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第一篇 摄影测量基础3

第1章 摄影测量解析基础3

1.1摄影测量学简介3

1.1.1摄影测量学的定义和任务3

1.1.2摄影测量发展简史4

1.1.3摄影测量的特点与分类5

1.2基本概念6

1.2.1航空摄影和摄影比例尺6

1.2.2中心投影的基本知识7

1.3坐标系统7

1.3.1常用坐标系及内外方位元素7

1.3.2共线方程9

1.4单张像片解析11

1.4.1内定向11

1.4.2后方交会11

1.5立体像对解析11

1.5.1立体观察11

1.5.2双像解析摄影测量的几种方法12

第2章 数字摄影测量13

2.1概述13

2.1.1数字摄影测量的定义13

2.1.2数字摄影测量存在的若干问题13

2.2数字影像解析基础15

2.2.1影像数字化15

2.2.2数字影像内定向15

2.2.3数字影像采样及重采样16

2.3核线17

2.3.1核线的几何关系解析17

2.3.2核线的应用18

2.4影像匹配18

2.4.1影像匹配的基本原理18

2.4.2影像匹配的算法18

2.5数字摄影测量系统19

2.5.1主要的数字摄影测量系统19

2.5.2数字摄影测量主要功能和流程20

第3章 数字地面模型基础21

3.1数字地面模型的定义21

3.1.1定义21

3.1.2模型22

3.2 DEM数据获取26

3.2.1外业测量26

3.2.2通过传感器获取26

3.2.3从现有的地形图上采集27

3.3 DEM内插27

3.3.1整体内插27

3.3.2分块局部内插28

3.3.3逐点内插28

3.4 DEM的存贮和管理28

3.4.1 DEM的数据存贮28

3.4.2 DEM的数据压缩28

3.4.3 DEM的管理30

第二篇 雷达摄影测量33

第4章 雷达遥感与雷达摄影测量33

4.1雷达遥感简介33

4.1.1雷达遥感的历史34

4.1.2雷达遥感的应用35

4.2雷达摄影测量的定义与发展概况36

4.2.1雷达摄影测量的定义36

4.2.2雷达摄影测量的发展概况37

第5章 雷达图像的特点40

5.1雷达遥感基础40

5.1.1电磁波理论40

5.1.2频率与频段41

5.1.3分贝41

5.1.4合成孔径原理42

5.2雷达图像的空间分辨率42

5.2.1距离分辨率43

5.2.2方位分辨率43

5.3雷达斑点噪声44

5.3.1相干斑产生机理44

5.3.2滤波算法45

第6章 雷达图像构像模型49

6.1距离一多普勒模型49

6.2等效共线方程模型50

6.3轨道飞行参数估计51

6.3.1斜距R51

6.3.2位置矢量的计算52

6.3.3图像每行的成像时间53

第7章 雷达立体摄影测量原理与方法54

7.1基本原理54

7.2影响DEM精度的因素55

7.2.1地形56

7.2.2观测方式56

7.2.3地面控制点57

7.2.4分辨率57

7.2.5斑点噪声58

7.2.6立体影像之间的时间间隔58

7.2.7成本效益58

7.3立体像对选取的一般规律58

7.4 DEM生产流程59

7.4.1概述60

7.4.2影像输入60

7.4.3裁剪61

7.4.4滤波61

7.4.5重采样61

7.4.6配准62

7.4.7影像匹配62

7.4.8再次重采样65

7.4.9生成DEM65

第8章 利用雷达摄影测量方法获取DEM66

8.1研究区概况66

8.2数据准备66

8.3地面控制点测量68

8.4 DEM提取68

8.4.1技术路线68

8.4.2轨道校正68

8.4.3影像匹配70

8.4.4 DEM编辑与修改71

8.5精度分析与评价71

8.5.1 DEM的精度71

8.5.2 DEM精度评价方法73

8.5.3 DEM精度评价75

第三篇 激光雷达（LIDAR）遥感81

第9章 LIDAR系统概述81

9.1 LIDAR系统的定义与组成81

9.1.1 LIDAR系统的定义81

9.1.2 LIDAR系统的组成82

9.2激光测距83

9.3激光扫描87

9.4定位定向参数89

9.5激光脚点的解算90

9.6 LIDAR系统数据及表达91

9.6.1 LIDAR数据特点91

9.6.2 LIDAR数据表达92

9.7 LIDAR系统国内外研究进展94

9.7.1国外相关研发进展94

9.7.2国内相关研发进展97

9.8 LIDAR技术的应用98

第10章 地形数据提取与地形恢复101

10.1基本概念101

10.2地形数据的滤波算法102

10.2.1数学形态学方法102

10.2.2基于坡度的滤波算法103

10.2.3移动窗口滤波法104

10.2.4线性迭代最小二乘内插法104

10.2.5移动曲面拟合法105

10.2.6基于数据分割的滤波算法105

10.2.7其他方法106

10.2.8滤波算法的比较与讨论106

10.3移动窗口拟合曲面法地形滤波107

10.3.1算法原理107

10.3.2算法流程112

10.3.3滤波策略112

10.3.4实验结果113

10.3.5误差评估115

10.4地形恢复116

第11章 基于LIDAR数据的城市地物提取117

11.1基于LIDAR数据的地物信息提取117

11.1.1基于多回波的植被提取117

11.1.2聚类分割算法提取地物信息119

11.1.3等值线分割方法提取建筑轮廓线120

11.1.4基于NDSM的地物分割提取120

11.1.5基于数据融合算法的地物信息提取121

11.2建筑轮廓线提取及规范化122

11.2.1建筑轮廓线提取主要算法122

11.2.2基于α-shapes模型提取建筑轮廓线124

11.2.3轮廓线的简化与规则化131

11.3树冠信息提取137

11.3.1树冠信息提取研究综述138

11.3.2 CIEM算法简介141

11.3.3试验结果与分析145

11.3.4精度评价146

第12章 地物三维重建148

12.1城市三维空间信息的获取148

12.1.1 DEM数据获取148

12.1.2建筑物高度数据获取149

12.1.3建筑物三维几何要素数据获取149

12.1.4纹理数据获取150

12.2三维城市建模方法151

12.2.1基于二维地图数据的三维城市建模方法151

12.2.2基于影像的三维城市建模152

12.2.3基于激光扫描的三维城市建模154

12.2.4 CAD建模方法156

12.3基于LIDAR数据的建筑三维重建157

12.3.1建筑模型三维重建157

12.3.2基于轮廓线的平顶建筑三维重建159

12.3.3非平顶建筑的三维重建161

12.3.4 LIDAR数据提取建筑模型的缺陷170

12.4基于LIDAR数据的树木三维重建171

12.4.1树木三维建模方法综述171

12.4.2基于机载LIDAR数据的树木建模176

12.5虚拟城市构建179

12.5.1研究区介绍179

12.5.2数据与材料181

12.5.3建设方法182

12.5.4建设成果188

第四篇 低空近景空间测191

第13章 近地数字航空摄影测量系统191

13.1航空摄影测量系统的发展191

13.2近地轻型数字航空测量系统的发展191

13.3数字航空相机的发展193

13.4近地轻型数字航空相机的发展196

13.5近地轻型航空摄影测量系统实践与应用199

13.5.1航摄任务设计200

13.5.2进场安装与实验202

13.5.3航飞作业203

13.5.4影像前处理204

13.5.5产品生成205

第14章 低空无人遥感系统206

14.1低空无人遥感概述206

14.2低空无人航空遥感系统构成207

14.2.1低空无人航空遥感平台208

14.2.2传感器及测控系统210

14.2.3空地无线通讯单元212

14.2.4地面测控与作业控制工作站213

14.2.5地面数据接收处理工作站214

14.3低空无人遥感作业过程214

14.4低空无人遥感系统数据处理217

14.5低空无人遥感系统典型应用218

第15章 车载三维数据测量系统220

15.1车载三维数据采集系统220

15.2车载三维数据采集概况221

15.3车载三维信息采集系统的关键技术222

15.3.1多传感器硬件集成222

15.3.2多传感器空间配准223

15.3.3多传感器时间配准223

15.3.4 GPS与IMU联合导航224

15.3.5激光点云数据和纹理数据的处理224

15.3.6三维模型快速建模224

15.4车载三维信息采集系统的实现224

15.5车载三维数据采集系统应用与实践225

第16章 地面三维激光扫描系统229

16.1地面三维激光扫描系统的概念229

16.1.1地面三维激光扫描系统229

16.1.2地面三维激光扫描系统工作原理229

16.2地面三维激光扫描系统的特点232

16.2.1地面三维激光扫描系统的特点232

16.2.2地面三维激光扫描测量与近景摄影测量的比较233

16.2.3地面三维激光扫描技术的应用234

16.3地面三维激光扫描数据处理235

16.3.1地面三维激光扫描数据特点235

16.3.2地面三维激光扫描数据处理流程236

16.3.3多视点三维数据配准237

16.3.4三维数据预处理239

16.3.5图像分割240

16.3.6三维建模241

16.3.7地面三维激光扫描应用案例242

参考文献245