第一篇:論文-近景攝影測量-1.1研究的背景和意義
1.1 研究的背景和意義
中國古建筑是世界上延續歷史最長、分布地域最廣、風格非常顯明的獨特建筑體系,蘊含著豐富的文化價值、歷史價值及藝術價值,是古代人們勞動與智慧的結晶,是幾千年文化傳承與發展的沉積。[1] 羅哲文,中國古代建筑[M],上海:上海古籍出版社,2001隨著
社會經濟的不斷發展,人們生活水平及品位的日漸提高,人們對那些經過幾千年風風雨雨而最終保留下來的古代建筑的保護也越來越重視。古建筑測繪作為古建筑保護過程中不可或缺一個重要環節,也越來越備受關注。
古建筑測繪是測繪學在文化遺產保護領域中建筑遺產記錄,監測以及保護工程實施等方面的直接應用,其為古文物建筑的保護提供科學記錄的檔案,是保護工作科學、有效的進行同時又為建筑歷史與理論研究、建筑史教學提供翔實的基礎資料,為繼承發揚傳統建筑文化、探索新的現代建筑創作提供借鑒。[]左光之, 古建筑測繪教學的研究與探討在古建筑測繪中近景攝影測量方法對于古建筑的保護、維修或
重建工程是最合適和最理想的方法,也是其他方法無法替代的。攝影測量的有著悠久的歷史,目前數字近景攝影測量最有極大的潛力和靈活性。在古文物、古建筑領域,自動的或半自動的數字近景攝影測量系統是一強有力的工具,可用于古文物、古建筑的重建、修復、維護、研究和資料記錄等。[]李振濤、許妙忠,數字近景攝影測量在古建筑物重建中的應用研究[B], 測繪信息與工程,2007.32(4),P8
為了滿足古建筑保護的需要,本文綜合考慮古建筑測繪對古建筑保護的重要意義,分析了目前古建筑測繪中最合理和最理想的測量方法——數字近景攝影測量,并結合PhotoModeler Scanner軟件在三維建模和測量中的應用,提出了將數字近景攝影測量結合PhotoModeler Scanner軟件運用到古建筑測繪中,以便為古建筑的重建、修復、維護及研究獲取第一手資料。
第二篇:近景攝影測量總結
1、近景攝影測量是攝影測量與遙感學科的一個分支它通過攝影手段以確定地形以外目標的外形和運動狀態。主要包括古文物古建筑攝影測量、工業攝影測量、生物醫學攝影測量三個部分。
2、近景攝影測量與航空攝影測量的比較
1、相同點基本原理相同模擬處理方法、解析處理方法、數字影像處理方法基本相同 某些內業攝影測量儀器的使用。
2、不同點 1)測量目的不同。航空攝影測量以測制地形、地貌為主注重其絕對位置近景攝影測量以測定目標物的形狀、大小和運動狀態為目的并不注重目標物的絕對位置。2)被測量目標物不同。航空攝影測量目標物以地形、地貌為主近景攝影測量目標物各式各樣、千差萬別3)目標物縱深尺寸與攝影距離比的變化范圍不同。4)攝影方式不同。航空攝影為近似豎直攝影方式近景攝影除正直攝影方式外還有交向攝影方式等。5)影像獲取設備不同。6)控制方式不同。航空攝影測量的控制方式以控制點為主且多為明顯的地面點近景攝影測量除控制點方式外還有相對控制方式且常常使用人工標志。7)近景攝影測量適合動態目標
3、近景攝影測量技術的優點
1、瞬間獲取被測目標的大量幾何和物理信息適合于測量點數眾多的目標
2、非接觸測量手段可在惡劣條件下作業
3、適合于動態目標測量。
4、近景攝影測量技術的不足
1、技術含量高需較昂貴設備和高素質人員
2、對所有測量目標并非最佳技術選擇--當不能獲得質量合格的影像--當待測量點數稀少
5、近景攝影測量精度統計的方法 衡量精度的基本指標是被測點的坐標中誤差精度
1、估算精度:攝影前按控制方式、條件等的理論估算精度
2、內精度:影像處理時按方程組健康度直接計算
3、外精度:用多余控制點或條件客觀的精度檢驗
6、影響近景攝影測量精度的因素
1、像點坐標的質量影像獲取設備的性能、像點坐標量測精度、系統誤差的改正程度等
2、攝影條件照明、標志、攝影方式、控制質量
3、圖像處理與攝影測量處理的能力、水平如人工量測與自動量測。
7、攝影測量常用坐標系 大地坐標系、攝影測量物方坐標系、像空間輔助坐標系、像空間坐標系、像平面坐標系。其中近景攝影測量常用坐標系有攝影測量物方坐標系、像空間坐標系、像空間輔助坐標系、像平面坐標系
8、像片內外方位元素
1、內方位元素 恢復攝影時光束形狀的要素包括像主點在“框標坐標系”的坐標(x0 , y0)及像片的主距 f
2、外方位元素 確定攝影光束在物方空間坐標系中的位置與朝向的要素包括三個直線元素XS , YS , ZS描述攝影中心在物方空間坐標系中的位置以及三個角元素φωκ描述攝影光束在物方空間坐標系中的朝向。
10、共面條件方程式共面條件方程式描述了攝影基線及同名光線位于同一平面內的幾何關系它是影像解析計算的另一個基本關系式。按照共面條件方程式可形成近景攝影測量處理一種的方案即按照內定向、相對定向、絕對定向順序處理的方案。
11、影像獲取設備分類 1攝影設備 量測攝影機 格網量測攝影機 半量測攝影機 非量測攝影機 2 攝像設備 CCD相機 電視攝像機 高分辨率電視攝像機
12、量測攝影機 專為測量目的而設計制造結構嚴謹經過嚴格檢校 內方位元素已知可記錄 光學畸變差小, 附有畸變差值 具有外部定向設備 有機械或光學框標 采取措施壓平底片
13、格網攝影機 具備量測攝影機的性能※具有改正底片變形標準位置格網
14、半量測攝影機 不具備量測攝影機的性能具有改正底片變形的格網對非量測攝影機加裝格網
15、非量測攝影機 不是專為測量目的而設計制造結構不嚴謹內方位元素未知且不能記錄 無外部定向設備 光學畸變差大 無改正底片變形的措施 使用方便 普及 社會擁有量大。
16、立體量測攝影機 在固定長度的攝影基線桿兩端裝配兩臺量測攝影機主光軸平行且都
與攝影基線垂直的設備稱為立體量測攝影機 立體量測攝影機所攝像對是正直攝影立體像對
17、改變攝影機主距的方法 1連續調焦改變主距2更換墊圈改變主距3更換鏡頭改變主距
18、近景攝影測量的攝影方式 主要有正直攝影、交向攝影還有等偏攝影、等傾攝影。
1、正直攝影 攝影時兩攝影機主光軸相互平行且垂直于攝影基線的攝影方式
2、交向攝影 兩攝影機主光軸大體位于同一平面內且不平行、不同時垂直于攝影基線的攝影方式。交向攝影適合于解析法及數字近景攝影測量常采取100%重疊方式
3、正直攝影與交向攝影 正直攝影特點影像對的“變形”由物體表面的“起伏”產生比較符合于人眼觀察因此尤其適合于模擬攝影測量。不可能100%重合。交向攝影特點影像對的“變形”由物體表面的“起伏”和交向角共同產生不太符合人眼觀察適合于數字攝影測量。可采用100%重疊方式。
19、等偏攝影與等傾攝影 等偏攝影 攝影基線兩端攝影機主光軸保持水平,相對于攝影基線的垂線偏轉同一角度的攝影,分為左偏攝影和右偏攝影.等傾攝影 攝影基線兩端攝影機主光軸保持平行,且相對于水平面傾斜相同角度的攝影.20、“航帶網或區域網”攝影 基于交向攝影的多攝站攝影 特點獲取被測目標多張相互重疊的像片 目的大幅度提高攝影測量精度與可靠性
21、正直攝影方式的精度估算式 推算自己看書 設正直攝影像對以左攝影中心為原點兩攝影中心的連線攝影基線作為X軸。設物方有一點AX,Y,Z在兩張像片上的對應像點為a1,a2。幾點結論為提高精度應盡可能拍攝攝影基線大的像對 為提高精度應盡可能拍攝攝影比例尺大的像片即盡可能減小攝影距離選用主距大的攝影機 為提高精度應盡可能提高像點坐標的質量包括像點坐標的量測質量、剔除各類系統誤差的能力 一般情況下攝影方向的中誤差最大常以mZ估算精度
22、調焦距D攝影中心與調焦最清晰點之間的距離。通俗的說即為攝影中心與被攝物體之間的距離,簡稱物距。
23、超焦距H 超焦點距離、無窮遠起點 給定光圈和模糊圈的大小當攝影機調焦到無窮遠時 從攝影中心開始的某一距離到無窮遠范圍內的景物成像都是清晰的這一距離稱為超焦距。此清晰點稱為無窮遠起點。
24、景深ΔD:給定光圈和模糊圈大小被攝影空間能夠獲得清晰構像的深度范圍.景深ΔD為沿光軸方向的后景距D2與前景距D1的差值,ΔD=D2-D1。超焦距H與景深ΔD成反比
25、曝光時間的確定
1、方法A、經驗法B、使用測光表C、試片法D、推算比較法
2、推算比較法用一架可以自動測光的普通相機推算近景攝影機的正確曝光時間。已知用普通相機測光時正確的曝光參數為相機上安置的感光度為s光圈號數為k測得的曝光時間為t 光圈優先近景攝影機使用的底片感光度為S安置光圈號數為K則應安置的正確曝光時間T為T=s/S*(K/k)2*t26、立體像對的獲取方法
1、使用立體攝影機或立體攝影系統
2、使用兩臺單個攝影機
3、使用單個攝影機a、移動相機法b、移動目標法c、旋轉目標法d、投影標準格網法e、利用分光裝置法(鏡面攝影法,同一物鏡法)
27、同步攝影 對動態目標拍攝立體像對需要兩臺或以上的攝影機在同一時刻對此動態目標進行攝影即同步攝影。
28、同步的標準 是考察兩攝影機在拍攝的瞬間由于曝光不在絕對的同一時刻造成運動目標在影像上的位移是否可以容忍。
29、動態目標立體像對獲取方法
1、同步快門 機械同步快門※電子同步快門
2、記時裝置
3、頻閃照明 主動頻閃照明 被動頻閃照明
4、立體攝影的同一物鏡法(基線短)
30、被測物體的表面處理 對近景攝影測量的大多數目標無需進行表面處理。而對色調單
一、缺乏紋理的目標需進行表面處理。目的是為了提高影像的識別能力,包括人工識別和自動識別。
31、被測物體的表面處理的方法 ※色調單
一、缺乏紋理的目標
1、利用投影設備將光柵、格網、及圖案、圖象投影到物體表面形成人工紋理
2、利用激光經緯儀、激光筆按一定規則將激光投射到被測目標上形成人工紋理
3、在被測目標表面粘貼人工標志形成人工紋理
4、在被測目標表面上繪制人工紋理
32、照明原則
1、使用自然光時要照度均勻避免出現反差過大的現象
2、使用人工光源時照明燈要布置適宜
3、有些情況下要注意局部照明如黑暗情況下的控制點、標準尺照明
4、特殊光源的使用。
33、標志:近景攝影測量中大量使用人工標志。標志點既可以用作控制點也可以用作待定點。
34、標志分類
1、按用途分a 控制點 b 待定點 c 檢查點、按外形分a平面型標志 b 立體標志
3、按質地分a 紙質 b 金屬 c 搪瓷
4、按是否發光分a 主動發光標志 b 被動發光標志
5、按色彩分a 黑白標志 b 彩色標志。
35、人工標志的設計
1、大小a、標志構像大小一般為0.05—0.2mm;b、標志構像與測標相比 標志構像直徑/測標直徑=5/3;c、對數字影像標志構像應包括十余個像素。
2、外形及圖案根據測量目標及測量環境決定。
36、近景攝影測量控制的目的
1、把所構建的近景攝影測量網納入到給定的物方空間坐標系中
2、利用多余的控制包括控制點和相對控制加強近景攝影測量網的強度
3、利用多余的控制點和相對控制檢查近景攝影測量的精度和可靠性。
37、控制點與相對控制控制點與相對控制是近景攝影測量中使用的兩類控制。
1、控制點 控制點通常是布設在被測目標上或其周圍的已知坐標的標志點
2、相對控制 相對控制是指在近景攝影測量中布置在物方空間的未知點間的某種已知幾何關系。如已知的長度已知的角度未知點位于同一平面未知點位于同一直線
38、控制點的測定精度要求 待定點坐標的中誤差m由控制點坐標中誤差m控和攝影測量中誤差m攝組成。M=sqrt(m控2+m測2)為使控制點坐標中誤差m控對待定點坐標的中誤差m不產生影響應使 m控 39、控制點的一般測量方法 前方交會+三角高程方法 前方交會測量控制點的平面坐標三角高程測量控制點的高程原理方法精度分析均自己看書復習 40、基線的確定方法 1、鋼尺、皮尺 2、銦瓦尺 3、測距儀 4、標準尺法。 41、室內控制場建立的目的 1、用于攝影機檢定 2、用于攝影測量理論的研究 3、用于實測目標形狀或運動狀態 42、室內控制場的布設原則 1、足夠數量的三維控制點 2、控制點應分布均勻 在空間上有足夠延伸 3、留有攝影空間 43、活動控制系統 均勻分布有一定數量已知坐標的控制點的可攜帶框架稱為活動控制系統。 44、建立活動控制系統的目的 1、被測目標較小數量較多且處在不同的位置 2、不宜采用常規測量方法在現場實施控制測量 3、用于長途運輸后攝影機的檢校。 45、活動控制系統的測量方法 1、普通工程測量方法 2、三維坐標量測儀測量 3、攝影測量方法 46、近景攝影測量的三種處理方式 1模擬法近景攝影測量 2解析法近景攝影測量 3數字近景攝影測量 47、解析法近景攝影測量按處理方法的原理又可分為a.基于共線條件方程的解析處理方法(最重要、應用最廣泛)b.基于共面條件方程的解析處理方法c.基于直接線性變換的解析處理方法d.基于其它原理的解析處理方法(基于角錐體原理的空間后交前交、平行線相對控 制的空間后交) 48、基于共線條件方程的解析處理方法 1空間后方交會解法單片空間后方交會解法、多片空間后方交會2多片空間前方交會解法 3空間后方交會--前方交會解法 4光線束解法 50、近景攝影測量的多片空間前方交會解法定義 根據已知內、外方位元素的兩張或兩張以上的像片將待定點的像點坐標視作觀測值按共線條件方程逐點解算待定點物方空間坐標的過程。 52、近景攝影測量的多片空間前方交會解法影響精度的因素 1、網的幾何構形包括像片張數、布局、交會角 2、像點坐標的質量 3、各像片外方位元素的測定精度 4、攝影機內方位元素的檢定水平。 53、近景攝影測量的單像空間后方交會解法定義根據一張像片覆蓋的一定數量控制點的物方空間坐標及其像點坐標按共線條件方程解算該像片的內外方位元素以及其它附加參數的過程。 55、近景攝影測量的單像空間后方交會解法影響精度的因素 1、控制點的數量、分布及精度 2、像點坐標的量測精度 3、控制點對應像點在像片上的分布 56、多片后方交會條件相機內方位元素與畸變系數不變。即攝影時不進行相機調焦操作在不同的位置對物方控制點攝影。 57、近景攝影測量的光線束解法定義 把控制點的像點坐標、待定點的像點坐標以至其它內外業量測數據的一部分或全部均視作觀測值按共線條件方程整體地同時地解算它們的最或是值和待定點的物方空間坐標的解算方法。 58、光線束法與空間后方交會-空間前方交會解法的區別1空間后方交會-空間前方交會解法分步解求光線束法為整體解算2空間后方交會-空間前方交會解法中待定點的像點坐標對外方位元素的確定不起作用光線束法中待定點的像點坐標對外方位元素的確定有很大影響。 59、幾種典型的光線束解法 1、控制點坐標視作真值且實地不測外方位元素的光線束解法(待求解)a)適用條件 在被測目標上或周圍可以布設穩固的控制點分布合理控制點精度好 使用量測攝影機同一調焦距或使用檢校過的非量測相機同一調焦距 不具備實地準確量測或記錄外方位元素的條件 2、無控制點且外方位元素視作觀測值的光線束解法a)適用條件 在被測目標上或周圍無法或不易布設控制點 使用量測攝影機同一調焦距或使用檢校過的非量測相機同一調焦距 實地可量測外方位元素但精度不高將其認做觀測值 3、控制點物方坐標及外方位元素均視作觀測值的光線束解法a)適用條件 在被測目標上或周圍布設有控制點但看作觀測值 使用量測攝影機同一調焦距或使用檢校過的非量測相機同一調焦距 實地可量測外方位元素但精度不高 4、含相對控制的光線束解法含相對控制的光線束解法中相對控制的使用可采用兩種方式處理 相對控制看作觀測值此時應列誤差方程式與其它誤差方程式一并解算 相對控制看作真值此時所列方程式為制約條件加強所構建模型的強度 60、直接線性變換解法的特點 1、不歸心、不定向; 2、不需要方位元素的起始值; 3、物方空間需布置一組控制點;4、特別適合于處理非量測相機所攝影像; 5、本質是一種空間后交前交解法。 61、近景攝影機檢校:檢查和校正攝影機內方位元素和光學畸變系數的過程 62、檢校內容: 1、攝影機主點位置(x0,y0)和主距f的測定; 2、光學畸變系數的測定; 3、調焦后主距變化的測定; 4、調焦后畸變差變化的測定; 5、攝影機框標坐標系的測定; 7、立體攝影測量系統的檢校; 8、攝影機同步精度的測定; 6、攝影機偏心常數的測定; 63、主距: 物鏡系統攝影中心到影像平面間的垂直距離,稱為主距; 64、主點: 物鏡系統攝影中心向影像平面間作垂線,垂足稱為主點; 65、自準直主點:物鏡系統與垂直此光軸的理想像平面的交點。 66、光學畸變差:徑向畸變差、偏心畸變差(包括非對稱徑向畸變差、切向畸變差) 67、徑向畸變使構像點沿向徑方向偏離其準確理想位置。根據系數的正負,又可分為桶形畸變和枕形畸變兩類。 68、檢校方法:光學實驗室檢校法(準直管)試驗場檢校法(控制場)在任檢校法 自檢校法 恒星檢校法 69、實驗場檢校的主要算法:單像空間后方交會 多片空間后方交會 直接線性變換解法 自檢校光束法平差 79、在任檢校法:在完成攝影測量任務的同時,實施檢校。也就是在解求待定點物方坐標的同時,完成內外方位元素和畸變系數的解算。 80、自檢校法:無需物方控制點的檢校方法。計算機視覺界經常采用 81、恒星檢校法:對恒星攝影,實施攝影機的檢校。利用恒星的天球坐標作為參考坐標,量測恒星的影像坐標,根據恒星成像的大小和亮度選擇恒星用于解算相機參數。 一、課題研究背景及研究意義 現代心理學研究認為,在幼兒早期學習中,閱讀興趣、習慣和能力的培養對幼兒學習能力的提高、智力的開發及終身的發展有著重要的作用。早期閱讀對幼兒早期的語詞、概念、能力的形成也具有積極的作用。 近年來,隨著幼兒教育的改革與發展,早期閱讀備受幼教界的關注。許多幼教工作者對早期閱讀進行了不同角度的研究,如:閱讀環境的創設研究、閱讀材料選擇研究、指導策略的實踐研究、以及家園互動培養幼兒閱讀興趣的實踐研究等,在不同方面都總結出了一定的教育經驗。我園過去也曾對早期閱讀進行了一些嘗試性研究,發現幼兒對早期閱讀頗有興趣,但在實踐中存在著一些問題:有些教師在指導幼兒閱讀時有灌輸的現象,忽視為幼兒創造良好的閱讀教育環境;重知識輕能力,把早期閱讀等同于識字教育;重結果輕過程,忽視情感體驗和創造性思維訓練;重集體教學,忽視日常培養;重幼兒園教育忽視家庭社區等教育資源的作用。為此,從2009年7月起我園將對幼兒早期閱讀的培養進行更深入、更細致的研究和探討。并有針對性的從2——3歲幼兒早期閱讀指導為切入點,在分析2——3歲幼兒閱讀特點的基礎上,以圖畫讀物為主,以看、聽、說有機結合為主要手段,通過家園同步開展早期閱讀指導策略的研究,實現家園教育資源的共享;提高教師、家長指導幼兒閱讀的水平的能力,激發幼兒的閱讀興趣,培養幼兒養成良好的閱讀習慣,提高幼兒閱讀理解能力,并在閱讀過程中,引起幼兒閱讀識字的愿望,獲得有關書面語言的知識,發展想象、思維、表達能力。 二、研究的主要思路 1.研究目的:了解教師與家長在2—3歲早期閱讀指導過程中的困惑,總結出一套有效解決2—3歲早期閱讀指導的方法和策略。 2.研究方法:調查研究法、觀察法、案例收集法、追蹤記錄法、個案研究法、行動研究法 3.研究途徑: ① 通過調查分析了解教師及家長對早期閱讀指導的困惑; ② 通過文獻的搜集與整理,獲得理論上的經驗積累; ③ 通過具體方案的實施,不斷觀察幼兒的閱讀特點,進行案例的總結,個案分析; ④ 積累2—3歲早期閱讀指導的策略,并總結出適宜的指導方法; 二、研究價值 本研究在理論和實踐兩方面都有很大的研究價值:一方面,可以豐富和提高本幼兒園上在早期閱讀的材料、指導方法等方面的認識,另一方面,可以細致探討一下針對2—3歲幼兒的、教師與家長在早期閱讀指導中的策略,同時讓好的圖書在幼兒2—3歲這個年齡段發揮更好的作用,并在研究過程中實現輻射家庭的目的。 三、研究基礎 在以前的工作中,進行過有關早期閱讀材料和指導的初步研究,取得了一些成果,這是這次研究的基礎和前提。如2007年6月,梅建寧的教案— —《小鳥的家》收錄在《幼兒園發展課程——教師用書》中,2008年2月,倪雪春的文章《開展家園互動促進幼兒良好行為習慣的養成》全國創建和諧校園教育科研成果二等獎、2008年9月,倪雪春圖文《蟲蟲爬》在《現代教育報》啟蒙專刊刊登等。 我們在日常的工作中,對適合2-3歲幼兒的閱讀材料已經有了一些感性的認識,并搜集了大量的圖書(比如……),同時也認識到有些方法能幫助幼兒更好地養成閱讀的習慣(比如……)。但要更好地發揮圖書的作用,就需要進行進一步的實驗研究和探討。因為圖書只是閱讀過程的第一步,它還需要具體指導策略、閱讀環境和氛圍的營造以及家庭參與等方面的因素。因此,在前面獲得大量經驗的基礎上,我們將通過實驗研究的方法對如何更好地發揮圖書的作用、如果更好地指導和干預幼兒的閱讀過程,幫助他們享受閱讀的興趣,并不斷獲得閱讀能力的提升和發展。 像點位移:當像片傾斜、地面起伏時,地面點在航攝像片上構像相對于理想情況下的構像所產生的位置差異稱像點位移 引起原因:1.像片傾斜引起的像點位移 2.地形起伏引起的像點位移 像片的內方位元素:攝影物鏡后節點與像片之間相互位置的參數 像片外方位元素:已建立的攝影光束,確定像片攝影瞬間在地面直角坐標系中空間位置和姿態的參數 4D指的是DEM、DOM、DLG、DRG。意義如下: 數字高程模型(Digital Elevation Model 簡稱DEM)是在高斯投影平面上規則格網點平面坐標(x,y)及其高程(z)的數據集。Dem的水平間隔可隨地貌類型不同而改變。根據不同的高程精度,可分為不同等級產品。 數字正射影像圖(Digital Orthophoto Map簡稱DOM)是利用數字高程模型對掃描處理的數字化的航空相片 / 遙感相片(單色 / 彩色),經逐象元進行糾正,再按影像鑲嵌,根據圖幅范圍剪裁生成的影像數據。一般帶有公里格網、圖廓內 / 外整飾和注記的平面圖。 數字線劃地圖(Digital Line Graphic簡稱DLG)是現有地形圖上基礎地理要素的矢量數據集,且保存要素間空間關系和相關的屬性信息。 數字柵格地圖(Digital Raster Graphic簡稱DRG)是紙質地形圖的數字化產品。每幅圖經掃描、糾正、圖幅處理及數據壓縮處理后,形成在內容、幾何精度和色彩上與地形圖保持一致的柵格文件。第三篇:課題研究背景及研究意義
第四篇:攝影測量
第五篇:攝影測量