注册测绘师资格考试培训-摄影测量与遥感三

注册测绘师资资格考试培训训摄影测量与遥遥感（三）授课人：王树树根武汉大学遥感感信息工程学学院Tel-mail:wangsg@授课内容一、摄影测量量与遥感概述述二、测绘航空空摄影（影像像数据获取））三、摄影测量量与遥感（基础知识、数数据处理/产品生产方法法、流程）基于摄影测量量与遥感的产产品生产摄影测量与遥遥感的工作流流程：选择被摄物通过量测和确定研究对象传感器体影像解译过程获得自然物体体及其环境的的可靠信息其他专题信息DEMDOMDLGDRG4D产品生产作业流程程DEM等高线外业像控测量量、调绘资料全要素地形图航片卫片等DOM景观图数字摄影测量量系统定向处理立体像对DRG地物半自动量测DLG空中三角测量量加密AAT相比而言，DEM、DOM的生产自动化化水平较高数字摄影测量量系统作业流流程续前产品生产--数字高程模型型(DEM)几个概念之间间的区别DTM(DigitalTerrainModel)：数字地面模型型DEM(DigitalElevationModel)：数字高程模模型DSM(DigitalSurfaceModel)：数字表面模型型DTM:用（X，Y，?）的形式来表表示iiDEM:用（X，Y，Z）的形式来表表示iii产品生产--数字高程模型型(DEM)DEM和DSM的区别：DSMDEM对裸露地表：：DEM=DSM产品生产--数字高程模型型(DEM)规则格网DEM的形式不规则三角格格网（TIN）混合式产品生产--数字高程模型型(DEM)不同形式DEM的比较：矩形格网DEM不规则三角网网（TIN）存储量小，便便于使用和能较好地顾及及地貌的特管理征点、线优点缺点数据量大；数数据结构复杂，因而使用用和管理也较复杂不能准确地表表示地形的结构和细部混合式DEM将结合两者的的优点。产品生产--数字高程模型型(DEM)DEM数据采集（获获取）的主要要方法：航空摄影测量量、遥感法：：主要内容包括括定向、特征征点线采集、构建建不规则三角角网（TIN）内插DEM、数据编辑、、数据接边、数数据镶嵌和剪剪切等；利用空间传感感器法：如利用机/星载干射雷达达(InSAR）、机载激光测距距（LIDAR）、断面扫描描仪等；现有地形图扫扫描数字化法法：将地形图扫描描在计算机屏屏幕上数字化等等高线，采集集高程点；再再构建不规则则三角网（TIN）内插DEM。无论采用哪种种方法，对所所获取的数据据都必须进行行数据预处理：数据的的编辑、分块块、格式转换换、坐标系转转换等。产品生产--数字高程模型型(DEM)摄影测量、遥遥感法DEM数据采集：在影像匹配获获得同名像点点坐标后，通通过前方交会会得到密集的数字高程程模型（DEM）或数字表面面模型（DSM）影像匹配摄影测量“点点云”前方交会产品生产--数字高程模型型(DEM)DEM获取方法的成成本比较：产品生产--数字高程模型型(DEM)航测遥感法DEM数据采集作业业过程：主要包括：资料准备、定定向、特征点点线采集、构构建不规则三角网（TIN）内插DEM、数据编辑、、数据接边、、数据镶嵌和剪切、、质量检查、、成果整理与与提交等技术术环节；质量控制：生产过程质量量控制最终成果质量量控制成果整理与提提交：主要成果包括括：DEM数据文件、原原始特征点、、线数据文件、元数据文文件、DEM数据文件接合合表、质量检检查记录、质量检查查（验收）报报告、技术总总结报告。产品生产--数字高程模型型(DEM)DEM的内插分为：：由离散点内插插规则格网点点：比如由不规则则三角网TIN内插规则格网网DEM；由规则格网点点内插离散点点：比如由规则格格网DEM内插等高线。。产品生产--数字高程模型型(DEM)在测绘和工程程方面的主要要应用：绘制等高线DEM+像片内、外方方位元素生成正射影像像DEM+单张像片测图立体透视图、、三维景观图图（电子沙盘盘）计算坡度、坡坡向、表面积积、体积等等产品生产--数字高程模型型(DEM)机载激光LIDAR技术简介：（LightDetectionandRanging）也称作：激光光扫描仪、激激测距仪、激光测高仪激光扫描仪用用于测定传感感器至地面点的距距离GPS和IMU用于测定传感感器的位置和姿态态多传感器集成成工作回波距离=(速度×时间)/2产品生产--数字高程模型型(DEM)激光LIDAR技术特点：采用主动性的、不接触性性的工作方式式所发射的激光光脉冲具有很很强的穿透能力能快速获取大大面积的目标标空间信息通过对目标的的直接扫描来来描述目标特特征高密度、高精精度、数字化化和自动化特特点可与其他传感感器集成使用用Las数据格式产品生产--数字高程模型型(DEM)激光LIDAR技术主要应用用范围：数字城市建模模地形测图（DEM/DSM）植被高度量测测海潮面制图和和海岸线管理理洪水区域制图图、洪灾检测测土壤侵蚀检测测冰川制图公路、铁路、、管线、检测测电力线建设管管理体积控制检测测等等产品生产--数字高程模型型(DEM)基于机载LIDAR的DEM获取：滤波点云三维建模多次反射DEM产品生产--数字正射影像像(DOM)DOM优越性：摄影测量与遥遥感的主要产产品之一。它同时具有地图的几几何精度和影影像的特征，，特别是对于于高分辨率、、大比例尺的正正射影像，它它不仅具有信信息量丰富、、直观真实的的特点，而且还还可作为背景景控制信息评评价其他地图图空间数据的的精度、现势性性和完整性，，其应用范围围越来越广泛泛。DOMDLG产品生产--数字正射影像像(DOM)原始航空遥感感影像存在由由于影像倾斜斜和地形起伏伏等引起的变形，故他们们不能直接作作为地图使用用。航空影像是中心投影正射影像（地地图）是正射投影纠正产品生产--数字正射影像像(DOM)什么是像片纠纠正?纠正的目的就就是要消除原原始航空或遥遥感影像上因像像片倾斜和地地形起伏所引引起的像片变形形（像点位移移），变倾斜斜像片为水平像像片，并归化化到一定的制制图比例尺（绝对纠正）影像与影像、、影像与地图图之间的配准也属于纠正正（相对纠正）xaaxay012ybbxby012仿射变换产品生产--数字正射影像像(DOM)bca平面纠正原理理：d原始影像aXaYaSxy123cXcY112bXbYb123cXcY112透视变换：8个参数纠正影像DACB此方法因只能能消除因像片片倾斜引起的的像点位移，，故只适用于平坦地区的的像片纠正。。产品生产--数字正射影像像(DOM)数字微分纠正正原理：a(XX)b(YY)c(ZZ)xxf1s1s1s0a(XX)b(YY)c(ZZ)3s3s3sa(XX)b(YY)c(ZZ)yyf2s2s2s0a(XX)b(YY)c(ZZ)3ss3s3基于共线方程的微分纠正需已知像片的的内、外方位位元素和影像覆盖范范围的DEM可消除因像片片倾斜引起的的像点位移，同时限限制地形起伏伏引起的像点位移（（投影差）的的大小产品生产--数字正射影像像(DOM)a(XX)b(YY)c(ZZ)xxf1s1s1s数字微分纠正正原理：0a(XX)b(YY)c(ZZ)3s3s3sa(XX)b(YY)c(ZZ)yyf2s2s2s0a(XX)b(YY)c(ZZ)3ss3s3主要有两种方方法：直接法数字微分纠正正X=φ(x，y)；Y=φ(x，y)xy间接法数字微分纠正正x=f(X，Y)；y=f(X，Y)xy间接法微分纠纠正产品生产--数字正射影像像(DOM)基于多项式的的像片纠正：：xaaXaYaX2aXYaY2012345ybbXbYbX2bXYbY2012345适用于地形起起伏不大的地地区，在遥感感影像处理中中较常用，因为对于遥感感影像而言，，轨道高度（（航高）很大大，相对讲地形起伏就就不突出。多项式系数的的确定需要利利用若干地面面控制点的信信息，控制点数量的多多少和控制点点分布对纠正正精度的影响响较大。产品生产--数字正射影像像(DOM)航测遥感法DOM生产作业过程程：主要包括：资料准备、DEM采集、影像纠纠正、影像镶镶嵌、色彩调整、图图幅剪切、质质量检查、成成果整理与提提交等技术环节。质量控制：几何质量控制制辐射质量控制制成果整理与提提交：主要成果包括括：DOM数据文件、镶镶嵌线数据文文件、元数据文件、DOM数据文件接合合表、质量检检查记录、质质量检查（验收））报告、技术术总结报告等等。产品生产--数字正射影像像(DOM)影像镶嵌：一张正射影像像一般不能覆覆盖一幅图（（标准分幅））的范围（除非小比例例尺的卫星影影像），因此此，将多张像片拼拼成整幅影像图的的过程称为影影像镶嵌。产品生产--数字正射影像像(DOM)影像镶嵌内容容：几何镶嵌（镶嵌线的选择择）辐射镶嵌（又又叫匀光/匀色处理)产品生产--数字正射影像像(DOM)辐射质量控制制举例：专业影像处理理系统ImageXuite拼接匀光前拼接匀光后产品生产--数字正射影像像(DOM)数字正射影像像(DOM)的主要应用：：可制作影像地图与等高线套合合可制作影像地形图可用于与线划划图（DLG）套合进行地地形图修测，，或检查其精度、现势性性和完整性数字正射影像像＋DEM－>生成景观图与立体匹配片片一起可用于于检查DEM的质量。等等正射影像+正射影像零立体效应产品生产--数字正射影像像(DOM)传统正射影像像纠正存在问问题用传统方法所所生产的正射影像上依然然存在遮蔽（投影差）现象rhrhhHmf使其不具备地地图功能，与其他图件套套合困难产品生产--数字正射影像像(DOM)在正射影像上上依然存在遮遮蔽/投影差现象原因是：微分纠正时采采用的是DEM没有顾及目标标物体高度遮蔽的实质是是投影差；在城市大比列尺影像上上尤为严重；；使得正射影像不是严严格的“正射射”产品生产--数字正射影像像(DOM)遮蔽（投影差差）的影响：：产品生产--数字正射影像像(DOM)遮蔽的实质：：正射投影无遮遮蔽中心投影有遮遮蔽其实质为投影差投影差大小为为：rhrH产品生产--数字正射影像像(DOM)限制遮蔽蔽的对策策：正射影像像作为地地图使用用，首先先须考虑虑其地图图功能。。为此，需需要对遮遮蔽进行行限制。。影像获取取时的策策略采用窄角角、长焦焦距摄影影机短摄影基基线，增增加影像像的重叠叠度rhrhrHmf产品生产产--数字正射射影像(DOM)限制遮蔽蔽的对策策：正射影像像纠正时时的策略略取每张像像片的中中心部分分制作正正射影像像rhrH产品生产产--数字正射射影像(DOM)限制遮蔽蔽的对策策：利用行扫扫描影像像只在一个个方向有有投影差差产品生产产--数字正射射影像(DOM)限制遮蔽蔽的对策策：理论上，，前三种种方法只只能有效效地限制制遮蔽的的范围，，但不能消除。。要有效地地消除遮遮蔽现象象，只有有制作“真正射射影像””（True–Orthophoto）用DSM代替DEM制作正射射影像要顾及目目标物体体的高度度理论上是是可行的的具体实施施中仍有有困难，，如DSM的采集遮蔽信息息的补偿偿产品生产产--数字正射射影像(DOM)DSM获取的主主要方式式：机载Lidar技术影像密集集匹配技技术产品生产产--数字正射射影像(DOM)对遮蔽信信息的补补偿:原始影像像待修补位位置填充结果果产品生产产--数字正射射影像(DOM)对遮蔽信信息的补补偿:原始结果果不进行补补偿正确补偿偿产品生产产--数字线划划地图(DLG)数字线划划地图(DLG)的制作方方法：制作数字字线划图图的原始始资料主主要包括括：外业业采集的的数据、、航摄像片、高高分辨率率卫星影影像、地地形图资资料等。。主要技技术方法法：航空摄影影测量法法：利用数字字摄影测测量系统统，采用用以人工工作业为主主的三维维跟踪的的立体测测图方法法。作业业模式可可分为：：1）先外业业后内业业；2）先内业业后外业业；3）内外业业调绘采编一体体化航天遥感感测量法法：基本同上上。也可以真真正射影影像为背背景进行DIG数据采集集地形图扫扫描矢量量化法数字线划划图缩编编法产品生产产--数字线划划地图(DLG)航测遥感感法DLG生产作业业过程：：主要包括括：资料准备备、定向建模、内内业矢量量数据采采集、野外补测测、内业业数据编编辑与接接边、质质量检查查、成果果整理与与提交等技技术环节节。质量控制制：作图的空空间参考考系、位位置精度度、属性性精度、、完整性性、逻辑一致性性、表征征质量、、附件质质量等成果整理理与提交交：主要成果果包括：：DLG数据文件件、元数数据文件件、DLG数据文件接接合表、、质量检检查记录录、质量量检查（（验收））报告、、技术总结结报告等等。三维城市市建模简简介三维城市市快速建建模方案案：利用摄影影测量方方法（包包括遥感）进进行3D城市建模模是到目前为为止被认认为是唯唯一的、最经济快快速的手手段三维城市市建模简简介三维城市市建模方方法：航空摄影影测量方方法倾斜摄影影方法激光扫描描方法野外实地地测量方方法几何建模模纹理建模模三维城市市建模简简介