Page 210 - 新时期测绘工程测量技术研究

·新时期测绘工程测量技术研究·
/// Research on Measurement Technique in Surveying and Mapping Engineering in the New Era ////

研究对象。随着航空航天技术的发展，以航空航天飞行器为载体的摄影测量应运

而生。第一次世界大战中，首台航摄仪问世，立体坐标量测仪和 1318 立体测图
仪投入使用，标志着航空摄影测量学的理论、方法与技术体系初步形成。1957 年，
第一颗卫星被发射到外太空，同时开启了卫星摄影测量时代。
1973 年，贝尔实验室的 Boyle 和 Smith 发明了电荷耦合器件（CCD），促成

数码相机和数字摄影测量时代的诞生。以 CCD/ 互补金属氧化物半导体（CMOS）
数字成像器件为代表的数字摄影技术开启了数字摄影测量理论与方法的研究。从
此，计算机成为测量的主要工具，数字影像和摄影测量算法替代了胶片和摄影测

量仪器成为主要研究对象，形成了目前的数字摄影测量理论、方法与技术体系。
与此同时，计算机视觉也得到迅猛发展，并成为计算机领域的一个热门方向。
90 年代后，两个领域都得到数码成像技术和计算机技术的强大推动。仅几何
而言，两门学科具有同样的理论基础，即小孔成像和双目视觉原理。但在应用和

技术细节上，两者存在区别。如数字摄影测量主要用于相对静态的地形地物测绘，
使用航空和航天平台，所用的相机通常为专业量测相机；而计算机视觉主要以普
通相机、手动和车载移动平台为主，用于运动目标的实时重建与识别，应用领域

包括人脸识别、机器人和无人驾驶车等大众应用领域。在技术方法上，如相机检
校，摄影测量一般布设有高精度三维检校场，而计算机视觉常采用二维平面棋盘。
在空中三角测量方面，摄影测量一般用严密的光束法区域网平差，而在计算机视

觉中一般称为从运动恢复结构（SfM），除了用全局的光束法平差，也采用一些
非全局解法，如增量式的局部平差、滤波等；这些差异源于摄影测量需要更高的
测量精度。此外，还有一些近似等价的概念，由于学科的发展而具有不同的称呼。

如平差中的粗差探测，摄影测量中称为选权迭代的方法，在计算机视觉中则称为
权衰减法；又如为了处理法方程系数阵（即 Hessian 矩阵）接近奇异的问题，计
算机视觉中常用 L-M（Levenberg-Marquardt）算法，而摄影测量中常用岭估计法。
一般而言，计算机视觉中理论的严密性要高于摄影测量，算法发展也非常迅速，

当然，反过来说，摄影测量在工程和实用性方面可能更占优势。
计算机视觉中的同时定位与地图构建（SLAM）已经成为一个重要研究支流，
是机器人和无人驾驶车的必备技术。早期的 SLAM 以激光扫描仪为主，这也是

SLAM 中 Mapping 的由来；后来基于视觉的 SLAM（Visual SLAM）成为主流，
并与摄影测量特别是实时摄影测量在各个研究点上（匹配、平差、定位和重建）

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