攝影測量學
根據發展階段分類
從發展的階段看，攝影測量可分為：
攝影測量學根據處理對象分類
從處理對象看，攝影測量可分為：
*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
攝影測量的主要處理過程
*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
*正射影像生成
*等高線測繪
*地物測繪
v-stars 數字攝影測量系統
V-STARS系統概況
V-STARS（Video-SimultaneousTriangulationandResectionSystem）系統是美國GSI公司研製的工業數字近景攝影三坐標測量系統。該系統主要具有三維測量精度高（相對精度可達1/20萬）、測量速度快和自動化程度高和能在惡劣環境中工作（如熱真空）等優點，是目前國際上最成熟的商業化工業數字攝影測量產品。
該系統是基於數字攝影的大尺寸三坐標測量系統，也稱為工業攝影測量系統（IndustrialPhotogrammetrySystem）、數字近景攝影測量系統、數字近景攝影視覺測量系統、數字攝影三維測量系統、三維光學圖像測量系統（3DIndustrialMeasurementSystem）。
它通過V-STARS軟體(如圖3)處理採集好的照片來得到待測點的三維坐標，而這些照片是用一個高精度的專業相機（如美國GSI公司的INCA3相機），通過在不同的位置和方向，對同一物體進行拍攝所獲取的，V-STARS軟體會自動處理這些照片，通過圖像匹配等處理及相關數學計算後得到待測點精確的三維坐標。一旦處理完畢,被測對象的三維數據將會進入到坐標系統中,就好像以前測量過或者處理過一樣。如果需要的話,V-STARS軟體還內置了分析工具,三維數據可以被輸出。這些被測量的物體一般是事先手動貼上回光反射標誌，或者是通過投點器投射上點，或者是探測棒上的點。
V-STARS系統技術特點
（1）高精度：單相機系統在10m範圍內測量精度可以達到0.08mm，而雙相機系統則可以達到0.17mm；
（2）非接觸測量：光學攝影的測量方式，無需接觸工件；
（3）測量速度快：單相機幾分鐘即可完成大量點雲測量，雙相機實時測量；
（4）可以在不穩定的環境中測量（溫度，震動）：測量時間短受溫度影響小，雙相機系統可以在不穩定環境中測量；
（5）特別適合狹小空間的測量：只要0.5m空間即可拍照、測量；
（6）數據率高，可以方便獲取大量數據：像點由計算機軟體自動提取並量測，測量1000個點的速度幾乎與10個點的一樣；
（7）適應性好：被測物尺寸從0.5m到100m均可用一套系統進行測量；
（8）便攜性好：單相機系統1人即可攜帶到現場或外地開展測量工作。
V-STARS系統分類
V-STARS系統可採用脫機和在線上二種測量方式，即單相機系統和雙（多）相機系統，如圖4。根據採用不同的相機又可以分為V-STARS/S（智慧型單相機系統）、V-STARS/E（經濟型單相機系統）和V-STARS/M（智慧型多相機系統）
1智慧型單相機系統V-STARS/S
智慧型單相機系統主要特點是，它不僅提供高精度的測量，而且便攜。
目前的最新型號為V-STARS/S8，主要包括1台測量型數位相機INCA3、1台筆記本電腦（含系統軟體）、1套基準尺、1根定向棒、1組人工特徵標誌點（定向反游標志），見圖5。
（a）INCA3相機（b）軟體與附屬檔案
圖5V-STARS/S8系統圖6單相機測量過程
INCA（INteligentCAmera）是GSI公司自主研製的測量型智慧型相機，它採用高分辨的CCD晶片獲取圖像，內置單片機可以實時對所拍攝的像片進行無損壓縮、標誌點識別等處理工作，穩固的整體機身專為工業現場而設計，表1是最新型號INCA3a的主要技術參數。
表1INCA3a相機技術參數
該系統主要用於對靜態物體的高精度三維坐標測量，測量時只需要手持相機距離被測物體一定距離從多個位置和角度拍攝一定數量的數字像片（圖7），然後由計算機軟體自動處理（標誌點圖像中心自動定位、自動匹配、自動拼接和自動平差計算）得到特徵標誌點的X、Y、Z坐標。
V-STARS/S8系統的典型測量精度（1倍sigma）由原來的5um+5um/m（採用INCA3相機）已提高到4um+4um/m（採用INCA3a相機），即10m範圍的測量精度達到0.044mm。
需要重點提出的是，該系統的主要優勢是其便攜和高精度，整個系統（包括一個電腦，一個相機和其附屬檔案）可以被裝在兩個箱子中，你可以隨身攜帶，為你的工作提供極大的方便。
2經濟型單相機系統V-STARS/E
V-STARS/E是GIS公司入門級的單相機系統。對測量精度要求不是很高，而又求比較經濟的測量用戶來說，該系統是比較好的選擇。
經濟型單相機系統目前最新型號為V-STARS/E4X，除相機採用尼康D2X之外，其餘配置與V-STARS/S8完全一樣，圖7。但對於V-STARS/E4X系統，它不能升級為雙相機系統。
V-STARS/E4X系統的測量精度為10um+10um/m。
圖7V-STARS/E4X系統
經濟型單相機系統由於採用一般商用相機、測量精度相對較低，主要套用於對靜態物體的中等精度測量工作。
該系統的主要特點是簡單便攜，而且相對於價格昂貴的V-STARS/S8系統來說，該系統具有絕對的價格優勢，另外，用我們的尼康D2X相機拍攝的照片，V-STARS軟體可以直接識別，不但方便而且精度高。
3智慧型多相機系統V-STARS/M
該系統主要用於在不穩定的測量條件下提供實時測量。
智慧型多相機系統目前的最新型號為V-STARS/M8，它可以採用2台或2台以上的INCA相機，其最為常用的是雙相機系統，主要包括：2台測量型數位相機INCA3、1台筆記本電腦（含系統軟體）、1套基準尺、1根定向工棒、1套輔助測棒、1組人工特徵標誌點和1套在線上附屬檔案（相機腳架、電纜線和控制器）。如圖8。
V-STARS/M8雙相機測量時通過軟體控制相機拍攝像片，可以同時測量被測物體上的特徵標誌點集、也可以通過輔助測量棒實現單點測量，尤其適合隱藏點測量。
V-STARS/M8系統配合投點器（圖11）使用，則可以實現真正意義上的非接觸式測量。
圖11雙向+投點器實現非接觸式大量點雲測量
由於是通過控制器控制相機同步曝光，故該系統尤其適合動態物體的測量，包括變形測量。另外，採用了整體光線束法平差技術，當相機腳架處於不穩定環境（如振動）中時也可以實現高精度測量。在動態測量模式下，每移動一次相機，就對被測物體上的標誌點拍攝一組照片，但是，這些點必須是在物體上一些穩定控制點，這樣，相機的移動對測量產生的影響就可不計。而一般的，這個穩定的控制場是用單相機系統建立的。
V-STARS/M8（雙相機）系統的典型測量精度為10um+10um/m。
V-STARS系統的套用
V-STARS系統在國外航空航天、天線製造，汽車、造船、核工業等諸多領域均有廣泛套用。如圖12。
國內代理
V-STRAS系統由鄭州辰維科技有限公司代理，負責產品推廣與銷售。該系統是基於數字攝影的大尺寸三坐標測量系統，也稱為工業攝影測量系統、數字近景攝影測量系統、數字近景攝影視覺測量系統、數字攝影三維測量系統、三維光學圖像測量系統。
數字攝影測量實用系統
*鄭州辰維科技有限公司
*武漢適普公司,VirtuoZo
*Z/I公司，ImageStation
*LH公司，SocetSet
*Autometric公司，Softplotter
*北京四維公司，JX-4
攝影測量的套用：
*城市規劃
*工程
*軍事
相關學科：
*大地測量學
*計算機圖像處理
*模式識別
*計算機圖形學
*地理信息系統
圖書.攝影測量學
基本信息
作者:張劍清潘勵王樹根
市場價：22.00
·出版社：武漢大學出版社
·頁碼：227頁
攝影測量學·出版日期：2003年
·ISBN：730703932X
·條形碼：9787307039322
·開本：16開
內容簡介
本書以真正反映當代攝影測量的基本原理，方法與內涵，以利於承前啟後，加速攝影測量學科的發展，為教師都學，學生自主學習提供完整的教學方案，最大限度地滿足教學需要。
本書可作為測繪工程專業大學本科了函授的教材，也可供其他相關專業的師生、工程技術人員和研究人員學習參考。
前言
19世紀中葉，攝影技術一經問世，便套用於測量，攝影測量學也就誕生了。攝影測量從模擬攝影測量開始，經過解析攝影測量階段，現在已經進入數字攝影測量階段，實現了攝影測量從人工操作到半自動化、自動化處理的過渡。20世紀80年代以來，隨著攝影測量的發展，攝影測量的專業課程也從一門課程分成了三門課程：基礎攝影測量、解析攝影測量與數字攝影測量。在王之卓院士著名的《攝影測量原理》一書出版之後，與攝影測量三門課程相對應，已出版了《基礎攝影測量學》、《解析攝影測量學》與《數字攝影測量學》等多套教科書。這些教科書雖然具有豐富的內涵並包括了近20年來攝影測量新的研究成果，但其中一部分教科書包含了相當數量的陳舊理論、儀器、工藝與方法，如果繼續使用這些教材，勢必影響本科生的學習、應試研究生的考學和教師的授課。為了剔除陳舊過時的內容，介紹當代攝影測量的最新研究成果，培養學生的綜合素質和創新能力，急需在原有教材的基礎上重新編寫一本新的《攝影測量學》教科書，以真正反映當代攝影測量的基本原理、方法與內涵，以利於承前啟後，加速攝影測量學科的發展，為教師教學、學生自主學習提供完整的教學方案，最大限度地滿足教學需要，這就是編寫本書的主要目的之一。
本書可作為測繪工程專業大學本科和函授的教材。也可供其他相關專業的師生、工程技術人員和研究人員學習參考。
本書共分九章。第一、九章由張劍清編寫；第二、三、七章由王樹根編寫；第四、五、六、八章由潘勵編寫，全書由張劍清統稿。
由於水平所限，書中可能存在不足與不妥之處，敬請讀者不吝指正。
張劍清潘勵王樹根
2002年12月於武漢大學
目錄
第一章緒論
1攝影測量學的定義與任務
2模擬攝影測量
3解析攝影測量
4數字攝影測量
5當代數字攝影測量的若干典型問題
……[看更多目錄]
書摘
一、解析空中三角測量的目的和意義
解析空中三角測量指的是用攝影測量解析法確定區域內所有影像的外方位元素。在傳統攝影測量中，這是通過對點位進行測定來實現的，即根據影像上量測的像點坐標及少量控制點的大地坐標，求出未知點的大地坐標，使得已知點增加到每個模型中不少於四個，然後利用這些已知點求解影像的外方位元素，因而解析空中三角測量也稱攝影測量加密。
採用大地測量測定地麵點三維坐標的方法歷史悠久，至今仍有十分重要的地位。但隨著攝影測量與遙感技術的發展和電子計算機技術的進步，用攝影測量方法進行點位測定的精度有了明顯提高，其套用領域不斷擴大。而且對某些任務則只能用攝影測量方法才能使問題得到有效的解決。
攝影測量方法測定(或加密)點位坐標的意義在於：
(1)不需直接觸及被量測的目標或物體，凡是在影像上可以看到的目標，不受地面通視條件限制，均可以測定其位置和幾何形狀；
(2)可以快速地在大範圍內同時進行點位測定，從而可節省大量的野外測量工作量；
(3)攝影測量平差計算時，加密區域內部精度均勻，且很少受區域大小的影響；
所以，攝影測量加密方法已成為一種十分重要的點位測定方法，它主要有以下幾種套用：
(土)為立體測繪地形圖、製作影像平面圖和正射影像圖提供定向控制點(圖上精度要求在
0．1mm以內)和內、外方位元素；
(2)取代大地測量方法，進行三、四等或等外三角測量的點位測定(要求精度為厘米級)；
(3)用於地籍測量以測定大範圍內界址點的國家統一坐標，稱為地籍攝影測量，以建立坐標地籍(要求精度為厘米級)；
(4)單元模型中解析計算大量點的地面坐標，用於諸如數字高程模型採樣或樁點法測圖。
(5)解析法地面攝影測量，例如各類建築物變形測量、工業測量以及用影像重建物方目標等。此時，所要求的精度往往較高。
概括起來講，解析空中三角測量的目的可以分為兩個方面：第一是用於地形測圖的攝影測量加密；第二是高精度攝影測量加密，用於各種不同的套用目的。
二、解析空中三角測量的分類
利用電子計算機進行解析空中三角測量可以採用各種不同的方法。
從傳統方法上講，根據平差中採用的數學模型可分為航帶法、獨立模型法和光束法。航帶法是通過相對定向和模型連線先建立自由航帶，以點在該航帶中的攝影測量坐標為觀測值，通過非線性多項式中變換參數的確定，使自由網納入所要求的地面坐標系，並使公共點上不符值的平……
圖書信息
書名:攝影測量學21世紀高等院校規劃教材
圖書編號:2189748
出版社:國防工業
定價:20.0
ISBN:711804303
作者:林君建，蒼桂華主編
出版日期:
版次:1
開本:24
簡介:
本書根據攝影測量學的發展現狀，結合編者多年的教學經驗，系統地闡述了攝影測量學的基本概念、基本理論和最新的數字影像測圖技術。全書共分10章,第1、第2章主要介紹攝影測量學的任務和攝影的基本知識；第3、第4、第5章主要介紹單張航攝像片解析和雙像攝影測量的基本概念和基本理論；第7、第8章主要介紹數字地面模型和數字攝影測量的理論和方法；第9、第10章主要介紹攝影測量的外業工作和近景攝影測量的基本知識。
本書可作為測繪專業、地理信息系統專業和其他相關專業的本科教材，也可供測繪工程技術人員學習參考。
目錄:
第1章緒論
1.1攝影測量學的定義和任務
1.2攝影測量學的發展概況
第2章攝影的基本知識
2.1攝影基本原理與攝影機
2.2黑白感光材料及其攝影處理
2.3航空攝影的基本要求
2.4航攝像片的誤差及處理
2.5彩色攝影
2.6數位相機
第3章單張航攝像片解析
3.1中心投影的基本知識
3.2攝影測量常用的坐標系
3.3航攝像片的內、外方位元素
3.4像點在不同坐標系中的變換
3.5中心投影的構像方程
3.6單張像片的空間後方交會
3.7航攝像片的像點位移與比例尺
第4章立體觀察與立體量測
4.1人眼的構造和立體視覺
4.2人造立體觀察
4.3像對的立體觀察
4.4像點坐標量測
4.5像點坐標量測儀器
第5章雙像解析攝影測量
5.1雙像解析攝影測量的基本概念
5.2空間後方交會一前方交會算法
5.3立體像對的方位元素
5.4解析法相對定向
5.5立體模型的絕對定向
5.6雙像光束法整體解算
第6章空中三角測量
6.1概述
6.2航帶法單航帶解析空中三角測量
6.3航帶法區域網空中三角測量
6.4光束法區域網空中三角測量
第7章數字地面模型
7.1概述
7.2DEM數據採集
7.3DEM數據預處理
7.4DEM內插方法
7.5三角網數字地面模型(TIN)
7.6基於規則格網DEM的等高線繪製
第8章數字攝影測量
8.1概述
8.2數字影像的獲取與重採樣
8.3數字影像解析基礎
8.4數字影像匹配原理
8.5最小二乘影像匹配
8.6基於特徵的影像匹配
8.7數字影像糾正
8.8數字攝影測量系統
第9章攝影測量的外業工作
9.1像片控制測量
9.2像片判讀、調繪與補測
第10章近景攝影測量
10.1概述
10.2近景攝影測量的攝影方式和基本公式
10.3近景攝影測量的量測用攝影機
10.4直接線性變換解法
10.5近景攝影測量中相對控制的套用
參考文獻
