数字摄影测量学

数字摄影测量学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:武汉大学出版社
作者:[美]Toni Schenk
出品人:
页数:265
译者:郑顺义
出版时间:2009-9-1
价格:35.00元
装帧:
isbn号码:9787307069930
丛书系列:
图书标签:
  • 数字摄影测量
  • 自动定向
  • 立体匹配
  • 数字摄影测量,
  • 图像处理
  • 摄影测量学
  • 数字摄影测量
  • 遥感
  • 图像处理
  • 三维重建
  • 计算机视觉
  • GIS
  • 测量学
  • 地图学
  • 空间数据
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具体描述

《数字摄影测量学:背景、基础、自动定向过程》系统而全面地阐述了数字摄影测量的研究背景、技术与理论基础以及相关处理过程。其内容包括三个部分。第一部分 介绍背景知识,对数字摄影测量涉及的多个学科(图像处理、计算机视觉、模式识别、计算机图形学)的相关内容给予了简明的叙述,共分为五章(第二章 到第六章 ),从信号和图像处理开始,然后是数字图像处理、计算机视觉和人类视觉。第六章 叙述了关于辐射度量学和光度量学的背景知识。

第二部分 介绍数字摄影测量的基础,从数据获取(数码相机和扫描仪)到数字摄影测量工作站,然后又用了两章介绍影像匹配。第九章 介绍了数字摄影测量工作站。

第三部分 重点放在自动摄影测量处理过程。该部分包括三章,在简单地介绍了现有的方法之后,从一个全新的角度考察了自动内定向、外定向和相对定向过程,并给出了一些新的解决方案,重点介绍把线特征和面特征用于定向过程,从而把基于点的摄影测量转变到真正的基于特征的摄影测量,这样更适合于自动化处理。

《数字摄影测量学:背景、基础、自动定向过程》是从作者在俄亥俄州立大学为研究生讲述了12年的数字摄影测量课程的讲义中整理而来的。为了便于作为教材使用,在除了第一部分 之外的每一章的后面增加了习题部分。《数字摄影测量学:背景、基础、自动定向过程》可以作为摄影测量与遥感专业本科生的参考书或研究生的教材,也可供相关专业的研究生、研究人员以及相关领域的工作者参考使用。

《测绘工程的基石:从影像到三维世界的精细构建》 内容梗概: 本书并非一部关于“数字摄影测量学”的书籍,而是深入探讨了测绘工程领域中,如何从二维的影像数据出发,借助精密的几何学原理、先进的传感技术以及强大的计算方法,构建出高精度、高效率的三维地理空间信息,并阐述其在国民经济和社会发展中的关键作用。本书的重点在于梳理和解析测绘技术体系的完整脉络,侧重于那些支撑三维模型构建和空间数据应用的底层理论与实践方法。 第一章:地理空间信息的感知与表达 本章将目光聚焦于地理空间信息最原始的获取方式——影像。我们首先追溯影像采集的历史演进,从早期的航空摄影,到如今广泛应用的卫星遥感、无人机倾斜摄影,再到地面三维激光扫描等主动式感知技术,系统梳理不同成像原理、传感器特性以及它们各自的优势与局限。我们将详细介绍不同类型影像的几何畸变来源,包括相机内方位元素的影响、外方位元素的误差、地形起伏带来的透视变形、大气折射效应,以及平台运动引起的误差等。在此基础上,本章将深入剖析如何对这些原始影像进行预处理,以消除或减弱这些畸变,为后续的三维重建奠定坚实基础。这包括但不限于相机标定、影像纠正、辐射校正等关键步骤。同时,我们将探讨不同影像数据格式的特点及其在数据管理中的重要性。 第二章:几何学原理在三维构建中的应用 三维世界的构建离不开几何学的支撑。本章将系统阐述投影几何、透视投影原理以及它们如何应用于从二维影像重构三维几何。我们将详细讲解相似性变换、刚性变换、仿射变换等基本变换的概念,并论证它们在影像匹配、空中三角测量中的核心作用。通过对极几何(Epipolar Geometry)的深入分析,我们将揭示多视图影像之间的对应关系,以及如何利用此关系来约束和验证匹配点。本章还将重点介绍平面几何与空间几何在测绘数据处理中的应用,例如,如何通过已知地面控制点的三维坐标和其在影像上的对应点,实现影像的外方位元素求解,进而完成空中三角测量(Aerial Triangulation)的整个流程。对于立体像对的构建,我们将深入解析立体视差原理,并阐述如何利用视差信息提取高程数据,为后续的三维模型的生成奠定基础。 第三章:影像匹配与特征提取的关键技术 影像匹配是连接二维影像与三维空间的桥梁。本章将详细介绍影像匹配的不同方法,从经典的区域相关匹配、斑点匹配,到基于特征点匹配(如SIFT、SURF、ORB等算法)的最新进展。我们将深入剖析这些算法的原理、计算流程以及它们在应对光照变化、纹理缺失、视角差异等挑战时的鲁棒性。此外,本章还将探讨关键点检测与描述的理论基础,以及如何选择合适的特征描述子来提高匹配的准确性和效率。对于高密度点云的生成,我们将重点关注稠密匹配算法,例如分层分块匹配(Hierarchical Block Matching)或基于图割(Graph Cut)的匹配方法,并分析它们在生成细节丰富、连续性好的三维点云方面的优势。 第四章:三维点云的处理与分析 从影像数据中提取的海量三维点云,仅仅是三维地理空间信息的一个初始形态。本章将聚焦于对这些三维点云进行有效的处理和分析。我们将介绍点云的滤波技术,用于去除噪声点、孤立点以及地面反射等干扰信息,以提高点云数据的质量。接着,我们将讲解点云的重采样与降采样技术,如何在保证几何精度的情况下,减少点云数据量,提高后续处理效率。法向量估计和曲率计算等几何特征提取技术,将是本章的重点,它们能够为点云的分类、分割和表面重建提供重要的依据。此外,本章还将探讨点云的分割方法,包括基于区域增长、聚类分析以及机器学习的分割算法,如何将点云划分为有意义的对象或地物类别,如建筑物、道路、植被等。 第五章:三维模型的构建与表达 点云数据本身在某些应用场景下可能不够直观,因此,将其转化为具有拓扑结构和语义信息的三维模型显得尤为重要。本章将详细介绍不同类型的三维模型构建方法。我们将从基于点云的表面重建(如Delaunay三角剖分、泊松表面重建等)出发,讲解如何生成连续的表面网格模型。随后,我们将深入探讨面向对象的三维模型(BIM、CityGML等)的构建原理,分析如何从点云或影像中提取对象的几何形状、纹理以及属性信息,并将其组织成具有结构化的三维模型。本章还将讨论不同三维模型格式(如OBJ、FBX、PLY、STL等)的特点及其在不同应用领域的适用性。对于城市级的建模,我们将介绍城市三维建模的技术流程,包括数据采集、预处理、模型生成与纹理映射等关键环节。 第六章:测绘工程在国家基础设施建设中的应用 本章将从宏观视角审视测绘工程在国家基础设施建设中的核心作用。我们将以公路、铁路、水利工程等大型项目为例,阐述测绘工程如何贯穿于项目的规划、设计、施工、监测和维护全生命周期。在规划阶段,测绘数据为选线、场地选择提供了精准的地形地质依据;在设计阶段,高精度三维模型有助于优化设计方案,减少冲突;在施工阶段,精确的测量控制网和实时监测确保工程质量和进度;在运营和维护阶段,三维模型为设施的日常巡检、病害诊断、应急响应提供了重要的空间信息支持。我们将通过具体的案例分析,展示测绘技术如何在复杂的地形条件下,保障工程的安全、经济和高效。 第七章:智慧城市与地理空间信息服务 随着城市化进程的加速,智慧城市的建设成为大势所趋。本章将深入探讨测绘工程如何为智慧城市的构建提供基础支撑。我们将阐述地理信息系统(GIS)、遥感、全球导航卫星系统(GNSS)以及三维地理信息技术如何融合,构建出精细化的城市数字底板。在此基础上,本章将重点介绍这些技术在城市交通管理、环境监测、应急指挥、公共安全、房地产估价、历史文化保护等多个领域的实际应用。例如,如何利用高精度三维模型进行城市建筑的日照分析、风环境模拟;如何通过整合多源地理空间数据,实现城市运行状态的实时监测与态势分析;以及如何利用三维可视化技术,提升公众对城市规划的理解与参与度。 第八章:未来的发展趋势与挑战 展望未来,测绘工程领域正经历着前所未有的变革。本章将探讨若干关键的发展趋势。我们将关注人工智能(AI)和机器学习(ML)在影像识别、特征提取、点云分类、模型重建等方面的深度融合,以及它们如何提升测绘数据的处理效率和智能化水平。同时,我们还将探讨实时三维重建、数字孪生(Digital Twin)等新兴技术的兴起,以及它们如何实现对现实世界动态变化的精准映射与模拟。此外,本章还将讨论云计算、大数据等技术在海量测绘数据存储、管理和分析中的应用。最后,我们将分析当前测绘工程领域面临的挑战,例如数据融合的复杂性、标准规范的统一、人才培养的瓶颈以及数据安全与隐私保护等问题,并对未来的发展方向进行展望。 本书旨在为读者构建一个清晰、全面且具有深度的测绘工程技术知识体系,强调从基础理论到前沿应用的连贯性,并突出其在现代社会中不可或缺的价值。

作者简介

目录信息

第一章 概述
1.1 背景
1.2 相关的术语
1.3 典型的数字摄影测量环境
1.4 数字影像的特点
1.4.1 数字影像的定义
1.4.2 空间分辨率与几何精度
1.4.3 辐射分辨率
1.5 数字摄影测量过程和任务的分类
1.5.1 系统级任务
1.5.2 低级任务
1.5.3 中级任务
1.5.4 高级任务
1.6 数字摄影测量与其他学科的关系
1.7 本书的主要内容
第一部分 背景
第二章 数字信号处理
2.1 信号和系统
2.1.1 序列
2.1.2 线性偏移不变系统
2.2 频率表示
2.3 傅立叶变换
2.3.1 傅立叶积分
2.3.2 总结
2.4 数字滤波
2.4.1 移动平均滤波器
2.4.2 理想的低通滤波
2.5 相关文献
第三章 数字图像处理
3.1 图像模型
3.2 图像特征
3.2.1 均值和标准差
3.2.2 熵
3.2.3 直方图
3.2.4 矩
3.3 图像增强与恢复
3.3.1 直方图修正
3.3.2 平滑
3.3.3 锐化算子
3.3.4 差分算子
3.3.5 图像校正
3.4 几何变换
3.4.1 变换后图像的大小
3.4.2 重采样
3.5 图像分割
3。5.1 直方图阚值化
3.5.2 共生矩阵法
3.5.3 基于Gabor滤波器的纹理分割法
3.6 相关文献
第四章 人类视觉
4.1 人类视觉系统简介
4.2 眼睛
4.2.1 眼球
4.2.2 眼睛的光学特性
4.2.3 光感受器的光度学特性
4.3 视觉皮层
4.3.1 概述
4.3.2 皮层接收域
4.4 视觉感知
4.4.1 感知编组
4.4.2 其他感知过程
4.5 Marr的视觉理论
4.5.1 初始简图
4.5.2 2.5 维简图
4.5.3 3维模型表达
4.6 相关文献
第五章 计算机视觉
5.1 背景知识
5.2 关键概念与关键问题
5.2.1 视觉是模块化的和多层次的
5.2.2 视觉是病态的
5.2.3 初级视觉到高级视觉的转化
5.3 边缘检测
5.3.1 检测边缘像素
5.3.2 链接边缘像素
5.4 尺度空间理论和影像金字塔
5.4.1 尺度空间的生成
5.4.2 影像金字塔
5.5 感知编组
5.5.1 背景
5.5.2 积木世界场景的分析
5.5.3 曲线分割
5.5.4 区域分割
5.5.5 更一般的方法
5.6 物体识别
5.6.1 基于全局模型的识别:
5.6.2 带有几何约束的特征匹配
5.6.3 不基于模型的物体识别
5.7 相关文献
第六章 辐射度量学和光度量学
6.1 电磁辐射
6.1.1 电磁辐射的波特性
6.1.2 辐射的量子特性
6.1.3 电磁光谱
6.2 辐射度量学
6.2.1 立体角
6.2.2 辐射量
6.2.3 兰波特辐射
6.2.4 辐射量之间的关系
6.2.5 热辐射
6.2.6 光子通量
6.3 光度量学
6.3.1 光度量
6.3.2 辐射度量和光度量间的联系
6.4 辐射能量传递
6.4.1 一般情况
6.4.2 通过透镜系统的辐射能量传递
6.5 相关文献
第二部分 数字摄影测量基础
第七章 电子成像系统
7.1 概述
7.2 CcD传感器的工作原理和特性
7.2.1 工作原理
7.2.2 主要特点
7.3 固态相机
7.3.1 相机概述
7.3.2 模拟输出
7.3.3 线阵相机
7.3.4 比较模拟相机和数字相机
7.4 帧接收器
7.4.1 定时电路
7.4.2 A/D转换器
第八章 扫描仪
8.1 引言
8.2 滚筒扫描仪与平板扫描仪
8.3 平板扫描仪的主要部件
8.3.1 照明和光学器件系统
8.3.2 像片承载器
8.3.3 传感器
8.3.4 扫描仪电子装置
8.3.5 主机
8.4 像素大小
8.4.1 传感器像素与扫描仪像素间的关系
8.4.2 扫描仪像素与像片像素的关系
8.5 潜在的误差源
8.5.1 定位和分辨率
8.5.2 辐射表达
第九章 数字摄影测量工作站
9.1 背景
9.1.1 数字摄影测量工作站和数字摄影测量环境
……
第十章 影像匹配基础
第十一章 高级摄影匹配方法
第十二章 核线影像计算
第三部分 自动定向方法
第十三章 自动内定向
第十四章 自动相对定向
第十五章 自动外定向
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我特别欣赏作者在描述复杂理论时所采用的那种循序渐进的叙事方式。初次接触这类前沿技术时,我最大的担忧就是概念的抽象和术语的晦涩难懂,但这本书成功地将这些高深的原理,拆解成了可以被一步步消化的知识模块。作者似乎总能站在一个初学者的角度去思考,用生活化的比喻或者工程实践中的具体案例来印证那些冰冷的数学公式。比如,在讲解某项关键算法的推导过程时,并非直接抛出最终的结论,而是通过一个虚拟的场景模拟,展示了从原始数据到处理结果的每一步逻辑推断,这种“带着走”的教学方法,极大地降低了我的心理门槛。我感觉自己不是在啃一本教科书,而是在一位经验丰富的导师的陪伴下进行一次深入的田野考察。这种对读者学习曲线的精准把握,是很多专业书籍所欠缺的,也正是我认为这本书极具价值的关键所在。它成功地架起了一座连接理论与实践的桥梁,让人感觉那些原本遥不可及的前沿技术,似乎触手可及。

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这本书在引用和参考资料方面的详尽程度,简直可以称得上是一份小型的文献库。我注意到作者似乎穷尽了近几十年来的相关领域核心期刊和顶级会议的论文,并且在关键理论阐述后,总能精准地标注出其最早的出处和重要的修订版本。这不仅体现了作者深厚的学术功底和对文献的掌控力,更重要的是,它为我们后续的深入研究提供了极大的便利。当我对某个特定技术细节产生疑问时,可以直接翻到文末的参考列表,找到对应的原著或论文进行求证和拓展阅读。这种严谨的学术态度,使得这本书不仅可以作为学习资料,更可以作为一本权威的工具书来使用。我尤其欣赏它对一些经典方法的不同流派及其优缺点的对比分析,这种平衡的视角,避免了作者个人偏好的过度倾斜,确保了信息的客观性和全面性。可以说,这本书为我打开了通往更深层学术研究的大门。

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令我感到惊喜的是,书中穿插的案例分析不仅数量多,而且覆盖面极广,体现了很强的应用导向。这些案例并非教科书式的理想化模型,而是贴近实际工程挑战的复杂场景,例如在城市尺度三维重建中的误差控制,或者在复杂地貌下数据融合的技术难点。作者没有停留在理论的空中楼阁,而是非常务实地展示了如何将抽象的算法部署到实际的工程项目中去,其中对软硬件环境的适配性、计算资源的限制以及实时性要求的讨论,都非常接地气。阅读这些案例,就像是旁听了一场资深工程师的内部项目复盘会,学到的不仅仅是技术本身,更是解决实际问题的思维框架和项目管理经验。这种理论与实践的紧密结合,让我对未来可能面临的工作挑战有了更清晰的预判,也极大地增强了我将所学知识转化为生产力的信心。这才是真正有价值的参考书籍。

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这本书的装帧和印刷质量实在令人印象深刻,纸张的选择很有质感,拿在手里沉甸甸的,透露出一种专业和厚重的气息。封面设计简洁大气,线条流畅,即便不了解具体内容,也能感受到这是一本用心打磨的学术著作。内页的排版布局也十分考究,字体大小适中,段落间距合理,阅读起来非常舒适,长时间盯着看也不会感到眼睛疲劳。尤其是那些技术图表的呈现,线条清晰锐利,色彩过渡自然,即便是复杂的空间几何关系,通过图示也能一目了然。这表明出版社在制作过程中投入了大量的精力,不仅仅是内容的堆砌,更是对阅读体验的极致追求。这种对细节的重视,让人对书中内容的严谨性和权威性也多了一层信赖感。在当今这个充斥着廉价电子阅读材料的时代,能够拥有一本如此精良的纸质书,本身就是一种享受。我甚至会把它放在书架最显眼的位置,仅仅是欣赏它的物理形态,就已经觉得物有所值了。它不仅仅是知识的载体,更像是一件值得收藏的艺术品,体现了传统出版业的坚守与匠心。

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这本书的结构编排逻辑严密得像一个精密的仪器。从宏观的学科定位与发展脉络梳理开始,逐步深入到各个核心技术模块的细致剖析,这种层层递进的关系,使得知识的构建非常扎实和连贯。我特别喜欢它对历史沿革的梳理,没有将技术发展视为凭空出现,而是清晰地勾勒出每一项创新是如何建立在前人基础之上的,这对于理解当前主流方法的局限性和未来发展方向至关重要。每一个章节的过渡都显得那么自然而然,前一章遗留的问题,总能在后一章找到对应的解决方案或更深层次的解释。这种整体性的架构设计,让读者能够建立起一个完整的知识网络,而不是零散的知识点堆砌。这对于从事交叉学科研究的人员来说尤其重要,因为它帮助我们快速定位新的知识领域,并理解其在整个技术体系中的位置。这种全局观的培养,远比单纯掌握某一项操作技能要宝贵得多。

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