數(shù)字?jǐn)z影測量是指基于攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)提取所攝對象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的測量方法。
發(fā)展
數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展起源于攝影測量自動(dòng)化的實(shí)踐，即利用相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化測圖。攝影測量自動(dòng)化是攝影測量工作者多年來所追求的理想。最早涉及攝影測量自動(dòng)化的研究可追溯到1930年，但并未付諸實(shí)施。直到1950年，由美國工程兵研究發(fā)展實(shí)驗(yàn)室與Bausch and Lomb光學(xué)儀器公司合作研制了第一臺(tái)自動(dòng)化攝影測量測圖儀。當(dāng)時(shí)是將像片上灰度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。這種努力經(jīng)過了許多年的發(fā)展歷程，先后在光學(xué)投影型、機(jī)械型或解析型儀器上實(shí)施，例如B8-Stereomat、Topocart等。也有一些專門采用CRT掃描的自動(dòng)攝影測量系統(tǒng)，如UNAMACE、GPM系統(tǒng)。與此同時(shí)，攝影測量工作者也試圖將由影像灰度轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)再轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)（即數(shù)字影像），然后，由電子計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)攝影測量的自動(dòng)化過程。美國于20世紀(jì)60年代初，研制成功的DAMC系統(tǒng)就是屬于這種全數(shù)字的自動(dòng)化測圖系統(tǒng)。它采用瑞士Wild公司生產(chǎn)的STK-1精密立體坐標(biāo)儀進(jìn)行影像數(shù)字化，然后用1臺(tái)IBM7094型電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)攝影測量自動(dòng)化。武漢測繪科技大學(xué)王之卓教授于1978年提出了發(fā)展全數(shù)字自動(dòng)化測圖系統(tǒng)的設(shè)想與方案，并于1985年完成了全數(shù)字自動(dòng)化測圖軟件系統(tǒng)WUDAMS，也采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)了攝影測量自動(dòng)化。因此，數(shù)字?jǐn)z影測量是攝影測量自動(dòng)化的必然產(chǎn)物。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展以及數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、專家系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)視覺等學(xué)科的不斷發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影測量的內(nèi)涵已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)攝影測量的范圍，現(xiàn)已被公認(rèn)為攝影測量的第三個(gè)發(fā)展階段。數(shù)字?jǐn)z影測量與模擬、解析攝影測量的最大區(qū)別在于：它處理的原始信息不僅可以是像片，更主要的是數(shù)字影像（如SPOT衛(wèi)星影像）或數(shù)字化影像；它最終是以計(jì)算機(jī)視覺代替人眼的立體觀測，因而它所使用的儀器最終將是通用計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)外部設(shè)備，特別是當(dāng)代，工作站的發(fā)展為數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展提供了廣闊的前景；其產(chǎn)品是數(shù)字形式的，傳統(tǒng)的產(chǎn)品只是該數(shù)字產(chǎn)品的模擬輸出。
定義
對數(shù)字?jǐn)z影測量的定義，在世界上主要有兩種觀點(diǎn)。
其一認(rèn)為數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多種學(xué)科的理論與方法，提取所攝對象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測量學(xué)的分支學(xué)科。這種定義在美國等國家稱為軟拷貝攝影測量（Soft Copy Photogrammetry）。中國著名攝影測量學(xué)者王之卓教授稱之為全數(shù)字?jǐn)z影測量（All Digital Photogrammetry或）。這種定義認(rèn)為，在數(shù)字?jǐn)z影測量中，不僅產(chǎn)品是數(shù)字的，而且中間數(shù)據(jù)的記錄及處理的原始資料均是數(shù)字的，所處理的原始資料也是數(shù)字影像或數(shù)字化的影像。
其二則只強(qiáng)調(diào)其中間數(shù)據(jù)記錄及最終產(chǎn)品是數(shù)字形式的，即數(shù)字?jǐn)z影測量是基于攝影測量的基本原理，從攝影測量與遙感所獲取的數(shù)據(jù)中，采用數(shù)字?jǐn)z影影像或數(shù)字化影像，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行各種數(shù)值、圖形和影像處理，以研究目標(biāo)的幾何和物理特性，從而獲得各種形式的數(shù)字化產(chǎn)品，如數(shù)字地圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像、景觀圖等。
組成
一、計(jì)算機(jī)輔助測圖
計(jì)算機(jī)輔助測圖是利用解析測圖儀或模擬光機(jī)型測圖儀與計(jì)算機(jī)相連的機(jī)助（或機(jī)控）系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理，形成數(shù)字高程模型DEM與數(shù)字地圖，最后輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。根據(jù)需要也可利用數(shù)控繪圖儀輸出線劃圖，或利用數(shù)控正射投影儀輸出正射影像圖，或利用打印機(jī)打印各種表格。這種情況所處理的依然是傳統(tǒng)的像片，且對影像的處理仍然需要人眼的立體量測，計(jì)算機(jī)則起進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄與輔助處理的作用，是一種半自動(dòng)化的方式。計(jì)算機(jī)輔助測圖是攝影測量從解析化向數(shù)字化的過渡階段。
二、影像數(shù)字化測圖
影像數(shù)字化測圖是利用計(jì)算機(jī)對數(shù)字影像或數(shù)字化影像進(jìn)行處理，由計(jì)算機(jī)視覺（其核心是影像匹配與影像識(shí)別）代替人眼的立體量測與識(shí)別，完成影像幾何與物理信息的自動(dòng)提取。此時(shí)不再需要傳統(tǒng)的光機(jī)儀器的人工操作方式，而是自動(dòng)化的方式。若處理的原始資料是光學(xué)影像（即像片），則需要利用影像數(shù)字化儀對其數(shù)字化。按對影像進(jìn)行數(shù)字化的程度，又可分為混合數(shù)字?jǐn)z影測量與全數(shù)字?jǐn)z影測量。
(1)混合數(shù)字?jǐn)z影測量
混合數(shù)字?jǐn)z影測量通常是在解析測圖儀上安裝一對CCD數(shù)字相機(jī)，對要進(jìn)行量測的局部影像進(jìn)行數(shù)字化，由數(shù)字相關(guān)（匹配）獲得點(diǎn)的空間坐標(biāo)。zeiss的解析測圖儀C100附加一對CCD相機(jī)構(gòu)成INDU SURF（industrial surface measurement）系統(tǒng)，可自動(dòng)量測物體的表面。原Wild與Kern的解析測圖儀也可以構(gòu)成類似的系統(tǒng)。海拉瓦的DCCS（digital compaprator correlation system）也屬于此種系統(tǒng)。
(2)全數(shù)字?jǐn)z影測量
全數(shù)字?jǐn)z影測量（也稱軟拷貝攝影測量）處理的是完整的數(shù)字影像，若原始資料是像片，則首先利用影像數(shù)字化儀對影像進(jìn)行完全數(shù)字化。利用傳感器直接獲取的數(shù)字影像可直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)，或記錄在磁帶上，通過磁帶機(jī)輸入計(jì)算機(jī)。由于自動(dòng)影像解釋仍然處于研究階段，因而全數(shù)字?jǐn)z影測量主要是生成數(shù)字地面模型（DTM）與正射影像圖。其主要內(nèi)容包括：方位參數(shù)的解算、沿核線重采樣、影像匹配、解算空間坐標(biāo)、內(nèi)插數(shù)字表面模型（如DTM）、自動(dòng)繪制等值線、數(shù)字糾正產(chǎn)生正射影像及生成帶等值線的正射影像圖等。第一套全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)是20世紀(jì)60年代在美國建立的DAMCS（digital automatic map cornpilation system）。20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，許多全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)已相繼建立，如Helava的DPW（digital photogrammetry workstation）與中國武漢測繪科技大學(xué)的WUDAMS（Wuhan digital automatic mapping system）等。
處理步驟
數(shù)字?jǐn)z影測量處理的過程一般包括如下6個(gè)步驟。
第1步：圖像數(shù)字化轉(zhuǎn)換
圖像數(shù)字化轉(zhuǎn)換的目的是將航空或航天的攝影類圖像數(shù)字化為數(shù)字圖像，并以二維像元灰度矩陣表示。
第2步：數(shù)字圖像的定向
數(shù)字圖像的定向包括整幅數(shù)字圖像的內(nèi)定向、相對定向和絕對定向，以確定相關(guān)參數(shù)。
內(nèi)定向：確定掃描坐標(biāo)系和像平面坐標(biāo)系的關(guān)系。
相對定向：用圖像匹配算法自動(dòng)確定立體數(shù)字圖像中的相對定向點(diǎn)的像坐標(biāo)，用解析攝影測量相對定向解算相對方向參數(shù)。
絕對定向：用已知控制點(diǎn)的像坐標(biāo)和內(nèi)定向參數(shù)計(jì)算控制點(diǎn)在一幅數(shù)字圖像中的坐標(biāo)，用圖像匹配算法自動(dòng)確定它們在另一幅數(shù)字圖像中的坐標(biāo)。
第3步：數(shù)字圖像處理
數(shù)字圖像處理包括數(shù)字圖像像元按掃描坐標(biāo)系排列變換為按核線方向排列，且對圖像進(jìn)行增強(qiáng)和特征提取。
第4步：建立數(shù)字地面模型
建立數(shù)字地面模型包括沿核線的一維圖像匹配、計(jì)算點(diǎn)的模型坐標(biāo)、建立帶圖像灰度值的數(shù)字地面模型。
第5步：生成數(shù)字等高線
根據(jù)規(guī)則格網(wǎng)DEM，采用一定的插值算法生成數(shù)字等高線。具體過程是首先在DEM中按規(guī)定的等高線間隔跟蹤等高線離散點(diǎn)，然后光滑加密形成數(shù)字等高線數(shù)據(jù)。
第6步：生成正射數(shù)字圖像
正射數(shù)字圖像：用數(shù)字正射投影（數(shù)字微分校正）技術(shù)將原數(shù)字圖像校正為正射圖像。如果將數(shù)字等高線與數(shù)字正射圖像套合，即產(chǎn)生帶等高線的正射數(shù)字圖像。
參考資料 >