吐?tīng)栠d江?阿布都克力木

摘 要：主要研究全數(shù)字近景攝影在大比例尺地形測(cè)繪中的應(yīng)用，對(duì)全數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并認(rèn)真總結(jié)了全數(shù)字近景攝影測(cè)量的工作流程。全數(shù)字近景攝影測(cè)量實(shí)現(xiàn)了圖形的全數(shù)字化自動(dòng)處理，處理速度快，精度高，是一種優(yōu)秀的攝影測(cè)量技術(shù)。

關(guān)鍵詞：全數(shù)字近景攝影；大比例尺地形測(cè)繪

近景攝影測(cè)量是一種攝影測(cè)量技術(shù)，相比于普通測(cè)量方法，近景測(cè)量方法能夠在不接觸對(duì)象的情況下實(shí)現(xiàn)大量點(diǎn)坐標(biāo)的快速實(shí)時(shí)測(cè)量，能夠瞬間記錄物體大小、變形等幾何特征，數(shù)據(jù)獲取迅速，在線實(shí)時(shí)處理自動(dòng)化程度較高，在測(cè)量領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。

一、全數(shù)字近景攝影

全數(shù)字近景攝影最大的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)字化，不再受到傳統(tǒng)解析攝影測(cè)量設(shè)備的限制，而且處理目標(biāo)物的有著比較明顯的集合圖形，所以數(shù)字近景攝影已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化處理，處理精度很高。

近景攝影測(cè)量使用的攝影儀器主要有量測(cè)用攝影機(jī)和非量測(cè)用攝影機(jī)兩類。近些年出現(xiàn)的可調(diào)焦攝影機(jī)應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。非量測(cè)用攝影機(jī)不是專門用于攝影測(cè)量用的攝影機(jī)，定向元素未知，但是高分辨數(shù)字?jǐn)z影機(jī)以及視頻影像技術(shù)無(wú)需進(jìn)行攝影處理，攝影數(shù)據(jù)能夠直接錄入計(jì)算機(jī)，使用數(shù)字圖像方法通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，測(cè)量的效率得到了極大提高。

二、數(shù)字圖像處理

數(shù)字圖像處理是將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的一種技術(shù)，在上世紀(jì)50年代最早出現(xiàn)。圖像處理能將低質(zhì)量圖像處理之后生成高質(zhì)量圖像。圖像處理技術(shù)作為一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)在各種領(lǐng)域都有著應(yīng)用。圖像是三維景物的二維投影，三維景物的很多信息并不能在二維圖像上體現(xiàn)出來(lái)。攝影測(cè)量雙像測(cè)量是圖像三維信息提取的基礎(chǔ)技術(shù)，通過(guò)影像匹配代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工觀測(cè)，將原始相片的灰度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮?、光學(xué)、數(shù)字等不同形式信號(hào)。影像相關(guān)是通過(guò)不同信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)函數(shù)評(píng)價(jià)相似性。取出特定點(diǎn)中心小區(qū)域影像信號(hào)，之后在另一個(gè)影像區(qū)域中區(qū)域?qū)?yīng)區(qū)域影像信號(hào)，求得相關(guān)函數(shù)，以影像新紅分布相似區(qū)域作為同名區(qū)域。這是自動(dòng)化立體測(cè)量的基本原理。

（一）數(shù)字相關(guān)

數(shù)字圖像處理使用了數(shù)字相關(guān)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字影像數(shù)值計(jì)算，進(jìn)行影像的匹配。數(shù)字相關(guān)算法除了相關(guān)函數(shù)，還有協(xié)方差函數(shù)、差絕對(duì)值和、相關(guān)精度等方法，數(shù)字相關(guān)通常都是二維搜索過(guò)程，通過(guò)核線相關(guān)原理的引入，能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化為一維搜索。

（二）二維相關(guān)

二維相關(guān)首先在影像上確定一個(gè)待定點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)，之后以目標(biāo)點(diǎn)選擇一定像素?cái)?shù)的灰度陣列，作為目標(biāo)區(qū)域，同時(shí)在另一個(gè)影像上搜索同名點(diǎn)，估算同名點(diǎn)可能存在的范圍，建立同樣大小的灰度陣列進(jìn)行搜索，計(jì)算和目標(biāo)區(qū)域的相似度。

（三）一維相關(guān)

核線影響上進(jìn)行一維搜索，理論來(lái)說(shuō)，目標(biāo)窗和搜索窗均可視作一維窗口，但是兩個(gè)影像窗口相似性通常都是統(tǒng)計(jì)量，為了提高結(jié)果可靠性，需要盡量豐富的樣本，所以目標(biāo)窗口像素不能過(guò)少，而且目標(biāo)區(qū)域過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成灰度信號(hào)中心和集合中心之間不重合，相關(guān)函數(shù)高峰值和最高信號(hào)值一致，影像幾何變形影響下會(huì)出現(xiàn)很大誤差。因此目標(biāo)區(qū)和二維相同時(shí)搜索工作從一個(gè)方向進(jìn)行即可。

三、全數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

（一）像控點(diǎn)坐標(biāo)確定

像控點(diǎn)的實(shí)地判斷準(zhǔn)確與否對(duì)數(shù)字相片上的定向成敗有著直接關(guān)系，外業(yè)像控點(diǎn)聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)內(nèi)業(yè)檢查計(jì)算后獲得像控點(diǎn)坐標(biāo)。

（二）相機(jī)校驗(yàn)

首先在文本框中輸入對(duì)應(yīng)數(shù)值之后確定，雙擊影像縮略圖新建，在校驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面導(dǎo)入并確定，加載需要處理的影像數(shù)據(jù)，加載結(jié)束之后，調(diào)整焦距以及像素大小，雙擊影像進(jìn)行調(diào)整，之后在紅綠藍(lán)三個(gè)點(diǎn)上確定控制點(diǎn)坐標(biāo)方位，處理全部影像。

（三）空三匹配

進(jìn)入空三匹配，在影像列表中按照影像大圖添加種子點(diǎn)，從第一張影像開(kāi)始，選擇兩張影像上相同特征點(diǎn)或者色差存在明顯差異的變化點(diǎn)作為種子點(diǎn)，添加種子點(diǎn)完畢之后進(jìn)行自動(dòng)匹配，軟件工具將按照提供的種子點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行其他點(diǎn)的匹配，匹配結(jié)束之后，攝影區(qū)域內(nèi)將有大量匹配點(diǎn)，每張影像都匹配結(jié)束之后保存，退出界面。

（四）平差

使用光束法初步平差，成功之后在控制點(diǎn)編輯模式下轉(zhuǎn)換坐標(biāo)為右手坐標(biāo)系在立體編輯模式下生成定向控制點(diǎn)文件，并在立體編輯模式下觀測(cè)控制點(diǎn)之間的坐標(biāo)關(guān)系。

初步平差結(jié)束之后，進(jìn)行自校驗(yàn)和控制點(diǎn)加權(quán)，根據(jù)初步平差精度報(bào)告，確定絕對(duì)定向中的控制點(diǎn)平面位置是否滿足精度要求。之后在空三交互界面預(yù)測(cè)控制點(diǎn)，校驗(yàn)控制點(diǎn)是否滿足要求，預(yù)測(cè)完成之后再次進(jìn)行整體平差，實(shí)現(xiàn)全部控制點(diǎn)的絕對(duì)定向，獲得空三數(shù)據(jù)。

（五）加密匹配

通過(guò)加密匹配生成更加密集的三維點(diǎn)，之后生成點(diǎn)云，進(jìn)一步提高三維點(diǎn)的精度。加密匹配無(wú)需再添加種子點(diǎn)，通過(guò)全自動(dòng)匹配就能夠完成，之后清理粗差界面，提出粗差，加密生成點(diǎn)云。

（六）點(diǎn)云編輯

在立體編輯界面選擇生成三點(diǎn)云，控制調(diào)整三維坐標(biāo)軸，編輯點(diǎn)云，建立同一航帶內(nèi)影像的立體模型，雙擊新建的立體模型，立體狀態(tài)下修改點(diǎn)線方向或者進(jìn)行添減。

（七）測(cè)繪產(chǎn)品

設(shè)置好投影平面，生成等值線，等值線疊加到正射影像按鈕上，注意查看等高線是否滿足實(shí)際情況。

結(jié)束語(yǔ)：全數(shù)字近景攝影測(cè)量在大比例尺地形測(cè)繪中能夠保持較高的測(cè)量精度，并且自動(dòng)化程度很高，是一種優(yōu)秀的測(cè)量技術(shù)。在實(shí)際測(cè)量中，包括像控點(diǎn)坐標(biāo)確定、相機(jī)校驗(yàn)、空三匹配、平差、加密匹配以及測(cè)繪產(chǎn)品等工作流程，測(cè)繪工序相對(duì)簡(jiǎn)單，但是在中等精度工程中應(yīng)用有所欠缺，需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]劉千里，李春友，柳瑞武，孟平，張勁松，楊會(huì)娟.多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)在古典園林建筑物三維重建中的應(yīng)用[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào).2011（4）.

[2]汪磊.數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)的理論研究與實(shí)踐[D].中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué).碩士論文.2012.

[3]張力，張祖勛，張劍清.Wallis濾波在影像匹配中的應(yīng)用[J].武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，24（1）：24-27.

[4]陳清平，李愛(ài)善，洪亮，梁旺，謝華莉.近景攝影測(cè)量技術(shù)在鐵路橋隧設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].地理空間信息，2011（4）.endprint