测绘遥感信息工程国家重点实验室

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1、测绘遥感信息工程国家重点实验室科学研究年度综述数字摄影测量技术已经逐步融合了计算机视觉的先进成果，框标的识别实现了内定向自动化，影像匹配技术基本实现了相对定向的自动化，也促进了空中三角测量自动化技术的发展，在一定程度上实现了DEM/DOM生产的自动化。其进一步发展将破除传统摄影测量的束缚，与计算机视觉之间的学科交叉将更加深入而广泛。比如基于“双目视觉”的传统摄影测量理论已经不适应新一代摄影测量模式，随着数码相机的广泛应用，大重叠度航空摄影测量（航向重叠大于80%、旁向重叠大于40%-60%）和大重叠度近景摄影测量使得“多目视觉”即多基线摄影测量正成为

2、摄影测量的主流，必将极大地推动摄影测量的自动化、智能化和实时化，促进高精度密集DSM、三维DLG和真正射影像等新产品的快速自动获取及其深度应用。一、国内外发展现状由于基于摄影测量和CAD等方法的复杂场景三维自动化精细建模还存在许多技术瓶颈，需要大量人工干预，成本很高，而越来越多的社会化应用与大众三维服务则要求更简单、灵活、高效，且成本低的三维建模技术。过去的十年中，因为激光扫描测量能高速获取点云以及高比例的可靠点，在许多的应用中激光扫描技术已经取代了传统的近景摄影测量技术。然而，激光扫描技术也有不容忽略的缺陷：首先，激光扫描技术不能直接获扫描对象的语

3、义信息，为了解决这个问题，大部分的激光扫描测量集成了能同步获取数字影像的专业数码相机，迫切需要发展有效的点云数据与影像数据集成处理的方法。其次，大规模点云数据后处理工作还很繁琐，尤其是复杂目标数据的自动处理还不能提供完全正确的三维建模结果。由非量测数码相机和普通数码摄像机获取的视频序列影像建立逼真三维模型是另外一种可行的选择。视频序列影像作为一种非常容易获得、廉价且不需要额外检校设备的数据，其具有邻近影像间很大的重叠区域（通常大于95%），较小的光线强度变化等特点，并且获取及处理视频数据不需要很强的专业知识。这些特征使得其在视频数据的获取、物体表面细

4、节提取，以及建筑物等目标的三维自动重建等方面的优势更加明显。鉴于视频数据自动建模的精度还难以满足高精度测量的需求，目前的应用主要集中在导航和可视化领域，通过街道透视图，具有纹理信息的三角网或简单的面片模型来表示街道，建筑物等。近年来，也有大量方法使用多序列影像或结合其他信息，例如激光扫描数据、GPS定位信息。由于推扫式高分辨率影像、多视影像、视频和激光扫描点云数据的广泛应用，传统以模型为单位、再由模型拼接构成图幅、由图幅拼接构成区域的数据处理模式在效能上也已经不能适应当前技术的发展。摄影测量数据处理以通用对称紧耦合并行计算机、通用大规模并行处理机、通

5、用GPU（图形处理器）运算或网络分布式计算环境为其技术和硬件系统依托，研究并发展一系列采用并行处理方式的遥感数据快速处理系统，典型的如法国研制的PixelFactory系统、中国的DPGrid和PixelGrid等。另一个值得关注的趋势是嵌入式遥感图像实时处理技术，嵌入式遥感图像处理是未来机载、星载实时处理的基础技术，对未来实行从“传感器到射手”至关重要。强大的机载、星载影像处理功能，可使地面接收站设备简化，操作简单。同时，可降低对星载、机载传输信道容量的苛刻要求，这对应急响应、军事应用等实时应用需求极为关键。国外多年前已开始研制目前已有部分装备，我

6、国现阶段在此领域特别是星载遥感影像实时处理方面领先的单位包括北京理工大学、503所、国防科技大学等，但均处于起步阶段。此外，红外遥感影像也逐渐成为地震预测、林火情监测、军事侦察以及无损探伤等领域的主要数据源，特别适应于有雨、雾、夜间等恶劣天气情况，随着“十二五”期间高分辨率红外传感器、地球同步轨道等红外探测器的发射，红外遥感影像的大规模应用指日可待，针对高分红外影像的辐射、几何处理，目标识别、融合检测等数据处理技术及专业应用技术亟待突破。传感器检校是摄影测量作业的重要环节，国内外的摄影测量规范都规定必须定期进行相机的检校。检校内容包括相机的内方位元素

7、、畸变差、分解率等参数。GPS/IMU辅助航空摄影测量可实现无或极少地面控制的航片定向和测图。为了保证测量的精度，GPS天线和相机镜头的偏移，IMU与航摄仪各轴指向的角度差，必须利用检校场进行测定。航空大幅面数码相机的出现对摄影测量系统检校方法提出了新的挑战。目前的航空大幅面数码相机，如国外的DMC、UltraCamD、国产的SWDC-4大都采用几个小像幅相机拼接成一个虚拟的大幅面相机的方法。这些相机之间的安装关系以及虚拟大幅面相机的测量精度的验证都需要野外地面检校场来标定。高分辨率卫星立体测图是我国摄影测量事业又一个革命性的里程碑，为了使立体测图应

8、用系统迅速地更好地为国民经济各个部门服务，必须对高分辨率立体测图卫星成像传感器的几何精度进行严格的、科学的测