第一篇 摄影测量基础 3
第1章 摄影测量解析基础 3
1.1摄影测量学简介 3
1.1.1摄影测量学的定义和任务 3
1.1.2摄影测量发展简史 4
1.1.3摄影测量的特点与分类 5
1.2基本概念 6
1.2.1航空摄影和摄影比例尺 6
1.2.2中心投影的基本知识 7
1.3坐标系统 7
1.3.1常用坐标系及内外方位元素 7
1.3.2共线方程 9
1.4单张像片解析 11
1.4.1内定向 11
1.4.2后方交会 11
1.5立体像对解析 11
1.5.1立体观察 11
1.5.2双像解析摄影测量的几种方法 12
第2章 数字摄影测量 13
2.1概述 13
2.1.1数字摄影测量的定义 13
2.1.2数字摄影测量存在的若干问题 13
2.2数字影像解析基础 15
2.2.1影像数字化 15
2.2.2数字影像内定向 15
2.2.3数字影像采样及重采样 16
2.3核线 17
2.3.1核线的几何关系解析 17
2.3.2核线的应用 18
2.4影像匹配 18
2.4.1影像匹配的基本原理 18
2.4.2影像匹配的算法 18
2.5数字摄影测量系统 19
2.5.1主要的数字摄影测量系统 19
2.5.2数字摄影测量主要功能和流程 20
第3章 数字地面模型基础 21
3.1数字地面模型的定义 21
3.1.1定义 21
3.1.2模型 22
3.2DEM数据获取 26
3.2.1外业测量 26
3.2.2通过传感器获取 26
3.2.3从现有的地形图上采集 27
3.3DEM内插 27
3.3.1整体内插 27
3.3.2分块局部内插 28
3.3.3逐点内插 28
3.4DEM的存贮和管理 28
3.4.1DEM的数据存贮 28
3.4.2DEM的数据压缩 28
3.4.3DEM的管理 30
第二篇 雷达摄影测量 33
第4章 雷达遥感与雷达摄影测量 33
4.1雷达遥感简介 33
4.1.1雷达遥感的历史 34
4.1.2雷达遥感的应用 35
4.2雷达摄影测量的定义与发展概况 36
4.2.1雷达摄影测量的定义 36
4.2.2雷达摄影测量的发展概况 37
第5章 雷达图像的特点 40
5.1雷达遥感基础 40
5.1.1电磁波理论 40
5.1.2频率与频段 41
5.1.3分贝 41
5.1.4合成孔径原理 42
5.2雷达图像的空间分辨率 42
5.2.1距离分辨率 43
5.2.2方位分辨率 43
5.3雷达斑点噪声 44
5.3.1相干斑产生机理 44
5.3.2滤波算法 45
第6章 雷达图像构像模型 49
6.1距离—多普勒模型 49
6.2等效共线方程模型 50
6.3轨道/飞行参数估计 51
6.3.1斜距R 51
6.3.2位置矢量的计算 52
6.3.3图像每行的成像时间 53
第7章 雷达立体摄影测量原理与方法 54
7.1基本原理 54
7.2影响DEM精度的因素 55
7.2.1地形 56
7.2.2观测方式 56
7.2.3地面控制点 57
7.2.4分辨率 57
7.2.5斑点噪声 58
7.2.6立体影像之间的时间间隔 58
7.2.7成本效益 58
7.3立体像对选取的一般规律 58
7.4DEM生产流程 59
7.4.1概述 60
7.4.2影像输入 60
7.4.3裁剪 61
7.4.4滤波 61
7.4.5重采样 61
7.4.6配准 62
7.4.7影像匹配 62
7.4.8再次重采样 65
7.4.9生成DEM 65
第8章 利用雷达摄影测量方法获取DEM 66
8.1研究区概况 66
8.2数据准备 66
8.3地面控制点测量 68
8.4DEM提取 68
8.4.1技术路线 68
8.4.2轨道校正 68
8.4.3影像匹配 70
8.4.4DEM编辑与修改 71
8.5精度分析与评价 71
8.5.1DEM的精度 71
8.5.2DEM精度评价方法 73
8.5.3DEM精度评价 75
第三篇 激光雷达（LIDAR）遥感 81
第9章 LIDAR系统概述 81
9.1LIDAR系统的定义与组成 81
9.1.1LIDAR系统的定义 81
9.1.2LIDAR系统的组成 82
9.2激光测距 83
9.3激光扫描 87
9.4定位定向参数 89
9.5激光脚点的解算 90
9.6LIDAR系统数据及表达 91
9.6.1LIDAR数据特点 91
9.6.2LIDAR数据表达 92
9.7LIDAR系统国内外研究进展 94
9.7.1国外相关研发进展 94
9.7.2国内相关研发进展 97
9.8LIDAR技术的应用 98
第10章 地形数据提取与地形恢复 101
10.1基本概念 101
10.2地形数据的滤波算法 102
10.2.1数学形态学方法 102
10.2.2基于坡度的滤波算法 103
10.2.3移动窗口滤波法 104
10.2.4线性迭代最小二乘内插法 104
10.2.5移动曲面拟合法 105
10.2.6基于数据分割的滤波算法 105
10.2.7其他方法 106
10.2.8滤波算法的比较与讨论 106
10.3移动窗口拟合曲面法地形滤波 107
10.3.1算法原理 107
10.3.2算法流程 112
10.3.3滤波策略 112
10.3.4实验结果 113
10.3.5误差评估 115
10.4地形恢复 116
第11章 基于LIDAR数据的城市地物提取 117
11.1基于LIDAR数据的地物信息提取 117
11.1.1基于多回波的植被提取 117
11.1.2聚类分割算法提取地物信息 119
11.1.3等值线分割方法提取建筑轮廓线 120
11.1.4基于NDSM的地物分割提取 120
11.1.5基于数据融合算法的地物信息提取 121
11.2建筑轮廓线提取及规范化 122
11.2.1建筑轮廓线提取主要算法 122
11.2.2基于α-shapes模型提取建筑轮廓线 124
11.2.3轮廓线的简化与规则化 131
11.3树冠信息提取 137
11.3.1树冠信息提取研究综述 138
11.3.2CIEM算法简介 141
11.3.3试验结果与分析 145
11.3.4精度评价 146
第12章 地物三维重建 148
12.1城市三维空间信息的获取 148
12.1.1DEM数据获取 148
12.1.2建筑物高度数据获取 149
12.1.3建筑物三维几何要素数据获取 149
12.1.4纹理数据获取 150
12.2三维城市建模方法 151
12.2.1基于二维地图数据的三维城市建模方法 151
12.2.2基于影像的三维城市建模 152
12.2.3基于激光扫描的三维城市建模 154
12.2.4CAD建模方法 156
12.3基于LIDAR数据的建筑三维重建 157
12.3.1建筑模型三维重建 157
12.3.2基于轮廓线的平顶建筑三维重建 159
12.3.3非平顶建筑的三维重建 161
12.3.4LIDAR数据提取建筑模型的缺陷 170
12.4基于LIDAR数据的树木三维重建 171
12.4.1树木三维建模方法综述 171
12.4.2基于机载LIDAR数据的树木建模 176
12.5虚拟城市构建 179
12.5.1研究区介绍 179
12.5.2数据与材料 181
12.5.3建设方法 182
12.5.4建设成果 188
第四篇 低空近景空间测量 191
第13章 近地数字航空摄影测量系统 191
13.1航空摄影测量系统的发展 191
13.2近地轻型数字航空测量系统的发展 191
13.3数字航空相机的发展 193
13.4近地轻型数字航空相机的发展 196
13.5近地轻型航空摄影测量系统实践与应用 199
13.5.1航摄任务设计 200
13.5.2进场安装与实验 202
13.5.3航飞作业 203
13.5.4影像前处理 204
13.5.5产品生成 205
第14章 低空无人遥感系统 206
14.1低空无人遥感概述 206
14.2低空无人航空遥感系统构成 207
14.2.1低空无人航空遥感平台 208
14.2.2传感器及测控系统 210
14.2.3空地无线通讯单元 212
14.2.4地面测控与作业控制工作站 213
14.2.5地面数据接收处理工作站 214
14.3低空无人遥感作业过程 214
14.4低空无人遥感系统数据处理 217
14.5低空无人遥感系统典型应用 218
第15章 车载三维数据测量系统 220
15.1车载三维数据采集系统 220
15.2车载三维数据采集概况 221
15.3车载三维信息采集系统的关键技术 222
15.3.1多传感器硬件集成 222
15.3.2多传感器空间配准 223
15.3.3多传感器时间配准 223
15.3.4GPS与IMU联合导航 224
15.3.5激光点云数据和纹理数据的处理 224
15.3.6三维模型快速建模 224
15.4车载三维信息采集系统的实现 224
15.5车载三维数据采集系统应用与实践 225
第16章 地面三维激光扫描系统 229
16.1地面三维激光扫描系统的概念 229
16.1.1地面三维激光扫描系统 229
16.1.2地面三维激光扫描系统工作原理 229
16.2地面三维激光扫描系统的特点 232
16.2.1地面三维激光扫描系统的特点 232
16.2.2地面三维激光扫描测量与近景摄影测量的比较 233
16.2.3地面三维激光扫描技术的应用 234
16.3地面三维激光扫描数据处理 235
16.3.1地面三维激光扫描数据特点 235
16.3.2地面三维激光扫描数据处理流程 236
16.3.3多视点三维数据配准 237
16.3.4三维数据预处理 239
16.3.5图像分割 240
16.3.6三维建模 241
16.3.7地面三维激光扫描应用案例 242
参考文献 245