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非量测数码影像的量测应用方法研究

苍桂华  
【摘要】:随着数字近景摄影测量的进一步发展,以及数码相机分辨率的不断提高,数码相机已经成为开展近景摄影测量重要的影像采集设备。所以对普通数码影像的量测应用方法进行研究,以进一步完善作业方法、提高普通数码相机的实际应用精度,开拓应用领域,显得尤为重要。 本文根据普通数码相机在实际中的两种量测应用方式,对普通数码影像的量测应用方法进行研究,主要成果为: 1.从空间射影变换理论导出广义直接线性变换算法的基本公式,并对直接线性变换算法作了广义解析,结论对基于普通数码影像的DLT算法具有理论意义。 2.在广义解析基础上,研究将数码相机当作非量测用摄影机的数码影像处理方法一直接线性变换解法中的若干关键技术,如控制点布设条件、精化构像畸变模型对直接线性变换算法的精度影响,以及附加制约条件对直接线性变换解法的作用。试验得出了DLT算法中有关控制点的优化布设方案、畸变模型选择方案,以及在一般情况下,附加制约条件对基于普通数码影像的DLT有有利作用。 3.利用室内控制场对数码相机进行量测化改造,确定数码相机的构像畸变系数和内方位元素,并对量测化后的数码相机应用精度进行评价。实验表明,利用本文的量测化方法对数码相机进行改造后能用于中等精度的近景摄影测量应用。 4.探讨了适用于量测化后的普通数码影像的量测处理算法及其特点,包括空间后方交会—前方交会、像对的相对定向—绝对定向等。并结合算法评定了数码影像量测化应用的作业精度。实验表明,数码相机量测化应用可以达到与非量测化应用相当的测绘精度,而对现场控制要求可大大降低了。数码相机量测化应用方式更适宜于工程应用。 5.研究了光束法对非量测数码影像的适用性。研究表明,对于普通数码影像,光束法仍是精度最高的算法。本文还提出了广义光束法的概念和方法。理论上,广义光束法是更适合于普通数码影像的量测算法,其对影像仿射变形有补偿能力。 6.对普通数码相机的平行摄影测量的进行初步研究。结果表明,在一些狭窄的场地中,只要方法得当,基于普通数码影像开展平行摄影测量可以获得较高精度。


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