数字摄影测量在数字城市中的应用

LOGO数字摄影测量技术在构建数字城市中的应用主讲：齐效成ContentsAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhere一、数字摄影测量的概念二、数字摄影测量的发展三、数字城市的概念四、数字摄影测量技术在数字城市中的应用五、在城市地理信息数据更新中的优势概述六，数字摄影测量未来的发展方向摄影测量的发展发展阶段原始资料投影方式仪器操作方式产品模拟摄影测量像片物理投影模拟测图仪作业员手工模拟产品解析摄影测量像片数字投影解析测图仪机助作业员操作模拟产品数字产品数字摄影测量像片数字化影像数字影像数字投影计算机自动化操作+作业员的干预数字产品模拟产品一、数字摄影测量的概念数字摄影测量（Basicconceptofdigitalphotogrammetry）是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。数字摄影测量产品1、DLG——数字线划图2、DOM——数字正射影像3、DEM——数字高程模型4、DRG——数字栅格地图数字高程模型DEM数字正射影像DOM数字摄影测量的基本流程One影像的定向(内定向、相对定向、核线重采样、绝对定向)TwoThree数字DEM获取数字D0M获取和向量立体测量数字摄影测量优势1）时间短、周期快2）节省人力、财力3）不受气候、地形、交通等制约4）产品丰富5）适合较大范围的测图任务国产数字摄影测量设备二、数字摄影测量的发展1.原始数据获取手段的发展传统的航空摄影主要是以框幅式相机如RC10或RC30为代表，摄影后需要进行冲洗、负片压正、扫面等过程，获取胶片，工序比较多。同时由于中心投影经常引起较大的航片畸变差，这都会对精度产生较大影响。近几年来，面阵式数码相机（如DMC、UCD等）以及三线阵推扫式数码相机（如ADS40、80）、机载激光雷达等先进传感器相继的采用可直接获取高分辨率数字影像、多光谱、彩红外等影像数据以及高程数据。随着GPS辅助空三系统、POS直接定向系统、差分GPS+惯性导航系统（DGPS+IMU）等定向系统应用于航摄过程，在航飞的同时以少量的地面控制点甚至是在无地面控制的情况下可直接获取不同精度的航片外方位元素，改变了传统航空摄影测量的作业模式，大大减少了航测外业像控点的布测工作，缩短了数据更新的周期。数字摄影测量系统的发展随着计算机技术的快速发展，数字摄影测量系统的处理速度也在不断地提高。计算机处理器性能、显卡性能、显示器性能、光电传感灵敏度等都直接影响数字摄影测量系统的应用潜力，反过来数字摄影测量系统可与计算机视觉、计算机仿真、模拟、计算机动画、计算机网络联系起来又极大地扩展了数字摄影测量系统的应用领域。数字城市的概念数字城市的概念源于数字地球的战略构想，又称网络城市或智能城市，更确切地说是信息城市它是指综合运用计算机手段(GIs、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术)对城市的基础设施、功能机制进行全方位的数字采集和处理，形成具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、优化决策的强大功能，用于重大决策的效果预演和对未来发展的预测。数字城市的概念数字城市（digitalcity）的概念源于数字地球的战略构想，又称网络城市或智能城市.它是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，对城市的基础设施、功能机制进行全方位的数字采集和处理，形成具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、优化决策的强大功能，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。数字城市的基础“数字城市”的基础主要有三项。第一项是信息基础设施，要有高速宽带网络和支撑的计算机服务系统和网络交换系统。也就是说“数字城市”的第一项任务是解决“修路”的问题。但是光有路不行，还必须有第二项基础-数据，特别是“空间数据”。据统计人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关，“数字地球”的基本概念也是定义在地球空间框架上集成和展示各种数据，数字地图和数字影像是数字城市的基础框架。为什么我们要叫数字城市，而不叫网络城市？网络城市只能说明铺设了多少光缆，而不能衡量城市的信息化水平。衡量数字城市的指标，除宽带网里程以外，另一个重要指标是数据量的大小，特别是各类基础空间数据的数据量。数字城市第三项基础是人，管理数字城市和使用数字城市的人。与管理我们的现实城市相对应，管理数字城市要逐渐建立起相应的机构和规范，要不断对网络系统和数据进行建设、更新、维护和升级，并协调用户的访问。除管理数字城市的人以外，培养使用数字城市的人也是一项重要的基础工作。只是建了数字城市而没有人用，是一种浪费，也产生不了社会经济效益。只有成千上万的企业，成百万、上千万的市民应用数字城市才可以产生巨大的社会经济效益，促进国民经济的快速发展。前几年，世界经济的快速发展，得益于IT产业的硬软件技术，今后国民经济的一个重要增长点，将有赖于信息服务业。建设内容城市设施的数字化城市网络化公众服务平台建设城市的智能化①城市设施的数字化在统一的标准与规范基础上，实现设施的数字化，这些设施包括：城市基础设施——建筑设施、管线设施、环境设施；交通设施——地面交通、地下交通、空中交通；金融业——银行、保险、交易所；文教卫生——教育、科研、医疗卫生、博物馆、科技馆、运动场、体育馆，名胜古迹；安全保卫——消防、公安、环保；政府管理——各级政府、海关税务、户籍管理与房地产；城市规划与管理——背景数据（地质、地貌、气象，水文及自然灾害等）、城市监测、城市规划。②城市网络化三网连接：电话网、有线电视网与Internet，三网实现互联互通；通过网络将分散的分布式数据库、信息系统连接起来，建立互操作平台；建立数据仓库与交换中心、数据处理平台、多种数据的融合与立体表达、方正与虚拟技术的数据共享平台。③城市的智能化城市智能化方面包括：电子商务：网上贸易、虚拟商城、网上市场管理；电子金融：网上银行、网上股市、网上期货、网上保险；网上教育：虚拟教室、虚拟试验、虚拟图书馆；网上医院：网上健康咨询、网上会诊、网上护理；网上政务：网上会议等。④公众服务平台建设以三维仿真地图、矢量电子地图数据、影像电子地图数据为基础，实现三张类型地图数据的联动切换和有机结合，整合了城市各类兴趣点信息，普通市民通过互联网及移动互联网，足不出户就可以获得各种生活服务，包括位置搜索、公交查询、美食、娱乐、旅游、酒店预订等，为市民带来更加丰富的地理信息服务体验。数字城市和智慧城市的区别对比数字城市和智慧城市，我们可以发现以下六方面的差异：1、当数字城市通过城市地理空间信息与城市各方面信息的数字化在虚拟再现传统城市，智慧城市则注重在此基础上进一步利用传感技术、智能技术实现对城市运行状态的自动、实时、全面透彻的感知。2、当数字城市通过城市各行业的信息化提高了各行业管理效率和服务质量，智慧城市则更强调从行业分割、相对封闭的信息化架构迈向作为复杂巨系统的开放、整合、协同的城市信息化架构，发挥城市信息化的整体效能。3、当数字城市基于互联网形成初步的业务协同，智慧城市则更注重通过泛在网络、移动技术实现无无所不在的互联和随时随地随身的智能融合服务。4、当数字城市关注数据资源的生产、积累和应用，智慧城市更关注用户视角的服务设计和提供。5、当数字城市更多注重利用信息技术实现城市各领域的信息化以提升社会生产效率，智慧城市则更强调人的主体地位，更强调开放创新空间的塑造及其间的市民参与、用户体验，及以人为本实现可持续创新。6、当数字城市致力于通过信息化手段实现城市运行与发展各方面功能，提高城市运行效率，服务城市管理和发展，智慧城市则更强调通过政府、市场、社会各方力量的参与和协同实现城市公共价值塑造和独特价值创造。四、数字摄影测量技术在数字城市中的应用建立数字高程模型三维景观模型建立数字正射影像图城市突发事故应急（1）建立数字高程模型ClicktoaddTitleClicktoaddTitleClicktoaddTitle数字高程模型是建立数字城市的基础信息之一，是构建城市三维景观和进行各种工程设计的主要信息。DEM在社会生产中有着非常广阔的应用，如在工程建设上，可用于如土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础;在无线通讯上，可用于蜂窝电话的基站分析等等DEM产品可为地表建模、土石方计算提供基础信息数据(2)建立数字正射影像图数字正射影像图是根据数字高程模型对中心投影的遥感影像进行纠正处理，消除了投影差的垂直投影的影像地图。由于它包含地表的各种原始信息，而且通过纠正处理，比例尺和相关位置是准确的，可用于城市规划、环境保护、资源调查、灾害防治以及军事等多种领域。正射影像图已经受到人们的重视,被视为快速成图与更新的重要手段。较之于数字线划画图,正射影像则更为直观,细节也更为丰富。运用洪水监测、河流变迁、旱情监测；农业估产(精准农业)；土地覆盖与土地利用土地资源的动态监测；荒漠化监测与森林监测(成林害虫)；海岸线保护；生态变化监测；农村土地发证，指认宗地界线并数字化其点位坐标，土地利用调查等。由正射影像、DEM、建筑物的量测数据、影像纹理数据所生产的城市环境的三维景观为计算机可视化、仿真、虚拟现实、土地与城市规划提供了数据。(3)建立城市真实三维景观模型城市真实三维景观模型是根据建筑物的实际三维地理坐标构建的城市模型。城市真实三维景观模型可根据大比例尺遥感影像通过数字摄影测量方法，由软件自动生成建筑物的结构模型并贴上相应的纹理建成精确测得结构物的空间三维坐。在城市地理信息数据更新中的优势信息量丰富更新的拓展性和可延续性强降低成本缩短周期真实三维景观模型的优势1.降低成本缩短周期与传统测绘手段比较，数字摄影测量大大降低外业工作的强度，将外业大部分的工作转入内业，尤其在测绘等高线方面优势突出，其他如测绘老城区、高层建筑物等与常规极坐标测绘法相比速度也快。2.信息量丰富原始航摄资料经过专业数字摄影测量软件的处理后可以更新包括地表景观、地面高程模型，尤其是基于上述地形数据结合人工合成模型、数码影像等数据建立起来的三维浏览景观。3.更新的拓展性和可延续性强数字摄影测量可以同时获取线划图、影像及高程模型数据。更新的一般流程为采用全区域数字航摄的方式获取影像资料，通过影像叠加和匹配技术确定更新区域，利用已有的同源高程模型库和像控点数据库快速更新DOM数据库，进行线划图数据更新的同时，利用更新的地形数据重建或更新高程模型数据，实现3D产品的互动更新，达到了数据更新的拓展性和可延续性，同时减少了数据转换的环节，使得现有数据可以被最大化地利用。在城市应急方面的运用航空摄影测量可提供高分辨的正射影像图、精确的DEM和三维景观图等测绘产品,并能提供各种直观、精确的可视化量测工具,。航空摄影工作主要沿着城市的主要道路、河流、桥梁等重要交通干线进行,甚至在城市上空进行盘旋飞行,以获取居民区更多的地面信息。故它在城市应急方面有无法比拟的作用。a在抗震救灾中的运用b在工程监测中的运用六、数字摄影测量未来的发展方向1.空间数据信息获取的发展趋势3.空间信息管理的发展趋势.4.空间信息应用的发展趋势2.空间信息处理的发展趋势LOGO