摄影测量学
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spContent=摄影测量是通过“影像获取地理空间信息”的学科,通俗讲是通过“摄影”进行“测量”。其思想来自于普通测量学中的“前方交会”。只要在不同的已知空间位置上,对物体拍摄两张影像,就可以重建物体的三维模型,然后进行量测。所以摄影测量就是通过二维影像来构建三维空间的一门学科。
—— 课程团队
课程概述

1. 摄影测量学是一个古老而发展的学科,是摄影技术发明后出现的一种测绘技术,尽管已经有二百多年的历史,但随着遥感、无人机及倾斜摄影等技术的发展,摄影测量学将迎来新的发展机遇与挑战。

2.从早期的全国只有少数学校能开设的“贵族”学科发展至目前在各普通院校普及,得益于其与计算机立体视觉、数字图像处理、模式识别等技术的交融。

3.如何将二维影像重建三维立体模型?要理解这个过程,则需要认识单像摄影像片的几何特征,需要建立摄影测量的系列坐标系,需要对摄影过程进行几何反转等。通过本课程的学习,掌握三维立体模型建立的各个基础知识及实际动手操作能力。

本课程由西北师范大学地理与环境科学学院遥感教学团队开发建设。通过本课程的学习,能够让学生系统地掌握由二维像平面重建三维立体模型的摄影测量基础知识,了解摄影测量学的应用及发展,激发学生的三维立体科学思维,提高对未来实景三维GIS的进一步认识。

本课程共60节,主要内容:摄影测量学概述,摄影测量解析基础,双向立体测图,解析空中三角测量,数字摄影测量基础,数字高程模型及地形分析等。


授课目标

1. 系统地掌握由二维像平面重建三维立体模型的摄影测量基础知识;

2. 了解摄影测量学的应用及发展;

3. 激发学生的三维立体科学思维,提高对未来实景三维GIS的进一步认识。


课程大纲
预备知识

《遥感概论》、《地理信息系统》、《地图学》、《数字测图》、《全球定位系统原理》

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

参考文献

 

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34.    openCV获取图像特征点的方法  https://blog.csdn.net/lovebyz/article/details/83276435

35.    边缘检测方法https://www.cnblogs.com/ronny/p/4001910.html

36.    Xi W , Shi Z , Li D . Comparisons of feature extraction algorithm based on unmanned aerial vehicle image[J]. Open Physics, 2017, 15(1):472-478.

37.    STEREOPLOTTERS https://www.b-29s-over-korea.com/aerial%20photography/aerial%20photography-pg3.html

38.    云端之上的间谍之眼 精益求精的航空专用相机

https://www.kongjun.com/lishi/neimu/20151023/62209_3.html

39.     Vr Mapping

https://www.vrmapping.net/help5/index.html?tutorialsinglemodelorientation.htm

40.    Local Feature Matching using Harris Corners and SIFT

https://www.prism.gatech.edu/~jturner65/cvpages/comvis/comvisProj2.html

41.     航带法空中三角测量

https://www.51wendang.com/doc/f36fe4705cfeb0b694670379/42

 


常见问题
  1. 摄影测量所用平台与遥感没有什么本质区别。从范围将,遥感更加宽泛,包括了摄影测量。只不过摄影测量有Q :  自己特有的理论与方法。具体关系见1.2.1.

  2. 在制作DOM的过程中要注意什么?生产DOM注意的两个因素:一是精确获取像片摄影时刻像片的方位元素或者对于卫星影像而言就是有理函数模型系数RPC文件;二是获得高质量的DEM数据。
    除此之外,当DOM有变形时,还需要对DOM数据进行编辑。

  3. 摄影测量中共线方程可以解决哪些问题共线方程是摄影测量学的基础,可以解决的问题很多。比如,已知像片的方位元素和DEM数据,就可以将中心投影的影像转换为正射影像DOM,再比如,已知地面点三维坐标,就可以模拟航空影像等。

  4. 三角网的建立过程人为干预多不多?一般来说,三角网是利用地形特征点自动构建(按照最优化原则,如Delauny三角网等)的。但当自动匹配点没有贴准地面时,所构建的三角网往往不能精确地描述地形,因此还需要人工或交互式局部通过重建三角网编辑DEM。

  5. 摄影测量在无人机领域有哪些应用?无人机应用很广,如利用无人机抓拍摄视频或照片,今年有很多学校利用无人机技术再现了以建国70周年为主题的丰富多彩的新生军训演练场景。无人机测绘(主要应用摄影测量理论)是无人机技术的其中一个应用,主要是一方面可以获得基础地理数据,如3D产品,也可以构建实景三维模型等,为三维GIS提供基础数据。

  6.  影响dem精度的因素有哪些?影响DEM精度的因素很多,主要包括数据采集引起的误差(立体建模、立体观测及编辑等)、DEM内插方法等。具体见6.2.1

  7.  为了便于辨认,布设地面标志点一般需要注意以下哪些方面?为了便于辨认,布设地面标志点一般需要注意标志点大小、标志点在影像上的可辨认性、辅助标志设计等。

  8. 建立控制网的注意事项有哪些?为了提高像控点测量精度,控制网建立需要注意控制点分布、控制网网型设计、观测精度等。

  9. 摄影相片与地图的不同是什么?表示方法的差别:航片表达更直观、具体,地形图几何精度高,但不直观,不具体。
    投影方式的差别:航片是地面景观的中心投影,是地物反射光线通过镜头中心投影在像片上形成的地面透视形象;地形图是地面景观的正射投影,每一处比例尺都相同。
    比例尺方面的差别:航片的比例尺受诸多影响因素的制约,如航高、焦距等;利用地形图比例尺最基本的一点是将航片的中心投影图形转为正射投影图形,必须进行纠正转绘工作。

  10. 在做DOM之前有什么准备工作?目前,DOM主要是通过数字微分纠正,将中心投影转换为正射投影。所以,生产DOM的主要输入参数有两个:一是摄影时刻姿态参数,二是DEM数据。

  11. 摄影测量学的定义和任务随着技术不断的革新会一成不变?摄影测量学的内涵和任务随着技术不断革新会发生变化。如早期的传统摄影测量,后来发展到倾斜摄影测量、随着无人机与数码相机的普及,今年又提出了贴近摄影测量。但摄影测量学的定义一般比较宽泛,相对较恒定。