智能攝影測量學導引 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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季順平 著

圖書標籤:

• 攝影測量學
• 智能攝影測量
• 三維重建
• 圖像處理
• 計算機視覺
• 無人機測量
• 傾斜攝影
• 點雲數據
• 建模
• GIS

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030570543

版次：01

商品編碼：12352896

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-04-01

頁數：159

字數：214000

正文語種：中文

內容簡介

《智能攝影測量學導引》係統講述現代攝影測量學的知識體係、方法及應用。第1章為《智能攝影測量學導引》基礎，介紹幾何成像、傳感器技術、攝影平颱、圖像處理以及優化方法等。第2，3章分彆介紹單目視覺和雙目視覺，它們是攝影測量中幾何概念的主體部分。第4章闡述運動平颱的定位方法，並將傳統的光束法平差推廣為貝葉斯理論框架下的動態優化問題。第5章介紹圖像匹配，包括用於同名點提取的稀疏匹配和用於立體重建的密集匹配。第6章介紹激光雷達與光學圖像的多層次融閤。第7章介紹專題圖和深度學習，並指齣以深度學習為主的人工智能方法將為語義專題圖的自動生産提供良好的解決方案。語義專題圖的製作是數字攝影測量時代多年來可望不可及的目標，這預示著一個新的時代——智能攝影測量時代的到來。

目錄

目錄
第1章 基礎 1
1.1 物理相關 1
1.1.1 光與視覺 1
1.1.2 傳感器與圖像 2
1.1.3 攝影平颱 4
1.2 幾何變換 5
1.2.1 點、綫、麵、角 5
1.2.2 幾何變換的層次 9
1.2.3 從3D到2D的幾何變換 10
1.3 數學基礎 13
1.3.1 綫性時不變係統和圖像處理 13
1.3.2 最小二乘平差 19
1.3.3 粗差的處理 21
1.3.4 係統誤差的處理 23
1.3.5 最大似然，最大後驗及貝葉斯定理 24
1.3.6 變分法 25
1.4 數學工具和平颱 29
1.4.1 代數運算工具 29
1.4.2 OpenCV庫 29
1.4.3 深度學習平颱 30
課後習題 31
第2章 單像解析 32
2.1 坐標係統 32
2.1.1 圖像坐標係 32
2.1.2 傳感器坐標係 34
2.1.3 平颱坐標係 34
2.1.4 局部切平麵坐標係 35
2.1.5 地心直角坐標係 35
2.2 普通光學相機的成像模型 35
2.2.1 平麵相機 35
2.2.2 綫陣相機 36
2.2.3 魚眼相機 37
2.2.4 通用幾何成像模型 39
2.3 全景相機的四種成像模型 43
2.3.1 理想的全景相機 43
2.3.2 多鏡頭組閤式全景相機 45
2.3.3 鏇轉式全景相機 46
2.3.4 摺反射式全景相機 47
2.4 單像解析的一些補充 48
2.4.1 空間後方交會和解法 48
2.4.2 共綫條件方程的正算和反算 49
2.4.3 滅點與滅綫 50
2.4.4 相機檢校 51
課後習題 53
第3章 立體幾何 54
3.1 普通核綫幾何 54
3.2 綫陣相機的核綫 57
3.3 全景相機的核綫 58
3.4 三視幾何 59
3.4.1 基於綫的三視幾何 59
3.4.2 三焦點張量 61
3.5 核綫幾何的一些補充 63
3.5.1 核綫立體像對 63
3.5.2 立體模型的絕對定嚮 64
3.5.3 前方交會和立體重建 65
課後習題 66
第4章 運動成像平颱的定位方法 67
4.1 貝葉斯理論框架下的通用定位模型 67
4.1.1 光束法平差的缺點 67
4.1.2 通用定位模型 68
4.2 光束法區域網平差 69
4.2.1 基本方法 69
4.2.2 光束法平差的初值 73
4.2.3 光束法平差的控製條件 75
4.2.4 自檢校光束法平差 77
4.3 卡爾曼濾波 78
4.3.1 離散卡爾曼濾波 79
4.3.2 擴展卡爾曼濾波 81
4.4 粒子濾波 83
4.4.1 濛特卡羅和馬爾可夫鏈 83
4.4.2 用帶權粒子錶達概率分布 84
4.4.3 粒子濾波算法 85
4.5 一些補充 87
4.5.1 從運動恢復結構 87
4.5.2 SLAM與VisualSLAM 87
課後習題 91
第5章 圖像匹配 92
5.1 特徵與特徵提取 92
5.1.1 什麼是好特徵？ 92
5.1.2 Harris算子 93
5.1.3 SIFT算子 95
5.1.4 A-SIFT與最小二乘匹配 97
5.2 圖像匹配 99
5.2.1 幾種相似性測度 99
5.2.2 誤匹配處理 100
5.2.3 匹配效率 102
5.3 圖像密集匹配 103
5.3.1 概述 104
5.3.2 近似全局匹配方法 104
5.3.3 半全局方法 107
5.4 一些補充 110
5.4.1 視覺詞袋 110
5.4.2 閉環探測 110
5.4.3 多源圖像匹配 111
5.4.4 非綫性光照與本徵圖像分解 111
課後習題 113
第6章 相機與激光雷達的融閤 114
6.1 傳感器靜態檢校 114
6.1.1 相機與GPS、IMU的檢校 114
6.1.2 基於綫的共綫條件方程 115
6.1.3 激光雷達與相機的檢校 115
6.2 數據級融閤 117
6.2.1 看作2D-3D或3D-3D剛體配準問題 117
6.2.2 考慮激光點雲中的誤差 118
6.3 幾何級融閤 119
6.3.1 LiDAR輔助的尺度約束 119
6.3.2 幾何約束下的閉環探測 120
6.4 三維場景生成 121
6.4.1 基於圖像的三維場景生成 121
6.4.2 基於點雲的三維場景生成 123
6.4.3 基於圖像和點雲融閤的三維場景生成 124
6.5 一些補充 124
6.5.1 機載激光雷達 124
6.5.2 RGB-D相機與Kinect 125
6.5.3 三維建模 125
課後習題 126
第7章 專題圖、深度學習與智能攝影測量 127
7.1 數字地圖 127
7.1.1 數字高程模型 127
7.1.2 數字正射圖像 129
7.1.3 數字綫劃圖 130
7.2 深度學習 132
7.2.1 曆史 132
7.2.2 基礎 133
7.2.3 深度捲積神經元網絡 136
7.3 專題圖及深度捲積神經元網絡的應用 137
7.3.1 圖像檢索專題圖 137
7.3.2 語義分割專題圖 139
7.3.3 目標識彆專題圖 140
7.3.4 實例分割專題圖 143
7.3.5 矢量提取專題圖 143
7.3.6 基於深度學習的立體匹配 144
7.4 深度學習在建築物提取中的應用 147
7.4.1 建築物開源數據庫的建立 147
7.4.2 建築物語義分割 149
7.4.3 建築物實例分割 150
7.4.4 建築物矢量提取 151
7.5 展望智能攝影測量時代 152
課後習題 153
參考文獻 154

攝影測量學導引：從理論基石到前沿應用 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且與時俱進的攝影測量學基礎框架。它不僅涵蓋瞭學科的經典理論與核心技術，更緊密結閤當前數字時代的數據獲取與處理需求，為理解和應用現代三維重建技術提供堅實的基礎。 第一部分：攝影測量的基本原理與曆史沿革 本部分將追溯攝影測量的起源，從早期的航空攝影到如今的無人機傾斜攝影，係統梳理學科發展的脈絡。重點闡述攝影測量的基本概念，包括像點、地麵點、像片坐標係與地麵坐標係之間的幾何關係。我們將詳細解析對中心投影成像過程的數學建模，這是所有後續計算的基石。 幾何基礎： 深入探討對對影像的內方位元素（焦距、主點位置、像傾角等）和外方位元素（相對位置和姿態）的確定方法。重點解析共綫方程的原理及其在空間定位中的核心作用。 誤差源分析： 細緻分析影響測量精度的主要誤差來源，包括像片畸變（鏡頭和像片本身）、大氣摺射、地麵點判讀誤差以及傳感器自身的係統誤差。通過對這些誤差源的理解，讀者將能更好地評估和控製測量精度。 立體觀測原理： 詳細介紹立體模型的基本形成原理，包括雙像對的相對定嚮和絕對定嚮過程。闡述如何通過解析或數字方法恢復地麵三維坐標的數學模型，為立體觀察與量測奠定理論基礎。 第二部分：影像獲取技術與數據預處理 現代攝影測量高度依賴於高效、高精度的數據采集平颱和工具。本部分將聚焦於當前主流的影像獲取技術及其對數據處理的影響。 航空攝影測量係統（APS）： 介紹大型航空攝影的係統配置、飛行規劃策略以及數據獲取規範。重點討論瞭傳統航攝與現代數字空中三角測量（DATM）的工作流程。 無人機攝影測量（UAV Photogrammetry）： 作為當前熱點，本章將詳細解析無人機係統的特點，包括其靈活性、低空優勢和傳感器集成方式。討論多鏇翼與固定翼無人機在不同應用場景下的適用性，以及如何優化航綫設計以達到最優的覆蓋率和基綫配置。 傳感器技術概述： 簡要介紹主流的成像傳感器類型，如CCD/CMOS相機，並探討高分辨率數字相機在幾何畸變校正方麵的挑戰與對策。 數據預處理與質量控製： 涵蓋影像的幾何校正、輻射定標、像控點的布設與測量標準，以及如何利用地麵控製點（GCPs）或利用絕對定嚮技術保證最終模型的幾何精度。 第三部分：空中/數字三角測量與密集匹配 三角測量是實現從二維影像到三維信息轉換的核心步驟。本部分將重點講解現代數字攝影測量的工作流程，特彆是大規模數據處理中的關鍵環節。 空中/數字空中三角測量（AT/DATM）： 係統闡述如何利用同步獲取的傳感器外方位信息（如POS/IMU數據）與影像進行聯閤平差，實現高精度、高效率的數字模型構建。討論不同平差模型（如直接地理定位、間接平差）的適用條件和優缺點。 密集匹配算法： 深入剖析當代攝影測量軟件實現三維重建的核心技術——密集匹配。介紹基於區域和基於特徵的匹配策略，包括早期的視差計算方法（如局部灰度相關法）到現代基於深度學習的優化匹配技術。重點討論多視幾何（Multi-View Geometry）在提高匹配魯棒性中的作用。 點雲生成與優化： 講解如何由密集匹配結果生成原始三維點雲，以及後續的點雲濾波、去噪、精簡和配準技術，確保輸齣點雲數據的準確性和可用性。 第四部分：數字錶麵模型（DSM）與正射影像（DOM）的生成 從三維點雲數據中提取具有實際應用價值的二維和三維産品，是攝影測量的最終目標之一。 DSM/DTM的構建： 詳細介紹如何從密集點雲中插值生成數字錶麵模型（DSM）和數字地麵模型（DTM）。討論不同插值算法（如TIN、Kriging）在處理復雜地貌時的差異和精度影響。特彆關注如何通過濾波技術將DSM分離齣地物（如建築物、植被）以獲取DTM。 正射影像（DOM）的製作： 闡述正射校正的原理，即利用DSM對影像進行幾何糾正，消除投影變形。討論DOM的鑲嵌、接邊和色彩平衡技術，以生成無縫、幾何精確的地理參考影像産品。 質量評估： 介紹評估DSM和DOM精度的常用指標（如RMSE），以及如何通過與獨立驗證數據進行對比來量化産品質量。 第五部分：攝影測量在特定領域的應用拓展 本部分將展示攝影測量技術在多個專業領域的實際應用案例，突齣其強大的普適性。 文化遺産保護與數字化： 探討如何利用高精度攝影測量技術對曆史建築、文物進行三維數字化記錄、監測形變和進行虛擬修復。 工程測量與形變監測： 介紹在大型基礎設施（如橋梁、大壩、隧道）建設中，利用無人機和地麵近景攝影測量進行進度控製、竣工驗收和長期形變分析的方法。 城市三維建模（3D City Modeling）： 結閤傾斜攝影數據，闡述城市三維模型的組織結構、數據標準（如CityGML）以及麵嚮仿真、規劃和應急響應的應用。 新興交叉領域： 簡要介紹攝影測量技術如何與激光雷達（LiDAR）、結構光掃描等其他三維數據源進行數據融閤（Data Fusion），以實現優勢互補，應對更復雜的測量需求。 本書結構嚴謹，內容詳實，兼顧理論的深度與實踐的操作性，是攝影測量專業學生、地理信息係統（GIS）從業人員以及對三維重建技術感興趣的工程師和技術人員的理想參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人贊嘆，它不僅僅是一本技術手冊，更是一部攝影測量學的百科全書。作者在闡述核心技術的同時，巧妙地融入瞭大量不同領域的應用案例。從城市規劃、文物保護、地質勘探，到影視特效、虛擬現實，幾乎涵蓋瞭攝影測量技術能夠觸及的所有重要領域。通過這些案例，我深刻體會到攝影測量學在現代社會中的重要作用，以及它如何為各行各業的發展提供強大的技術支撐。閱讀這些章節，不僅拓展瞭我的知識視野，更激發瞭我對未來職業發展的無限遐想。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象在於其前瞻性的視角和對未來發展的深刻洞察。在閱讀的過程中，我仿佛置身於一個不斷演進的科技前沿。它不僅詳細介紹瞭當前主流的攝影測量技術，如攝影測量軟件的應用、數據處理流程，更深入探討瞭人工智能在攝影測量領域的融閤應用。從自動特徵提取、點雲密度優化，到三維模型重建的智能化，作者用生動的案例和翔實的論述，展現瞭AI如何極大地提升攝影測量的效率和精度。讀到關於深度學習在影像匹配、目標識彆方麵的章節時，我更是眼前一亮，深感技術革新帶來的巨大潛力。

評分☆☆☆☆☆

一本攝影測量學領域的瑰寶，它所描繪的知識圖譜深深吸引瞭我。初翻開，我便被那宏大而精密的學科體係所震撼。書的開篇，對攝影測量的曆史淵源、核心概念進行瞭深入淺齣的闡述，從早期的航空攝影測量到如今的三維激光掃描，再到新興的無人機攝影測量，作者以曆史的視角，勾勒齣這項技術發展的脈絡。我尤其欣賞它對理論基礎的嚴謹論證，例如對測量模型、內外方位元素、空間後方交會等關鍵知識點的講解，清晰易懂，即使是初學者也能循序漸進地掌握。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對攝影測量有著濃厚興趣的實踐者，這本書為我提供瞭一個係統性的學習框架。我尤其喜歡它對實際操作的指導性。書中涵蓋瞭從數據采集前的準備工作，到現場數據采集的技巧，再到後期數據處理和成果發布的各個環節。每一個步驟都寫得細緻入微，例如對不同相機參數的選擇、航綫規劃的注意事項、Ground Control Point (GCP) 的布設原則，都給齣瞭詳實的建議。讀到關於攝影測量軟件的詳細介紹和操作演示時，我感覺像是擁有瞭一位隨身的導師，能夠指引我一步步完成復雜的測量任務。

評分☆☆☆☆☆

我驚嘆於這本書在闡述復雜概念時所展現齣的化繁為簡的能力。攝影測量學本身涉及大量的數學和幾何原理，但作者卻能夠用一種極其易於理解的方式進行講解。他善於運用圖示、比喻和類比，將抽象的概念具象化，讓讀者能夠輕鬆地把握精髓。特彆是關於誤差分析和質量控製的部分，作者的講解清晰而有條理，讓我能夠更準確地評估測量數據的可靠性，並掌握如何有效避免和消除誤差。這種深入淺齣、循序漸進的講解方式，對於任何希望深入理解攝影測量學的人來說，都是一份寶貴的財富。