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基于数字摄影测量系统的三维量测与应用

作　者: 崔毅
导　师: 赵西安
学　校: 北京建筑工程学院
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 数字摄影测量立体视觉三维量测实时量测 OpenGL 裸眼立体显示器
分类号: P231.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

基于计算机屏幕的三维量测是数字摄影测量中不可或缺的部分,它不但改变了传统摄影测量的作业模式,也省去了构造复杂的硬件所带来的不便,从而成为数字摄影测量的重要特征之一。近年来,数字摄影测量学科与计算机视觉学科的结合变的越来越紧密,三维显示技术在娱乐领域中表现出来的优势为摄影测量学界指明了新的发展方向。目前,摄影测量在软件方面的开销很大,立体测图不仅需要计算机的支持,还需要借助外围辅助设备来完成摄影测量作业,即便是对于专业人员也需要很长时间的培训才能准确的操作和使用。因此,摄影测量的三维量测环境需要改进和革新。本文总结陈述了摄影测量的发展历程、数字摄影测量工作站的功能与作用、摄影测量三维量测方面的现状等内容,通过小型数字摄影测量系统的实现,来实践验证摄影测量实时量测过程的正确性与可行性,意旨对三维量测模式改进方法的探索,即便是非专业人员,也能使其不需借助辅助设备,进行裸眼立体实时量测。文章的主要内容包括:1)数字摄影测量基础理论知识介绍。该部分着重对后方交会——前方交会、相对定向——模型点坐标解算——绝对定向两种解算方法的过程以及需要注意的问题做了详细的阐述与解答。2)三维量测流程及内容。该部分对于三维量测过程中的选点与单点匹配方法进行了详细的描述与分析。3)立体视觉的实现技术。研究利用OpenGL双缓存技术、配合专业显卡和液晶体快门眼镜在普通二维显示器上产生人造立体视觉的方法。4)小型数字摄影测量系统的实现。该部分是论文的重点,着重介绍了系统的功能以及操作流程,并实现了基于OpenGL的三维可视化量测功能。最后,笔者对基于裸眼立体显示器的三维量测功能提出了自己的建议。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章绪论  7-12
  1.1 数字摄影测量技术的发展及现状  7-10
    1.1.1 当代摄影测量技术的特点  7-9
    1.1.2 数字摄影测量工作站的发展  9-10
  1.2 数字摄影测量系统存在的问题.  10-11
  1.3 本文的主要内容和组织结构  11-12
第2章数字摄影测量量测方法  12-30
  2.1 引言  12
  2.2 数字摄影测量基础理论  12-27
    2.2.1 航空摄影测量基本知识  12-14
    2.2.2 后方交会——前方交会双像解析计算  14-21
    2.2.3 相对定向——模型点坐标解算——绝对定向双像解析计算  21-27
  2.3 数字摄影测量三维量测  27-29
    2.3.1 数据源的选取与预处理  27-28
    2.3.2 匹配算法的描述  28-29
    2.3.3 数字摄影测量三维量测的应用  29
  2.4 本章小结  29-30
第3章立体视觉的基本原理  30-36
  3.1 引言  30
  3.2 立体测图与立体视觉原理  30-32
    3.2.1 视差的概念  31
    3.2.2 人造立体视觉  31-32
  3.3 三维立体显示技术  32-34
    3.3.1 借助外界设备的立体显示  32-34
    3.3.2 裸眼立体技术介绍  34
  3.4 摄影测量与计算机视觉  34-35
  3.5 本章小结  35-36
第4章三维量测系统的实现  36-49
  4.1 引言  36-37
  4.2 后方交会——前方交会程序实现  37-40
  4.3 相对定向——模型点坐标解算——绝对定向程序实现  40-42
    4.3.1 相对定向解算步骤  40-41
    4.3.2 模型点坐标解算步骤  41-42
    4.3.3 绝对定向解算步骤  42
  4.4 双像交替立体显示功能的实现.  42-44
  4.5 摄影测量三维量测  44-48
    4.5.1 同名像点单点匹配  44-47
    4.5.2 目标点三维坐标的解算与应用  47-48
  4.6 本章小结  48-49
第5章结论与展望  49-56
  5.1 实验结果分析  49-54
    5.1.1 匹配结果展示  49-51
    5.1.2 匹配结果分析  51-52
    5.1.3 解算结果展示  52-54
    5.1.4 解算结果分析  54
  5.2 裸眼三维摄影测量量测系统展望  54-56
参考文献  56-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58-59
致谢  59

基于数字摄影测量系统的三维量测与应用

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