數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)

　　數(shù)字?jǐn)z影測量(Basic concept of digital photogrammetry)是基于數(shù)字影像和攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對像以數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測量學(xué)的分支學(xué)科。下面由小編為你介紹一下什么是數(shù)字?jǐn)z影測量。

　　數(shù)字?jǐn)z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(shù)字?jǐn)z影測量(Full Digital Photogrammetry)。這種定義認(rèn)為，在數(shù)字?jǐn)z影測量過程中，不僅產(chǎn)品是數(shù)字的，而且中間數(shù)據(jù)的記錄以及處理的原始資料均是數(shù)字的。

　　定義

　　英文：Basic concept of digital photogrammetry

　　世界上對于數(shù)字?jǐn)z影測量的定義，主要有兩種觀點。

　　a. 數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像和攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對像以數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測量學(xué)的分支學(xué)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(shù)字?jǐn)z影測量(Full Digital Photogrammetry).這種定義認(rèn)為，在數(shù)字?jǐn)z影測量過程中，不僅產(chǎn)品是數(shù)字的，而且中間數(shù)據(jù)的記錄以及處理的原始資料均是數(shù)字的。

　　b. 另一種定義，則只強(qiáng)調(diào)其中間數(shù)據(jù)記錄及最終產(chǎn)品是數(shù)字形式的，即數(shù)字?jǐn)z影測量是基于攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，從影像(包括硬拷貝，數(shù)字影像或數(shù)字化影像)提取所攝對像以數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測量分支學(xué)科。

　　這種定義的數(shù)字?jǐn)z影測量，包括計算機(jī)輔助測圖(常稱為數(shù)字測圖)與影像數(shù)字化圖。

　　影像數(shù)字化測圖，是利用計算機(jī)對數(shù)字影像或數(shù)字化影像進(jìn)行處理，用計算機(jī)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信息的自動提取。

　　還有一種類型稱之為混合數(shù)字?jǐn)z影測量，通常是在解析測圖儀上安裝一對CCD數(shù)字相機(jī)，對要量測的局部影像進(jìn)行數(shù)字化，有數(shù)字相關(guān)(匹配)獲得點的坐標(biāo)。

　　分類

　　依發(fā)展的階段

　　模擬攝影測量 解析攝影測量 數(shù)字?jǐn)z影測量

　　依處理對象

　　航空攝影測量 衛(wèi)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(nèi)定向 相對定向 絕對定向 數(shù)字地面模型生成(數(shù)字地形模型產(chǎn)生) 正射影像生成 等高線測繪 地物測繪

　　數(shù)字?jǐn)z影測量實用系統(tǒng)

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　　數(shù)字近景工業(yè)攝影測量技術(shù)原理

　　1. 數(shù)字近景工業(yè)攝影測量技術(shù)

　　數(shù)字近景工業(yè)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(shù)字圖像，經(jīng)捆綁調(diào)整、圖像處理匹配等處理及相關(guān)數(shù)學(xué)計算后得到待測點精確的三維坐標(biāo)，其測量原理和經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)一樣，均是三角形交會法。 工業(yè)近景攝影測量來源于大地攝影測量(photogrammetry)技術(shù)，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(xué)。它包括很多分支學(xué)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范圍小于100m，像機(jī)布設(shè)在物體附近的攝影測量。近年來，隨著微電子和半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是固體陣列像機(jī)和計算機(jī)硬件的發(fā)展，使得近景攝影測量已進(jìn)入全數(shù)字近景攝影測量時代。

　　2. 靜態(tài)和動態(tài)三維測量

　　數(shù)字近景工業(yè)攝影測量系統(tǒng)一般分為單臺像機(jī)的離線測量系統(tǒng)、多臺像機(jī)的在線測量系統(tǒng)，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(tǒng)所無法比擬的優(yōu)點：測量現(xiàn)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(shù)字近景工業(yè)攝影測量技術(shù)，也稱作視頻測量(Vision Measurement)，對于測量動態(tài)物體的攝影測量技術(shù)稱為視頻測量(Video Photogrammetry)，如視頻測量模型變形VMD(Videogrammetric Model Deformation ，VMD)，可以實現(xiàn)動態(tài)的位移、變形測量和姿態(tài)測量。

　　3. 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的應(yīng)變片和高精度位移傳感器進(jìn)行動態(tài)變形測量

　　代替?zhèn)鹘y(tǒng)的應(yīng)變片和高精度位移傳感器進(jìn)行動態(tài)變形測量，可用于其他行業(yè)的變形測量位移測量， 如沖壓變形分析、焊接變形分析、汽車變形分析、碰撞試驗分析、各種設(shè)備變形分析等。

　　4. 近景攝影測量與計算機(jī)視覺的區(qū)別和聯(lián)系

　　近景攝影測量與計算機(jī)視覺有緊密聯(lián)系又有區(qū)別。計算機(jī)視覺的研究目標(biāo)是使計算機(jī)具有通過二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境信息的能力，這種能力將不僅使機(jī)器感知三維環(huán)境中物體的幾何信息，包括它的形狀、位置、姿態(tài)、運(yùn)動等，而且能對它們進(jìn)行描述、存儲，識別與理解。數(shù)字近景攝影測量與計算機(jī)視覺在研究內(nèi)容和目標(biāo)上十分相近。數(shù)字近景攝影測量關(guān)注的是幾何量的量測信息(物體的位置、大小和形狀等)，計算機(jī)視覺也需要量測信息，但其更為關(guān)注的是對物體進(jìn)行描述、識別和理解。因此，數(shù)字近景攝影測量和視覺測量(或檢測)所關(guān)注的是完全一致的。數(shù)字近景攝影測量與計算機(jī)視覺又存在著差異，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　(一)出發(fā)點不同導(dǎo)致基本參數(shù)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于物體的位置與方位，而計算機(jī)視覺則是物體相對于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坐標(biāo)表示的投影方程;

　　(三)數(shù)學(xué)處理算法的不同，攝影測量淵源于測繪學(xué)科，基于非線性迭代的最小二乘法平差求解貫穿于數(shù)字近景攝影測量的全過程，而計算機(jī)視覺強(qiáng)調(diào)矩陣分解，總是設(shè)法將非線性問題轉(zhuǎn)換為線性問題，盡可能避兔求解非線性方程。

　　5.國內(nèi)外研究情況

　　目前，國內(nèi)數(shù)字近景工業(yè)攝影測量技術(shù)的還處于研究階段，還沒有成熟的產(chǎn)品應(yīng)用。西安交通大學(xué)的數(shù)字近景工業(yè)攝影測量系列產(chǎn)品，是國內(nèi)第一個達(dá)到實用化的產(chǎn)品。 國外的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品，如美國GSI公司的V-STARS系統(tǒng)、德國AICDN 3D公司的DPA-Pro系統(tǒng)等。