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基于非量测数码影像的地形数据获取技术研究

杨立君  
【摘要】:目前常用的小范围地形数据采集方法主要有基于全站仪的地面测量方法和基于摄影经纬仪的地面摄影测量方法。基于全站仪的地面测量方法在一些地势险峻的山区获得三维原始数据时,工作量、工作难度以及危险性都很大,而基于摄影经纬仪的地面摄影测量的作业方法则对专业技能和专业设备要求都很高。普通数码相机获取的数字影像具有成本低、分辨率高、数据采集简便、影像传输与处理快速等方面的优点,因此目前普通数码相机广泛应用于各个领域。但是,目前提出的普通数码相机量测作业方法都是基于直接线性变换算法或光线束法,存在对控制点的个数和分布要求较高,不适宜应用的缺点。针对普通数码近景影像的立体匹配亦有特殊性。 针对以上应用状况,本文提出了以普通数码相机作为数据获取工具,以近景摄影测量技术和数字图像处理技术等作为手段的地形数据的获取技术。普通数码相机作为一种非量测相机,用于量测目的时,其获取的像片存在许多缺点,如,不能准确提供相机的内方位元素,像片的畸变差比较大等。因此,影像数据处理算法与传统的摄影测量算法相比有不同之处。为此,基于非量测数码影像获取三维地形数据的技术研究主要包含如下内容: 1、非量测数码相机的标定方法。研究普通数码相机的量测化可行性、量测化方法和量测化性能。 2、普通数码近景影像的量测处理算法。包括影像工程坐标系的建立;适合非量测数码像片的外方位元素计算方法、相对定向方法和绝对定向方法,及其量测精度评价。 3、适合普通数码近景影像的立体匹配技术方法。 4、基于非量测数码影像的地形数据采集信息系统设计与开发。 研究和大量的实验表明,论文所述非量测数码相机的量测化方法、量测处理算法和立体匹配方法是正确有效的,结合论文研究的数码影像量测处理算法和立体匹配算法,数码相机的量测应用能够降低近景摄影测量作业对设备和技能方面的要求。


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