Page 149 - 现代测绘技术在水利工程中的应用

The Application of Modern Surveying and Mapping Technology in Water Conservancy Engineering
现代测绘技术在水利工程中的应用

量技术之中，但是，数码相机本身属于一种非测量相机，所以在具体使用之前必须对
其进行校准。数码相机校准的根本原理，就是要取得影像的构象畸变系数以及内方位
元素，进而将影像光束恢复到正确的形状，数码相机校准主要包括光学畸变系数的测
定、主距的测定、主点坐标的测定、CCV 面阵内畸变系数的测定等几个方面。

2. 相机校准的过程
要完成数码相机的校准，首先必须满足两方面要求，第一，内定向元素校准的精
准度要符合要求。第二，光学畸变差校准的的精准度要符合要求。现阶段，在普通数
码相机光学畸变差的校准方面，尚未形成明确的统一标准。其次，在数码相机校准的

过程中，需要确定一组图像坐标系坐标以及参考坐标系坐标，并且要确定坐标的控制
点，进而确定数码摄像机的外部参数和内部参数。数码相机拍照的过程是一个三维空
间向二维空间变换的过程，图像处理是在图像空间中进行的，为了方便计算机的处理，

必须将这个过程准确的描述出来，对此，可以通过多个坐标系对数码相机和被测物体
进行描述，主要有摄像机坐标系、被测物体坐标系、像面坐标系、像素坐标系。
3. 相机校准的实现方法
（1）自校准
在一些特殊的环境中进行近景摄影测量时，数码相机每一次改变焦距或者位置时，

都必须重新校准数码相机，如果凭借其他参考物进行校准，就需要不断设置参考物，
不仅工作起来费时费力，而且有些情况下放置参考物是不切实际的。综上所述，数码
相机自校准的优点就在于，不用设置其他参考物，使用起来更加方便、灵活，数码相

机自校准的弊端就是，所得到的解不是稳定的、唯一的，除此之外，噪声敏感问题、
非线性搜索问题也是数码相机自校准的严重缺陷。在数码相机的自校准方法中，有一
种方法叫主动视觉校准法，该方法可以通过主动视觉系统来操控数码相机，使数码相
机做出一些运动，基于这些特定的运动，就可以得出数码相机的有关参数，之后采用

比较简单的计算方法对数码相机进行校准。主动视觉校准法可以分为两种，第一种是
基于纯旋转运动的主动视觉校准法，第二种是基于纯平移运动的主动视觉校准法，二
者都具有计算方法简单等优势，但是，使用主动视觉校准法必须具备主动视觉平台，
应用成本很高。

（2）利用参考物校准
在利用参考物对数码相机进行校准时，可以选用的参考物有很多，根据选用的参
考物不同，利用参考物校准法主要可以分为：1 维参考物校准法、2 维参考物校准法、
3 维参考物校准法。相比之下，1 维参考物校准法在精确度方面明显低于其他两种方法，

目前应用较少。2 维参考物体积较小、精准度易于控制，因此 2 维参考物校准法是目
前应用最广泛的利用参考物校准方法。与 2 维参考物相比，3 维参考物制作起来十分

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