### 摄像测量学原理与应用研究 #### 摄像测量学的内涵和发展历史 **摄像测量学**（Videometrics 或 Videogrammetry）是近年来快速发展的一个交叉学科领域，它融合了传统**摄影测量学**（Photogrammetry）、**光学测量**（Optical Measurement）、**计算机视觉**（Computer Vision）以及**数字图像处理分析**（Digital Image Processing and Analysis）等多个学科的优势。 ##### 1. 摄像测量学的内涵 - **定义**: 摄像测量学主要研究利用摄像机、照相机等工具拍摄动态或静态场景得到的序列图像或单帧图像，通过应用数字图像处理分析技术，结合各种目标的三维信息求解和分析算法，实现对目标结构参数或运动参数的测量和估计。 - **内涵**: 可分为两个主要方面： - 物体的空间三维特性与成像系统间的成像投影关系，涉及测量学的基本原理。 - 从单幅或多幅图像中高精度地自动提取和匹配图像目标，主要涉及计算机视觉和图像分析技术。 随着摄影测量的三角测量理论和计算机视觉的多视几何理论的发展成熟，摄像测量学更多地关注图像目标的自动、高精度识别定位与匹配问题。此外，与常规图像处理不同的是，摄像测量更加注重目标提取定位的精度。 **成像与重建**：将三维空间中的物体成像到二维图像上是一个退化过程，摄像测量学的核心在于如何通过分析二维图像来重建目标的三维信息。为了进行精确的二维、三维定量测量，摄像测量必须将图像与成像系统及其参数紧密联系起来，而普通的图像处理通常不考虑成像系统参数。因此，摄像系统的高精度标定是摄像测量的重要组成部分。传统摄影测量往往涉及专业的摄影测量型相机，而摄像测量则更倾向于使用普通的摄像机或照相机，通过不同的标定方法使其满足测量需求。 ##### 2. 摄像测量学的发展历史 - **摄影测量学**：自1839年摄影术诞生后，摄影测量学便开始了其发展历程。从模拟摄影测量到解析摄影测量，再到当前的数字摄影测量阶段，摄影测量学已经形成了一个非常完善的理论体系。尽管摄影测量学在硬件设备和算法复杂性方面存在较高要求，但它在国家测绘、军事应用以及大型结构测量领域取得了广泛应用。 - **光学测量**：光学测量既可以指广义上的所有使用光的测量方法，也可以特指使用专门光学设备进行的测量活动。在光学工程领域，光学测量强调精度，涉及各种光学仪器和技术。 - **计算机视觉**：作为一门新兴学科，计算机视觉自20世纪80年代起迅速发展，涵盖了从理论、算法到硬件及应用的多个方面。尽管计算机视觉领域多数应用侧重于目标识别、图像理解和监控等方面，但对于测量精度的要求相对较低。 在学科发展的历程中，摄影测量学、光学测量以及计算机视觉这三个领域相对独立地发展，它们分别在地理学、光学工程以及计算机科学等领域中形成，并拥有各自独特的理论体系和优势。随着这些领域之间交流的加深，摄像测量学得以综合各个领域的优点，成为了一个集多学科优势于一体的综合性学科。 摄像测量学不仅在理论和技术上实现了突破，而且在实际应用中也展现出了广阔前景，特别是在需要高精度测量的场合下具有不可替代的作用。未来，随着相关技术的不断进步，摄像测量学有望在更多领域发挥重要作用。

### 单像空间摄影测量后方交会程序代码(VC++) #### 概述 本文将详细介绍一份关于单像空间摄影测量后方交会的程序代码，该代码使用C++编写，并在西南交通大学土木工程学院测绘工程专业进行研究与实践。单像空间后方交会在摄影测量领域具有重要的应用价值，它可以通过分析单个图像来确定相机的位置和姿态，以及场景中的某些三维点坐标。本程序主要处理了以下关键步骤： 1. **输入数据**：包括控制点的影像坐标和地面坐标。 2. **迭代计算**：利用初始估计值逐步优化相机位置、姿态参数等。 3. **旋转矩阵构建**：根据迭代得到的角度参数构建旋转矩阵。 4. **系数阵和常数项计算**：用于求解未知数的线性方程组。 #### 输入数据格式 输入文件包含控制点的影像坐标（像素坐标）和相应的地面坐标。具体格式如下所示： ``` [pic] ``` 这里`[pic]`代表具体的数值对，每一对由影像坐标和对应的地面坐标组成，例如： ``` xi yi Xg Yg Zg ... ``` 其中`xi`和`yi`表示第i个控制点的影像坐标；`Xg`, `Yg`, 和`Zg`表示其地面坐标。 #### C++源程序解析 本程序采用模板编程技术来提高代码复用性与灵活性，并且运用了一些基本的数学库函数，如`cmath`来进行必要的数学运算。 1. **变量定义** - 内方位元素`x0`, `y0`, 和焦距`fk`。 - 估算的比例尺`m`。 - 控制点信息矩阵`B`。 - 旋转矩阵`R`。 - 未知数矩阵`XG`。 - 临时矩阵`AT`、`ATA`、`ATL`。 2. **读取控制点数据** 通过`input()`函数从文件中读取控制点的影像坐标和地面坐标，并存储在数组`B`中。 3. **确定未知数的初始值** - 计算所有地面坐标的平均值`Xs`, `Ys`, `Zs`作为初始估计值的一部分。 - 根据这些平均值及其它已知参数（如焦距`fk`），设定初始的相机位置和姿态参数。 4. **迭代计算** - 使用`do...while`循环进行迭代计算，直到满足终止条件为止。 - 在每次迭代过程中，首先构建新的旋转矩阵`R`。 - 然后根据当前的旋转矩阵计算系数矩阵`A`和常数项向量`L`。 5. **系数矩阵和常数项计算** - 对于每个控制点，根据旋转矩阵和相机模型计算相应的系数矩阵`A`和常数项向量`L`。 - 这些系数和常数项用于后续的线性方程组求解，从而进一步更新相机位置和姿态参数的估计值。 #### 总结 这份C++程序提供了完整的单像空间摄影测量后方交会的实现方法，包括了数据读取、初始值设定、迭代计算过程以及最终结果的输出。通过对程序的逐行解析，我们可以清楚地了解到整个计算流程及其背后的数学原理。这种技术在测绘、遥感等领域有着广泛的应用前景，尤其是在需要从单一图像中恢复三维信息的情况下尤为有用。

通过3GSM三维岩体不接触测量技术,对夏甸金矿-615分层水平54902采场进行矿岩体裂隙和结构面数字摄影测量,获取一系列真实反映岩体宏观结构的图像,从中提取节理裂隙和结构面的空间分布信息。在此基础上,利用东北大学自主研发的不稳块体快速识别和分析系统Geo SMA-3D,进行某测点的不稳块体搜索。最终将表征结构面、关键块体形态的数据实体化后集成到虚拟场景之中,实现矿岩体特征的快速识别、确认及真三维展示的功能。

本程序为近景摄影测量控制场定标的一部分，提供加密点物方坐标后通过量测像点坐标利用后交、前交法进行定标。 DLT直接结算结果将为后交提供初始数据。 函数重用率比较高，能用于航摄的后方交会与前方交会！ 另外带有批量处理算法！ 相关文档： http://hi.baidu.com/yiyiyis/blog/item/69858ec4628919da38db4934.html

分析了利用数码相机进行室内近景摄影测量影响测量精度的各种因素,建立误差模型,总结误差产生的原因。通过试验证明近景摄影测量完全达到了测图及工程的应用要求,实现了数码相机获取的原始影像到三维信息的转化,为数字摄影测量工作站及非量测型数码相机在近景摄影测量中的应用提供了可供参考的意见。

利用高分辨率数字相机获取模型不同时刻的数字立体影像像对,通过模型上布设的像控点和测点,利用直接线性变换提供的概略初值,由理论严密的自检校光束法平差完成高精度的平差计算及相似材料模型的变形测量.试验表明:该方法可以克服传统模型测量方法的缺点,具有测量精度高、信息容量大、方便易行等优点,可以实现实时观测和以影像方式记录模型破坏形态.

采用传统测量方法获取山区采动地表移动变形数据,其外业工作量大,且难以获取实时动态的监测数据。随着测量仪器和测量技术的快速发展,测量机器人和近景摄影测量技术在变形监测中已得到了广泛应用。文中结合两种方法的优点,探索一种适用于山区采动地表移动变形监测新方法。通过新方法的测量精度分析、监测站设计以及变形监测方案设计,从而确定了该方法的可行性。采用新方法可获取高精度的山区动态开采地表移动变形离散数据和面状数据,为研究山区采动移动变形规律提供科学的依据。

DOM、DSM出图软件，最简便，无人工干预软件。 点云模型等

摄影测量相对定向VC程序，适合科研人员和大学生研究生开发影像处理软件和遥感技术等。

在摄影测量和机器视觉领域，为了提高测量精度，必须对相机进行畸变校正。根据三维空间中的直线投影到图像平面也是直线的原理，提出了一种基于直线特征的摄像机非线性畸变校正方法。实验表明：随着直线条数的增加，当直线在CCD 上的分布均匀后，解得的非线性畸变参数稳定、正确。此方法既不需要成本较高的标定板，也不需要摄像机的外参数，仅需利用照片上若干直线，即可求得摄像机的畸变参数，进而对图像进行畸变校正，校正效果显著，具有一定的实用价值。