【正文】 g are the core of the Photographic Surveying, around with these methods and technology, the development of Photographic Surveying will bee more and more plete.Key words :Photography, Surveying, Digital Earth, Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching.0 引言 隨著計算機技術(shù)以及數(shù)字圖像處理、模式識別、計算機視覺和人工智能等相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,攝影測量與計算機學科相互滲透交叉,攝影測量在經(jīng)歷模擬攝影測量、解析攝影測量兩個發(fā)展階段后,現(xiàn)已進入數(shù)字攝影測量階段,這對整個攝影測量的教學、科研、生產(chǎn)都產(chǎn)生了極其深遠的影響。從攝影測量學科而言,經(jīng)典的攝影測量已發(fā)展為攝影測量與計算機視覺。隨著傳感器技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展,當代數(shù)字攝影測量不僅依然是遙感空間信息獲取的重要分支學科,而且其研究及應(yīng)用范圍變得非常廣泛。經(jīng)典的大地測量平面定位手段逐步被全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)所取代。傳統(tǒng)的模擬測繪產(chǎn)品逐步向數(shù)字化地理信息產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。尤其3S集成, 滿足實時、準時要求的空間信息處理技術(shù)的應(yīng)用, 將大大加快空間信息獲取、處理與更新的速度, 為國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展以及管理決策提供更廣泛、更有效的服務(wù)1 攝影測量學概念及歷史 攝影測量學的概念將三維空間中的景物反映到二維圖像上是一個退化過程。隨著攝影測量的三角測量理論和計算機視覺多視幾何理論的日趨發(fā)展成熟，目前攝像測量的研究越來越多地涉及第二個方面，即圖像目標的自動、高精度識別定位上。 攝影測量學的發(fā)展歷史根據(jù)不同特點，特性，以及完成任務(wù)的方式不同分為三個階段：模擬攝影階段，解析攝影階段，數(shù)字攝影階段。這里僅列舉筆者所在課題組應(yīng)用攝像測量技術(shù)的幾個實例?！盎鸺l(fā)段箭體傾倒角度實時測量圖像分系統(tǒng)”是載人航天工程的關(guān)鍵安控子系統(tǒng)之一。系統(tǒng)在實時圖像上自動提取箭體上的各種標志或箭體的邊緣，并交會測量出箭體上幾個合作標志的空間位置或箭體中軸線的姿態(tài)角度，實時給出箭體傾倒角度，當傾倒角度超過安全范圍時就發(fā)出警報。圖1 火箭待發(fā)段箭體傾倒角度實時測量圖像分系統(tǒng)示意Fig. 1 Real time videogrammetry system of measuring theobliquity of a rocket prepared to launch鐵軌幾何參數(shù)檢測是鐵路鋪設(shè)和養(yǎng)護的重要內(nèi)容和前提條件。如圖2 所示，該軌道幾何參數(shù)檢測方法是利用實時變焦攝像機拍攝在鐵路軌道上行走的測量小車上的合作標志，通過分析圖像，實時測量出鋼軌的軌距、高低、超高等參數(shù)。圖2 長距離軌道幾何參數(shù)檢測的攝像測量裝置Fig. 2 Videogrammetry system of measuring the geometryparameters of long rail 為了研究載人飛船返回艙返回著陸的運動特性，需要進行大量的拋投實驗并測量返回艙的運動參數(shù)。而“飛船返回艙拋投三維運動參數(shù)攝像測量系統(tǒng)”僅需用攝像機記錄返回艙拋投過程的影像，采用中軸線法、螺旋線法等可以得到高精度返回艙拋落的軌跡和姿態(tài)角度。圖3 飛船返回艙拋投三維運動參數(shù)攝像測量實驗現(xiàn)場Fig. 3 Scene of a return capsule39。如圖4，圖5所示。4 Accident vehicles圖5 事故車輛的外廓重建Fig。專業(yè)人員無需考慮諸如算法效率等具體的實現(xiàn)問題，而編程人員不用考慮整個流程。[5]圖6 有代表性的幾種攝影測量軟件（a） Australis,(b)Arpenteur,(c)Iwitness,(d)Photomodeler3 攝影測量學的技術(shù)[6]航空航天遙感對地定位趨向于不依賴地面控制確定影像目標的實地位置(三維坐標) ,解決影像目標在哪兒是攝影測量與遙感學的主要任務(wù)之一。在航空攝影條件下精度可達到分米級,在衛(wèi)星遙感條件下,精度可達到5～10 m。若與高精度激光掃描儀集成,可實現(xiàn)實時三維測量(Lidar) 。如果航線很長,那么姿態(tài)角(κ)精度會更低,此時至少需要對測區(qū)中部分影像進行空中三角測量才可以消除姿態(tài)角(κ)的漂移誤差。法國利用設(shè)在全球的54個站點,向衛(wèi)星發(fā)射信號,通過測定多普勒頻移以精確解求衛(wèi)星的空間坐標,具有極高的精度。3 cm。5 m精度,對于SPOT5未來可達到177。若忽略SPOTS傳感器的角元素,直接進行無地面控制的正射像片制作,精度可達到177。，近景空三，推掃式空三航空空三在DGPS/ INS的輔助下,只需要使用1個控制點對系統(tǒng)誤差進行自檢校, DGPS/ INS直接定位的精度就可以大大提高,使用DGPS/ INS輔助的空三,即使沒有控制點也可以達到較高的精度,而且可以很好的消除上下視差。通過V IDEO重建真實場景是現(xiàn)在計算機視覺界的一個熱點問題,其核心問題的各個景影像的鏈接問題,實際就是空三測量。隨著推掃式遙感影像的分辨率越來越高,線陣推掃式的空三也被提到研究日程,其研究的熱點是線陣推掃的物理模型,解算方式等。 為解決DEM數(shù)據(jù)獲取的難題,針對衛(wèi)星遙感影像的特點和地形類別的差異,需要一套無需DEM支持的衛(wèi)星遙感正射影像制作方法,該方法僅需地形圖掃描糾正形成的數(shù)字柵格地圖(DRG)的支持并能獲得符合精度要求的遙感正射影像。由于地形起伏的影響很小甚至可以忽略不計,以地形圖掃描糾正形成的DRG為基準,較高分辨率的全色衛(wèi)星遙感影像直接與DRG進行整體圖形圖像配準,或利用常規(guī)地面控制點選取方法建立多項式變換函數(shù),對高分辨率全色影像進行整體幾何糾正并進行必要的紋理增強處理。中等起伏區(qū)域遙感正射影像制作。然后在DRG與整體定向后的衛(wèi)星影像透明疊加環(huán)境下,以DRG為基準進行局部區(qū)域配準調(diào)整,逐步迭代糾正獲得糾正后的全色衛(wèi)星影像,對糾正后的全色影像進行紋理增強處理,并按平坦區(qū)域正射影像制作后續(xù)相同技術(shù)獲得中等起伏區(qū)域的遙感正射影像。以地形圖為基準對較高分辨率全色影像進行圖幅粗裁切后,利用DRG與裁切影像配準技術(shù)獲得4個同名點進行全色影像的整體定向。 影像與影像之間的精確配準、影像的定位、影像的精確糾正:這包括由各種不同幾何參數(shù)的傳感器獲得的影像之間、不同的幾何分辨率影像之間、不同時相影像之間、不同光譜范圍的影像之間、光學影像與雷達影像之間、原始影像與已經(jīng)地學編碼的影像(如正射影像)之間的配準的理論以及各種配準方法。在國際,不少發(fā)達國家已經(jīng)將DEM作為一個信息的“商品”,它必將被應(yīng)用于國防與國民經(jīng)濟建設(shè)的各個方面。在軍事上,巡航導彈就需要解決由激光掃描所實測的DEM與已有地形圖所對應(yīng)的DEM之間的配準,作為巡航導彈制導的手段之一。深入研究影像與GIS的矢量數(shù)據(jù)(或地圖)進行精確地自動(或半自動)配準是至關(guān)重要的,它是解決GIS數(shù)據(jù)更新、知識提取、地學從定性分析到定量分析的一項重要的基礎(chǔ)性研究,并具有非常巨大的實際應(yīng)用價值。一個有效的檢測方法和流程可以很好地指導人們的工作,提供及時可靠的信息,并可有效地進行現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫的更新。概括說來,利用遙感(包括航測)進行變化檢測大致需要下述步驟: 1)對不同時相圖像進行配準。 3)進行變化檢測(包括變化區(qū)域確定和識別變化類型)對圖像進行幾何糾正、大氣糾正和地形糾正后,便可以利用糾正后的圖像探測不同時期發(fā)生的變化。在許多變化檢測的方法中,需要確定閾值,而閾值往往由人們的經(jīng)驗所決定。大多的方法是半自動的,需要人工干預。這樣就造成在檢測中往往將兩幅影像所有的像素都拿來做比較運算。因為,通常情況下有很多的地物其實沒有發(fā)生變化,可以在檢測之前將這些像素濾除掉。大多的方法在檢測出變化的像素后,把這結(jié)果作為是肯定( deterministic) 。應(yīng)通過一定的手段,對檢測后的結(jié)果進一步分析,去除這些影響。4 國內(nèi)攝影測量的不足國內(nèi)涉及攝影測量和計算機視覺方面的文獻很多，但明確介紹攝像測量的文獻很少。在國際有關(guān)攝像測量的產(chǎn)品博覽會上，各種知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用產(chǎn)品林林種種，但是中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用產(chǎn)品卻