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第六章 小结

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第六章 小结. 核心词:数字摄影测量 主要内容: 1 、数字摄影测量代替经典模拟摄影测量主要表现在:操作对象、 像片内外定向、像点坐标测量、同名点识别、测绘产品的形式和生产等方面。 2 、数字相关概念和测度:寻找同名点过程的测度有相关系数、协方差、最小二乘。. 3 、影像匹配方法:核线相关、基于特征匹配, VLL 匹配(第七章要讲)。 4 、核线、核点、核面的概念;了解核线的数学模型,只要找到核线解析表达,匹配变成一维的,最大特点是速度快。 5 、了解基于特征匹配的基本思想; 6 、掌握数字摄影测量系统和基本功能: OR 、 AAT ( AT )、 OP 、 GIS 等。.

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第六章 小结
  • 核心词:数字摄影测量
  • 主要内容:

1、数字摄影测量代替经典模拟摄影测量主要表现在:操作对象、像片内外定向、像点坐标测量、同名点识别、测绘产品的形式和生产等方面。

2、数字相关概念和测度:寻找同名点过程的测度有相关系数、协方差、最小二乘。

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3、影像匹配方法:核线相关、基于特征匹配,VLL匹配(第七章要讲)。3、影像匹配方法:核线相关、基于特征匹配,VLL匹配(第七章要讲)。

4、核线、核点、核面的概念;了解核线的数学模型,只要找到核线解析表达,匹配变成一维的,最大特点是速度快。

5、了解基于特征匹配的基本思想;

6、掌握数字摄影测量系统和基本功能:OR、AAT(AT)、OP、GIS等。

摄影测量的任务是。。。。。

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第七章数字高程模型及其应用

  随着计算机技术、空间技术和现代通讯技术发展,推动了数字测绘技术的研究与应用,促进了数据采集和数据处理手段的多样化、自动化、可视化。而数字高程模型DEM就是这些技术的集成与发展。

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1:5万地形图

把实际地形或模拟图用计算机以数字形式表达的模型就是地面模型把实际地形或模拟图用计算机以数字形式表达的模型就是地面模型
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7-1概述

  要想数字表达地表,就必须把地面分割成小块,每一块表达出来就是地面模型DTM(Digital Terrain Model)。

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把地面分割成小方块,方块属性是高程,模型就是GRIDDEM (Digital Elevation model)。

把地面分割成三角形,顶点属性是坐标位置处的高程,就是TIN (Triangulated irregular network)。

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一、DTM定义

DTM是在某一区域上多维向量限序列的数字表达。地形分量、经济分量、交通分量….

DTM的地形分量就是DEM,在测绘中一般不区分DTM和DEM。

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二、DEM表达形式

规则格网GRIDDEM

不规则三角网TIN

等高线模型(用的很少)

griddem

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三、规则格网GRIDDEM
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四、不规则三角网TIN

三角形不重叠

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五、DEM发展

1956年,美国麻省理工学院Miller教授提出。

70代年,研究内插方法。

80年代,研究精度和质量控制,存储。

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7-2数据点的获取

数据点:建立数字高程模型所需要的点,其基础作用就是控制DEM精度和准确度,检查建立DEM质量。获取数据点方法有

已有图上采集

空中采集    

地面采集 

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一、地形图上数据采集法

在已有地形图的数字化采集无疑是信息丰富而廉价高效的。

所使用的数字化器包括三种类型:

手扶跟踪数字化器

  • 扫描数字化器
  • 半自动跟踪数字化器。
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地图数字化不足
  • 现时性问题:即其数据信息落后于实际的变化,特别是在经济发达地区,
  • 数据的质量:尤其是数学精度方面的指标,如等高线的密度和表示精度以及地形图件的伸缩变形而导致的误差等。
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二、野外数据采集法

  利用GPS和全站仪等测量仪器在实地采集。可以获得具有很高精度、现势性好的数据(优点)。常用于有限范围内的大比例尺高精度的DEM建模,在土木工程中的道路、桥梁、隧道和房屋建设等方面得到广泛应用

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  但此方法工作量大、效率低且费用高(缺点),不适合于大范围的DEM的数据采集。  但此方法工作量大、效率低且费用高(缺点),不适合于大范围的DEM的数据采集。

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三、空中采集-摄影和遥感

摄影测量是广泛采用的获取数据点的最有效、最主要的手段,(航空)摄影影像因为其丰富的地表信息而成为高精度大范围DEM构建的最有价值的数据源。

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数字摄影测量采集方法
  • 沿等高线采集:山区
  • 沿等断面采集:山区

  等距离间隔方式和按等时间间隔方式记录数据点。

  • 渐近采样:方法合理、密度和精度有很好的控制
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四、DEM建立方法(补充内容)

DEM建立方法按其形式分为:TIN的建立方法和GRIDDEM的建立方法。

建立TIN时,认为数据点数量已经足够;地面由三角形构成,此时的地面是连续的,但不光滑。

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建立TIN常用方法有
  • 角度判别法(重点要掌握);
  • Thicssen多边形;
  • Delaunay三角网。
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建立GridDEM时,要有以下理念:

  • 数据点(参考点)是分散的,无规律的、数量不足以表达地面起伏;
  • 地面是连续光滑的(如等高线);
  • 以数据点为参考,计算出格网交叉点高程,在数学上属于插值问题,所以的格网DEM建立也叫DEM内插。
griddem1
建立GridDEM的方法有:
  • 加权平均法(德国Dhodis)
  • 移动曲面拟合法
  • 多面函数拟合法
  • 最小二乘配置法
  • 有限元法
  • 摄影测量独有的VLL(铅垂线轨迹法)
1 tin
1、用角度判别法建立TIN

应注意:应尽可能保证每个三角形是锐角三角形或三边的长度近似相等,避免出现过大的钝角和过小的锐角。具体步骤是:

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(1)将原始数据分块,以便检索所处理三角形邻近的点,而不必检索全部数据。(1)将原始数据分块,以便检索所处理三角形邻近的点,而不必检索全部数据。

(2)确定第一个三角形

从N个离散点中任取一点A,通常可取数据文件中的第一个点或左下角检索格网中的第一个点。在其附近选取距离最近的一个点B作为三角形的第二个点。

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计算N-1个距离

计算N-2个角

C

B

A

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(3)三角形扩展

由第一个三角形往外扩展,将全部离散点构成三角网,并要保证三角网中没有重复和交叉的三角形.

向外扩展的处理.若从顶点为P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)的三角形之P1 P2边向外扩展,应取位于直线P1 P2与P3异侧的点。

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P1 P2直线方程为

备选点P之坐标为(x,y),满足

P与P3在直线P1 P2的异侧, P可以作为扩展点,角度最大的异侧点才是正确的扩展点.

2 griddem
2、铅垂线轨迹法建立GridDEM

铅垂线轨迹法(VLL)法的优点

  • 精度非常高(精度越高,工作量越大);
  • 充分利用了核线解析关系;
  • 测图代替了前方交会
  • 建立GridDEM
  • 匹配,测图,建DEM一步完成;
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VLL基本思想

DEM交叉点A处坐标是知道的,地面点的影像必然在A的铅垂线投影差上(底点特性),给定一个最小高程,在左右两张像片上判别像点是否相关,如果不相关,给高程增加一个量重复计算相关。当同名点找到后对应的高程就是A点的对应高程。

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(1)给定地面点的平面坐标

(X,Y)与近似最低高程程,高程搜索步距可由所要求的高程精度确定。

(2)由地面点平面坐标(X,Y)与可能的高程

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(3)分别以与为中心在左右影像上取影像窗口,计算其匹配测度,如相关系数

(4)将 的值增加1,重复(2),(3)两步,得到

取其最大者:

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其对应高程

则地面点A的高程为

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本节小结
  • DEM使地形数据可视化更丰富;(理解2)
  • DEM的定义(地形分量)=Grid+TIN(10)
  • 数据获取的方法:地面设备单点测量、已有地图数字化、摄影测量与遥感;(10)
  • 摄影测量数据点数据采集方法(2)
  • 角度判别法 生产DEMTIN的原理(10)
  • GridDEM的VLL生产方法(10)