數字近景攝影測量

攝影測量（photogrammetry）是一門通過分析記錄在膠片或電子載體上的影像，來確定被測物體的位置、大小和形狀的科學。

基本介紹

• 中文名：數字近景攝影測量
• 外文名：photogrammetry
• 類別：科學
• 包括：航空攝影測量和近景攝影測量等

定義

它包括很多分支學科，如航空攝影測量、航天攝影測量和近景攝影測量等。

攝影測量在工業測量和工程測量中的套用一般稱為非地形攝影測量。其中，近景攝影測量（close range photogrammetry）是指測量範圍小於100m、像機布設在物體附近的攝影測量。它經歷了從模擬、解析到數字方法的變革，硬體也從膠片像機發展到數字像機。

數字近景攝影測量系統一般分為單台像機的脫機測量系統、多台像機的在線上測量系統。此類系統與其它類系統一樣具有精度高、非接觸測量和便攜等特點。此外，還具有其它系統所無法比擬的優點：測量現場工作量小、快速、高效和不易受溫度變化、振動等外界因素的干擾。國外的生產廠家和產品很多，如美國GSI公司的V-STARS系統、挪威Metronor公司的Metronor系統和德國AICON 3D公司的DPA-Pro系統等。

發展

數字近景攝影測量的發展歷史可以概括為五個不同特徵的時期：基礎階段的早期；初進入數字階段的逐步發展期；進入數字階段的全面發展時期、穩步研究和加大推廣套用的深入發展期和新近的成熟期。

從1964年~1984年是數字近景攝影測量早期階段，這一時期的研究成果主要是奠定了數字近景攝影測量的理論基礎，包括圖像處理算法、誤差理論、CCD器件的研究及套用、模板匹配算法與多張像片的同時處理技術等，因此有人將這個時期稱為數字近景攝影測量的嬰兒期（infant state。

從1984~1988年是初進入數字階段的逐步發展期，開始逐漸研發出許多數字近景攝影測量系統，儘管很少是實用的，但在系統的設計、開發、標定等方面為後續的研發奠定了基礎。1986年6月在加拿大的渥太華召開的國際攝影測量與遙感大會（ISPRS）的年會上，數字近景攝影測量成為第五委員會的主題之一；1987年6月在瑞士Interlaken召開的ISPRS年會，是第一次單獨以數字攝影測量為主題的國際會議；1988年在日本京都召開的第16屆ISPRS大會上，第五委員會被正式改名為“近景攝影測量與機器視覺”（close range photogrammetry and machine vision），大量的文章都是關於數字近景攝影測量的。

從1988年~1992年，數字近景攝影測量步入全面發展時期，越來越多的研究者在此方向進行研究和系統開發，出現了許多成功的套用報導，而且套用鄰域大大拓寬了（如工業測量、生物立體測量、流量測量、汽車碰撞實驗測量和空間探測等。這一時期顯著的特點有：（1）在學術研究和商業系統方面，全自動測量系統數量繼續增加；（2）套用領域及行業大大拓寬；（3）與計算機視覺等其它學科的交流開始變多，相互間在學術會議及論文出版等方面互為支持。

從1992年~1996年，數字近景攝影測量的研究和開發不再像前一階段那樣不斷出現新成果和新發現，而是處於更加穩步的發展，業內更多的關注是拓展套用和成型系統的市場推廣。已有的老公司推出新的數位化產品（如美國GSI公司在1994年對模擬測量系統進行改造後推出了數字測量系統V-STARS），也新出現了許多很專業化的小公司和新系統（如挪威的Metronor公司的Metronor系統、加拿大的EOS公司的PhotoModeler系統，AICON 3D 公司DPA-Pro系統）。一系列的會議論文集公開出版，表明數字近景攝影測量技術和研究已趨於成熟。

從1996年至今，數字近景攝影測量的研究及套用已步入成熟期。它已能滿足醫學領域對圖像實時性、幾何高精度方面的要求，可用於外科、人體測量學、人類行為動作的監控測量等。研究的重點從幾何量測精度轉為實時性、全自動化和測量結果的深加工（三維建模與虛擬現實）等，尤其是雷射掃描技術的發展，使得多感測器數據採集及數據融合等問題倍受關注，從而也使數字近景攝影與計算機視覺的關係越發密切。

相關軟體

現今由武漢大學攝影測量專家張祖勛院士研發出來的近景攝影測量系統Lensphoto，採用以計算機視覺原理（多基線）代替人眼雙目視覺（單基線）傳統攝影測量原理，從空間一個點由兩條光線交會的攝影測量基本法則變化為空間一個點由多條光線交會而成。

使用數碼單眼相機（定焦）作為地面影像獲取平台，可以完成從自動空三測量到測繪各種比例尺的線劃地形圖(DLG)的生產，正射影像（DOM）生產及根據所獲的近景影像完成三維重建。可以完成地形測量和非地形測量。

套用領域包括：水利水電中的水電站選址；鐵路隧道勘測；文物保護的正射影像，立面圖生成；工業測量；土石方測量；

國產工業攝影測量系統

1. IDPMS智慧型數字攝影測量系統是由普迏迪泰自主研發的一套利用高精度工業相機為測量工具的三坐標系統，主要針對於高精度檢測、數據採集、三維尺寸計算、震動檢測、應力變形等測量工作。主要套用與航空航天，重型工業、水電風電、核電等行業。
2. 功能介紹

IDPMS智慧型數字攝影測量系統具備了常規三坐標的測量機的99%的功能。利用測量相機採集目標點的XYZ三軸坐標值，之後利用目標點做點線面的標準擬合，位置關係等等。根據先關的要求完成空間三維尺度的計算。

1. 優勢和特點
2. 1精度高

IDPMS智慧型數字攝影測量系統最高精度可以達到5u+5u/m 精度。

1. 3便攜性好

系統主要是由一台高精度測量相機，高精度基準尺、若干靶標組成。這些設備可以放在一個拉桿箱裡面，一個人就可以攜帶進行外業測量工作。

1. 3數據採集量大

IDPMS智慧型數字攝影測量系統是用相機拍照的方式採集數據，所以不受目標點的數量限制，所有的數據點最後都是通過軟體統一計算。

1. 4適應性好

IDPMS智慧型數字攝影測量系統可以在不穩定的環境下，進行工作測量，不受環境的溫度濕度的影響。可以在狹小的空間進行測量，只要肉眼可以看到的地方就可以進行測量工作。

1. 5自主研發

可以根據客戶要求在IDPMS智慧型數字攝影測量系統上進行針對性的研發，不存在技術障礙等原因。