摄影测量学

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出版者:武汉测绘科技大学出版社
作者:金为铣
出品人:
页数:273
译者:
出版时间:1996-08
价格:21.50
装帧:平装
isbn号码:9787810304757
丛书系列:
图书标签:
  • 摄影测量学
  • 摄影测量
  • 三维重建
  • 遥感
  • 计算机视觉
  • 图像处理
  • 测量学
  • 地理信息系统
  • 点云
  • 建模
  • 无人机
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具体描述

建筑遗产的数字复兴:三维重建与历史保护前沿探索 本书深入探讨了当代文化遗产保护领域中,三维激光扫描、无人机摄影测量(SfM/MVS)等先进技术在建筑遗产数字化保护与管理中的应用实践与理论前沿。它并非一本聚焦于基础摄影测量原理或纯粹遥感技术的教材,而是将这些技术作为实现特定目标——即精细化、非接触式地记录、分析和再现历史建筑群——的工具集进行系统性梳理。 全书结构围绕“数据获取、处理、建模、应用”四大核心环节展开,旨在为建筑师、文物保护专家、测绘工程师以及致力于历史环境信息化的专业人士提供一套兼具理论深度与工程可行性的操作框架。 第一部分:遗产数字化的战略视角与数据采集基础 本部分首先确立了将建筑遗产数字化作为抢救性保护和可持续利用的关键战略地位。它批判性地审视了传统测绘方法在处理复杂、精细化历史结构时的局限性,引出为何需要采用多源异构的数字采集方案。 1.1 历史建筑信息模型的时代呼唤(HBIM/HIM): 讨论了如何将BIM(建筑信息模型)的理念延伸至历史建筑——即HIM(历史信息模型)。这不仅是几何形状的精确复刻,更包含了对材料、工艺、历史演变层次的语义化集成。重点分析了如何构建一个可追溯、可更新的数字档案系统,用以支持预防性维护和修复决策。 1.2 传感器融合与数据配准的挑战: 详述了不同采集设备(地面三维激光扫描仪、无人机搭载高精度相机、手持式结构光扫描仪)在采集历史遗址数据时各自的优势与局限。其中,对数据配准(Registration)的讨论尤为深入。这包括如何处理因时间跨度、光照变化、和不同测量基准带来的系统误差,以及如何利用目标靶点、自然特征匹配以及全局优化算法,确保点云数据的厘米级乃至毫米级精度统一。例如,书中详细阐述了在大型教堂或复杂石构建筑群中,如何有效地将不同时间点、由不同设备采集的点云数据集进行无缝融合,形成一个完整、一致的数字孪生体。 第二部分:从原始数据到精细化模型 本部分聚焦于数据处理流程中的核心技术环节,强调精度控制和信息提取的效率。 2.1 纹理重建与真实感映射: 深入探讨了如何将高分辨率的可见光图像(通常由无人机或地面相机采集)投影到三维点云或网格模型上,以实现高度逼真的视觉表现。这涉及到正射影像的几何校正、光照不均的消除技术,以及多角度纹理的羽化融合,以避免出现“贴图接缝”或阴影伪影。书中对古建筑外立面风化痕迹的纹理捕捉和表现进行了专门的案例分析。 2.2 复杂曲面与非规则结构的几何重建: 侧重于处理古典建筑中常见的拱券、穹顶、雕塑等非参数化几何体的重建。探讨了基于点云的曲面拟合算法,例如NURBS表面重建,以及如何从密集的点云数据中自动或半自动地提取出建筑的规范性几何元素(如柱子的轴线、墙体的平面度),而非仅仅得到一个“点云形状”。 2.3 基于深度学习的语义分割与特征提取: 引入了当前AI技术在遗产数据处理中的前沿应用。这并非指如何用AI生成图像,而是如何利用深度学习模型对海量点云或密集的2D图像进行自动分类和语义标注。例如,模型如何识别出“窗棂”、“飞檐”、“女儿墙”等特定构件,从而加速后续的构件化建模和材料属性的关联。 第三部分:数字模型的应用与可持续管理 本书的价值最终体现在数字模型如何服务于遗产的保护、研究和传播。 3.1 损伤监测与形变分析: 详细介绍了如何利用不同年代采集的数字模型进行历史形变监测(Change Detection)。通过比较不同时间点的点云数据,精确量化结构沉降、开裂、或腐蚀导致的微小位移。书中展示了如何设置监测阈值,并基于分析结果,为结构工程师提供定量的风险评估报告。 3.2 虚拟修复与增强现实(AR)展示: 探讨了数字模型在“虚拟考古”和公众教育中的角色。这包括如何利用精确的几何模型进行缺失构件的虚拟复原,并结合游戏引擎技术,创建沉浸式的历史场景漫游体验。重点分析了如何在保护现场架设AR设备,实时叠加历史信息或原始外观图层,实现对游客和研究者的多层次信息展示。 3.3 遗产资产管理(HAM)与数字化维护链条: 将数字模型视为一种动态的资产管理工具。分析了如何将三维模型、材料成分分析数据、历史文献记录,以及实时的环境传感器数据(如湿度、温度)整合到一个统一的地理信息系统(GIS)或资产管理平台中。这使得遗产机构能够从被动维修转向主动、基于状态的预防性维护策略。 本书强调,优秀的遗产数字化工作,其成功不在于采集了多么密集的点云,而在于能否通过严谨的流程和先进的分析手段,将这些原始数据转化为可操作、可解释、可信赖的知识和信息资产,从而真正服务于物质文化的传承与永续。全书贯穿着对数据溯源性、模型精度标准和知识产权保护的深刻反思。

作者简介

目录信息

目 录
第一章 绪 论
1―1摄影测量学的定义与任务
1―2摄影测量学发展的三个阶段
1―3摄影测量学与测绘学科的关系
复习思考题
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
2―1摄影原理与摄影机
2―2摄影处理与像片的晒印
2―3航空摄影与摄影测量对摄影的基本要求
2―4像片影像的误差及处理
2―5彩色摄影与其他摄影
复习思考题
第三章 单张航摄像片解析
3―1中心投影的基本知识
3―2摄影测量中常用的坐标系
3―3航摄像片的内、外方位元素
3―4像点在不同坐标系中的变换
3―5中心投影的构像方程
3―6像点位移、方向偏差及航摄像片的构像比例尺
3―7单张像片的空间后方交会
复习思考题
第四章 立体观察和立体量测
4―1人眼的立体视觉
4―2人造立体视觉
4―3像对的立体观察
4―4像对的立体量测
4―5像点坐标量测仪器
复习思考题
第五章 双像解析摄影测量
5―1双像解析摄影测量的方法
5―2立体像对的空间前方交会公式
5―3空间后方交会与前方交会求解地面点坐标的计算方法
5―4解析相对定向及模型坐标计算
5―5模型的绝对定向
5―6单模型光束法整体解求
复习思考题
第六章 解析空中三角测量
6―1解析空中三角测量的分类
6―2单航带航带法解析空中三角测量
6―3航带法区域网空中三角测量
6―4光束法空中三角测量
6―5独立模型法空中三角测量简介
复习思考题
第七章 模拟法立体测图
7―1模拟法立体测图的基本原理
7―2立体像对的方位元素
7―3模拟法测图的相对定向方法
7―4模型的绝对定向
7―5地形原图的绘制
复习思考题
第八章 立体测图仪
8―1立体测图仪的分类
8―2模拟测图仪的类型与结构
8―3我国常用的几种主要模拟测图仪
8―4解析测图仪的基本原理
8―5解析测图仪的硬件与软件
8―6主要解析测图仪简介
8―7机助测图系统
复习思考题
第九章 数字地面模型
9―1概 述
9―2图形在计算机中的表示
9―3数字地面模型数据的获取与预处理
9―4数字图形数据处理的基本算法
9―5数字曲面高程模型的内插
9―6曲线的内插与逼近
9―7等高线的绘制
9―8数字测图编辑中的一些基本算法
9―9数字高程模型的应用
复习思考题
第十章 像片纠正与正射投影技术
10―1像片纠正的概念与分类
10―2平坦地区的像片纠正
10―3起伏较小地区的像片纠正与投影转绘
10―4微分纠正
10―5数控微分纠正制作正射影像图
10―6数字纠正
复习思考题
第十一章 摄影测量的外业工作
11―1摄影测量外业工作的分类
11―2摄影测量的野外控制测量
11―3摄影测量的像片调绘与补测
11―4像片专业判读
复习思考题
第十二章 地面立体摄影测量
12―1摄影方式与基本公式
12―2用于地面立体摄影测量的外业仪器及其要求
12―3地面立体摄影测量的外业工作
12―4地面立体摄影测量的内业测图仪器与成图工作
12―5地面立体摄影测量在非地形摄影测量中的应用
复习思考题
主要参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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作为一名对计算机视觉和三维建模有浓厚兴趣的爱好者,我一直在寻找一本能清晰解释“影像如何变成点云”这个魔术过程的书。市面上很多入门级的资料一笔带过,直接跳到点云处理,让我总觉得心里没底。《摄影测量学》这本书则把这个过程拆解得非常彻底。它没有回避那些复杂的数学基础,比如对共线条件方程和法线方程的详细阐述,但高明之处在于,它总能在介绍完理论后,马上衔接到实际的应用场景。我特别欣赏作者对“束差与闭合差”的解释,这部分内容让我彻底理解了为什么在构建模型时需要进行平差优化。书中的排版和图示设计也十分考究,色彩运用得当,使得那些本该枯燥的几何关系图变得清晰明了,不再是令人望而却步的“黑白线条迷宫”。读完后,我对SfM(Structure from Motion)算法背后的核心思想有了更深刻的理解,不再仅仅停留在软件操作层面,而是真正理解了“机器是如何看世界的”。这本书是那种读完一遍后,还需要时不时翻回去查阅细节、巩固理解的宝典。

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我对这本《摄影测量学》的评价是:它在广度和深度上取得了极佳的平衡,成功地搭建了一座连接基础理论与前沿应用的坚固桥梁。我的背景偏向于地理信息系统(GIS)的应用端,对底层算法的细节要求不是最高,但需要对整个数据生产流程有全面的把握。这本书的第三部分,关于数字正射影像(DOM)和数字表面模型(DSM)的生成过程讲解得尤为到位。它不仅描述了如何进行影像的内定向和外定向,更深入地探讨了不同地面采样间隔(GSD)对最终产品精度和应用范围的影响,这种对“尺度效应”的关注,是很多纯理论书籍所欠缺的。此外,书中对不同制图标准和规范的提及,也体现了作者深厚的行业经验。阅读过程中,我仿佛有一位经验丰富的导师在身边耐心引导,他会预判你在哪个环节可能会产生疑惑,并提前给出详尽的解答和比对。这使得学习过程非常顺畅,知识点之间的衔接自然,没有出现“为了理论而理论”的生硬转折。

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这本书的出版质量本身就值得称赞。纸张厚实,印刷清晰,特别是那些涉及色彩校正和影像细节的插图,都保持了极高的保真度,这对于一本教授视觉测量技术的书籍来说,是至关重要的基本要求。从内容结构来看,它非常适合作为高等院校专业课的教材使用。它的知识体系覆盖了从基础的几何光学到复杂的像片调和与数据融合的全过程。我特别想点出关于“三维重建中的拓扑关系构建”那一章,作者并没有简单地将点云视为无序的数据集合,而是强调了其空间语义的提取和维护,这对于向基于实景模型的BIM/CIM发展的趋势是具有前瞻性的指导意义的。我尝试着将书中的某些概念,例如“相对定位精度”的计算方法,应用到我们现有的测量流程中进行验证,发现其理论模型与实际测试结果高度吻合,这极大地增强了我对书中所有技术描述的信心。总而言之,这是一部权威、全面、兼具学术价值和工程实用性的参考著作。

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这本《摄影测量学》简直是为我这种对空间信息和三维重建充满好奇的初学者量身定做的。我之前在网上随便找了一些资料,感觉知识点零散不说,很多术语都晦涩难懂,硬着头皮啃了几天也没什么进展。但是,当我翻开这本书时,那种豁然开朗的感觉真是难以言喻。作者的叙述方式非常注重逻辑性和条理性,从最基础的光学原理和成像几何讲起,逐步深入到复杂的像点测量和空中三角测量。尤其让我印象深刻的是,书中对不同传感器——无论是传统的航空摄影还是现代的无人机倾斜摄影——的工作原理和数据特点都做了详尽的对比分析,这对指导我选择合适的采集设备至关重要。书中的插图和案例分析质量极高,很多复杂的数学模型都配有清晰的几何示意图,让抽象的概念变得直观易懂。我特别喜欢它对误差来源和控制的讨论,这在实际工程应用中是决定成果精度的关键。尽管内容专业,但作者似乎总能找到一种恰当的平衡点,既保证了学术的严谨性,又照顾到了非专业背景读者的接受能力。读完前几章,我已经对如何从二维影像中恢复真实三维信息有了一个系统而扎实的认知框架,这为我后续学习更深层次的软件操作打下了坚实的基础。

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我是一名长期在古建筑保护领域工作的工程师,对非接触式测量技术的需求日益迫切。坦率地说,市面上关于摄影测量技术的书籍很多,但大多偏重于理论推导,或者过于侧重于某一特定软件的操作指南,缺乏宏观的、能指导项目实施层面的深度思考。然而,这本《摄影测量学》在系统性上达到了一个很高的水准。它不仅仅是一本技术手册,更像是一部关于“如何科学地获取和利用影像信息”的教科书。书中对数据预处理、空中三角测量的迭代优化算法的描述,虽然技术深度足够,但行文流畅,没有那种生硬的公式堆砌感。最让我感到惊喜的是,它对不同地形地貌(比如高反差的城市环境与植被茂密的林区)对测量精度影响的分析,这些都是实际工作中经常遇到的“坑点”。我特别关注了其中关于“像控点布设策略”那一章,它结合了工程实践的经验,给出了非常具有操作性的建议,而不是空泛地强调“越多越好”。这本书无疑能帮助我们项目团队更好地设计数据采集方案,提高外业工作的效率,并确保最终成果的可靠性和可追溯性。

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