淺談數字攝影測量的發展與展望

【摘要】近年來，我國工業發展速度加快，尤其是數字化制造技術的發展，這些都對精密測量技術是一個挑戰。在工業發展中，精密測量技術一方面要保證先進技術生產出產品的質量，另一方面，測量技術不單單是用于檢測，還可以用于其他方面，例如提高企業的生產效益等。本文介紹攝影測量發展狀況和遇到的機遇與挑戰，簡要分析未來發展方向——數字近景攝影測量是未來精密測量技術的新方向。

【關鍵詞】攝影測量；計算機視覺；數字化

科技迅速發展，攝影測量技術經過多次改革，到目前已經進入數字化的攝影測量技術階段，這個新技術對整個攝影測量專業理論知識教學、科學研究和企業生產都有重要的影響，這些影響不僅僅是表現在表面，它已經使攝影測量的概念和涉及到的專業的知識都有影響。從測繪學科的角度來說，數字測量技術已經從傳統的攝影測量技術發展到現在新型數字化測量技術，簡便快捷；從攝影測量學科來說，數字攝影測量技術已經從經典的攝影測量轉化到現在與計算機相結合的高科技技術。數字測量技術既給人們帶來機遇，又給技術人員帶來挑戰，但是其在發展中還存在很多問題。作為新時代的我們，應努力抓住機遇，勇敢的面對挑戰，提高自身的知識儲備量和技術，使自己能在快速發展的經濟市場中站住腳步。

一、攝影測量發展現狀

由于攝影測量生產的轉型，影像掃描儀已被大量地應用，全國掃描儀數量已超過100臺。同時航空攝影機（如RC30）也在加速引進。應用于航空攝影過程中的GPS/IMU系統也已引進，Z/I公司的數字航空攝影機DMC已開始在中國應用。與此同時，高分辨率的遙感影像以及其定位參數（RPC）文件的應用，只要極少量的外業控制點，就能迅速生成正射影像圖，它已在城市、土地的變遷、規劃中得到愈來愈廣泛的應用。航空激光掃描Lidar也愈來愈成熟。

由于新一代傳感器、定位系統的迅速發展與應用，以及數字攝影測量工作站的發展及其大規模的推廣，這樣對攝影測量自身發展提出一個非常嚴峻而又現實的問題：攝影測量向何處去，除了攝影測量與新一代遙感傳感器、GIS、GPS 更進一步地結合外， 攝影測量自身從理論到實際將如何發展，還有沒有發展前景，在國際上同樣對攝影測量發展提出了疑慮，美國Ohio大學Schenk教授在其著作“數字攝影測量學”的序言中指出：攝影測量與貓一樣，他們有一個共同的特點，他們都有幾次生命，攝影測量的終結已經被多次預測。但是他對此問題作了明確的回答：數字攝影測量是一門相對年輕的、并且迅速發展的學科。它的許多基本概念與方法來自影像處理與計算機視覺。但是不管它們對它的影響有多強烈， 數字攝影測量還是一門有自己特色的學科。

二、數字攝影測量給學科帶來的機遇與挑戰

攝影測量與遙感是一門“從影像重建被攝物體表面”的學科，攝影測量側重于重建物體的幾何表面，并進行“量測”；而遙感則側重于重建物體的物理表面，恢復問題表面的物理屬性。因此，從本質而言， 攝影測量與遙感是研究影像的獲取、理解、加工、處理的科學與技術，使人們更容易直觀地理解與應用有關信息。從測繪學科的角度來理解，攝影測量是一門“量測的學科”，著名的攝影測量學者HeIva （1995）就認為“攝影測量的范疇是量測”；而從信息科學和計算機視覺科學來看，它是從影像來重建三維表面模型的科學與技術—計算機立體視覺。但是，人們一般并沒有將攝影測量與計算機立體視覺聯系在一起。這是由于攝影測量在上世紀攝影技術出現不久就被學者發現其測量功能，并被使用，而計算機立體視覺實在新世紀環境下創造并被使用的，因此攝影測量的歷史要比計算機立體視覺的歷史長得多，并早已成為測繪產業的重要組成部分；而且，長期以來，攝影測量是依賴于精密的光學機械儀器，特別是在模擬攝影測量時代， 攝影測量以模擬攝影測量儀器為代表， 與計算機沒有任何聯系。我們必須清楚地認識到，攝影測量發展到今天，已經超越了傳統攝影測量的范疇，它已經不屬于攝影測量工作者“獨家所有”。這是攝影測量工作者面臨的最嚴峻的挑戰。

同時，數字攝影測量也為我們帶來了發展機遇。在模擬攝影測量時代， 攝影測量的教學、科研以及生產的組織與流程，一切均以模擬攝影測量儀器的制造者為中心。攝影測量儀器的理論、結構，各種控制器、儀器的定向理論與操作方法，變換光束測圖的理論等，均以相應的儀器為中心。進人了解析攝影測量時代，由于計算機引人了攝影測量，大大地拓寬了攝影測量教學、科研的領域，這也提供給學者們更多的研究方向。

三、數字近景攝影測量——攝影測量發展的嶄新領域

到目前為止數字攝影測量的發展，無論在理論上還是在實際上，，主要還是圍繞著利用航空（航天）攝影測量測繪地形圖展開的，而對于數字近景（地面）攝影測量的研究甚少。同時隨著數碼相機的廣泛應用，價格愈來愈低廉。數碼相機在測量中的應用將是攝影測量發展的必然趨勢。

在此領域數字近景攝影測量與計算機視覺有著天然的密切聯系，因為計算機視覺的研究目標是使計算機具有通過2維圖像認知3維環境信息的能力，這種能力將不僅使機器感知3維環境中物體的幾何信息，包括它的形狀、位置、姿態、運動等，而且能對它們進行描述、存儲， 識別與理解，兩者之間有很多相似之處，但兩者間又有明顯的差異。不論差異大小，不可否認的是，數字近景攝影測量已成為數字攝影測量發展的必然趨勢。

四、結束語

數字攝影測量在目前還是一個較為年輕的學科，主要采用計算機技術，將獲取到到信息數字化，通過計算機進行測繪和分析，提取出對人們有用的信息，這一改變，使數字攝影測量很快被企業所接受并得到快速發展。總而言之，數字攝影測量技術的出現不能僅視為簡單的科學進步而已，應該透過現象看本質，深刻認識到他已經從概念開始改變，并影響到科學研究領域，正在逐漸改變企業的生產產品水平。面對這些情況，我們應該努力提高自己的理論知識儲備量，提升專業素養，及時抓住一閃而過的機會，迎接各種挑戰，在激烈的競爭不斷進步。

參考文獻

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