数字摄影测量.docx

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数字摄影测量

什么是数字城市？

数字城市（DigitalCity）是一个新兴的，非常广义的概念，人们对此概念的叫法和解释不尽相同。

数字城市又称为数码城市（CyberCity）、信息城市（InformationCity），也有的叫作信息港（InformationPort）、数码港（DigitalPort）、智能城市（IntelligenceCity）等。

不同行业领域从不同的着眼点和侧重点出发，导致对数字城市概念有不同的认识和理解，目前还没有一个统一的定义，本人认为数字城市运用信息共享的理念，依托信息技术手段，将物质城市数字化重建，据此整体研究解决城市问题的综合系统。

构建虚拟世界，服务真实生活！

数字城市的特点

1）以空间定位和3D虚拟景观为基础

2）集成化：

区域信息的集成

3）社区内的信息交换

4）关键内容的信息提供

5）城市的数字化

6）城市的网络化

7）城市的智能化

8）城市的可视化

建立数字化城市的意义

1）一是为发展生活

2二是为防灾减灾

3三是为高效管理

4四是信息化生存

国外数字城市的发展

从1993年“信息高速公路”概念正式提出，到2000年“数字城市”提法正式确认，数字城市建设得到了一定程度的发展。

纵观国外数字城市发展历程，大致可划分为三个阶段：

起步期、发展期、成熟期。

就目前国外数字城市发展的总体状况而言，大多数国家处于数字城市的发展期，像美国、加拿大等发达国家正在逐步向成熟期靠拢。

以信息基础设施建设为中心的数字城市起步期。

此时，数字城市的概念尚未明确地提出，各国信息化的发展以信息基础设施的建设为主要目标。

1993年9月，美国克林顿政府全力推进一项引起全世界注目的高科技项目——“信息高速公路”，即国家信息基础设施建设。

因此，1993年可视为数字城市建设开始起步的标志性一年。

1994年1月，美国政府在《国情咨文》中明确提出，要把美国的每一间教室、每一个图书馆、每一家医院，乃至企业、商店、银行、新闻机构、电视台、会议厅、娱乐场所的电脑数据都联系起来，形成覆盖全国的“信息高速公路”网。

与此同时，英国伦敦也在积极推进“数字伦敦”计划，到2001年1月，已有40%左右的市民家庭使用互联网。

　以电子政务、电子商务和社区信息化建设为中心的全面发展期。

发达国家开始通过大力发展电子政务、电子商务和社区信息化建设，有效地推动经济社会的全面信息化。

至该阶段发展后期，数字城市信息资源共享，面向市民的数字城市在线公共服务，越来越受到各国政府的高度重视。

比如，1998年9月，时任美国副总统戈尔正式提出“数字化舒适社区建设”的倡议，约有60个城市同时进行数字化建设，现已建成一批“智能化生活小区（数字社区）”示范工程。

2000年，时任美国总统克林顿宣布建立第一家政府网站，目的是减少“橡皮图章”，使向政府申请贷款和合同竞标等活动能通过网络进行。

此举被视为国外数字城市建设全面进入发展期的标志性事件。

2001年，布什总统启动政府改革计划，电子政府是这一改革计划的重要内容。

目前，美国电子政务已进入全面发展阶段，形成了“网站多、内容全、网连网”的特点。

2004年8月，全美已建政府网站逾2.2万个，可搜索到的分站点超过5100万个。

数字城市以地理空间框架为定位基准，集成城市自然、社会、经济、人文、环境等综合信息，基于网络基础设施实现城市信息的广泛共享。

数字城市代表了城市信息化的发展方向，是推动整个国家信息化的重要手段。

数字城市地理空间框架既是一城市的空间基础信息平台，也是国家空间数据基础设施的基本组成部分，它是信息集成的载体、是数字城市赖以实现的不可或缺的基础支撑。

数字城市地理空间框架是数字中国国家、省（直辖市、自治区）、城市三级地理空间框架的重要组成部分，是市域范围内自然、社会、经济、人文与环境等各种信息的定位基础、集成工具和交换平台。

三级地理空间框架的建设应整体规划、渐进实施、相互协调，并遵循相应的标准和规范，从而实现在分布式环境下多源、异质、异构地理空间数据的流通、共享以及互操作。

为响应胡锦涛主席“加快国家基础地理信息系统建设，构建‘数字中国’地理空间基础框架”的号召，增强数字城市地理空间框架的规范性、权威性和严肃性，保障国家安全，促进城市地理空间信息的共享和广泛应用，减少重复投入，加快城市信息化进程，国家测绘局于2006年启动了“数字城市地理空间框架建设示范工程”项目，通过在全国选择若干具备条件的城市作为试点开展数字城市地理空间框架建设，总结经验，推动数字中国、数字省区的建设。

数字城市建设的关键技术包括：

获得地球表面或浅表面的　原始数字化数据的技术（ＲＳ、ＧＰＳ等）；互操作标准；科学计算；　海量数据存贮和压缩；网络技术；分布式对象技术；分布式空间　数据资料库、空间数据仓库；虚拟现实；各类应用模型、ＫＤＩ；图　形浏览器，ＷｅｂＧＩＳ技术等。

“３Ｓ”技术集成系统与数字摄影测量技术的一体化数　据管理

　“３ｓ”即ＧＩＳ（地理信息系统）、ＧＰＳ（全球定位系统）、ＲＳ（遥　感）数据的集成管理模式、数据模型、设计和发展相应的数据管　理系统，以实现图形、图像、属性和ＧＰＳ定位数据等的一体化管　理，为“３ｓ”的集成处理以及数字城市空间信息基础平台的开发　和建设，提供技术支持。

数字摄影测量是基于摄影测量的基本　原理，并应用计算机技术、数字影像处理、计算机视觉、模式识　别等多学科的理论与方法，从遥感影像提取测量对象的数字化

数字城市建设成果的应用

　　目前，数字徐州地理空间框架建设试点项目基于地理信息公共平台，重点开展两个示范应用，基础地理数据通过在线或离线的方式供国土、城管、水利、公安等十几家单位共享使用。

　　——数字国土应用示范工程

　　该工程以信息化促进国土资源管理创新，带动管理科学化、规范化、精细化为出发点。

将土地调查成果、卫星遥感影像、航摄影像与基础地理信息进行整合，作为底层支持数据库，在此基础上建立各种国土资源的计划、审批、供应、补充、开发、执法等行政监管系统，构建统一的综合监管平台，实现土地资源开发利用的实时动态监管，为实施耕地保护，规范土地市场秩序，全面提高国土资源科学管理和服务水平，切实推行依法行政提供强有力的技术支撑和信息保障。

　　——数字化城市管理系统

　　该项目总投资2400万元，形成了“一级监督、二级指挥、三级考评、四级联动”的城市管理体系，即通过市监督指挥中心，市和区两级城市管理机构，以及市对职能部门、职能部门对业务处室、业务处室对专业公司的三级考评体系，形成责任层层落实的现代城市管理体系。

该系统已完成基于数字徐州地理空间框架的城管业务数据资源整合、市公安局治安监控信息资源的整合、118平方公里建成区的城市部件普查、9个基本系统（城管通子系统、受理子系统、协同工作子系统、监督指挥子系统、地理编码子系统、综合评价子系统、应用维护子系统、基础数据管理子系统、数据交换子系统）和11个拓展系统（领导督办管理子系统、领导移动督办子系统、户外广告管理子系统、GPS监控子系统、数据更新管理子系统、移动执法子系统、业务短信子系统、视频监控子系统、门户网站子系统、12319对接子系统、城市管理应急子系统）的开发、50个监控点建设，四级联动网络和硬件部署已经到位。

该系统的建成和运行将极大地提升城市管理水平，提高广大市民对城市的满意度，促进城市管理与城市建设、经济发展的良性互动。

　　“数字泰州”建设稳步推进，数字城管系统、公共服务系统、供电系统等相继建成。

　　——公众影像地图服务系统

　　该项目获取了与公众衣、食、住、行相关的详细信息和DMI影像，为公众提供了大量直观、详细、可量测的城市环境信息，为公众旅游、导航提供便捷的服务。

泰州影像地图网站定位于实景社区，为个人提供大量而丰富的信息查询服务，为企业提供地图化的广告发布平台和企业展示空间。

　　——数字供电系统

　　泰州市数字供电系统采用泰州市地形矢量数据，叠加电力专业数据，实现了足不出户即可一览全网的效果。

如果实地有电杆或变电箱出现故障，接线员接到报修电话后，进入该系统便可查询到事故所在位置，分析相关电力设施情况，判断故障原因，保证维护人员在最短时间内前往现场排除故障。

　　——便民信息亭

　　“便民信息亭”是2009年泰州市海陵区政府十件惠民工程之一。

日前，10个便民信息亭安放在社区服务中心、泰州大学城等人流相对集中的地段。

这些信息亭操作简单方便，人们通过点击触摸屏上相应的按钮，可以快速查阅城市地图、证券行情、交通违章、公交换乘等各类信息，方便公众生活。

计算科学宽带网络对地观测技术GIS技术GPS/GIS/RS一体化技术

城市标准空间统计单元的建立虚拟现实（VR）技术城市规划决策支持技术

数字城市的信息模型与体系结构数字城市的运行管理技术数字城市的功能系统

全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）是建立数字城市的三大支撑技术。

数字摄影测量将成为数字城市数据采集与更新的主要来源之一。

从数字摄影测量系统获取与提取加工的大比例尺数字地形与城市专题信息与城市地理信息系统一体化将是数字城市的主要特征。

数字摄影测量技术为三维城市数据的获取提供了最经济快捷的方法。

数字摄影测量可提供下列重要数据：

建筑物的三维重建模型、数字高程模型和数字正射影像。

多光谱影像还可用来区分数码城市中的植被和人造物体等。

数字摄影测量（Basicconceptofdigitalphotogrammetry）是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。

中国著名摄影测量学者王之卓教授称为全数字摄影测量。

这种定义认为，在数字摄影测量过程中，不仅产品是数字的，而且中间数据的记录以及处理的原始资料均是数字的。

所处理的原始资料自然是数字影像。

生成城市基础信息

数字线划图（DLG）是城市基本图件的最主要形式，是进行规划、设计、管理等的基础。

数字高程模型（DEM）是建立数字城市的基础信息之一，是赖以构建城市三维景观和进行各种工程设计的基础信息。

数字正射影像图（DOM），根据数字高程模型对中心投影的航摄影像进行纠正处理、消除了投影差的垂直投影的影像地图。

由于它包含地表的各种原始信息，而且通过纠正处理，比例尺和相关位置是准确的，可用于城市规划、环境保护、资源调查、灾害防治以及军事等多种领域。

•彻底改变通常的物业管理方式和手段,改变传统的园区物业管理模式和思维；住宅建设的硬件环境的改善；园区管理和社区服务的软件内容的提高；以为园区居民提供“安全的居住环境、温馨的社区服务、便捷的网络服务“作为智能园区实现智能化、专业化和企业化的追求目标。

•数字武汉”“数字青岛”等数字城市产品相继走入人们的视线。

“数字城市”是什么样？

技术人员举了几个例子。

窨（yin）井盖丢失后，市民想投诉，却说不清窨井盖的具体位置，现在只要报个号码，通过“数字徐州”平台就可直接定位；从A地到B地，不知道怎样到达，只要轻点鼠标，“数字徐州”会告诉你答案，不仅有详细的线路图，还有可乘坐的公交线路。

•

根据景物原来的资料和不同时期对景物拍摄的照片，利用数字摄影测量技术获取古建筑物几何信息通过对物体多方位照相,并依据一定的数学关系,解算出建筑物特征点的空间坐标。

然后根据恢复的空间模型进行景物的修复。

数字摄影测量是信息时代发展的新产物，它是建设数字城市不可缺少的工具。

文章详细讲述了数字摄影测量的含义和数字城市的概念

并以此为基础，重点分析了数字摄影测量在数字城市建设发展中的应用。

【关键词】摄影测量数字城市建设作用

[1]龚建雅，数字城市的基础概念及实现策略[J]．3s世界，2001.02．

[2]冯文濒．近景摄影测量[M]．武汉，武汉大学出版社，2002．

[3]卸继贵．工业现场近景数字摄影视觉精密测量[M]．数字近

景摄影测量技术研讨会论文集，武汉大学学报（工学版），2006，02．

[4]朱庆，李德仁．数码城市GIs的设计jj实现[J]．武汉火学学报，2001，26．

[5]张福华．摄影测量在数字城市建设中的应用[J]．北京会侧，2005，04．

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绑定照片纹理与网格模型

Figure1.TransformedimageofwestwallCutimageofwestwall

Bindingofphoto-textureswithvectormodelrequiresassigningoftexturestomodelsurfacesandgeometricalconnectionbetweenthephoto-texturesandcorrespondingsurfaces.Differentsoftwareproductscouldbeusedforthesepurposes.Therequirementsthattheseproductsmustsatisfyincludearepossibilitiesforsuchbinding,easycreationoffinalmodelandpossibilitiesforexportinformatcompatibleInternetbrowsers.PossiblecandidatesareAutoCADLandDevelopmentwithAutoCADOverlay,3DStudioMAXandMicroStation.Highestflexibilityshows3DStudioMAXbutthisproductrequiresverylongperiodoftrainingandisnotveryconvenientforeducationinGeodesy.BythesereasonsineducationalprocessareincludedinitiallyMicroStationofBentleyandAutoCADOverlay.Thechoiceoftheproductdependsontheenvironmentinwhichthevectormodelisproducedandprocessed.DVPproductdoesnotexportdirectly*.dgnformatbutcreates*.dxffile.MicroStationallowsimportingof*.dxfformatandallfollowing

processingismadeintheenvironmentofMicroStation.Tocreateadequatemodelitisnecessarytocropthephoto-texturebytheboundariesofsurface.ForeducationalpurposesisusedPhotoshop.Theboundariesareoverlappedovertherasterlayerbyconvertingthevectormodeltorasterlayer.Theresultsforthewestwallofthechurch“TheAssumptionoftheVirginMary”areshownontheFigure1.

数字东京

本文提出了数字城市作为一个社会的概念城市生活的信息基础设施（包括商场，商务，交通，教育，福利等）。

我们提出的三个层数字城市：

a）信息层的体系结构集成了WWW档案和关系到城市的实时的感官信息，B）接口层提供二维和三维视图的城市，以及c）协助的交互层生活/访问/在城市的人们之间的社会互动。

我们开始一个为期三年的项目，发展数字城市京都的古都日本文化中心，根据最新的技术，包括GIS，3D，动画制作，代理和移动计算。

本文介绍了该系统建筑和数字城市京都的当前状态。

3D京都对不同的研究领域，如建筑和灾难的影响

保护。

在建筑面积中，研究人员都渴望有一个数字

环境模拟人类和环境之间的相互作用。

由于3D

京都可以运行在个人电脑连接到Internet，网络模拟了一大截

参加人数成为可行。

在该地区的灾难保护，

研究人员通常必须调查了大量的照片（例如，12000的照片

一个毁坏的城市）。

在日本京都大学的一个小组一直试图发布的所有

照片在网络上，但3D技术，可以提供更好的解决方案。

虽然这是

不可能作出精确的三维模型，对销毁的城市，照片的3D

方法可以克服这个问题，见图4只包含三维立方体

2D平面，加上具有透明的gif文件。

数字城市社会交往中的另一项试验使用的化身在3D空间中

桥居民和游客。

图7示出了动画替身走在

城市的背景图片。

该技术允许一个走的化身

实时周围的城市。

化身之间的联系，人走在

20世纪90年代以来,以信息技术为代表的高新技术迅猛发展,极大地推动着世界经济、政治、文化等领域的深刻变革。

为迎接知识经济的挑战,美国率先

提出国家信息基础设施和全球信息基础设施计划;欧洲正在实施信息社会的战略;新加坡制定了建设东南亚“智慧岛”的知识经济发展战略。

信息化城市或地区有一个共同的名字:

数字城市（DigitalCity）

数字城市项目是一个为期三年的倡议由NTT。

成立于

1998年10月，该项目主要包括研究人员从NTT和京都

大学，而且还包括其他组织的各种各样的人。

提供者包括几个不同的大学在京都和领先的计算机

公司。

研究人员和来自海外的设计师也加入了这个项目。

除了技术问题，我们遇到了许多非技术

研究的问题，如安全性，隐私和知识产权。

为了获得

数字城市的大画面，更好地了解我们计划有一个

国际数字城市研讨会和讲习班在京都，在9月

1999年。

通过设计数字城市京都，与世界各地的合作

数字城市的活动，我们希望能对社会发展的途径

在21世纪的城市生活信息基础设施。

数字的所有活动

市京都可以找到http:

//www.digitalcity.gr.jp/的。

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