布编码标志。同心圆环型编码标志采用二进制编码原理，具有原理简单、易于识别等优点。点分布编码标志由一组圆形标志点按照一定规则排列而成。

数字工业摄影测量技术发展趋势

现阶段，数字工业摄影测量技术在理论研究和工业实践方面都日趋完善。经过几十年的发展，该技术逐步走向产品化、实用化和高效化。从数字工业摄影测量技术的发展历程和现状，可以预测其发展趋势。

相机呈多样化、专业化

数字工业摄影测量常用的传感器主要是数码单反相机、红外相机、工业摄像头等。数码单反相机的价格低廉且成像性能强大，成为摄影测量的常用传感器。研究者也对单反相机进行了专业改进，使其更加适用于摄影测量。

测量精度、自动化程度不断提高

工业部件制造精度、表面复杂程度不断提高，数字工业摄影测量技术也必然向着高精度、超高精度和高度自动化方向发展。

三维数据分析软件专业化、精细化

获取三维坐标信息是数字工业摄影测量的基本功能。获取的三维坐标信息需要处理分析，才可以应用到所需的领域。多样性和复杂性的应用领域需要我们针对不同用户开发各种专用的、精细的数据分析软件。

结语

数字工业摄影测量技术是随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的发展而形成的新兴技术，是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。数字工业摄影测量技术随着科技的不断进步、研究的不断深入,数字工业摄影测量将向实时近景摄影测量发展,它将成为对非地形目标进行测量的主要手段。

参考文献

摄影测量技术论文篇2

关键词：近景摄影测量直接线性变换，普通数码相机测量立木

 

一、概述:摄影测量学内容可分为地形摄影测量、遥感技术、非地形摄影测量三类。非地形摄影测量一般是指近景摄形测量，研究对各类目标物进行摄影，以确定其形状、大小和几何位里的理论和技术。。

近些年来，由于电子计算机的广泛应用、数据处理手段的改进，摄影测量内外业新仪器的出现，摄影测量的精度有了较大的提高。非地形摄影测量现已成为地面摄影测量的一个重要分支。。由于像片能真实和详尽地记录瞬间客观物体的状态，摄影测量广泛地应用于各个方面。随着计算机的广泛应用，数据处理手段的不断改进，摄影仪器材料的发展，使地面摄影的精度有了很大的提高，从而开辟了更广泛的应用前景。

二、研究内容:

1、普通数码相机校检

本论文使用普通数码相机进行实验，普通数码相机与量测型数码相机相比，其内方位元素不确定、相机镜头畸变大这些因素将直接影响到测量的精度。为了保证本课题所得到的测树精度能在林业上要求的5%的误差范围内，对普通数码相机进行校检是进行近景摄影测量的一个先决条件。

2、 单张相片近景摄影测树

在数码相机完成校检之后，就可以进行近景摄影测树。此步骤设计到DLT模型的结算以及坐标反算。。在解算出DLT的系数之后，就可以根据此模型对像方上的任意一点进行坐标反算得到它所对应的物方坐标，得到了物方坐标就可以进行立木胸径和树高的计算了。

3、 单张相片近景摄影测树软件开发

用近景摄影测量的方法来测树，要经过的步骤大概有：相机校检、DLT模型系数解算、坐标反算。其中每一步都涉及到大量繁杂的数学运算。如果每次都用手工来进行计算，任务量重，而且容易出错。为了提高近景摄影测树数据处理的速度和保证结果的精度，本课题开发一种单张相片近景摄影测树软件，该软件能把测树过程中所要计算的步骤用程序来实现，使用户只需操作简单的步骤即可得出测量的结果，达到自动化测树的效果。

三、技术方法与技术路线

四、测树技术

共线方程是近景摄影测量技术中的基本公式

(4.1)

共线方程反映了物方坐标与像方坐标之间的转换关系，也就是说可以通过共线方程，将像方中任意一点的坐标反算出它的物方坐标来，达到恢复摄影空间坐标信息的效果。但公式中带有10个未知参数，其中包括了相机的内方位元素和摄影时的外方位元素，所以要利用共线方程进行结算，前提条件是相机的内方位和摄影时相机的姿态等信息是已知的。

因为普通的数码相机内方位元素都是未知的，而且摄影时相机的摄影姿态也比较难确定，所以在此情形下用普通数码相机来进行近景摄影测量显然是不可行的。

在第二章基础原理介绍当中已谈过可以将共线方程转换成以下形式

(4.2)

此转换过程称为直接线性变换(DLT)，通过DLT变换，方程组中包含11个未知参数，这11个位置参数包含了内方位元素和外方位元素的信息，因此解算出这11个未知参数，也就能得到内方位元素和外方位元素。基于DLT模型进行近景摄影测量，无需知道相机的内方位元素和外方位元素，这样用普通数码相机进行近景摄影测量就成为可能。

五、结论

通过实验数据可以得出一下几个方面的结论：

1、 通过布置简易的二维控制场检校普通数码相机是可行的，在精度上能达到检校的要求。

2、 本文所提出的基于普通数码相机单张相片近景摄影测树技术的测量精度，能达到林业上对立木测量误差在5%的精度要求。

3、 本文所提出的测树方法是基于二维DLT模型，只能恢复物方的二维坐标信息，所以只能对单株立木或排列成一行的立木进行测量。

4、 基于单张相片近景摄影测树，不仅可以测量立木的胸径和树高，对于立木的任意高度处的直径和高度都是可以测量得出的，可应用于立木材积的测量。

5、 用近景摄影测量这个技术来测树，首先要校检相机，选择适合应用此技术的地点，并在拍摄现场摆放控制物，拍摄完相片需进行后期处理才能得出结果，因此获得结果有滞后性，如果在此过程中操作失当而导致结果误差较大还得返工。从此可以看出，在实地，不如采取传统的测树途径，用胸径尺测量立木胸径要直接、方便、快速多。但在某些极端情况下，比如不能到达立木直接测量其胸径，用近景摄影测量技术这种非接触性的测树方法就能够较好地解决问题，是测树方法的一个有益的补充。

本论文得到“国家863计划北京智能化农业信息技术研发中心开放课题”课题号KF2009W02-002资助

摄影测量技术论文篇3

关键词：摄影测量；遥感；现状

中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01

随着信息时代的来临，人类社会步入全方位信息时代，各种新兴的科学技术迅猛发展，并广泛应用于人类生活中去。摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个阶段。而在这期间，从遥感数据源到遥感数据处理、遥感平台和遥感器以及遥感的理论基础探讨和实际应用，都发生了巨大的变化。

数字地球（digitalearth）的概念是基于信息高速公路的假设和地理空间信息学的高速发展而产生的，数字地球为摄影测量与遥感学科提供了难得一遇的机会和明确的发展方向，与此同时，也向摄影测量和遥感技术提出了一些列的挑战。而摄影测量和遥感学科是为数字地球提供空间框架图像数据及从数据图像中获得相关信息惟一技术手段

一、国内外摄影测量与遥感的现状

（一）摄影测量现状

摄影测量经历了漫长的发展过程，随着计算机技术以及自动控制技术的高数发展，进入20世纪末期的时候，基于全数字自动测图软件的完成，数字摄影测量工作站获得了迅猛发展并普遍存在于测量工作中。进入21世纪后，科学技术的提升帮助摄影测量进入了数字化时代，数字摄影测量学学科与计算机科学有了大面积的知识交叉，摄影测量工具也变为较为经济的计算机输入输出设备，这种革命性的变革，使得数字摄影测量提升到了另一个台阶，数字摄影测量的语义信息提取、影像识别与分析等方面均产生了从质到量的变化。

目前我国各省测绘局均已广泛应用了数字摄影测量，建立了数字化测绘生产基地，实现了全数字化摄影测量与全球定位系统之间的有机合成，并且应用与测量实际工作中。

（二）遥感技术现状

目前遥感技术主要应用在日常的天气、海洋、环境预报及灾害监测、土地利用、城市规划、荒漠化监测、环境保护等方面，为社会带来了巨大的经济利益。尤其要提出的是航天遥感，是利用卫星遥感获取各种信息是目前最有效的方法。在实现数字地球概念，卫星遥感技术具有很重要的地位。数字地球的实际意义就是将地球转为一个虚拟的球体，以数字形式来表达地球上的不同种类的信息，实现三维式和多分辨形式的地球描述。数字地球是一个数量庞大的工程，从长远来看，信息量的更新一集信息的收取都需要卫星遥感技术提供可靠的信息源，换句话说，卫星遥感是实现数字地球的必要手段，也是其他手段不能够替代的。

二、摄影测量与遥感的应用与主要技术

（一）摄影测量与遥感在地籍测量中的应用

应用数字摄影测量与遥感模式进行地籍测量前景非常广阔。航空航天事业的飞速发展，为高分辨率卫星遥感影像技术为空间地理信息提供主要的数据元。主要以激光成像雷达、双天线SAR系统等三维数字摄影测量系统。利用卫星遥感进行土地资源调查和土地利用动态监测，为快速及时的变更地籍测量做好参照，同时还能顺利的完成地籍线画图的测绘，还可以得到正射影像地籍图、三维立体数字地籍图等附属产品。数字摄影测量主要以大比例尺航空像片为数据采集对象，利用该技术在航片上采集地籍数据，实行空三加密。数字摄影测量与模式得到的地籍图信息丰富，实时性强；大部分工作均在室内完成，降低劳动强度与人工成本，还能大幅度提高工作效率，是一种非常实用的地籍测量模式。

（二）摄影测量在三维模型表面重建的应用

三维物体的重建技术可广泛应用于古建筑重建和文物保护、医学重建、工业量测、人脸重建、人体重建及程勘察等方面，这种技术主要通过手持量测数码相机进行操作，得到一组具有短基线和多度重叠的图片，通过立体匹配获取可靠的模型点数据。基于短基线多影像数字摄影测量的快速三维重建技术能够解决静静摄影测量中不能同时兼顾变形早点近景和远景的问题，在操作过程中采用量测数码相机以及手持拍摄方式，使得这种技术简单快速，并且具有高度自动化的有点。

（三）遥感自动定位技术的应用

遥感自动定位技术能够确定影响目标的实际位置，并且准确的解译影响属性，在GPS空中三角测量的基础上，利用惯性导航系统，形成航空影响传感器，实现高精度的定点摄影成像。在卫星遥感条件下，精度甚至可以达到米级。遥感自动定位技术的应用，有助于实现实时测图和实时数据更新的作业流程，能够大量减少野外像控测量的工作量。

三、摄影测量与遥感发展展望

目前，摄影测量与遥感技术在数据获取与处理、信息服务和数据分析方面都有了新的进展，数据获取装备发展迅猛，数据处理系统自动化程度相应的提高，航空摄影测量软件实现模块化和标准化，实现了内外一体化的航空摄影测量方法，遥感影像信息管理能力增强。除此之外，还可以看到测绘领域的全球化进程日益加剧。

四、结语

虽然现在摄影测量与遥感技术相对发展迅速，并且已经广泛应用与测绘工作中，逐步实现数字化与智能化。在我国目前，摄影测量与遥感装备存在产品种类单一、生产效率低等实际生产问题，这是与飞速发展的信息产业背道而驰的，达不到国际水平。需要国家发展测绘仪器制造业和专业软件开发能力，跨学科展开合作，集中优势力量，通过政府出台政策来引导市场发展，我国想要在摄影测量与遥感上取得更大的飞跃，还有一段很长的路要走。

参考文献：

[1]李德仁等.地球空间信息学与数字地球[C].空间数据基础设施与数字地球论文集，1999.

摄影测量技术论文篇4

关键词：航空摄影测量；新技术；应用；发展

中图分类号：K826文献标识码： A

航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄，绘制地形图的过程，其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步，以及社会建设中对土地利用的现状，航空摄影测量技术在不断得到创新和完善，并推动了航测行业的发展。

一、我国航空测绘的发展现状

我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时，我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘，以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中，大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天，数字化技术迅猛发展起来，在航空摄影测量技术上，涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备，为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件，不断推动着航测行业的发展。然而，受诸多客观因素的影响，我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱，其测绘精确度仍有待落实，航测工作有待进一步完善。

二、航空摄影测量主要新技术的应用

1、对数字航摄仪DMC的应用

数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢，无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品，它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想，由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域，从而确定一个大的镶嵌影像；四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此，航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时，在低空进行测绘时，DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量，其测量精度高。

2、对IMU/DGPS新技术的应用

IMU技术是惯性测量单元的简写，主要是由陀螺、加速度、电路构成，它能够独立提供高精度的导航参数，同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行，否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大，被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此，将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统，能有效提高系统的导航精度与其测绘性能，就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作，提高了测绘效率，并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性，推动了航测事业的发展。

3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用

对LIDAR 激光测高扫描系统的应用，主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术，从而减少地面控制点，完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作，这一技术的应用有利于缩短作业周期，减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。

4、SAR合成孔径雷达成像系统

SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术，不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据，大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置机上，利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描，从而经过对空间坐标的计算，记录回波特性得出地面目标的空间特性，再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。

三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项

1、落实测绘区选点工作

航测人员在开展航空摄影测量工作过程中，运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作，这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域；点位还要在视野开阔的地方，避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时，点位之间还要做好加密与联测工作，以便测量工作的连续开展。

2、确定航摄仪、比例尺及航高

在航空摄影测量工作开展之前，首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量，进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时，首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求，以及配套仪器的利用，综合确定航摄比例尺与航高数据。

3、策划检校场的布设方案

检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的，这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划，一般要考虑达到如下工作的因素：检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线；检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%；采用直接定向法，使航测高度与摄区高度一致；对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。

四、结语

在科学技术迅猛发展的今天，我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善，取得了相应的进展。但是，我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时，找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题，有针对性的做好航摄工作，提高航摄效率，保证影像质量，进而推动整个数字摄影测量事业的发展，满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。

参考文献：

[1]杨传玲.航空摄影测量新技术的应用与发展[J].科技论，2011.

摄影测量技术论文篇5

【Abstract】In the process of the construction of digital city， 3D spatial data has been widely used in overall planning of the city ，municipal construction and city traffic. Based on this， this paper firstly introduces construct methods commonly used of three-dimensional modeling， then taking a digital city construction project as an example ， studies the 3D modeling based on the digital photogrammetry.

【关键词】数字摄影测量技术；三维建模；数字城市

【Keywords】digital photogrammetry； 3D modeling； digital city

【中图分类号】P232 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0185-02

1 引言

城市化进程的加快促进了数字城市的建设与发展，人们逐渐加强对三维建模精确性与实效性的重视。三维建模为数字城市建设提供科学的数据基础，具有很强的直观性。

2 三维建模的构建方式

作为建设数字城市三维地理信息系统的关键，保证三维模型具有良好的精度，并且提高建模效率对于三维地理信息系统作用的发挥、保证建设周期具有重要意义。通常使用的建模方式包括如下几种。

2.1 航空摄影测量

使用该技术，能够创建立体环境，实现三维模型数据的位置、高度、形状信息的快速与准确获取。然后结合外业纹理采集与正射影响屋顶信息能够进行精细三维模型的构建。完善的DEM与DOM数据生产技术路线能够进行三维场景中地形数据的快速与准确重建，将城市风貌展现出来。

2.2 机载激光雷达扫描

使用该方式能够实现城市建筑与地表模型的快速获取，但是获取到的数据量具有一定的规模性，提升了数据的处理难度，需要采取相对麻烦的人工措施才能将其中有益的信息提取出来。另外，该种方式的三维建模中不能将建筑物色彩与纹理呈现出来。[1]

2.3 使用二维资料

立足于建筑规划的图纸，提取其中的二维资料，使用合适的软件如AutoCAD等进行三维模型数据的建立。该种方式进行数据收集时需要进行大量工作，并且不能保证数据具有时效性。另外，针对建筑物顶部存在的纹理盲区，也需要进行大量工作才能获取高程数据。与机载激光雷达扫描方式一样，不能将建筑物色彩与纹理呈现出来。

3 基于数字摄影测量技术的三维建模

3.1 基于数字摄影测量技术的三维建模优势

获取、处理与分发数据均为数字形式，并且能够通过计算机实现摄影测量中全部流程；数字摄影测量技术能够帮助设计人员进行目标建筑物的几何空间与高程数据的快速构建，并且精度高、快速成像；地面建筑能够实现达到cm级别的空间几何精度，降低数据更新的难度，能够在规模较大的工程项目中应用，能够为建设数字城市与地球建立基础的数据框架；相较于使用计算机制作动画与景观模拟，基于数字摄影测量技术的三维建模能够在目标建筑物具有的实际地理坐标下进行真实三维景观模型的构建[2]。在该种模型中，建筑物中各元素之间的空间相对位置与实际情况是一一对应的，并且能够对其中的任意点测量三维坐标，能够达到测绘要求的精度级别。

3.2 基于数字摄影测量技术的三维建模方式

论文将某数字城市的三维建模方式作为实际进行分析，该城市基于数字摄影测量技术的三维建模技术线路如图1所示。

3.2.1 航空摄影测量

论文所举的项目实例中使用DMC进行航空摄影，能够取得相关影像资料，与实地比例为1∶5000，地面的分辨率为0.06m。使用航天远景技术中的软件对获取的影像资料、外业像控资料进行空三加密处理，从而获取三维建模中需要的外方位元素c加密点的具体坐标。

3.2.2 DEM的建立

DEM即为数字高程模型，是进行数字城市建设中不可或缺的信息之一。在该项目中使用航天远景技术中的相关软件在经过空三加密的数据基础上进行立体模型的自动生成，并对相对与绝对定向精度进行检查，生成5m格网的数字高程模型文件。按照作业指导手册上相关规定在匹配窗口中编辑等视差曲线或者等高线，保证其中全部曲线与地面相贴紧，最后能够生成数字高程模型，并检查、处理其接边。

3.2.3 DOM的生成

DOM即为数字正射影像图。数字摄影测量技术能够纠正、镶嵌与裁切正射影像。将数字高程模型与数字正射影像图进行叠加，能够得出数字三维景观。在该项目中，先对数字高程模型进行接边处理，然后对其进行纠正，再使用航天远景技术进行进一步的处理，再进行裁切。

3.2.4 TDOM的生产

TDOM即为真正射影像图，属于DOM中的一种。相较于普通的数字正射影像产品，在三维建模中使用的全部背景图纠正了所有建筑物的中心投影，避免出现投影差。使用数字摄影测量技术，能够实现立体环境下几何特征的收集。在进行三维建模背景图的制作中将摄影测量系统采集的关于建筑物的矢量数据作为数学基础，通过该数据再次对正射影像的数据进行纠正，能够将建筑物投影差消除[3]。

3.2.5城市真实三维景观模型的构建

制作基础模型。将建筑物的分类标准作为标准，采集平面几何与高程数据，精度要求为平面几何位置小于50cm，高程精度小于80cm。然后使用合适的软件进行三维模型的生成；提取屋顶纹理。按照相关要求处理原始影像后，在功能合适的软件帮助下匹配影像与基础模型，保证精度的合格，然后软件能够对屋顶的纹理进行自动提取；采集外业纹理。按照相关规范要求，对一定范围中全部的外业纹理进行采集。使用相机对所有建筑物的外部轮廓进行记录；制作三维模型。在该项目的信息系统中，将三维模型分为地形、建筑、道路、植被、市政基础设施等模型类型，从精度上分为精细与标准两种级别的模型。在该项目中三维建模规模很大，要求建模具有较高的效率与质量较好的数据；整合城市的三维场景。使用相关工具软件，优化与DOM、DEM与精细场景，能够进行城市三维场景的整合[4]。

4 结语

论文通过使用项目实例对基于数字摄影测量技术的三维建模进行研究，证明该种建模方式具有很强的优势。在使用该种技术的过程中，仍然存在很多亟待解决的问题，需要行业中人员进行持续探索。

【参考文献】

【1】赵丽梅.基于数字摄影测量技术的三维建模方法探讨――以数字沈阳三维建模为例[J].中国高新技术企业，2015（2）：19-20.

【2】黄榕，林涔涔，武佳，等.基于摄影测量技术的三维仿真模型建模方法研究[J].福建建筑，2016（10）：107-109.

摄影测量技术论文篇6

关键词：POS 航空摄影测量 辅助 应用 RC-30

中图分类号：P23 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0022-04

航空摄影测量技术是在飞机上利用航摄相机对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、处理和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业，是我国获取基础地理信息数据的主要手段之一。目前，我国重大自然灾害监测与预警、资源利用与环境监测等领域都需要大量的高分辨率、高精度的地理信息数据，这些数据与我国经济的可持续发展紧紧相关。

航空摄影测量的基本原理就是利用航摄像片对每对同名像点的投影光线进行后方交会，获得相应地面点的空间坐标。为了获得正确的交会结果，必须确定摄影像片影像每一条投影光线在摄影时刻的空间位置与方向，而其空间位置与方向是由其航摄相机的内方位元素和外方位元素所决定的。内方位元素是指摄影中心与相片中心位置的三个参数，可以通过测试航摄相机来完成；外方位元素是指像点在摄影瞬间的空间三维位置与三维姿态六个运动参数，外方位元素则需要采用其它更复杂的技术途径来解决。

传统航空摄影测量一般需要使用野外控制点并通过空中三角测量加密求解外方位元素，而野外控制点的布设工作繁琐，在荒漠、高山等困难地区野外控制点更是难以布设，因此，尽量减少乃至摆脱对野外控制点的依赖而直接对像片定向一直是摄影测量的重要研究方向之一。为此，人们一直试图在航空摄影飞行过程中直接记录或确定航摄相机的位置和方向，并利用这些定向数据实现航摄像片的绝对定向。

20世纪90年代，GPS（Global Position System，全球定位系统）辅助空中三角测量的方法得到了广泛应用，利用GPS获得的定位信息用来辅助空中三角测量，展现了导航技术在测绘领域的应用前景。GPS技术虽然解决了像片的定位问题，但是无法获取像片的姿态参数，不能彻底摆脱地面控制。随着航空摄影测量技术和惯性导航技术的发展，一种新的方法开始应用于航空摄影测量――定位定向系统（Position and Orientation System， 简称POS系统）辅助航空摄影。机载POS系统集GPS技术与惯性导航技术于一体，使准确地获取航摄相机曝光时刻的外方位元素（GPS测量得到位置参数，惯性导航系统得到姿态参数）成为可能，从而实现了无（或少量）地面控制点，甚至无需空中三角测量加密工序，即可直接定向测图，从而大大缩短航空摄影作业周期、提高生产效率、降低成本。因此，POS系统的出现，将从根本上改变传统航空摄影的方法，进而引起航空摄影理论与技术的重大飞跃。随着计算机技术的发展及其惯性、GPS器件精度水平的提高，POS无论定位定向精度还是实时数据处理能力都会有质的提高，将会在航空摄影测绘方面发挥越来越重要的作用。POS系统高精度定位定向技术是POS系统应用的关键技术，它的研究可以极大的推动POS系统的发展。

1 POS工作原理

IMU惯性测量单元最大优点是不依赖于任何外界信息，能够进行完全自主的导航。惯性测量单元能够连续长时间的工作，可以提供多种导航信息如位置、速度、航程、航向，还可以提供水平及方位基准，精度较高。但是，惯性测量单元的精度主要取决于惯性器件（陀螺仪和加速度计）的精度，并且其定位误差随时间积累，精度逐渐降低，这对于需要长时间工作的情况是极为不利的。而且其初始对准时间长，所以想到利用其它定位手段作为参考信息源，定期或不定期地对惯性测量单元进行综合校正，对惯性器件的漂移进行补偿。

GPS卫星导航系统具有定位精度高的特点，而且能够进行全球、全天候、全天时、多维连续定位，其精度不随时间变化。然而，GPS是非自主式的系统，不能提供诸如载体姿态等参数，运动载体上的GPS接收机不易捕获和稳定跟踪卫星信号，动态环境造成中信噪比下降。这些原因都容易产生周跳。而且由于GPS信号在传播途中的干扰，使得系统定位精度有所下降，定位结果较为离散。

如上所述，GPS和IMU惯性测量单元各有所长，具有可互补的特点，两者的组合不仅具有两个独立系统各自的主要优点，而且随着组合水平的提高，它们之间信息传递、融合、使用的加强，组合系统的总体性能要远优于任一独立系统。

组合导航把无线电导航长期精度高与惯性测量短期精度高和不受干扰的优点结合起来，因而GPS与IMU的组合被认为是目前导航领域最理想的组合方式，其基本原理如图1所示。POS都是采用这样的组合系统，其优点主要表现在。

1.1 GPS/IMU组合提高了系统的精度

高精度GPS信息作为外部测量信息输入系统，在运动过程中频繁修正IMU测量值，以控制减弱其随时间积累的误差；而短时间内IMU定位结果可以很好的解决GPS动态环境中由于信号失锁和周跳导致的精度跳跃下降问题。因而，GPS/IMU组合测量误差实际上比单独的GPS或IMU的误差都小。

1.2 GPS/IMU组合加强系统的抗干扰能力

由于IMU可以独立进行导航，因而当GPS信号受到干扰时，IMU不仅能提供导航信息，而且其导航解可作为辅助信息，对GPS码和载波的再捕获起辅助作用，大大缩短了GPS恢复工作的时间，提高了GPS接收机的跟踪能力。而GPS信息对IMU的辅助可使IMU在运动中不断进行初始对准。

1.3 GPS/IMU组合解决了GPS动态应用采样频率低的问题

由于GPS的数据采样率低，不能达到某些动态应用中的要求，这时高频IMU数据可以在GPS定位结果之间高精度内插所求事件发生的位置，如航空相机曝光瞬间的位置，从而保证了组合系统对整个航线的各个摄影位置的高精度定位。当然GPS本身的采样频率也随着设备的发展不断提高。

1.4 GPS/IMU组合将降低对惯导系统的要求

长期以来，IMU的高价格一直是限制其广泛应用的主要原因。而组合系统提供另一种解决方案，利用IMU的速度信号解决动态跟踪问题，而高精度定位则由GPS来实现，因此可以采用较低性能的IMU，从而降低了组合系统的成本（如图1、2）。

2 应用案例概况

POSAV510辅助RC30相机在2006年关中地区进行了两次飞行。根据应用的目的和技术要求，结合实际工作的需要选定测区。测区内分布有水系河流、城镇市区、山区和主要交通道路等典型地形地貌，较有利于对设备精度的评估。选择了1∶10000和1∶40000两个摄影比例尺。如表1所示。

3 应用区控制点的布设

为了对POS的精度作出客观的评估，在关中某应用区内根据《GB/T13977-921∶5000、1∶10000地形图航空摄影测量外业规范》、《GB/T13990-92 1∶5000、1∶10000地形图航空摄影测量内业规范》、《P0S/TRACKER系统应用航空摄影试飞方案》技术设计书进行应用区控制点布设。

3.1 A区控制点布设方案

根据《POS/TRACKER系统应用区航空摄影技术设计书》要求，A区范围覆盖6幅（3x2）1∶50000地形图。依据关于1∶50000比例尺成图丘陵地和山地的区域网布点及构架航线的布点要求，A区控制点布设如图3所示：

3.2 B区控制点布设方案

根据《POS/TRACKER系统应用区航空摄影技术设计书》要求，B区范围覆盖2幅（1*2）1∶10000地形图。关于1∶10000比例尺成图平地的区域网布点要求，同时结合检校场控制点布设要求。B区控制点布设如图4所示。

为了提高量测精度，在像片上更准确地判别出控制点的位置，本次应用在B区采用了先布控后飞行的方法。根据控制点周围的环境情况，对B区100平方公里内的42个控制点分别用埋石、砸木桩及铁钉的方法将控制点标记到位，其中大标石6个（预计作为检校场控制点永久保留）、小标石11个、木桩19个、铁钉6个。

为了使控制点在像片上容易判别，飞行前对测区100平方公里内的42个控制点进行标志布设。根据控制点的情况，采用1 m×1 m的标志布和刷漆等办法，在飞机起飞前将标布设到位。

4 基准站布设

为保证POS辅助航空摄影飞行，需要在测区内布设基准站。考虑到基准站观测数据备份和检核，根据测区大小和应用为中、小比例尺航摄的特点，按照GB/T18314与GJB2228-1994规定的GPS基准站选址原则，结合已知大地测量控制成果，并经过现场踏勘，在摄区内布设1个地面GPS基准站。同时为了验证基准站距离对测量精度的影响，在宝鸡（距测区约200 km）和郑州（距测区约500 km）地区分别布设长基线和超长基线GPS基准站。

5 航摄飞行

根据《POS/TRACKER系统应用区航空摄影技术设计书》和《POS/TRACKER系统应用区航空摄影实施计划》，共飞行5架次，完成了应用区1∶10000及1∶40000的航摄工作，获取了1∶10000、1∶40000有效黑白像片323片，l∶10000彩色有效像片133片随后再次完成POS辅助RC30相机B区1∶10000飞行。

6 POS外方位元素解算

（l）偏心角解算。在1∶10000黑白影像扫描完毕，获得检校场像控测量数据以及检校场空三加密数据后，结合POS原始数据及基准站数据，利用PosPac软件中的PosGPs、PosPro及CalQc模块对偏心角进行解算，获得了305 mm镜头进行1∶10000飞行时的偏心角。同时解算出152 mm镜头进行1∶40000飞行时的偏心角。

（2）像片外方位元素的解算。将获得的偏心角输入PosPac软件的PosPEO模块进行解算，获得像片的外方位元素EO。

7 空三处理

由于现有的海拉瓦软件和适普软件都不支持POS数据的空三处理，因此数据后期的空三解算采用了Leica公司的LPS软件。在LPS中建立与EO数据坐标相一致的工程，进行了直接定向法和POS辅助空三法两种方法的应用。

直接定向法。在LPS中建立工程，输入应用区影像，生成缩小片。在自动完成内定向后，在Fiducial orientation and Exterior Orientation Parameter Editor直接输入EO解算出的外方位元素，将其作为确定值，应用区的立体即可完全恢复，最终进行精度检测。

POS辅助空三法。前期与直接定向法一致，不过在输入外方位元素后，将其设为初始值，再按直接定向法检测出的精度给出一个外方位元素合适的标准方差。进入Orima软件，通过APM选点，判读合适的控制点，进行平差解算，最后将结果写出。退回到LPS中，进行精度检测。应用进行了仅有连接点无控制的平差、加入1个控制点的平差、加入4个控制点的平差。

8 POS数据直接定向精度分析研究

在内定向结束后，输入RC30的POS数据"按照LPS中影像的数据顺序，依次将其对应的EO数据拷贝到相应的位置，获得POSEO数据直接定向的结果。从表2中可以看出。

（1）200X年B区直接定向，精度已经可以满足1∶10000成图要求；

（2）200X年B区直接定向，平面精度可以满足1∶10000成图要求，但高程精度超限。这是因为我国的外业大地高均为ITRF97或与其相似的框架下的大地高，而我们所采用的EO数据的大地高是初始WGS84的大地高，两者之间有固定差，在引入一个控制点平差后，高程精度马上符合精度要求。

9 结语

通过本次课题应用精度分析，POS辅助RC3相机航摄，在成小于1∶10000地形图时，可采用直接定向的方法。在成1∶10000或更大比例尺地形图时，应采用POS辅助空中三角测量的方法。

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摄影测量技术论文篇7

摘要：无人机航摄技术以其机动灵活、高效快速、精细准确、成本低等特点，自引入测绘领域后得到广泛应用。本文在介绍无人机航摄技术的基础上，从国土测绘、三维数字城市建设等方面对其在测绘领域应用展开论述，并提出目前存在的问题。

关键词：无人机航摄技术；航摄系统；国土测绘；数字城市

中图分类号：V279+.2 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）13-0075-02

无人机（Unmanned Aerial Vehicle，缩写UAV），是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器。该设备不依赖机场起降，飞行航高较低，一般在2000米以下，自带自动驾驶仪、程序控制装置等设备，在地面、舰艇或遥控站人员的操纵下利用数码相机作为传感器进行航空摄影测量。随着科学技术的发展，无人机以其使用灵活、生存概率高、机载配置多样化、滞空时间长、操作灵活、经济实用、以及适应各种天气、起飞场所的优势在应急、小面积、特殊地区航摄等方面获得越来越广泛的应用。

一、无人机航摄技术

无人机航摄技术是综合无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位技术以快速获取具有外方位元素的航空像片的技术。无人机航摄系统主要由飞行平台、航拍系统、地面控制系统、影像处理系统组成，是以无人机为飞行平台，利用高分辨率数码相机、空中和地面控制系统等设备，实现航迹规划与监控，影像的自动拍摄、获取、传输预处理等功能的低空航摄遥感系统。随着无人机装备的发展和服务队伍的建设，无人机测航摄技术已成为我国经济建设、社会发展、应急救灾、突发事件处置、数字城市建设等一系列国家重大需求中获取基础数据的重要手段。

二、测绘领域的应用

低空无人机航摄技术能快速、高效地获取常规航空摄影困难地区的高精度航空影像，对提高测绘成果现势性、测绘应急保障服务能力具有极大的作用。另外，目前无人机数据处理软件可以快速提取高精度无人机数据上资源遥感监测、数字城市规划建设、应急救灾、农林估产等各个方面的专题数据，对促进我国各行各业的测绘基础数据生产发挥了巨大作用，总结如下：

1.国土测绘。无人机航摄系统还能用于大比例尺土地利用图测制、地形图修测和补漏数据的获取。实验数据证明，利用无人机遥感监测系统航摄获取的影像清晰、分辨率高，利用控制点进行空中三角测量，测图精度能达到1∶2000比例尺地形图成图要求。

2.三维数字城市建设。无人机航摄系统获取的影像上建筑物、道路等地物边界清晰，且搭载高光谱、激光雷达等新型传感器能获取丰富的地物光谱、高度信息，所采集的图像数据不仅具有高空间分辨率还有高光谱分辨率，利用点云还可以快速方便地获取城市的地物光谱、地形等信息，特别适合城市三维建模。

3.小城镇规划。小城镇规划需要高精度空间信息源，特别是处于边远地区的小城镇，面积小、房屋分布散，采用常规航空摄影耗费高，采用人工测量困难多，采用超轻型飞机姿态难控制，而无人机航摄系统以独特的优势，可为1∶2000，1∶5000，1∶10000规划图提供经济快速的数据源。

4.应急救灾。地质灾害发生时，无人机航摄可以通过数据实时传输、地面同步数据处理，将无人机数据快速拼接和精确校正，获得数字正射影像、数字高程模型等灾害现场第一手调查数据，为地面灾情解译提供丰富信息。

5.森林资源监测。根据无人机遥感特点，结合GIS、GPS，以森林资源二类调查项目为例，无人机航摄技术在森林调查、森林精确区划调查和病虫害监测中的有良好应用前景。

6.水利行业。无人机数据真实、直观地反应了水利工程建设期所造成的地形地貌变化，可从中解译出水资源强度及分布情况，动态监测大型水库和堤防工程的建设施工情况。

三、存在的问题

尽管无人机航摄技术与现代的测绘技术联系在一起时能更加地突出它的优点，这项技术还面临着一些很重要的技术难题。

无人机在测绘领域进行应用，特别是处理一些突发事件时，大多是在山区或者是高原地区。为应对气流、天气对低空作业的影响，一方面需提高无人机航摄系统的抗风性能，另一方面还需具备良好地形条件的起降场地。然而，为提高抗风能力，一般需增加无人机自身的重量。这样一来，为完成大面积的航摄任务，航摄系统元器件特别是电池的损耗速度加快了，势必要增加起降次数。而为满足遥感动态监测的需要，还需要增加数据获取的频次。因此，如何改善无人机的起降技术和抗风性能，是无人机应用于测绘需要解决的关键问题之一。

为适用于更多的遥感应用，如定量分析遥感中分析森林植被健康状况长势、耕地的土壤含水量、重金属含量等，需要设计并研发无人机搭载的专用传感器，并充分利用无人机有限荷载进行航空摄影测量。在利用摄影比例尺、重叠度等参数进行飞行控制时，如何使获取的数据达到测绘规范要求，还有待进一步的解决。

四、结语

无人机航摄技术已经成为提高测绘成果现势性的快速手段，为加快数字城市建设，提升社会管理效能提供了新工具。随着测绘无人机技术在航摄精度、高分辨率影像获取、信息和数据传输、测绘安全性等方面的进一步提高及完善，我们有理由相信，在不久的将来，无人机航摄技术的发展将会带来继GPS技术后的第二次测绘技术革新。

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摄影测量技术论文篇8

关键词：GPS辅助空中三角测量 摄影测量 区域网平差 精度

中图分类号：P227 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0021-02

经过20多年的理论研究、实际试验和大量的生产实践，我国建立了较为完整的GPS辅助空中三角测量理论，从机载GPS相位中心与航摄仪投影中心的几何关系出发，建立了GPS摄站坐标观测方程，将其引入摄影测量区域网平差，构建了GPS辅助光束法区域网平差的完整数学模型；自行研制了两套具有GPS辅助光束法区域网平差功能的摄影测量加密软件WuCAPS（Wuhan Combined Adjustment Program System）和Geolord-AT；建立了比较完整的GPS辅助空中三角测量技术框架，制定了相应的国家测绘行业标准，用于指导我国的航空摄影测量生产。这些已经极大的简化了航空摄影测量作业工序，形成了具有中国特色的GPS航空摄影测量实用生产技术体系。

1 技术方案及飞行实施

GPS辅助空中三角测量前期生产过程包含航摄设计、地面控制、航摄飞行、航后GPS数据检核及预处理等几个方面，后期内业处理主要是带GPS数据的区域网平差过程（如图1）。下面笔者以本部执行的呼和浩特航摄项目为实例对GPS辅助空中三角测量从技术设计以及飞行过程进行阐述。

1.1 地面控制方案

GPS辅助空中三角测量地面控制的方案常见的有两种，见图2。地面控制部分按照GB/T 18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》除需要进行地面基站的测设外，还要进行航摄期间基站的同步观测和平高点、检测点、水准点测量期间基准站的连续观测、加密分区四角平高点的布设和测量、精度验证区检测点的选测以及水准点的GPS测量，并绘制点注记。

对空地标点采用四角布点法，按照《GPS辅助航空摄影技术规定》点位布设在构架航线与加密分区首末测图航线重叠处，位于测区自由图边处的地标点位应尽量布设在图廓线外。为了检验GPS辅助空中三角测量的精度，航摄像片提供后在检测样区内选刺30个点进行检测，所选检测点除满足GPS观测要求外，还选择在像片上影像清楚的明显地物点上，并均匀分布于平地、丘陵和山地，使野外检测点有较强的地形类别代表性。对于上述所有点位，都要做GPS测量取得其WGS-84坐标下的精确坐标。

1.2 航摄技术设计

按照GB/T 19294-2003《航空摄影技术设计规范》以及GB/T 15661《1：5000 1：10000 1：25000 1：50000 1：100000地形图航空摄影规范》，我们充分考虑地形因素将该摄区分成了若干个加密分区，并通过加密分区四角平高控制点加构架航线的地面控制方案来改正GPS摄站的坐标系统漂移误差控制精度。构架航线垂直于测图航线，设计的基本要求是比测图航线的比例尺小20%左右，航向重叠不小于80%，并且延长出航摄区域4～6条基线，控制航线交叉或衔接处要有不少于四条基线的重叠。

四角平高点位置及时报予地面控制方案执行部门并纳入其地面测量技术设计中，也是在实际飞行中能够观察到的对空地标点。

1.3 航空摄影飞行实施安排

在实际飞行实施过程中，保证地面基准站与机载GPS同步观测。每个架次准备飞行前，通知地面基准站开机，这样就保证了起飞前机载GPS接收机静态观测有正常的基站数据参考。起飞前进行GPS接收机的初始化测量，采用GB/T 18314-2001中规定的GPS静态定位测量方法，其间，应严格防止各种原因遮挡机载GPS天线造成的GPS信号失锁。记录好GPS接收机的初始化时间以及静态观测起止时间。

航摄飞行作业中采用GB/T 15661对飞行和摄影质量的要求确保GPS接收机正常工作，并按GPS辅助航摄飞行记录单对地试、前试、每条测线以及后试对应的首末MARK号码以及航片数做好记录。在航行过程中，要严格按照规范要求执行，根据精度控制的相关理论要求，同一加密分区构架航线与首末测图航线不能断开飞行，但是为保证飞行效率，飞行过程中可以灵活调节测图航线与控制航线的飞行顺序；为了保证摄影以及数据采集质量，航行过程中对设备的操作以及飞行方式要充分掌握好，飞机出航线后转弯坡度不要太大以免造成对GPS天线的遮挡而导致GPS信号失锁，影响GPS数据采集。

航摄飞行结束落地不动后，进行GPS静态观测，观测时间10 min左右。飞行结束后及时下载数据做GPS数据检核及预处理，检查机载设备数据记录的完备性，并备份数据。关于航摄飞行漏洞的补摄，尤其要注意的就是在敷设构架航线的测区，补摄航线两端必须超出构架航线外至少一条基线。

2 像片外方位元素的获取及样区加密精度验证

GPS辅助空中三角测量依然遵循传统的空三加密工序，从投影中心与机载GPS天线相位中心几何关系出发，将差分GPS获取的摄站点坐标，作为带权观测值引入自检校光束法区域网平差中进行GPS导航数据与摄影测量观测值的联合平差，采用统一的数学模型和算法整体解算像片的外方位元素和加密点坐标，但是具有GPS辅助光束法区域网平差功能的摄影测量加密软件WuCAPS极大的简化了操作流程。WuCAPS是在Windows环境下，用面向对象的Visual C++和Fortran语言开发的一个用于摄影测量与遥感高精度点位测定软件包，它以共线条件方程为核心，融合当代基于统计理论的误差随机模型和理论上最为严密的自检校光束法区域网平差函数模型于一体，以程序实现了光束法区域网平差一整套算法。目前，该系统正在测绘生产单位、科研部门、和学校教学中广泛使用。

为了测定GPS辅助空中三角测量航摄成果的精度，我们在样区内布设了布设30个检测点（点位分布如图五所示）。所有点都采用GPS静态测量方法进行测量，得到WGS84下的大地坐标及其椭球高，并转换到西安80坐标系和1985国家高程基准下的坐标。利用武汉大学自行研发的WuCAPS软件进行带四角高程控制的GPS辅助光束法区域网平差得到样区全部像片的外方位元素和加密点的地面坐标。利用30个检测点评定的加密成果精度如表1，由表1显示来，检查点精度满足GB/T 13990-1992《1：5000、1：10000地形图航空摄影测量内业规范》成图精度要求，1：5000航测成图，检查点不符值：平面

3 结语

综上所述，GPS辅助空中三角测量可以大量减少地面控制点，而且带地面控制的GPS辅助光束法区域网平差精度能够满足1：5000地形图生产。无论平地区域还是丘陵地、山地区域，采用GPS辅助光束法区域网平差，精度达能到自检校光束法区域网平差的精度。

GPS辅助空中三角测量已经成为一种极为实用、经济的摄影测量加密方法，其在测绘生产中的应用已经逐渐改变了航空摄影测量一贯遵循的“航空摄影―外业控制联测―内业测图”的长周期作业模式。它在缩短航测成图周期、节省外业控制工作量、减轻劳动强度等方面已经创造出了巨大的经济和社会效益。

参考文献

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摄影测量技术论文篇9

[关键词]测绘工作；遥感技术；基本流程；完善应用

中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0258-01

1、遥感技术的含义

遥感技术顾名思义是通过相关设备对被监测事物进行遥远的感知而获取相应监测数据的一种测绘手段。其最关键的装置在于传感器。遥感技术通过传感器对地面事物进行感知并且获取信息数据，再利用传感器将数据传输到地面，利用计算机等对数据进行分析比较，最终对所要监测的事物获得一个比较全面的数据信息。从遥感应用上看，遥感技术是多种学科的交叉综合应用，它的学科基础是建立在空间信息技术上，同时将测绘科学、电子科学地球科学、计算机科学等各学科知识相互融合渗透，因而遥感技术综合了当前各学科的优势，是一项先进的测绘技术。

2、遥感技术应用于测绘工作的基本流程

2.1 航空摄影。航空摄影就是将航摄仪安装在飞机上，按照一定的技术要求对地面进行摄影的过程。测绘航空摄影是指获取指定地区的航摄资料，用以测绘一定比例尺的地形图、平面图或正摄影像图；识别地面目标和设施，进行资源调查等。航空摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量几个阶段。

2.2 立体测图。以前航空摄影测量立体内业测图常用的是双像解析摄影测量。目前，随着科技的发展，全数字摄影测量已广泛应用于航空摄影测量立体内业测图。数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像（数字影像或数字化影像）以数字方式提取所摄对像的几何与物理信息的摄影测量分支学科。包括计算机辅助测图（常称为数字测图）与影像数字化图。

立体测图的基本流程：①数据准备 数据准备主要包括航空摄影测量成果和区域网外业像片控制点测量成果。②解析空中三角测量进行加密、创建立体模型 解析空中三角测量就是用计算的方法，根据航摄像片上量测的像点坐标和少量地面控制点坐标，采用较严密的数学公式，根据最小二乘法原理用计算机解算待定点的平面坐标和高程。方法有航带法、独立模型法、光束法。目的是为影像纠正、数字高程采集和航摄立体测图提供定向成果。主要成果是像片定向点大地坐标和像片的外方位元素。涉及资料准备、内业加密点的选点观测、相对定向、解析空中三角测量平差计算、区域网接边、质量检查和成果整理与提交等环节。③设置测区模型参数 测区参数包括测区目录和文件以及一些基本参数。④立体相对的定向 立体相对的定向包括内定向、相对定向和绝对定向。A 内定向：系统自动对左、右影像进行内定向。目的是建立数字影像与所摄物体表面相应的点之间的数学关系，从而提取数字影像中的信息；B 相对定向：定向过程中不考虑相片的绝对坐标及姿态，仅恢复摄影时两张相片的相对位置和姿态，这样建立的模型称为相对定向模型；C 绝对定向：在相对定向基础上，再对相对定向模型进行整体的平移、缩放、旋转，达到绝对位置。引入外方位元素进行模型定向（用解析的方法处理立体相对），恢复地面目标的空间坐标。

2.3 数字化编辑。对数字化测图产品进行外业核实工作、对新增地物进行补测。航片是特定时期的航摄影像，不能体现近期变化的地理要素，这就需要人工进行传统的野外测量，并把野外测量结果添加到已完成的测图成果。根据不同要求运用相应软件进行数字化编辑成图。立体采集的只是各种地理要素的线化图，采集完成后需根据不同要求进行地理要素的整理、归类、符号化等工作。检查验收。数字化编辑的成果需进行严格的检查，包括数据精确度及完整性等检查。生产单位检查验收后的成果需专门的质检机构进行详查或抽查才能获得最终的测量成果。

2.4 数据整理、入库。

3、完善遥感技术在测绘工作中的应用

3.1 GPS定位技术

伴随科技的快速发展，遥感技术不断进步，逐渐成熟。遥感技术在地籍测绘中的应用，如遥感技术与地理信息系统结合、GPS定位技术等，为地籍测绘工作做出了卓越的贡献。目前最常用且具有一定名气的是GPS定位导航系统，在地籍测绘中也占据重要的位置，它可以遥感测绘地质情况同时还可以用来进行不同项目的摄影测量。测绘工作中，首先设置大地参考点，然后使用装载在无人机上的GPS 设备测量波相位差分。使用这种方式得出的测量结果十分具有精确性，在一定测量工作范围内可以将精度控制在±3～5cm之内，足以应对当前的空中三角测量。装载在卫星上的GPS设备精确度也十分可观，例如美国的Landsat一5，精度可以达9～～lOm（垂直方向定位精度）。目前，GPS定位技术在建筑测绘以及航空遥感测量中都有应用，未来GPS定为技术的应用会更加广泛，随着科技的不断发展，GPS技术也会更加成熟，呈现更加开阔的前景。

3.2 双频GPS技术

通过对 GPS 技术实践的总结，以建筑物变形遥控监测及振动测绘作为应用实践对象。目前 GPS 测量技术已广泛用于各类时变系统的遥控测绘。根据其监测对象的特点，有三种不同作业和监测模式：周期性重复测量、固定连续 GPS 测站阵列和实时动态监测。对于桥梁的变形检测主要是第三种的实时监测 T 程建筑物的动态变形。这种测量的特点是采样密度高，例如 1 秒钟甚至 0.1 秒采样一次，而且要计算每个历元的位置。本文重点讨论并分析一种双频GPS 单历元算法。该方法又被称为双频 P 码伪距（或高精度 C/A码）法。即利用双频 P 码伪距（或高精度 C/A 码）观测值，利用单历元数据先通过确定宽波模糊度，进而确定 Ll、L2 模糊度的动态定位算法。该算法对初始坐标精度没有特别要求，单点定位的值就能满足要求，因而此方法可以用于高动态的情况。

3.3 利用遥感技术制作地籍图

所谓遥感地籍图的制作，即在计算机制图的环境下利用遥感资料编制出所需的地籍图，这是遥感信息在地理研究和测绘制图中的重要应用之一。利用遥感技术制作地籍图的技术流程主要体现为：首先需要选择合适的影像源，不同的数据源有不同的特性，所以提取信息的方法也不尽相同，目前常用的遥感影像有Landsat-TM、SPOT、QuickBird等。其次需要选择某种遥感软件进行影像的几何纠正和影像的配准，目前常用的遥感软件有ERDAS、ENVI、PCI GEOMATICA等。然后是遥感影像的融合，通过影像融合，希望既突出其中较高的空间分辨率，又能保持良好的光谱特征。还可对融合后的影像进行线性拉伸、灰度变换等增强处理，以提高图像的对比度和清晰度，突出图像的细节部分，利于影像判读和量测。最后通过目视解译和实地踏勘相结合的方法，将不同地物的形状和各个区域的范围从遥感影像上提取出来，即形成矢量文件，提取过程中，地物类型可参照地籍调查中的土地利用现状分类标准进行。

4、结束语

总之，当前在遥感技术不断发展的情况下，遥感技术已经被广泛的应用在了各类测绘过程中，其自身技术所带来的效果极为明显，同时，遥感测绘技术也是现代测绘技术的发展趋势，能够直接贯穿于整个测绘工作的全过程，可以高速度、高质量的测绘地图，为将来社会的进步和可持续发展进行服务。

参考文献

[1] 钱峰，试论测绘工作中测绘遥感的应用[J]，科技风，2013，（12）.

摄影测量技术论文篇10

[关键词]摄影测量与遥感 教学目的 教学形式

[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）14-0128-02

国家在《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中提出，“要加快现代职业教育体系建设，深化产教融合、校企合作，培养高素质劳动者和技能型人才”。它强调了经济转型时期职业教育的价值所在，对我国职业教育提出了更高要求。作为高等教育的“半壁江山”，作为高等教育大众化的构成要素，高等职业教育承担着向国家输送高素质技术技能型人才的重要使命。

高职教育，既要区别于中职教育，又要区别于本科教育。高职教育既要让学生知道怎么操作，还要知道为什么要这么操作，能解决一定的技术问题。这就决定了高职教育培养的是面向生产、管理、服务一线的技能型人才，对教学方法、教学模式也提出了更高要求。

一、课程现状存在的问题

“摄影测量与遥感”是测绘类专业一门重要的专业基础课，具有很强的实践性和操作性。但是目前根据学生反映和用人单位反馈信息来看，教学效果不理想，教学目的未达到。究其原因，主要有以下几个方面：

1.学科涉及知识面广，内容复杂。“摄影测量与遥感”包含计算数学、计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉、专家系统、航天科学和传感器技术，是一个多门技术相结合的边缘学科。[1]这使其课堂教学信息传输量大，学生感到既抽象又陌生，很难达到应有的教学效果。

2.教学内容脱离实际。目前市面上公开出版的摄影测量方面的教材有10来本，但大多针对本科教育，理论性较强。同时，我国的摄影测量技术经过较长时间的发展，内容有了较大的发展。不少教科书还在讲模拟法测图、解析法测图等，这些在当时非常重要的技术，现在看来却有些不合时宜。

3.实习环节薄弱。摄影测量与遥感数据属于高新技术，数据源和软件获取代价较大。高职院校普遍存在着经济基础薄弱、教学资源不足、师资力量匮乏等实际问题，造成学生实习环节薄弱，对课程所授知识难于理解和掌握。

4.学生基础差，理解新知识点困难。现在选择高职学校的学生，有些是高中学习基础较差达不到本科院校要求的学生，也有部分是中职升高职的。普遍来说，他们的理论基础较薄弱，理解理论知识存在较大困难，部分学生学习态度也还有待端正。

二、健全“摄影测量与遥感”教学体系

1.开设相关课程的选修课。前文提到，“摄影测量与遥感”涉及知识面广，是一个多门技术相结合的边缘学科，授课时必然涉及相关学科知识，但是这些知识学生以前没学过，专业设置中也大多没有开设相关课程。这就存在供需矛盾。如果把相关科目开设为选修课，供相关专业学生选择，以弥补专业知识不足的缺点，就能较好地解决这一矛盾。

2.校企合作。随着社会的不断发展，各行各业对测绘人才知识、素质和能力提出了新的要求，要求加强实践性教学环节，培养出能够“零距离”上岗的高技能职业技术人才。为此，重庆建筑工程职业学院通过深入思考和广泛调研，付出巨大努力促进校企合作。通过多年探索，我校实现了多种合作形式：（1）教师走出去。通过鼓励教师到企业挂职锻炼的形式，使教师积累工作经验，提高实践教学能力，拓宽教学思路。（2）专家请进来。邀请企事业单位的专家到学校开办讲座，介绍行业动态和生产情况，为广大师生把握行业脉搏提供帮助。（3）学生送出去。学校将学生送到生产单位实习，使学生真正感受生产氛围，理解课堂中讲授的相关知识。

3.开设综合实习周。部分内容教学结束后可安排综合实训项目，目的是帮助学生掌握该环节知识。实习需要有丰富实践经验的教师或者技术人员指导，可以是模拟实习，也可以是真实生产项目实训。实习成果需要按照相关规范要求进行质量评定。[2]通过综合实习周自主完成任务，学生可以增强相关知识的理解，提高自主解决问题的能力。

4.加强教师队伍建设。职业教育要求学生与社会“零距离”，教师就首先应与社会“零距离”，既要有教育能力，更要有职业能力。为此，我校在教师队伍建设方面花了大力气。（1）老带新。我校有从事测绘工作多年的老教师，他们的工程经验和教学经验相当丰富，对新教师来说是一笔不可多得的财富。这一举措可以快速有效地提高青年教师的教学水平。（2）鼓励青年教师到生产单位挂职锻炼。我校提供专门经费鼓励教师挂职锻炼，以期增加教师的工程经验。（3）加大“双师型”教师的引入力度。老带新是第二手工程经验，效果差，挂职锻炼时间长，效果不明显，因而直接引入双师型教师成为第三种选择。（4）鼓励内外部学习。学校鼓励教研室内部学校内部相互学习，也提供教师到其他院校参观学习、培训的机会，帮助教师提高教学水平，增强职业能力。

5.适时举办技能大赛，推出职业证书。相关专业通过举办技能大赛、获取职业证书等措施[3]，以荣誉感、职业证书体现自我价值，提高学生学习积极性，教学效果显著。摄影测量专业也可以推出类似比赛。如果经费不足，还可以与相关软件商合作，促进学生对社会的了解，也增强企业对我校学生的了解，达到共赢目的。

三、教学模式、教学方法改进的思考

1.鼓励多媒体课件和立体模型制作。“摄影测量与遥感”是一门空间信息科学，第一任务是要恢复摄影时像片之间的相对位置关系。这种位置关系仅靠文字和口述是很难理解的。多媒体课件和模型的优势是形象、生动，利于理解，对提高教学效率和教学效果是显而易见的。

2.教学方法多样化。传统的教学方法都是教师讲学生听。这种灌输式的教学，学生主动性差，精力不易集中。实际教学中，可以采取多种教学方式相结合的方式。讲授具体知识点时采用传统模式，某一环节结束后需要引入项目式教学。项目式教学法是以生产一个具体的、具有实际意义或价值的产品为任务[4]，能将某一教学课题的理论知识和实践技能结合，并与实际生产直接联系，可以充分激发学生学习积极性并提高解决问题的能力。现在，多个工科类学科都引入项目式教学法，并且取得了较好效果。这一方法在“摄影测量与遥感”教学中同样适用。

3.引入原始生产资料。在以往的教学中，往往一门课结束了，学生还不知道航空摄影像片是什么样子，遥感影像是什么样子，更不要提后期的生产流程。适时的展示原始生产资料有助于学生感性认识。比如，在解释和理解航偏角的概念时，也可以给出一条航线的航片，让学生实际操作，加深对这一概念的理解；在介绍航测控制测量时，可以展示真实像控点影像。

4.促进学生到生产单位参观学习。有的学校经费紧张，不能引进成套生产设备，可以加强与生产单位的联系，带领学生到生产单位参观实习。教学之初，学校硬件设施未到位，笔者一直困扰于如何向学生展示立体模型恢复后的效果。参观实习使这个问题迎刃而解。

5.加强新技术介绍。摄影测量中最经典的内业软件是有武汉适普公司的VirtuoZo和中国测绘研究所的JX4，在生产单位和科研教学上都有广泛的应用。但近年来出现了DP-PGrid、Factory Pixe等软件，着重于处理大航摄区、卫星影像、无人机影像等海量数据工程，同时产生了一些新产品，如DSM、真正射影像等。[5]机载激光雷达、无人机技术、机载POS等新技术也在生产中运用得越来越广泛。新技术的介绍会缩短学生与社会的差距，克服书本知识更新慢的缺点。

6.促进自学。笔者通过多年的教学发现，学生被动接受教师灌输的知识，可能当时效果较好，过几天再问却不知所云，而以布置任务的形式让学生先自学相关知识再考察再总结的形式，学生印象深刻，不易忘记。布置的任务可以是某一个生产环节，也可以是某一个知识点，学生可以从书本上去找，也可以借用网络资源查询，甚至可以是相互讨论，任务完成后教师再给予评估、指点。无论哪一种方式，都应以能促进学生自己学习新知识点、自己解决问题为出发点。

四、结束语

目前，摄影测量与遥感技术是当前生产中小比例尺地形图的主要手段。而近几年，在无人机大比例尺测图、古建筑保护等领域，摄影测量技术应用也是越来越广泛。随着学者们的不断研究，将来也一定能用于遥感影像的立体测图。可以说，摄影测量理论应用广泛，也有着广阔的前景。所以，加强“摄影测量与遥感”的教学是势在必行。

[ 注 释 ]

[1] 李德仁，王树根，周月琴.摄影测量与遥感概论（第二版）[M].北京：测绘出版社，2008.

[2] 王冬梅，张丹.高职数字摄影测量省级精品课程建设与实践[J].中国职业技术教育，2012（11）.

[3] 王彦东，陈国平.高职高专《摄影测量与遥感》课程改革探析[J].地理空间信息，2011（5）.