数字摄影测量结课报告

数字摄影测量数字摄影测量技术在构建数字城市中的应用所属学院：测绘工程学院学生学号：**********学生姓名：******专业名称：测绘工程授课教师：****教授2016.01.191摘要：摄影测量经过模拟摄影两个初步的发展阶段，现在已经进入了数字摄影测量阶段，该阶段的摄影测量比以往的摄影测量具有更多的优势，它把传统的摄影测量与计算机视觉相结合，该技术的发展源于摄影测量自动化的实践，随着计算机技术及其应用的不断发展，摄影测量已经在数字化城市建设中得到广泛应用。本文主要对摄影测量技术和数字城市进行描述，并介绍了数字摄影测量技术在构建数字城市的作用。关键字：摄影测量，数字摄影测量，数字城市1引言随着城市信息化的不断推进，数字城市作为城市发展的基础设施正受到越来越多的重视，已经逐渐成为城市规划、管理不可缺少的基础数据依托，数字城市是数字地球的一个重要组成部分，又称网络城市或信息城市。数字城市的关键技术包括城市地理信息系统的建立、海量信息传输技术和基础空间的获取技术，它们是数字城市建立必备的基础，尤其重要的是上述的最后一种技术，空间方面的信息是区域环境、人口、资源等各方面信息的总称，是国民经济信息系统不可或缺的部分。2摄影测量及数字摄影测量技术摄影技术是从19世纪开始被应用于测量中的，摄影测量技术经过不断地发展，涵盖了有关数字构架的摄影测量，按照成像距离的设定，摄影测量可分为近景测量、航空范畴的测量以及有着显微属性的测量，当代的数字摄影测量，对传统的摄影测量进行了整合，结合现阶段的微机视觉，测量的重点是从搜集得来的数字影像中，自动分析和提炼出有用的空间信息，摄影测量得到的产品具有数字化的特征及其独有的属性，随着近年来微机技术的发展，摄影测量的既有内涵已经超出了原有的范畴，摄影测量的进展已经到达了第三阶段。23数字城市3.1数字城市概念“数字城市”系统是一个人地（地理环境）关系系统，它体现人与人、地与地、人与地相互作用和相互关系，系统有政府、企业、市民、地理环境等，既相对独立又密切相关的子系统构成。政府管理、企业的商业活动、市民的生产生活无不体现出城市的这种人地关系。CUDI国际城市发展研究院认为城市的信息化实质上是城市人地关系系统的数字化，它体现人的主导地位，通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律，对城市人地关系进行调控，实现系统优化，使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。城市信息化过程表现为地球表面测绘与统计的信息化（数字调查与地图），政府管理与决策的信息化（数字政府），企业管理、决策与服务的信息化（数字企业），市民生活的信息化（数字城市生活），以上四个信息化进程即数字城市。3.2介绍数字城市是指利用空间信息构筑虚拟平台，将包括城市自然资源、社会资源、基础设施、人文、经济等有关的城市信息，以数字形式获取并加载上去，从而为政府和社会各方面提供广泛的服务。数字城市能实现对城市信息的综合分析和有效利用，通过先进的信息化手段支撑城市的规划、建设、运营、管理及应急，能有效提升政府管理和服务水平，提高城市管理效率、节约资源，促进城市可持续发展。由于人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关，因此数字城市是构筑和运行在空间信息平台的基础上。某种意义上说，空间信息平台是数字城市建设过程中的基础设施建设，数字城市的各种高端应用都需要通过空间信息平台实现，并受空间信息平台的建设情况制约，空间信息平台与数字城市的关系就如同道路、桥梁与实体城市的关系。4数字摄影测量技术在构建数字城市中的应用数字城市是以城市的基础空间信息为基础的。其基础空间信息主要包括：数字高程模型、全要素数字地形图及数字正摄影像图等。4.1数字高程模型的建立建立数字城市的基础之一就是数字高程模型，它是进行各种工程设计和构建城市三维景观的基础信息。我国目前建立了数字高程模型的城市较少，数字摄影测量系统具有自动生成等高线和大规模生产数字高层模型的功能，对数字城市的建立具有十分重要的意义。4.2数字正摄影像的建立数字正射影像图是对影像的垂直投影进行处理，并使之得到消除的一种地3图，它是以数字高程模型为基础的，其中所涵盖的内容十分丰富，包括纠正后的各种地表信息，此时所建城市比例尺的准确性高，对促进环境保护、城市规划、资源调查、灾害预防等具有重大意义，从统计资料上可以看出，我国城市的数字正射影像图的数量和种类都比较少，其覆盖范围也不大，黑白、真彩是其常用的片种，主要用于土地调查和更新地图方面，数字正射影像图在世界上正受到广泛关注。4.3城市空间的形象设计利用航空影像、地面拍摄的纹理影像、DEM和地物构架模型可建立起城市的三维景观模型或小区的三维景观模型，这将极大提升人们在城市规划、项目设计、文物保护、环境治理、工程选址、资源配置等方面的能力。传统的城市规划比较强调的是功能上的划分与配置的合理性，考虑较多的是面域的问题。城市实体工程或小区域的群体工程项目较多考虑的是项目自身或与面临目标间的视觉协调等问题，而这种视觉感受与小区域环境理念中含有较多的人为因素和理想成分。体现的仅是设计师的人为感受，它与更大区域的联系或在整个城市的景观形象构成中的关系则无法得到解决和满足。当前，进行城市空间的形象设计，展示城市空间景观的构成特性和表示特征，将城市的建设和发展(点域和小区域)纳入到整个城市或一个较大区域的景观形象中总体考虑已成为大家的共识，这样的结果必将是能够保证所有的项目设计和项目建设都能符合整个城市的整体景观结构要求，做到与周围的自然环境与人文环境的完美结合，做到环境配置与功能配置的协调，也更加能够表现出城市的精神面貌与自然共融的理想境界。而要进行这方面的工作就离不开以影像图和城市景观模型为表现形式的数字城市的支持。影像地图是一种最基本的可表示景观信息和搭载景观语言的载体，它可以极大地开拓设计师的视野，但它的视觉表现是单向的，也不具备互操作性等特征，仅可用于宏观把握。而城市景观模型则解决了这个问题，它是一个多角度多视点可操作系统，可用它进行微观设计。如果城市规划师、建筑设计师或城市景观设计师能够结合影像图和城市景观模型进行项目设计，将创作出优秀的成果。4.4建立三维立体可视化效果下的城市模拟景观三维模型是运用模拟的方法，使实测得来的地理坐标在感官上具有三维的真实效果，并据此创造出整体景观模型的三维框架，使图像的生动性及真实性效果增强，它利用对数字影像的调和及辨别，依据比实际偏大的比例尺，获取精准的地理位置信息，最后使城市建筑的模型在计算机上生成。比如，在创设某三维模型时，首先必须对影像图片进行严格地扫描，并把扫描得来的图像转换成计算机软件可以辨别的图像格式，其次，在建构好的模型内，搜集各种可以利用的数值，建构科学的高程模型，最后，按照预先设定的格网和实测图，并考虑该地段固有4的地形高程，创设出三维态势下的数据组。正射影像减弱了图像的扭曲程度，使整体构建的影像更加恒定。5研究与展望数字城市是一个庞大的系统工程，它是城市发展和社会信息化的必然趋势，也是城市发展的新的经济增长点。目前的技术已基本成熟。数字城市作为一个战略目标早启动、早规划比晚启动、晚规划要好。要抓住网络资源与数据资源共享与互联这两个核心环节，作好规划，解决政策、标准和设计问题，先起动一些投资小见效快的项目，力争由数字城市的项目养数字城市工程，加快推进数字城市建设。数字摄影测量技术在构建数字城市中具有重要的应用，数字城市空间基础数据获取，城市空间的形象设计，社会公众在城市建设和城市发展中的参与等等，尤其重要的是能提供的4D产品以及城市的三维景观模型。数字摄影测量能自动快速生成城市的DEM、DOM、DLG，并可从DOM上自动或人机交互式提取各种专题信息，然后将这些结果存人GIS数据库中，以实现数据库的自动更新。这种由城市的正射影像、DEM、建筑物的量测数据、房顶与墙面的影像纹理数据虚拟城市三维景观的手段是“数字城市”图形交互的主要形式。数字城市的建设，在全国已经形成一个势不可挡的浪潮。随着摄影测量与遥感技术的不断发展成熟，它对数字城市建设的推动作用越来越明显，是数字城市建设的技术核心和基础，有着非常广阔的发展前景，必将成为测绘科学系统中的一门非常重要的基础学科。5参考文献[1]文雪中,潘建平,付飞飞.三维建模技术在数字城市中的应用[J].科技资讯,2010,02:220-221.[2]王家耀，张祖勋主编.中国数字城市发展战略论坛论文集.西安：西安地图出版社,2005.[3]柳叶.数字摄影测量下的虚拟城市建设[J].北京测绘.2014,03:128-130[4]李德仁，王树根，周月琴编著.摄影测量与遥感概论第2版.北京：测绘出版社,2008.10.[5]王小年．全数字摄影测量在城市测绘中的应用[J].城市建筑,2013，18.[6]赖明主编.《数字城市导论》编委会编.数字城市导论.北京：中国建筑工业出版社,2001.[7]周立著.数字城市空间管制动态信息采集研究.北京：中国大地出版社,2003.04.[8]承继成等.数字城市一一理论、方法与应用.北京:科学出版社,2003.[9]张祖勋主编.数字摄影测量学.武汉：武汉大学出版社,2012.03.[10]王树根编著.摄影测量原理与应用.武汉：武汉大学出版社,2009.05.[11]宁津生，陈俊勇等编著.测绘学概论.武汉：武汉大学出版社,2008.[12]孟昭山，王铁军，郑福海编著.摄影测量技术的发展与应用.哈尔滨：哈尔滨地图出版社,2010.08.[13]邹晓军.摄影测量基础.郑州：黄河水利出版社,2008.[14]王敏主编.摄影测量与遥感.武汉：武汉大学出版社,2011.09.[15]WangZhizhuo,1995:FromPhotogrammetrytoGeomatics-acommemorationofaccomplishmentthatisVirtuoZo[J],Volume2,Number1Vir-tuoZo[16]李海燕.现代数字摄影测量与GIS结合的数字城市建设应用研究.长安大学，2011.06.[17]刘德利.基于数字摄影测量的城市三维景观建模[J].吉林大学，2006.06.[18]江绵康.“数字城市”的理论与实践[D].华东师范大学.2006.[19]谢思铭．城市空间数据中心的应用研究[J]．北京测绘,2013,05：23-26.[20]邓非，闫利编著.摄影测量实验教程.武汉：武汉大学出版社,2012.05.[21]徐少华.数字摄影测量的发展与展望[J].科技向导,2010,(6).[22]江绵康.数字城市的理论与实践.上海：华东师范大学,博士论文,2006.[23]李华,李淑琴,王锦萍.利用数字摄影测量系统与遥感手段高效获取4D产品的技术[J].城市勘测,2005.[24]江绵康.数字城市的理论与实践.上海：华东师范大学,博士论文,2006.[25]陈述彭,岳天祥,励惠国.地学信息图谱研究及其应用.地理研究，2000，,19(4):337～343.[26]Heipke,C.2001:AReviewofthestate-of-the-artforTopographicApplicationsDigitalPhotogrammetricWorkstations[M],GIMInterna-tionalApril.[27]RobIngram,SteveBenford,JohnBowers,Buildingvirtualcities:applyingurbanplanningprinciplestothedesignofvirtualenvironments,DepartmentofComputerScience,TheUniversityofNottinghamNottingham.UK[28]BattyM,Virtualgeography,Future,1997.6[29]RandEppich,Rapidmodelingofurbanenvironments(UCLAThesisInternetAddress:[e-mail].