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摄影测量技术论文范文1
中图分类号： J4 文献标识码： A
引言
数字工业摄影测量技术是随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的发展而形成的新兴技术，是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。数字工业摄影测量技术融合了数字近景摄影测量的基本原理、计算机视觉的相关理论、计算机技术、数字图像处理技术、模式识别等学科的理论和方法，利用数字像机获取被测目标的数字影像来得到物体的形态、位置、姿态和运动从而完成对物体的测量。由于该技术利用计算机处理信息，属于非接触性测量技术。具有危险性低、信息容量高、信息易存储、可重复使用、精度高、速度快等优点。因此广泛应用于国民经济、科技研究和国防建设等领域。随着科技的不断向前发展,研究的进一步深入,数字工业摄影测量将向实时近景摄影测量发展,它将成为对非地形目标进行测量的主要手段,并且实时性、全自动源数据获取及仿真虚拟手段的研究将成为应用研究的趋势。
一、数字工业摄影测量技术的发展历程
（一）国外发展历程
早在上世纪60年代，国外就开始了数字工业摄影测量的研究。将摄影测量的相关理论、算法及软硬件逐步应用到工业测量领域，促进了工业的发展。数字工业摄影测量技术快速发展阶段始于90年代，随着计算机技术的快速发展和日益普及，同时工业对高精度摄影测量技术的要求越来越高，工业摄影测量技术逐步进入数字化时代。目前，数字工业摄影测量理论趋于完善，技术趋于成熟。
国外已经有多家公司推出了自己的数字工业摄影测量系统：美国大地测量公司的“V-STARS系统”、挪威Metronor公司的“Metronor系统”和德国Aicon3D公司的“DPA-Pro系统”等。
（二）国内发展历程
国内对数字工业摄影测量的研究开始于70年代。当时，一些研究机构就开始着力于摄影测量技术在工业领域的应用。由于知识的落后和生产水平的限制，该技术仍处于起步阶段，发展较为缓慢。90年代初，随着高精度摄影测量技术的进步，工业摄影测量技术大量应用在冶金、机械、车辆和采矿等工业领域，并且取得了显著的成效。同时，高校及研究机构对有关工业摄影测量技术的国内外相关理论及工程实践进行了研究，并针对数字工业摄影测量技术如何应用在工业测量领域提出了一系列创新理论，形成了一套新的。该阶段为初步发展阶段。数字工业摄影测量技术在理论和应用方面都有新的发展。目前，数字工业摄影测量技术已经进入快速发展阶段。随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的快速发展以及国内工业的飞速发展，许多研究机构引进国外的先进摄影测量技术、吸收新的工业摄影测量理念。 在数字工业摄影测量方面进行了很多的研究及应用工作。
目前，国内数字工业摄影测量产品主要有：天津大学研制的“汽车车轮定位参数激光视觉测量系统”、西安交通大学研制的“大型复杂曲面产品的反求和三维快速检测系统”和武汉大学研究的“Lensphoto”等。
二、数字工业摄影测量的关键技术
数字工业摄影测量技术是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。它属于高精度、大尺度三维坐标测量。为满足以上要求，需要解决以下关键性技术问题。
（一） 高质量影像的获取
获取高质量数字图像是高精度测量的基础之一。数字工业摄影测量技术需要对测量中使用的人工标志及其属性、光源特性、数字像机的设置和与成像质量有关的技术和设备等进行研究。
（二）摄影测量的人工标志
数字工业摄影测量技术使用人工标志作为测量的特征点。工业部件表面通常缺乏丰富、明显的纹理信息，在摄影测量过程中产生的图像，往往缺乏足够的、准确的特征点。为了避免这一不足，数字工业摄影测量中，采用设置人工标志点的方式产生足够数量且对比明显的特征点。发光二极管、投影激光、回光反射标志等均为人工标志点。
（三）圆形人工标志偏心差
在高精度工业摄影测量中，标志中心点定位偏心差是影响测量精度的因素。确定偏心差数学模型以及模型矫正工作有利于提高测量精度。
人工编码标志
使用人工编码标志可以加快测量速度，实现测量的自动化。每个编码标志对应一个唯一的编码，因此能够利用数字图像处理技术进行自动识别。设计编码标志应遵循以下原则：具有足够的编码容量、尺寸不宜过大、有唯一定位点和易于自动、准确识别。在数字工业摄影测量中，常用的编码标志有同心圆环型编码标志和点分布编码标志。同心圆环型编码标志采用二进制编码原理，具有原理简单、易于识别等优点。点分布编码标志由一组圆形标志点按照一定规则排列而成。
数字工业摄影测量技术发展趋势
现阶段，数字工业摄影测量技术在理论研究和工业实践方面都日趋完善。经过几十年的发展，该技术逐步走向产品化、实用化和高效化。从数字工业摄影测量技术的发展历程和现状，可以预测其发展趋势。
相机呈多样化、专业化
数字工业摄影测量常用的传感器主要是数码单反相机、红外相机、工业摄像头等。数码单反相机的价格低廉且成像性能强大，成为摄影测量的常用传感器。研究者也对单反相机进行了专业改进，使其更加适用于摄影测量。
测量精度、自动化程度不断提高
工业部件制造精度、表面复杂程度不断提高，数字工业摄影测量技术也必然向着高精度、超高精度和高度自动化方向发展。
三维数据分析软件专业化、精细化
获取三维坐标信息是数字工业摄影测量的基本功能。获取的三维坐标信息需要处理分析，才可以应用到所需的领域。多样性和复杂性的应用领域需要我们针对不同用户开发各种专用的、精细的数据分析软件。
结语
数字工业摄影测量技术是随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的发展而形成的新兴技术，是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。数字工业摄影测量技术随着科技的不断进步、研究的不断深入,数字工业摄影测量将向实时近景摄影测量发展,它将成为对非地形目标进行测量的主要手段。
参考文献
摄影测量技术论文范文2
【关键词】近景摄影测量 控制点坐标 长度测量误差（LME）
随着计算机应用技术的飞速发展，普通数码相机性能的提升，将普通数码相机所摄照片转化成数字地形图、数字高程模型DEM、三维坐标点云DMS等产品的理论[1][2][3]越来越完善。典型的生成点云数据的数字近景摄影测量过程需要精确的控制点测量数据。最常见的控制点测量方法是使用全站仪进行测量[7]。文献[3]中张祖勋院士等人提出了多基线近景摄影测量方法，该方法解决了传统数字近景摄影测量中交会角、点匹配和精度这三者不相容的问题，并将空三测量和光束平差首次引入近景摄影测量中。这个方法不需要任何测量设备而获得精确的控制点坐标（X，Y，Z），但该方法获取的控制点坐标精度还不是很高。因此本文通过加入约束条件优化光束区域网平差法，提高计算所得控制点坐标的精度，并对实验结果的精度进行分析和评估。
一、控制点坐标获取算法
在本算法中控制点的坐标由独立的摄影测量平差法求得，该方法使用待测对象已知的空间信息和校准框架计算控制点的相对空间位置，而后通过不同摄站对待测对象进行拍摄，通过空间前交会确定其它未知点的坐标。此算法中涉及到的待测对象空间信息包括：模拟场地内校准框边线所提供的平行约束，已知可测量距离，校准框或场地中其他物体上点之间的高程差。这些信息作为光束区域网平差的一组约束条件解算出控制点的坐标。
光束区域网平差法是获取精确相机参数和物方坐标的摄影测量方法，该方法解算这些参数时需要一个初始的外方位元素近似值。我们采用的文献中的算法在实验场地中利用平行约束条件来获取相机的外方位元素。用校准框的四个顶点之间的距离以及对应平行线确定旋转矩阵和摄站x0。
此算法的优点在于可以直接求得外方位元素，进一步用于光线束平差法的解算模型中。如图2 所示，此实验中影像的摄影方位不知，但采用上述算法求得影像的相关参数。一旦已知外方位元素就可用来求解未知点的坐标初始值，而后用于进行下一步的平差计算。
表1 参数用于领带点生成、光束法空中三角测量和数字高程模型提取
一旦控制点的物方和像点坐标手动输入到LPS后，利用表1所列参数的连接生成程序就可以运行了。LPS中的连接点生成程序采用组合的多影像匹配技术，即高分辨率到低分辨率的灰度匹配，特征匹配和块匹配。生成的连接点和手动测量的控制点由LPS用光束法空中三角测量处理以确定影像的外方位参数。测区控制点的布设方式使得LPS可以自动计算方位参数的初始值。因为相机实验之前已进行标定，在空三测量时相机的内部参数作为改正数保持不变。而后LPS自动地形工具利用光束法空中三角测量的结果生成不规则三角网用于生成DEM。
三、实验结果及分析
。
四、结论
通过以上实验结果可以得出，由加入约束条件方程如距离或高程差的近景摄影测量方法得到的地理模型精度较高，精度检验实验中两步法生成DEM计算所得结果的最大LEM为3.4mm。由近景摄影测量方法获得的控制点的坐标与全站仪测量得到的坐标相比，在X和Y方向的最大偏差在±20mm以内，而在Z轴方向的偏差能达到±10mm的精度。因此使用条件约束方程，如距离和高程差的光束法近景摄影测量法能够提高计算得到的控制点精度。
参考文献：
[1]测绘科学数字近景摄影测量在高速公路边坡物理模型变形测量中的应用.李 欣，李树文，王树根，任伟中.2011.09 ，36（5）
[2]多基线数字近景摄影测量系统测图作业方法探索.缪志选，李祖锋，巨天力，鹿恩峰.西北水电，2010，4：21-23
[3]多基线-近景摄影测量.张祖勋，杨生春，张剑清，柯涛.地理空间信息，2007，5（1）：1-4
[4]于希娟.双目立体视觉技术的理论研究与程序实现.硕士学位论文，北京：华北电力大学，2004，4-5：42-43.
[5]计算机视觉―计算理论与算法基础[M]. 马颂德，张正友.北京：科学出版社，1998.
摄影测量技术论文范文3
科技教育活动作为素质教育理念施行的重要手段之一，是以实践项目为载体，以发展学生的科学精神、知识与技能、方法与能力、行为与习惯为目的的教育活动。长期以来，一线教育工作者在组织科技教育活动时，往往面临着度浅（活动研究深度不够）、面窄（活动参与人数较少）等诸多的困扰。根据“多元智能理论”“丰富教学模式”的指导，针对不同智能类型、不同能力水平的学生设计不同方向、深度的项目活动，可以在一定程度上解决上述困扰。下面，我们以“多层次城市夜空光度测量科技教育活动”为例，谈谈如何基于项目来实施分层次的科技教育活动。
一、活动背景
光污染是继水、气、声和渣污染之后的一种新型污染，主要包括白亮污染、人工白昼和彩光污染。光污染的影响首先在于破坏天文观测环境，历史上天文台因此而被迫搬迁的案例屡见不鲜。英国格林尼治天文台早在1948年就为躲避光污染和大气污染而迁往东南沿海环境优美、观测条件更好的赫斯特蒙苏堡地区。在美国、加拿大、日本、西班牙、葡萄牙等国，多个著名天文台都曾几次迁址。我国紫金山天文台的观测工作也全部转移到了其他观测站点，紫台园区则已改建为天文博物馆，以天文科普和天文旅游为主，仅保留了少量与太阳观测有关的科研工作。
光污染的影响其实并不局限于天文观测。居高不下的学生近视率、迷途的海龟幼崽、撞上玻璃幕墙的飞鸟、爆发性增殖的水藻、能源紧缺与气候变暖，这些看似并无关联的人与事，其实背后都与灯光之扰息息相关。
作为长三角地区的重要城市之一――无锡的光污染较为严重。在距市中心三阳广场约6.2公里远的天一中学校园里，天空是白的是灰的是橙的是多彩的，北斗七星中的天权是看不到的，狮子座的镰刀是认不全的……在距三阳广场16.9公里远的斗山山顶，连仙女座大星系M31和猎户座大星云M42都仅能勉强分辨，山脚下的路灯和远近城镇的光源清晰可见，天空泛着浅浅的灰白色……在与市区间隔有10公里的太湖十八湾地区竟连天顶附近的银河都彻夜不现，三角座星系M33也必须要通过双筒镜才能被观察到……
为提高学生及公众对光污染的认识，学校针对性地引进了一批测光仪，并依托天一天文社加贺谷穰工作室（文化宣传部）、达盖尔工作室（学术委员会）、伽利略工作室（普及委员会）和斯科特工作室（项目办公室），设计了“多层次城市夜空光度测量科技教育活动”，策划并实施了多个文宣、教育、科普和研究性项目。
二、活动目标
知识与技能：
1.理解夜空光度、光污染的概念，了解导致夜空光度增大的主要原因。
2.掌握夜空光度分级的方法，并能运用器材测量夜空光度值。
3.了解背景光对天文观测的影响，
学会设计反映此原理的科普实验。
过程与方法：
1.开展观星活动、光污染摄影与夜空光度测量活动，掌握天文观测及夜空光度测量的基本方法。
2.了解策划、组织活动的过程，学会科学研究的一般方法，实验设计的一般结构。
情感、态度和价值观：
1.了解城市对自然地理环境的改变，不合理的城市亮化带来的环境问题，敢于解决问题。
2.在活动中，提升科学素养，发展科学思维、合作创新精神。
三、参与对象与活动形式
活动对象以天一天文社社员为主体，包括国际分社约40人，少年分社约40人，高中分社约70人，荣誉分社约20人。此外，还包括无锡市中小学天文联合会（锡天联）下属成员学校约150人，以及其他相关单位的学生约300人。
活动主体――天一天文社社员参与了“多层次城市夜空光度测量科技教育活动”的全部项目、环节的活动，包括项目研究、实验设计、科普观测和摄影活动。锡天联成员学校、无锡市少年宫等其他相关单位的学生主要参与了科普观测和摄影活动。
四、活动的重点、难点、创新点
活动重点：搭建天文研究平台，以光污染研究为抓手，调动学生积极性，让更多的学生参与到天文活动中来。
活动难点：城市夜空光度测量研
究，光污染相关实验设计。
活动创新点：由中学发起并组织
的使用国际顶尖测光仪对城市进行高覆盖度的夜空光度测量研究，夜天光监测站点建设在世界范围内都具有唯一性；由中学生开展科普实验设计与教材编写同样具有开创性；以光污染为主题的摄影大赛在当今世界也是少见的。
五、可利用的各类科技教育资源
1.技术指导：中科院紫金山天文台科普部、北京师范大学天文系高爽老师、国家天文台刘博洋博士等以技术顾问的身份，参与了“城市夜空光度测量”的相关活动指导。此外，南京大学、中国科技大学、北京天文馆的专家教授们也曾多次来校指导天文课程建设。
2.团队建设：锡天联成员学校、无锡市少年宫等作为天一天文社紧密的合作伙伴，不仅为开展与夜空光度相关的科普活动提供了场地与学生支持，而且还有一批教师参与共同开展天文教研活动，形成了教研团队。
3.资金支持：天一中学为开展天文教育投入了大量的资金，已多批次采购天文实验器材如望远镜、测光仪、相机、野营设备、图书等，并已建设完成天文创新实验室一间；天文创新实验室作为学校“STS综合创新课程基地”的重要组成部分，还得到了省市区各级教育部门的专项建设资金支持；锡天联成员学校、无锡市少年宫等单位也配套投入了相关的天文基地建设。
六、活动内容
“多层次城市夜空光度测量科技教育活动”的全部项目、环节的活动，包括项目研究、实验设计、观测实践和摄影活动等多个层次，分别由天一天文社斯科特工作室（项目办公室）、伽利略工作室（普及委员会）、达盖尔工作室（学术委员会）和加贺谷穰工作室（文化宣传部）等四大工作室具体负责。表1为各工作室的智能类型列表。
（一）主题活动一：城市夜空光度测量（项目研究）
1.选题背景及意义：
无锡作为长三角地区的重要城市之一，经济发达，城市光污染情况总体比较严重，但是不同区域的污染程度也存在明显差异。夜空光度是衡量城市光污染程度的重要指标，通过使用专门的测光仪器，对无锡城区进行高覆盖度的光度测量，从而了解无锡城区整体的污染程度，不同区域的污染水平差异，以及分析光污染产生的背景，并尝试提出防治的建议，有利于提高公众对光污染的认识，也能为城市管理部门在优化城市灯光设置时提供参考。
2.活动过程和步骤：
（1）编写《无锡市夜空光度测量指导》方案。指导学生收集、整理与夜空光度测量相关的研究论文及其他材料，对“光污染”“夜空光度”等概念进行界定，并组织编写《无锡市夜空光度测量指导》方案，就测量时间、地点、方法及报告填写的格式予以统一规范。
（2）撰写开题报告。指导学生撰写《无锡城市夜空光度测量》开题报告，对研究背景、要解决的问题、选题意义及研究价值，核心概念的界定、相关现状、参考文献，研究目标、研究内容、研究假设，研究思路、研究计划，预期成果等内容进行项目论证。经论证后的项目被中国教育学会地理教学专业委员会研究性学习课题专家组立项。
（3）开展测量活动。指导学生开展城市夜空光度测量活动，具体步骤有：
①仪器编号：为支持本课题组
的研究工作，学校从加拿大购置了9台SQM测光仪，并予以编号（以分辨仪器本身存在的机械误差）。
②路线设计：将无锡市区划分为
不同的片区，并设计好测光的具体行
进路线和测光任务。
③实地测量：将课题组成员分成不同的小组，每组由3人组成，分别负责仪器操作、数据记录和坐标定位，每个坐标点测5个数据，以减小误差。
④数据处理：将测光所得的数据（经度、纬度、时间、测光值）输入EXCEL表格，进行误差分析，取平均值，得到各坐标点夜空光亮度的最终值。
（4）撰写结题论文。指导学生根据开题报告中预期成果的要求对收集的数据进行不同角度的分析，并将结论撰写成结题论文《无锡城市夜空光度测量研究》。结题论文主要结构包括：夜空光概述，测量仪器及方法，数据分析及测量结果（数据测量与分析步骤、夜空光亮度的地区分异、夜空光亮度的地区变化、夜空光亮度的地平高度及方位分异、夜空光亮度的时间变化），反思及讨论等。于2015年第4期《地理教学》杂志。
3.活动效果及呈现方式：
活动进行过程中及之后，我们得到了诸多媒体的关注：指导教师受邀赴上海复旦大学为2015年第六届全国天文社团发展论坛作了《也谈高中天文社团建设》的专题报告，赴江阴为2015年第二届无锡市高中生峰会作了《城市天文学》的专题报告。项目组还收到了国际天文学联合会普及工作委员会及香港大学物理系的邀请函，受邀加入国际夜空光度监测网络并赴香港大学开展项目交流与培训。
在前期活动的基础上，天一天文社发起成立了锡天联、无锡城市夜空光度监测网络两个组织，吸引了南菁中学、青阳中学、山明中学、旺庄实验小学等多家单位参与，将在无锡建设若干城市夜空光度监测站，并以此为抓手，开展进一步的天文教育活动。
（二）主题活动二：光学相关实验设计（科普实验）
1.选题背景及意义：
激发学生对科学的热情，培养并学习掌握科学研究的方法与技能是我国进行素质教育的目的之一。科学研究的方法和技能至少应包括：分析和观察周围世界的技能，发现问题、提出问题、作出假设、安排实验的技能，真实地记录观察结果与数据的技能，按照正确方法处理数据的技能。
天文因为不属于中小学必修课程而不被大多数学生所了解，中学阶段非常缺乏天文科普实验或科技制作的教学内容，非常有必要利用天一天文社的资源优势整理、设计一些科普天文实验或制作，这些源自我们身边的天文科学知识将极大地激发学生对天文的兴趣，增加他们对天文的认识，促进天文知识在基础教育阶段的普及。
2.活动过程和步骤：
（1）编写“光学相关实验设计”模板。指导学生学习《高中物理实验手册》等专业书籍，在此基础上，编写“光污染相关实验设计”模板：活动目标、概念与方法、材料准备、活动步骤、活动建议、活动拓展等，同时，设计一份样稿《在微光中辨认颜色》。
（2）开展“光学相关实验设计”。指导学生开展“光学相关实验设计”，具体步骤有：
①创意征集：发动学生提出光学
相关实验（及制作）设计的创意，组织人员从投稿的创意中精选可操作性较高的方案。
②方案编写：制订编写计划，并为课题组每一位学生分配编写方案（草案），指导他们根据模板和样稿的格式及要求进行方案编写。
③实验验证：将课题组成员分成不同的小组，每组2人，以小组为单位对所编写的方案进行实验验证。
（3）组织“光学相关实验设计”比赛。面向全校师生组织开展“光学相关实验设计”比赛，吸引对天文有兴趣、乐于动手实践的学生参加“在微光中辨认颜色”“彗星为什么长尾巴”“简易望远镜制作”等比赛，并评优颁奖。
（4）举办“光学相关实验设计”科普活动。面向锡天联成员学校、无锡市少年宫及无锡地区其他中小学、幼儿园开展“光学相关实验设计”科普活动，针对不同年龄阶段的受众举办光污染科普讲座或科普游戏。
3.活动效果及呈现方式：
学生编写的“光学相关实验设计”将被编入校本教材《中小学生天文学习指南3》，这是一本专门介绍天文相关科普实验及科技制作的教材，受众定位为中小学天好者及天文指导教师。
上述科普实验及科技制作被引入天文社“宇宙意识”少儿天文科普项目及“天文全球化”社区天文科普项目，作为寓教于乐的教学素材向少年儿童及社区的天好者推广。
（三）主题活动三：星空光害旅行团（观测实践）
1.选题背景及意义：
对业余天好者来说，观星是极大的乐趣所在。然而，严重的光污染正将灿烂的星空从我们身边
夺走。
为便于普通学生及其他业余天好者通过对比观测，直观地了解无锡各地的光污染情况，我们依托天一天文社组织的“天一观星营”项目，开展了“星空光害旅行团”活动，带领旅行团的团员们利用晚上的时间，去往锡城不同的地点，实地观测、考察并对比分析星星的数目，从而普及光污染的防治意识、夜空光度的概念。
2.活动过程和步骤：
（1）编写观测方案。指导学生编写观测方案，使用最常见的目视极限星等法，即通过肉眼能观察到的最暗星等来进行估算：选择2个或2个以上地平高度大于40°的定标天区，数出该天区内能观察到的恒星数目，与国际流星组织提供的表格对应来确定极限星等。同时，为便于零天文基础的团员参与，我们设计了简易观测法，请同学们观测标志性星座所在天区的恒星数量，来比较不同地点的光污染程度。
（2）开展观测实践。带领旅行团的团员们利用晚上的时间，去往无锡城不同的地点，实地观测、考察并对比分析星星的数目。具体观测过的地点有太湖广场、馨和苑广场、天一中学、斗山、保利广场、崇安寺广场、南禅寺广场、安镇高铁新城、太湖十八湾等。（见图9、图10）
3.活动效果及呈现方式：
通过“星空光害旅行团”活动，结识了一批无锡地区的成年及未成年业余天好者。以此为抓手，天一天文社发起成立了“无锡市业余天
好者协会”QQ群。以此活动为素材撰写的《星星都去哪儿了》发表在《天好者》杂志2016年第2期。
（四）主题活动四：光污染摄影大赛（文化艺术）
1.选题背景及意义：
为推动公众思考光污染在无锡及其所在社区的状况，让公众参与光污染活动，我们发起了“光污染摄影大赛”活动。邀请公众使用摄影设备捕捉各种光污染的画面，从而了解及思考无锡地区乃至全世界日益严重的光污染问题。比赛主题分为：光污染与生态、光污染与健康、光污染与能源、光污染的分布、光污染的来源等。评选标准主要有：摄影照片视觉美感、作品说明表达技巧、光污染意涵、手法创意等。
2.活动过程和步骤：
指导学生起草“光污染摄影大赛章程”，包括组织单位、大赛目的、比赛主题、参赛资格、参赛设备、照片格式、相关权益、比赛日程、评选规则等。
章程起草完毕后，通过锡天联官网、锡天联微信公众号（AUWS2015）、无锡市业余天好者协会QQ群（91462404）、牧夫天文论坛无锡天协专版等渠道向外比赛信息。
投稿截止后，组织专家对作品进行评审，并举办颁奖仪式。
3.活动效果及呈现方式：
通过光污染摄影比赛，一方面间接了解了无锡地区光污染的来源、分布情况，另一方面，在公众中对光污染进行了有效的宣传与普及。光污染摄影作品还被制作成海报，用于专题展览。
七、活动可能出现的问题及解决预案
1.项目研究中的技术问题：
考虑到光污染问题在大陆地区的研究仍处于起步阶段，即便在世界范围内也未引起足够的重视，我们在开展夜空光度测量时会遇到各种各样的技术问题。对此我们的解决方案主要是：
（1）开题报告与测量指南两个指
导性文件必须花大力气保证质量，保证指导性和可操作性。
（2）争取学校在测光仪采购上的
支持，以及年级组、班主任在学生活动时间上的支持。
（3）遇到实在难以解决的技术问题，请教中科院紫金山天文台等相关研究机构。
2.科普实验中的素材问题：
中学生的专业知识储备毕竟是有限的，对生活的观察能力也仍有待提高，这直接导致了科普实验素材的缺乏。对此我们的解决方案主要是：
（1）大量、深度阅读中小学阶段及国外的实验手册，学习实验编写的一般结构，积累与光学相关的实验和科技制作素材。
（2）通过天文科普书籍和天文历
史故事，寻求实验和科技制作素材。
（3）面向全校发起光污染相关实
验和科技制作素材的征集活动。
3.观测实践中的安全问题：
夜间开展天文观测实践活动遇到的最大挑战是人身与财产安全问题，很多学生、家长或教师不支持天文活动也主要是对此有深深的顾虑。对此我们的解决方案主要是：
（1）与参加活动的学生签订合同，
并要求学校同意、学生签字、家长签字。
（2）统一、强制购买意外险，分担风险。
（3）与有资质、口碑好的旅行社合作，联系包车或食宿。
（4）对每一个观测地点进行事先
的实地探访，确保观测地的安全性，远离陡坡与水体。
4.摄影大赛中的发动问题：
摄影大赛看似简单，就是摁一下快门的事。但真正要发动公众参加，激发大家的热情却并不是一件简单的事。对此我们的解决方案主要是：
（1）通过锡天联成员学校的天文
指导教师，发动学生中的天好者参赛。
（2）通过官网、微信公众号、QQ群等网络平台推送摄影大赛比赛通知。
（3）积极联系赞助，为获奖选手准备证书、奖杯及奖品。
八、效果评价标准与方式
在评价的过程中，坚持“主体多元”“方式多样”“向度多维”等原则。
1.主体多元：
在活动过程中，要求学生首先进行自评和互评，不同组别之间也可以进行他评。这有利于加深学生对评价标准的认识与理解，可以促进学生自我反思和自我发展。教师在此基础上，对学生自评、互评及他评进行再评价，保证了评价的指导性。
2.方式多样：
在活动过程中，灵活运用即时评价与延时评价。即时评价有利于表扬先进，纠正缺陷；延时评价则体现了尊重、关爱与期待。此外，还将口头评价与书面评价，一次评价与多次评价，诊断性评价、过程性评价与终结性评价等多样化的评价方式相结合，以保护学生的积极性，强化学生的成就感。
3.向度多维：
摄影测量技术论文范文4
（青海省地矿测绘院，西宁 810012）
（Qinghai Geology Mineral Surveying Institute，Xining 810012，China）
摘要： 无人机航空摄影以无人驾驶飞机作为空中作业平台，集合高空拍摄、遥感以及航空摄影于一体，对农村范围内的集体土地，包括属于农民集体所有的建设用地、农用地和未利用地进行航空摄影，获取准确的地形图数据，以保证农村集体土地登记确权发证工作有效进行。本文对无人机航空摄影技术在农村土地承包经营权确权登记发证工作进行简单介绍。
Abstract： Unmanned aerial vehicle (UAV) aerophotography takes the pilotless aircraft as the aerial platform, integrating high altitude photography, RS and aerophotography. It takes airphoto of the rural collective land including construction land, farmland and unused land to get accurate topographic map data in order to ensure the rural collective land registration verification and certification work. This article briefly introduces the application of UAV aerophotography in rural land contract for the managerial right verification registration and certification.
关键词 ： 无人机航空摄影测量技术；土地测绘；农村土地承包经营权确权登记发证工作
Key words： UAV aerophotography；topographic mapping；verification；registration and certification of rural land contract for the managerial right
中图分类号：TP79 文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）06-0233-02
农村土地承包经营权确权登记发证工作的主要任务是“查清承包地块的面积和空间位置，建立健全土地承包经营权登记簿，妥善解决承包地块面积不准、四至不清、空间位置不明确、登记簿不健全等问题，把承包地块、面积、合同、权属证书全面落实到户，依法赋予农民更加充分而有保障的土地承包经营权”，其中的关键步骤是以户为基本单位，对现有人口、土地面积、地块、承包现状进行清理核实。传统土地调查使用皮尺测绘法，使用皮尺丈量，画张草图就可以进行确权办证。基本能满足面积和四至的相对准确，但是操作过程不够规范，由于没有坐标系等测绘最基本的要素，所以这种方法采集的成果根本就没有空间位置。
然而，新型无人机遥感技术是利用先进的科学技术、通过遥感传感器技术、遥测遥控技术等应用技术来实现的，这具有快速性、时效性及清晰度优点。无人机能够充分提高调查和监测的水平和效率。遥感监测信息不仅客观性好、现势性强、时效性高、无人为干扰因素，而且信息的定性、定位和定量精度高，避免了虚报瞒报的情况，并且由于地块的方位、面积等在图上得到了清晰的标示，政府部门可以做到“图账对应”，从而准确的掌握了地籍信息。
无人机航空摄影测量技术在农村土地承包经营权确权登记发证工作中起到了很大的作用，无人机航空摄影测量系统作为一项空间数据获取的重要手段，具有快速高效、机动灵活、精细准确、作业成本低、适用范围广、影像实时传输、高危地区探测等重要特点，在小区域和常规飞行困难地区快速获取高分辨率影像方面具有明显优势。可以利用无人机航空摄影测量系统获取高分辨率航空影像，制作出高精度的正射影像图。
确权登记工作的重点环节在于农户土地的外业测量。如果利用手持gps以传统方式进行外业实测。对于工期和质量都达不到要求，而青海又是世界上唯一一个高海拔地区，经济发展比较落后，有着世界上独一无二的地形地貌特征，也有着世界上独一无二的天气及气候变化。青藏高原号称“世界屋脊”，是一个大面积强烈的年轻隆起区，平均海拔在4500m以上，是我国现代冰川和多年冻土最发育的地区，在海拔4500m以上，为大片连续的多年冻土地区，大都是微受切剖的开阔平坦地形，地表呈现单调。青藏高原海拔高、地形复杂，被誉为无人机的禁区。然而，我省新近完成的一项科研成果打破了禁区传说，让无人机自由翱翔在高原的天空。我省无人机科研项目开始于2012年5月，经过短短一年的时间，青海省地矿测绘院科研人员成功探索出了一套适合在高海拔复杂地形、高寒缺氧等特殊环境下低空航空摄影测量的技术流程和操作方法。填补了我省在高原矿区无人机自主飞行获取影像数据和应用无人机航测技术测绘1:2000大比例尺地形图的空白，研究成果达到国际先进水平。
由于青海地区有一些地方会有户均耕地面积小的情况，加之手持GPS由于精度有限，实测工作中发现测量结果误差较大，造成群众对测量结果不认可等的问题，使青海地区部分试点县试点乡镇的土地确权工作一度被动。为顺利完成试点任务，各试点县农牧局及项目承担单位县经管站积极与上级业务主管部门和兄弟州县交流探讨，立即转变旧思路、精心研究新方法，确定将无人机航测遥感技术应用于土地确权试点项目外业测量，经与多个专业测绘单位联系商谈，最终与省地矿测绘院达成合作协议，并在试点乡镇建立了航测地面临时指挥部。经过各试点的航测，使无人机航测遥感正摄影技术在我省农村土地承包工作中得到了广泛的应用，相关技术应用水平也走在了全省前列。该技术不仅用更高精度的GPS对测量地区进行了测绘，还对地理地貌进行了全面航拍，精确稳妥地完成了农村土地实际面积、空间位置等重要外业测绘数据的采集，为高质量完成土地确权登记工作打下了良好基础，还能为今后该地区规划提供科学精确的图文数据。
能够优质按时的做好这一工作,完成农村集体土地登记确权发证任务。是青海省面临的一个重要任务，如今，青海省地矿测绘院无人机航空摄影测量技术在农村土地承包经营权确权登记发证工作中起到了非常重要的作用，为青海省全面开展农村土地承包经营权确权登记发证工作打下了一个坚实的基础。
在此以青海省湟中县农村土地承包经营权确权登记发证试点航空摄影测量工作来说，农村土地承包经营权确权登记发证工作主要利用1:2000正射影像底图，套合第二次土地调查后形成的最新土地利用现状图数据（县、乡镇行政界线以及村权属界线，图斑线、地类），按1：2000比例尺出图制作成权属调查工作底图，在此基础上由外野进行实地地块界线手工绘制、权利人，地块号，地块名称等的调查，然后经内业采用CASS数字测图系统进行上图、编辑、编制成农村集体土地所有权基础数据，利用KQ系统软件进行权属资料建库、分类面积统计和汇总等后续工作。比起传统的GPS实地测量来看，工作效率有了一个质的飞跃，传统测量工期长效率低，而无人机航测运用在土地承包经营权确权登记发证中，大大提高了工作效率，也节约了一定的成本。无人飞机体积小巧，机动灵活，不需专用跑道起降，受天气和空域管制的影响很小，能够在极短的时间内快速获取影像。这对于我们青海这个欠发达地区来说，是一个很好的方案。
参考文献：
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[2]陈俊艳，邝山，王振起.我国农村土地承包经营权流转存在的问题及对策，2010（1）.
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[5]张乐，等.浅谈无人机的发展[J].科技信息，2008，18.
摄影测量技术论文范文5
【关键词】数字化测绘 水利工程水利工程测绘数字地图测绘 水利
中图分类号： TV文献标识码：A 文章编号：
一．引言
随着现代科学技术的发展，计算机技术及辅助设施CAD技术的广泛应用，数字化测绘技术已经较为成熟的应用于建筑、交通和水利工程中。数字化测绘技术随着计算机技术、网络技术、测量仪器智能化及测绘制图软件的自动化等相关先进的技术的应用，给水利工程中的测绘工程带来了较多有利之处。
二.数字化测绘的优势。
数字化测绘是利用计算机对地形空间的相关数据进行自动处理，完成数字地图的绘制，有特别需要时，可以利用数控绘图仪来绘制所需要的专题地图或地形图。数字化测绘以传统的白纸测图为基础，在全站仪、计算机输入输出设备硬件、计算机绘图软件的支持下，利用数字字库技术和计算机图形处理方法，将野外数据采集到内业，并完成制图。数字化测绘技术通过数据输入、数据处理和数据输出三大部分的功能，实现了测绘制图的自动化、智能化。同传统测绘技术相比，数字化测绘具有以下优势：
1.图形测绘更准确。
利用数字化测绘技术将所采集的地形、地物、地貌等相关数据、信息转化为数字形式，通过数据传输端口输入计算机，经过计算机图形处理软件和测绘软件进行处理，产生内容非常丰富的电子地图。数字地图是地理信息系统(GIS)的重要信息来源，存贮较为方便。在现代地形测绘技术中，数字化测绘已发展成为利用掌上电脑即PPA在现场完成数据采集及数据处理、成图。传统的经纬测绘和白纸绘图，产生的平面位置及其他信息的误差较大，而利用数字化测绘就似乎，测绘点精度非常高，从原始数据采集到成图过程中，精度无任何变化，保证了成图的质量。
2.提高了测绘效率。
数字化测绘是现代GIS数据采集的重要手段，实现了勘测设计一体化、数据采集处理一体化、数据更新和管理智能化。同传统的经纬仪配合平板的测图方法相比，数字化测绘技术的效率高出许多。在通视良好的情况下，利用全站仪以建站点为圆心进行观测，一站可以测量1公里范围内的地形图。正常情况下，传统的经纬测绘法采用白纸绘图法，一个作业组一天仅能测量200个地形点，而利用数字化测绘技术，可以测量400各地物点，甚至更多。数字化测绘技术大大提高了测绘的效率，也缩短了成图的时间。
三.数字化测绘在水利工程中的应用。
1.GPS测绘技术在水利工程中的应用。
授时与测距导航系统及全球定位系统（Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS）,通常简称为“全球定位系统”，即GPS。GPS是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机，接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。它是根据美国国防部1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。它是由三个部分组成的，分别为空间卫星、地面控制系统、用户的接受处理装置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点，也恰巧是这样的特点才使得对水利工程的测量可以向外扩展延伸。GPS和多波束测深系统相结合，是形成深水底地形测绘的新手段。
水利工程的选址一般多在地形较为复杂的河谷沟壑之处，工程周边地表植被覆盖较多，测绘时通视条件较差，而又缺乏相关国家控制点，采用传统光学仪器进行控制测量的难度较大。利用GPS卫星定位系统较好的解决了此类问题，由于GPS测量不受气候条件、地形、测量时间的影响和限制，能够及时准确的完成控制测量和数据采集工作，能大幅度减少或免做像控点，既有效减少了测绘的工作量，同时又较大程度的提高了测绘的工作效率。
2.RS遥感技术在水利工程中的应用。
遥感技术RS（Remote Sensing）是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起来的，它的主要特点是：从以飞机为主要运载工具的航空遥感，发展到以人造卫星为主要运载工具的航天遥感；它超越了人眼所能感受到的可见光的限制，延伸了人的感官；它能快速、及时地监测环境的动态变化；它涉及天文、地学、生物学等科学领域，广泛吸取了电子、激光、全息、测绘等多项技术的先进成果；遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。遥感，主要是从远距离、高空或外层空间的平台上，利用可见光、红外线、微波等探测器，通过扫描、摄影来传递信息和处理信息，从而识别地面物质的性质和运动状态。由于RS技术具有时效性、数据综合性、经济性等特点各种大的、小的比例尺地形图都可以快速的利用其影像来获取水利工程的基本地形图。利用RS遥感技术直接进行水利工程的流域规划，可以根据像片来直接判读流域的地形特点和地质构造，便于合理选择水利工程的坝址，对确定水库淹没、浸润及坍塌的范围有较好作用，同时对库区搬迁、经济赔偿及淹没损失等确定具有参考作用。
3.地理信息系统GIS（Geographic Information System）在水利工程中的应用。
地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具,是一种在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出，以满足应用需要的人-机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析,方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要，地理信息系统是现代水利工程数字化测绘的重要技术支持和测绘平台。
4.数字化测绘在水利工程中的应用领域。
（1）点位测设。水利工程中施工测量的基本任务是要测设点位，既要求对已知长度、高程、角度和坐标的测设，在大中型水利工程中，都需要对施工区域内进行布设施工控制网，之后利用网内控制点作为基础进行施工放样。利用GPS技术能大大减少施工控制网中的过渡控制点，既节省了成本，有提高了效率。
（2）计算水库库容。传统计算水库的库容时，都是采用手工计算，工作量非常大，而且容易出错，计算精度也较差。通过利用数字化地形图，加大了采集点的密度，同时也提高了面积计算的精度。可以插绘等高线，提高库容计算的精度，能快速计算书库的容量，便于实现水库的自动化管理。
（3）水力资源管理。
水力资源管理利用遥感技术为检测手段，利用GIS地理信息系统作为管理平台，通过RS技术和GIS技术能够客观、快速、经济的为大中型水利工程提供地理、环境、地质及水文等相关信息，是水利工程选址、工程规划及设计和施工管理的重要分析工具。
四.结束语：
数字化测绘技术在很大程度上提高了水利工程测绘的水平，提高了测绘精度，确保地形图准确可靠。现代测绘技术的应用，先进测绘仪器和测量技术及测绘方法，为水利工程的建设和管理提供了可靠依据。
参考文献：
[1]艾斯克尔·努尔 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《黑龙江水利科技》 -2011年2期
[2]陈运河 数字化测绘技术在渠道改造工程中横断面图的运用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年16期
[3]杨安广 陈东宇 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年36期
[4]唐继权 赵学辉 郑红英Tang JiquanZhao XuehuiZheng hongying 水利工程测绘数字化分析 [期刊论文] 《中国水运（理论版）》 -2007年1期
摄影测量技术论文范文6
关键词：三维数字；地形图；测绘技术
1. 引言
随着数字地形图的广泛应用，为了便于进行空间方面的量测和分析，人们对它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，为此，在借鉴二维数字地形图和数字地面（或高程）模型优点的基础上，克服二维数字地形图在空间表示和应用方面的不足，提出了测绘三维数字地形图的想法。
为此，本论文主要对三维数字地形图的测绘技术展开分析探讨，以期从中找到可靠有效可行的数字地图测绘技术，并以此和广大同行分享。
2. 三维数字地形图的地形数据及表达方法分析
地形数据即为表现地势走向的地貌数据，包括平面位置和高程数据两种信息，这两种信息目前主要通过野外测量、航空航天遥感影像和现有地形图数字化三种方式获得。航空摄影测量一直是地形图测绘和更新的有效手段，其所获取的影像数据是高精度大范围的DEM生产最有价值的数据源。另外，近年来出现的干涉雷达、激光扫描仪等新型传感器数据被认为是快速获取高精度、高分辨率的DEM最有希望的数据来源。通过全站仪、全球定位系统(GPS)等手段可获取较小范围、大比例尺、高精度的地形建模数据，同时也是对航空摄影测量和地形图数字化的一种补充。实际工作中，具体采用何种数据源和相应得生产工艺，一方面取决于数据的可获取性，另一方面也取决于应用的目的和对数据的要求，包括DEM的分辨率、数据精度、数据量大小和技术条件等。
三维数字地形图是用规则格网和高程注记点来表达地形地貌的。为了不影响地图符号表达地物和地形，采用分布规则的格网式DEM较为妥当。格网的大小一方面取决于相应地形图的分辨率，一般说来，地形图的比例尺越大，对地物和地形表达的精度就越高即越精细，则格网就越小；另一方面取决于制图区域地形的复杂程度，一般说来地形越复杂或越破碎，为了表达地形时不失真，格网就应越小。在一幅地形图上，考虑到在实际中，有的地方地形比较复杂，而另一些地方则比较简单，可用四叉树结构来表达格网，即用大格网来表达简单的地形，而用小格网表达复杂的地形，即采用横向的多分辨率技术表达地形。构建三维数字地形图时，必须确保DEM与线划地形图是同一个空间参考框架下的；编制地形图时，可将DEM格网点放在一个单独的图层上，这样可根据需要打开或关闭它。高程注记点反映地面上坡度变化处的高程。
3. 三维数字地形图测绘技术应用探讨
3.1 三维地形数据的采集
三维地形数据采集包括两个阶段，一是：外业采集，主要是利用全站仪采集地形点的三维空间数据（包括平面坐标及高程）。由于受通视条件、劳动强度等因素的影响，只能采集地形特征点的三维空间数据，地形特征点一般是指山谷点、山脊点、洼地、山脚点、山顶等等。由于这些特征点的密度不够和分布不均匀。这样在对有些地区的地表高低起伏就很难精确的表示。二是：内业加密，就是将外业采集的数据，通过内插的方法对特征点的密度和分布进行有效处理，获得分布均匀，密度适当的地形点及高程，使其更能详细的反映地势的走向。
在利用全站仪野外获取三维地物数据测量时，地物底部特征点数据的获取是比较容易的，难点在于怎样获取地物顶部特征点数据。以建筑物为例进行说明，其顶部特征点的数据可以通过测量其相应的底部特征点的平面位置和高程，然后量测其高度的方法获取，也可以放置棱镜到顶部特征点上直接测量的方法获取，还可以用无棱镜测量进行建筑物顶部特征点的方法获取。其中，无棱镜测量对于没有反射的物体不能进行测量，因此在建筑物比较密集的城镇地区，用无棱镜测量会严重受到通视条件和反射条件的制约，使的测绘工作量大，效率低，有些建筑物的顶部特征点甚至是采集不到的，对深巷的建筑物底部特征点也很难采集到。当然，还可以在建筑物顶部进行数据采集，此方法也存在通视条件的限制，还有很高的危险性，因此对于大区域测绘是不现实的。
3.2 三维数字地形图的测绘
实际地面通常不是光滑和均匀变化的，因此在采集的时候会产生断裂线问。对于植被茂密、树林覆盖地区，数字摄影测量采集时无法切到地面，这样就不能准确的反映植被覆盖区的实际地面趋势，为了使其精度能够满足要求，可以在这些地区采集散点方式进行测量，以便能真正的切到地面的地方进行数据采集。在必要的时候还需要进行野外测量的方式进行补测才能达到精度的要求。具体面向三维地形数据的采集测绘，可以按照如下步骤进行：
(1) 定向建模
定向建模之精度是影响整个产品精度的关键。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立体像对进行手工或自动内定向、相对定向核线重采样绝对定向裁切核线影像立体模型建成。
(2) 数字高程模型DEM
DEM、DOM可由单模型获取，也可由批处理直接生成。创建DEM及镶嵌工作流程：先进行影像相关创建像方DEM像方DEM编辑创建物方DEM物方DEM检查编辑建立新图幅物方DEM接边物方DEM镶嵌DEM成果。
创建像方DEM前，要先对每个像对中的特征点（峰顶、谷底、鞍部及地形突变点）和特征线（山脊线、山谷线、地区突变区线、面状地物的范围线等）进行量测。量测特征点和线的目的是获取像方DEM相关的初值，对像方DEM进行编辑。
(3) 数字正射影像DOM
每个像对的物方DEM编辑后即可创建正射影像，并进行DOM的镶嵌。正射影像分为黑白正射影像和彩色正射影像。先创建每个像对的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，选择镶嵌线对黑白正射影像进行镶嵌即生成黑白DOM产品。
(4) 数字线划测图
在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM产品，可直接进入向量测图模块进行测图。在向量测图模块中，图廓及内外整饰自动生成，已测向量能够实时显示（放大、缩小、编辑等）和映射至立体，具有联机编辑、实时符号化功能，利用测图模块提供的这些工具可以很方便地进行测图和编辑，实现测图、编辑一体化。
3.3 三维数字地形图测绘的误差分析
(1) 全数字摄影测量的精度和模拟摄影测量、解析摄影测量相比一定有所不同，如:光束法区域网加密与独立模型法区域网加密的精度差异，全数字摄影测量系统没有机械传动误差、图纸套合与清绘误差、展点误差、主距安置误差、读数误差等等，出现了影像匹配误差等。
(2) 图上的地物点的点位中误差主要来源于：像控点点位中误差、房檐改正误差、加密点点位中误差、影像扫描中误差、影像匹配中误差和定向中误差等。
(3) 航测成图高程中误差的主要来源于：控点高程中误差、加密点点位中误差、相对校正中误差、定向中误差和测绘动态中误差等。
4. 结语
本文从三维数字地形图的相关概念、数据采集的方法和三维数字地形图的绘制三个方面进行了研究，对于三维数字地形图测绘技术的实际应用具有一定的借鉴和指导意义，因而是值得推广的，另一方面，三维数字地形图数据的采集与测绘，还有很多的技术细节问题需要深入探讨，这有待于广大技术工作人员的共同努力，才能够最终实现三维数字地形图的测绘与普及应用。
参考文献：
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