近景摄影测量课件

近景摄影测量近景摄影测量是一种利用近距离摄影技术获取物体表面三维坐标和形状信息的测量方法。它广泛应用于建筑物、桥梁、文物等各种目标的测量，在工程建设、文物保护、城市规划等领域发挥着重要作用。概述近景摄影测量技术是一种利用摄影测量原理和方法，对近距离目标进行精确测量和三维重建的技术。近景摄影测量技术在各个领域都有广泛的应用，例如建筑工程、文物保护、城市规划、地质勘探、灾害评估等。近景摄影测量的定义摄影测量利用摄影机拍摄地面目标物，并根据影像和地面控制点进行测量和计算，获得目标物几何信息的技术。近景摄影摄影距离较短，拍摄目标物细节清晰，图像比例尺较大，适用于小型地物测量和三维重建。近景摄影测量将摄影测量技术应用于近景摄影，获取高精度三维几何模型和影像信息，用于文物保护、工程监测等领域。近景摄影测量的特点11.高精度近景摄影测量可以获得高精度的空间数据，例如，厘米级或毫米级的精度。22.全面性可以获取目标物体的三维信息，包括形状、尺寸、位置、纹理等。33.高效性与传统测量方法相比，近景摄影测量效率更高，可以快速获取大量数据。44.可视化通过三维模型和影像，可以直观地展示目标物体，方便理解和分析。近景摄影测量的分类平面近景摄影测量以单张或多张照片获取地面物体影像，用于测量平面目标尺寸和形状。立体近景摄影测量以两台或多台相机拍摄同一目标物体，获取立体影像，用于生成三维模型和测量物体空间坐标。平面近景摄影测量1获取图像使用相机或无人机拍摄目标区域。2图像处理进行图像校正、拼接和镶嵌。3平面图生成根据图像信息生成平面图，例如地图或正射影像。平面近景摄影测量以生成目标区域的平面地图或正射影像为目标。平面近景摄影测量的流程1.规划规划摄影任务，确定摄影区域，规划拍摄路线，计算所需控制点和像片的数量。2.控制测量设置地面控制点，进行精确测量，获取控制点的坐标，作为摄影测量计算的基础数据。3.摄影根据规划的路线和摄影参数，利用相机拍摄目标区域，获取高质量的图像数据。4.内定向利用摄影测量软件对图像进行内定向处理，确定相机内部几何参数，例如焦距和像主点坐标。5.外定向利用地面控制点的坐标信息，确定像片在空间中的位置和姿态，完成像片的外定向处理。6.测量利用摄影测量软件对图像进行测量，获取目标物体的坐标和尺寸信息。7.成图根据测量结果，生成平面图或三维模型等成果图件，满足不同的应用需求。平面近景摄影测量的条件目标物体的尺寸平面近景摄影测量适用于尺寸较小的目标物体，例如文物、建筑物、桥梁等。目标物体的表面特征目标物体的表面应具有足够的纹理特征，以便进行精确的测量和定位。光照条件充足的光照条件有利于提高图像质量，保证图像的清晰度和对比度。天气条件晴朗的天气条件下拍摄的图像质量更高，避免雨雪等恶劣天气对图像的影响。平面近景摄影测量的应用建筑物测绘测量建筑物外立面、屋顶、结构等，用于建筑设计、维护、修复等。文物保护对古建筑、雕塑等文物进行三维数字化记录，用于研究、保护和展示。工业测量测量大型设备、机械、管道等，用于设备设计、安装、维护等。灾害评估用于灾害现场的快速测绘，评估灾害损失，制定灾后重建方案。立体近景摄影测量1数据采集利用两台或多台相机，从不同角度拍摄目标物体。这些相机需要精确地定位和校准，以便能够构建物体的三维模型。2图像配准将从不同角度拍摄的图像进行配准，以确定图像之间的几何关系。3三维模型重建根据配准后的图像，使用三角测量法或其他三维重建技术构建目标物体的三维模型。立体近景摄影测量的流程1影像获取使用航空相机或无人机获取目标区域的影像2影像配准将不同视角的影像进行精确配准，建立空间关系3立体模型构建利用配准后的影像数据，构建三维模型4模型测量与分析对构建的三维模型进行测量分析，提取相关数据立体近景摄影测量的条件重叠度为了实现立体视觉，拍摄图像需要满足一定的重叠度。重叠度决定了立体模型的精度和质量。相机稳定相机在拍摄过程中应保持稳定，避免抖动和偏移，以确保图像质量和几何精度。气象条件良好的气象条件对图像采集至关重要，晴朗的天气能提供良好的光照和清晰度。控制点控制点是用于建立坐标系和校正几何变形的重要参考点，需要精确测量和标定。立体近景摄影测量的应用11.城市规划城市规划中，可以利用立体近景摄影测量技术快速准确地获取城市建筑物的三维模型，为城市规划设计提供基础数据。22.古建筑保护古建筑保护方面，立体近景摄影测量可以用于文物测绘，生成古建筑的三维模型，为文物修复提供参考。33.矿山测量矿山测量中，立体近景摄影测量可以用于矿山开采区的测量，监测矿山开采的进度，为矿山安全生产提供保障。44.工程测量工程测量方面，立体近景摄影测量可以用于桥梁、隧道、高层建筑等的测量，为工程建设提供精确的三维模型数据。近景摄影测量的设备相机近景摄影测量中使用的相机通常是高分辨率、高精度、高质量的专业相机。全球定位系统(GPS)GPS用于确定相机的位置和姿态，以进行坐标转换和几何校正。靶标靶标用于控制测量精度并提供控制点信息。测量软件专门的软件用于图像处理、测量、三维模型重建和分析。照相机的参数焦距焦距是镜头的重要参数，影响图像的视角和放大倍率。焦距越长，视角越小，放大倍率越大。焦距越短，视角越大，放大倍率越小。像元尺寸像元尺寸是传感器上每个像素的物理尺寸，决定图像的清晰度和分辨率。像元尺寸越大，图像分辨率越高，但噪声也可能更大。像元尺寸越小，图像分辨率越低，但噪声更小。传感器尺寸传感器尺寸是传感器上的物理尺寸，决定图像的尺寸和视野。传感器尺寸越大，图像尺寸越大，视野也越大。传感器尺寸越小，图像尺寸越小，视野也越小。光圈光圈是镜头上用来控制进光量的装置，影响图像的景深和曝光量。光圈越大，进光量越多，景深越小，曝光量越大。光圈越小，进光量越少，景深越大，曝光量越小。照相基准的选择地面控制点地面控制点是已知坐标的点，用来建立摄影测量模型的坐标系。地面控制点通常是自然地形上的固定点，例如岩石、树木或建筑物。摄影控制点摄影控制点是地面控制点在影像上的投影，用来确定影像的几何关系。摄影控制点通常是人工设置的靶标，例如黑白棋盘或彩色球体。靶标的布设控制靶标控制靶标通常布置在场景中，用于定位和控制整个模型。目标靶标目标靶标用来测量和分析特定目标的形状、大小和位置。辅助靶标辅助靶标可以帮助提高模型的精度和效率。图像的采集相机设置根据拍摄对象和测区的大小，选择合适的相机参数，例如焦距、分辨率和曝光时间。控制点布设在测区内布置控制点，用于图像的定向和配准，确保采集的图像具有准确的几何信息。拍摄图像根据预定的航线和拍摄计划，对目标区域进行全面的图像采集，确保图像覆盖整个测区。数据存储将采集的图像数据存储在安全的存储介质上，并进行备份，以确保数据安全和完整性。图像的测量处理1图像预处理图像预处理包括图像校正、几何校正、拼接等，以消除图像畸变和误差，为后续测量奠定基础。2特征点提取特征点提取是指识别图像中具有特征的点，如角点、边缘点等，为后续图像匹配和三维重建提供关键信息。3图像匹配图像匹配是根据图像特征点进行配准，确定不同图像之间对应关系，以便构建三维模型。4三维模型重建利用图像匹配信息，通过立体视觉或多视角几何方法重建物体的三维模型。点云数据的提取1图像配准图像配准是将不同视角拍摄的图像进行精确对齐，以便生成一致的点云。2特征提取从配准后的图像中提取特征点，例如角点、边缘等。3三维重建利用提取的特征点以及相机参数，重建三维点云模型。4点云滤波去除点云中的噪声和冗余数据，提高点云的精度和质量。三维模型的重建1点云配准将多个点云数据进行拼接，形成完整的三维模型。2模型优化对模型进行平滑、去噪、纹理映射等处理，提高模型质量。3模型简化将模型简化，去除不必要的细节，提高模型的渲染效率。三维模型重建是近景摄影测量的核心环节之一，它将二维图像信息转化为三维模型，为后续的测量和分析奠定基础。模型的测量与分析尺寸测量利用重建的模型，可以精确测量目标物体的尺寸，例如长度、宽度、高度、体积等。形状分析三维模型可用于分析目标物的形状特征，例如曲率、表面积、体积等。表面纹理通过模型纹理信息，可以识别目标物的表面材质、颜色、图案等特征。空间关系模型可用于分析目标物与周围环境的空间关系，例如距离、角度、方位等。近景摄影测量的优势高精度近景摄影测量能够获取高精度的三维数据，误差范围小于传统测量方法。效率高能够快速采集和处理数据，减少工作量，提高效率。覆盖范围广可以覆盖大范围的区域，适用于各种地形和地貌，不受地形限制。安全性高无需人工进入危险区域，安全性高，保护测量人员安全。近景摄影测量的局限性测量精度受环境影响，精度有限，尤其在复杂地形，精度降低。数据处理数据量庞大，处理复杂，需要专业软件和技术，成本较高。应用范围主要应用于小型物体或局部区域，不适用于大尺度地形测量。环境要求对天气条件要求较高，光线充足，天气晴朗，才能获得高质量图像。近景摄影测量的发展趋势自动化无人机和自动化的测量系统将继续发展，提高采集效率。软件和算法的进步将简化数据处理和分析流程。融合技术近景摄影测量将与其他技术整合，例如激光扫描和三维建模。这种集成将提供更完整和准确的现实世界模型。总结高精度近景摄影测量可以获取高精度的三维数据，为各种工程项目提供可靠的测量基础。广泛应用近景摄影测量