数字摄影测量追溯起源,可以说是脱胎自摄影测景自动化的实践,其关键内容就是达成了利用计算机立体视觉取代人眼观侧,确定相应光的目的。回首以往,1950年,美国工程兵研究发展实验室通过自己的实验测试,制造了第一台自动化摄影测量测图仪,标志着数字摄影测量技术的冉冉升起[3]。在20世纪60年代初。美国取得突破性进展,研发成功DAM系统,其功能是将影像的灰度生成的电信号转换成更加便于处理的数字信号,同时以此为基础,通过计算机的处理分析实现了摄影测量进入自动化的进程。DAM系统被公认为全世界第一套数字摄影测量系统[4]。到了20世纪90年代,计算机网络进入了高速发展阶段,带动着数字摄影测量也进入到了新的飞速发展,各式各样不同理念的数字摄影测量系统也都随之被开发出来然后推向市场。87499

摄影技术的发展经历了近百年的演变,主要分为三个阶段:

 摄影测量发展阶段

第一阶段为模拟摄影测量阶段,在十九世纪中期,劳塞达用照片摄影等装之,测量绘制了万森城堡的地形图,标志着摄影测量技术的诞生。当时所采用的技术是图解法逐个点依次测绘。直到20世纪初期,维也纳制成了自动立体绘图仪。之后德国的卡尔蔡司厂经过研究,制造了实用的立体自动测图仪。这些绘图仪采用的是光学投影器或者是机械投影器来进行模拟摄影,然后用这些交汇图像来确定拍摄物体在空间中的具体位置,将它们称为模拟测量仪器。正因如此,在这一时期由于这些仪器的应用,将这阶段称为模拟摄影测量时代。这一时期所能使用的仪器都是同一个工作原理,即“模拟原理”,通过此原理来解决摄影测量会遇到的主要问题。此时的仪器能够用来减少计算量,避免了人为的繁琐运算。利用光学机械模拟的设备,能够初步实现对于复杂的测量数据的运算。论文网

第二阶段为解析摄影测量阶段。由于计算机的开发应用,加上自动化控制技术的完善,能够实现模拟信号转化为数字信号的过程,这一技术条件使摄影测量立体测图仪的研究开发变成了可能。1957年摄影测量的新概念被提出,利用数字投影来替代之前的物理投影。物理投影是指光学投影,而数字投影的概念则是利用计算机来实时地进行关于影像全面的共线方程计算,从而通过共线方程交汇的点来得到物体的空间位置坐标。解析摄影测量的依据是各个特征点和相应的物体上的坐标进行测图并加以分析计算。解析摄影测量的操作流程中间那个,只需要利用非常少量的户外控制点,加密测图用的控制点或者是其他密集控制点的工作,被称为传统意义上的解析空中三角测量。也有别称,为电算加密。而电算加密技术的出现,标志着摄影测量正式从模拟测量阶段进入了解析摄影测量阶段。解析测图的仪器和模拟测图的仪器只要有三大区别:(1)解析测量仪使用的是数字投影,模拟测量仪使用物理光学投影;(2)在仪器的结构上,解析测量仪有计算机控制的坐标量测系统,而模拟测量仪是使用的纯光学测图仪;(3)在操作方式上前者是计算机辅助人工操作,而后者是单纯简单的人工操作。

第三阶段则是我们所说的数字摄影测量阶段。发展至此阶段是,采用影像相关技术,计算机视觉等就代替人眼进行观测,最终实现了正真意义上的自动化测图,而使用数字化数据的方式实现摄影测量的自动化过程,标志着摄影测量进入了新时期——数字摄影测量时期。伴随着人工智能,计算机视觉,全自动数字图像处理等高端学科的不断发展扩张,数字摄影测量以其优越的性能被广泛的使用到方方面面。数字摄影测量技术是以被摄物体转换生成的数字影像为基础,然后通过先进的电子计算机程式加以分析处理,来确定被拍摄物体的物理量。数字摄影测量与之前两个阶段的差别在于,它处理的原始信息不同,不在局限于物体影像,而是能将这些转化为数字影像,最终目的是以计算机视觉代替人眼进行实时的数据观测追踪。数字摄影测量的发展,是摄影测量发展史上一次重大的变革。它对摄影测量的影响是非常巨大的。到今天,己经发展到了它的第三个阶段——数字摄影测量阶段。这个阶段中,其对于整个摄影测量学科的教学、生产以及科研都造成了非常深远影响[7]。同时,它的影响不能够被认为成广是一门技术的发展,或者是生产效率的显著提高。

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