论文导读：用近景摄影测量方法测树的步骤是“相机校检——模型系数解算——坐标反算——计算胸径树高”。本论文采用普通数码相机作为摄影设备，论文首先着手于如何对相机进行校检；接着论文研究了如何用近景摄影的技术测树,近景摄影测量的方法对其胸径和树高进行了测量，并用传统的方法实测了这些立木的胸径和树高值，将两组数据作比较分析，得出用近景摄影技术测树所能达到的精度，验证该方法的可行性。
关键词：近景摄影测量直接线性变换，普通数码相机测量立木
一、概述:摄影测量学内容可分为地形摄影测量、遥感技术、非地形摄影测量三类。非地形摄影测量一般是指近景摄形测量，研究对各类目标物进行摄影，以确定其形状、大小和几何位里的理论和技术。论文发表。
近些年来，由于电子计算机的广泛应用、数据处理手段的改进，摄影测量内外业新仪器的出现，摄影测量的精度有了较大的提高。非地形摄影测量现已成为地面摄影测量的一个重要分支。论文发表。由于像片能真实和详尽地记录瞬间客观物体的状态，摄影测量广泛地应用于各个方面。随着计算机的广泛应用，数据处理手段的不断改进，摄影仪器材料的发展，使地面摄影的精度有了很大的提高，从而开辟了更广泛的应用前景。
二、研究内容:
1、普通数码相机校检
本论文使用普通数码相机进行实验，普通数码相机与量测型数码相机相比，其内方位元素不确定、相机镜头畸变大这些因素将直接影响到测量的精度。为了保证本课题所得到的测树精度能在林业上要求的5%的误差范围内，对普通数码相机进行校检是进行近景摄影测量的一个先决条件。
2、 单张相片近景摄影测树
在数码相机完成校检之后，就可以进行近景摄影测树。此步骤设计到DLT模型的结算以及坐标反算。论文发表。在解算出DLT的系数之后，就可以根据此模型对像方上的任意一点进行坐标反算得到它所对应的物方坐标，得到了物方坐标就可以进行立木胸径和树高的计算了。
3、 单张相片近景摄影测树软件开发
用近景摄影测量的方法来测树，要经过的步骤大概有：相机校检、DLT模型系数解算、坐标反算。其中每一步都涉及到大量繁杂的数学运算。如果每次都用手工来进行计算，任务量重，而且容易出错。为了提高近景摄影测树数据处理的速度和保证结果的精度，本课题开发一种单张相片近景摄影测树软件，该软件能把测树过程中所要计算的步骤用程序来实现，使用户只需操作简单的步骤即可得出测量的结果，达到自动化测树的效果。
三、技术方法与技术路线
四、测树技术
共线方程是近景摄影测量技术中的基本公式
 (4.1)
共线方程反映了物方坐标与像方坐标之间的转换关系，也就是说可以通过共线方程，将像方中任意一点的坐标反算出它的物方坐标来，达到恢复摄影空间坐标信息的效果。但公式中带有10个未知参数，其中包括了相机的内方位元素和摄影时的外方位元素，所以要利用共线方程进行结算，前提条件是相机的内方位和摄影时相机的姿态等信息是已知的。
因为普通的数码相机内方位元素都是未知的，而且摄影时相机的摄影姿态也比较难确定，所以在此情形下用普通数码相机来进行近景摄影测量显然是不可行的。
在第二章基础原理介绍当中已谈过可以将共线方程转换成以下形式
 (4.2)
此转换过程称为直接线性变换(DLT)，通过DLT变换，方程组中包含11个未知参数，这11个位置参数包含了内方位元素和外方位元素的信息，因此解算出这11个未知参数，也就能得到内方位元素和外方位元素。基于DLT模型进行近景摄影测量，无需知道相机的内方位元素和外方位元素，这样用普通数码相机进行近景摄影测量就成为可能。
五、结论
通过实验数据可以得出一下几个方面的结论：
1、 通过布置简易的二维控制场检校普通数码相机是可行的，在精度上能达到检校的要求。
2、 本文所提出的基于普通数码相机单张相片近景摄影测树技术的测量精度，能达到林业上对立木测量误差在5%的精度要求。
3、 本文所提出的测树方法是基于二维DLT模型，只能恢复物方的二维坐标信息，所以只能对单株立木或排列成一行的立木进行测量。
4、 基于单张相片近景摄影测树，不仅可以测量立木的胸径和树高，对于立木的任意高度处的直径和高度都是可以测量得出的，可应用于立木材积的测量。
5、 用近景摄影测量这个技术来测树，首先要校检相机，选择适合应用此技术的地点，并在拍摄现场摆放控制物，拍摄完相片需进行后期处理才能得出结果，因此获得结果有滞后性，如果在此过程中操作失当而导致结果误差较大还得返工。从此可以看出，在实地，不如采取传统的测树途径，用胸径尺测量立木胸径要直接、方便、快速多。但在某些极端情况下，比如不能到达立木直接测量其胸径，用近景摄影测量技术这种非接触性的测树方法就能够较好地解决问题，是测树方法的一个有益的补充。
本论文得到“国家863计划北京智能化农业信息技术研发中心开放课题”课题号KF2009W02-002资助
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