spContent=数字摄影测量学专注于遥感卫星、航空飞机、无人机、到数码相机等设备所采集图像的三维处理技术,并辅以计算机视觉的知识,带您走入真实的三维世界。课程重点是在不接触物体本身的情况下,自动量测目标地物的大小、形状、位置和纹理特性,进而构建真实的三维场景模型,为后续决策分析提供精准的基础数据。相比与传统的量测方法而言,基于数字摄影测学的量测技术可以量测得到目标地物的四维信息,方便快捷,省时省力。数字摄影测量学可以广泛应用于地形测绘、生物医学、公安侦破、军事侦察、建筑考古、工业检测、智能驾驶等领域,所处理的目标大到地球,小到细胞,让您足不出户,实现精准定位,精细量测,实时监测,“云”览万物,“云”游四海。
数字摄影测量学专注于遥感卫星、航空飞机、无人机、到数码相机等设备所采集图像的三维处理技术,并辅以计算机视觉的知识,带您走入真实的三维世界。课程重点是在不接触物体本身的情况下,自动量测目标地物的大小、形状、位置和纹理特性,进而构建真实的三维场景模型,为后续决策分析提供精准的基础数据。相比与传统的量测方法而言,基于数字摄影测学的量测技术可以量测得到目标地物的四维信息,方便快捷,省时省力。数字摄影测量学可以广泛应用于地形测绘、生物医学、公安侦破、军事侦察、建筑考古、工业检测、智能驾驶等领域,所处理的目标大到地球,小到细胞,让您足不出户,实现精准定位,精细量测,实时监测,“云”览万物,“云”游四海。
—— 课程团队
课程概述
随着当前科学技术和社会的飞速发展,地理信息技术已经渗透到社会的各个领域,逐渐成为决策支持的主要工具之一。数字摄影测量学作为地理信息的精准获取手段在本领域发挥着重要的作用,同时在农业、林业、水利、环保、城建、生物医学、公安侦察、文物考古等其它领域也有着广泛的应用。
数字摄影测量学是地理信息系统专业的核心课程,通过本课程的学习,不仅可以使学生掌握航测的基本知识,以及单像解析、双向解析、特征提取与影像匹配和空中三角测量等摄影测量的核心知识,还可以使学生掌握近景摄影测量和计算机视觉等智慧摄影测量中的关键知识,在开拓学生视野的前提下,紧跟国际数字摄影测量发展的前沿,解决地理信息所面临的的崭新课题。
该课程的每个知识点都配备了课件、讲稿和知识点,针对复杂的涉及到立体的知识点环节,还配备了专业的动画进行详细解说,有助于学生更容易融会贯通。通过该课程的学习,可以夯实学生的专业基础,并拓展学生的发展空间,为学生后续专业课程的学习以及就业后从事与三维虚拟现实相关的科研和教学工作打下坚实的基础。
授课目标
通过本课程的学习,学生应掌握单像解析、双像量测、特征提取、影像匹配和空中三角测量的基本理论知识,熟悉数字高程模型和数字正射影像的制作方法和流程,并能根据实际需求制定三维场景模型的详细制作流程,包括前期数据采集、数据处理以及后期成果整理等,为后续相关工作上的进一步发展奠定基础。
课程大纲
绪论
课时目标:通过本章的学习使学生了解摄影测量的定义、任务和发展的三个阶段,并理解三个阶段的原理及区别。
1.1 摄影测量学的定义与任务
1.2 摄影测量学的发展历程
1.3 摄影测量的知识点概述
第一章单元测验
航摄像片的投影关系
课时目标:通过本章的学习使学生掌握航空摄影的基本参数,航摄像片的定义,以及与地形图的差别。
2.1 航空摄影与航摄像片
2.2 航摄像片与地形图
第二章单元测验
单幅影像解析基础
课时目标:通过本章的学习使学生掌握常用的五大摄影测量坐标系统、影像的内外方位元素以及坐标系统之间的转换关系;共线条件方程、影像的内定向与单像空间后方交会的计算过程等。
3.1.1 摄影测量常用的坐标系
3.1.2 影像的内外方位元素
3.1.3 空间直角坐标系的旋转变换
3.1.4 共线方程
3.2.1 影像内定向
3.2.2 单像空间后方交会
3.2.3 空间后方交会的基本方法及计算过程
第三章单元测验
立体像对的量测
课时目标:通过本章的学习使学生掌握立体像对相对定向的两种解算方法,立体像对前方交会的两种解算方法,单元模型绝对定向的解算方法,核面与核线的两种解算方法,以及三种立体像对量测的方法模型等。
4.1.1 相对定向元素与共面方程
4.1.2 连续像对相对定向
4.1.3 单独像对相对定向
4.2 立体像对空间前方交会
4.3 核面与核线
4.4 单元模型的绝对定向
4.5 立体影像对光束法严密解法
第四章单元测验
特征提取与影像匹配
课时目标:通过本章的学习使学生掌握点特征提取算子、线特征提取算子、特征定位算子、像元匹配方法、物方匹配方法、最小二乘匹配方法、基于特征的匹配方法以及跨接法影像匹配方法,另外使学生掌握建筑物和道路的提取方法。
5.1 影像重采样
5.2.1 点特征提取算法
5.2.2.1 线特征提取算法一
5.2.2.2 线特征提取算法二
5.2.3 特征定位算子
5.3.1 像方匹配
5.3.2 物方匹配
5.4.1 最小二乘影像匹配的原理
5.4.2 单点最小二乘影像匹配
5.5.1 基于特征点的影像匹配策略
5.5.2 跨接法影像匹配
5.6.1 自动或半自动地物提取
5.6.2 建筑物和道路的提取
第五章单元测验
空中三角测量
课时目标:通过本章的学习使学生掌握利用电子计算机进行解析三角空中测量的各种不同方法;掌握摄影测量与非摄影测量观测值的联合平差方法。
6.1 解析空中三角测量的概述
6.2 像点坐标量测与系统误差预改正
6.3 航带法空中三角测量
6.4 独立模型法区域网空中三角测量
6.5 光束法区域网空中三角测量
6.6 空中三角测量的平差方法
6.7 GPS辅助空中三角测量
6.8 自动空中三角测量
第六章单元测验
数字微分纠正
课时目标:通过本章的学习使学生了解数字微分纠正的概念,掌握数字微分纠正的三种方法、立体正射影像对的制作、以及立体正射影像对的应用及景观图的制作原理。
7.1 数字微分纠正的概念
7.2 数字微分纠正的计算方法
7.3 立体正射影像对的制作
7.4景观图的制作原理
第七章单元测验
数字摄影测量的发展
课时目标:通过本章的学生使学生掌握数字摄影测量系统的开发与设计现状、功能以及组成,掌握摄影测量工作站的组成,并进一步掌握数字近景摄影测量的原理、方法和应用,熟悉计算机视觉在数字摄影测量中的应用。
8.1 数字摄影测量系统
8.2.1 数字近景摄影测量的概述
8.2.2 数字近景摄影测量的方法
8.2.3 数字近景摄影测量的应用
8.3.1 计算机视觉
8.3.2 影像信息科学中的认知科学
8.3.3 计算机视觉与数字摄影测量
第八章单元测验
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
1.张剑清,潘励,王树根 编著,摄影测量学(第二版),武汉大学出版社,2014
2.冯文灏 编, 近景摄影测量学. 武汉大学出版社, 2002.
3.李德仁,袁修孝 著,《误差处理与可靠性理论》,武汉大学出版社, 2002.
本课程还参考或引用了其他教材、论文、视频、专题片、网站等各类资源,由于各种原因无法逐一说明,在此对版权所有者表示衷心的感谢。
常见问题
问题1:需要具备什么基础才可以学习该课程?
答:只要对三维虚拟现实感兴趣,就可以学习,在课程学习中遇到不懂的问题,再逐个击破即可。
问题2:学了该课程后,可以从事哪些行业的工作?
答:数字摄影测量学的核心内容即为双目立体视觉和数字图像处理,只要是跟虚拟现实和图像处理相关的工作都可以从事。
问题3:一周应该学习多长时间?多久可以学完?如何保证学习质量。
答:该门课共分8章,对应32学时,建议同学们按照一周3-5个学时的进度安排学习(对应1个小时左右的视频),这样共需要7-11周的时间学完全部课程。该门课程知识点的设置是循序渐进的,需要同学们完成章节测试后再学习下个章节,效果最佳。
祝大家学习愉快!有问题随时跟我联系,无论你们在不在,我一直都在。