数字近景摄影测量

一、数字近景摄影测量

　　摄影测量（photogrammetry）是一门通过分析记录在胶片或电子载体上的影像，来确定被测物体的位置、大小和形状的科学。它包括很多分支学科，如航空摄影测量、航天摄影测量和近景摄影测量等。

　　摄影测量在工业测量和工程测量中的应用一般称为非地形摄影测量。其中，近景摄影测量（close range photogrammetry）是指测量范围小于100m、像机布设在物体附近的摄影测量。它经历了从模拟、解析到数字方法的变革，硬件也从胶片像机发展到数字像机。

　　将以数字相（像）机为图像采集传感器、并对所摄图像进行数字处理的近景摄影测量称为数字近景摄影测量。

　　数字近景摄影测量系统一般分为单台像机的脱机测量系统、多台像机的联机测量系统。此类系统与其它类系统一样具有精度高、非接触测量和便携等特点。此外，还具有其它系统所无法比拟的优点：测量现场工作量小、快速、高效和不易受温度变化、振动等外界因素的干扰。国外的生产厂家和产品很多，如美国GSI公司的V-STARS系统、挪威Metronor公司的Metronor系统和德国AICON 3D公司的DPA-Pro系统等。

编辑本段二、数字近景摄影测量的发展

　　数字近景摄影测量的发展历史可以概括为五个不同特征的时期：基础阶段的早期；初进入数字阶段的逐步发展期；进入数字阶段的全面发展时期、稳步研究和加大推广应用的深入发展期和新近的成熟期。

　　从1964年~1984年是数字近景摄影测量早期阶段，这一时期的研究成果主要是奠定了数字近景摄影测量的理论基础，包括图像处理算法、误差理论、CCD器件的研究及应用、模板匹配算法与多张像片的同时处理技术等，因此有人将这个时期称为数字近景摄影测量的婴儿期（infant state。

　　从1984~1988年是初进入数字阶段的逐步发展期，开始逐渐研发出许多数字近景摄影测量系统，尽管很少是实用的，但在系统的设计、开发、标定等方面为后续的研发奠定了基础。1986年6月在加拿大的渥太华召开的国际摄影测量与遥感大会（ISPRS）的年会上，数字近景摄影测量成为第五委员会的主题之一；1987年6月在瑞士Interlaken召开的ISPRS年会，是第一次单独以数字摄影测量为主题的国际会议；1988年在日本京都召开的第16届ISPRS大会上，第五委员会被正式改名为“近景摄影测量与机器视觉”（close range photogrammetry and machine vision），大量的文章都是关于数字近景摄影测量的。

　　从1988年~1992年，数字近景摄影测量步入全面发展时期，越来越多的研究者在此方向进行研究和系统开发，出现了许多成功的应用报道，而且应用邻域大大拓宽了（如工业测量、生物立体测量、流量测量、汽车碰撞实验测量和空间探测等。这一时期显著的特点有：（1）在学术研究和商业系统方面，全自动测量系统数量继续增加；（2）应用领域及行业大大拓宽；（3）与计算机视觉等其它学科的交流开始变多，相互间在学术会议及论文出版等方面互为支持。

　　从1992年~1996年，数字近景摄影测量的研究和开发不再像前一阶段那样不断出现新成果和新发现，而是处于更加稳步的发展，业内更多的关注是拓展应用和成型系统的市场推广。已有的老公司推出新的数字化产品（如美国GSI公司在1994年对模拟测量系统进行改造后推出了数字测量系统V-STARS），也新出现了许多很专业化的小公司和新系统（如挪威的Metronor公司的Metronor系统、加拿大的EOS公司的PhotoModeler系统，AICON 3D 公司DPA-Pro系统）。一系列的会议论文集公开出版，表明数字近景摄影测量技术和研究已趋于成熟。

　　从1996年至今，数字近景摄影测量的研究及应用已步入成熟期。它已能满足医学领域对图像实时性、几何高精度方面的要求，可用于外科、人体测量学、人类行为动作的监控测量等。研究的^[1]重点从几何量测精度转为实时性、全自动化和测量结果的深加工（三维建模与虚拟现实）等，尤其是激光扫描技术的发展，使得多传感器数据采集及数据融合等问题倍受关注，从而也使数字近景摄影与计算机视觉的关系越发密切。

编辑本段三、数字近景摄影测量软件

　　现今由武汉大学摄影测量专家张祖勋院士研发出来的近景摄影测量系统Lensphoto，采用以计算机视觉原理（多基线）代替人眼双目视觉（单基线）传统摄影测量原理，从空间一个点由两条光线交会的摄影测量基本法则变化为空间一个点由多条光线交会而成。

　　使用数码单反相机（定焦）作为地面影像获取平台，可以完成从自动空三测量到测绘各种比例尺的线划地形图(DLG)的生产，正射影像（DOM）生产及根据所获的近景影像完成三维重建。可以完成地形测量和非地形测量。

　　应用领域包括：水利水电中的水电站选址；铁路隧道勘测；文物保护的正射影像，立面图生成；工业测量；土石方测量；