数字摄像能见度观测系统中实用黑体技术的应用
数字摄像能见度观测系统中实用黑体技术的应用
Ξ
吕伟涛 陶善昌 谭涌波 刘亦风
(中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥230026)摘 要
在数字摄像能见度观测系统(DPVS )中,目标物的自身亮度难以实时测量,给观测结果
带来的不确定性不可忽略,采用实用黑体技术可以大大减小乃至消除其造成的误差。作者
对非黑体目标引起的测量误差进行了分析,结果表明相对误差随着目标物反射率的增加和
能见度的升高而增大,为了保证测量精度,需要采用反射率足够低的目标物。对于长方体结
构的实用黑体腔,采用多次反射法计算了其近轴向的半球2方向反射率与其特性参数之间的
关系。在没有观测到侧壁的前提下,其轴向反射率最大,随着偏离轴线角度的增加,反射率
逐渐减小。轴向反射率随腔体长度与开口边长比值的增加而迅速减小,而腔体宽度增加引
起的变化不明显。另外,作者还推导了在考虑弥散成像时对实用黑体开口尺寸最小需求的
计算公式,也给出了符合一定条件的实用黑体轴向反射率的近似计算公式,从而提供了
DPVS 中实用黑体参数选择的基本原则。最后,给出了DPVS 采用非黑体和实用黑体目标
计算能见度的对比试验结果,充分说明了在DPVS 中采用实用黑体技术的必要性和可行性。
关键词:数字摄像 能见度 实用黑体 反射率
引 言
目前,应用数字摄像技术实现大气光学特性的定量化遥感测量是一个方兴未艾的研究开发领域,存在的困难在于必须针对测量对象的具体情况,发展性能优越而且可行的测量方法和技术系统。
在DPVS 中,利用单个目标及其天空背景,采用亮度对比方法计算白天水平气象能见度的公式(要求选取亮度较低的物体,如人工黑色目标或者树林、山体等自然目标,有B t
V d =-3.912ln (1-B t /B g )-ln (1-B t 0/B g 0)?R (1)
其中:R 为目标物离摄像系统的距离,即基线长度;B t 0和B g 0分别为在目标物位置上目标物和其水平天空背景本身的固有亮度;B t 和B g 分别为在观测位置上目标物和其背景的视亮度;在大气水平均一的假定下,有B g =B g 0。B t 0随目标物自身的反射特性、天空散射光和地面反射光的强度及其分布的改变而变化,要想实时测量是难以实现的,实际应用中如果将其忽略,将使得测量结果偏低。显然,采用实用黑体技术是克服这一难题实现定量化
第14卷6期 2003年12月 应用气象学报JOURNAL OF APPL IED METEOROLO GICAL SCIENCE Vol.14,No.6December 2003
Ξ本研究受国家自然科学基金(批准号:49975005)资助。
2002209202收到,2003202226收到修改稿。
观测的现实途径之一。这里所谓实用黑体指的是在可见光—近红外波段反射率很小、对于具体的测量问题而言反射光的影响完全可以忽略的人工目标物。
虽然已经有很多优质实用黑体的设计方案[2～5],其有效发射率可以非常接近于1,但大多采用的是镜壁腔,为了增加光线的反射次数,结构比较复杂,这在实验室是可以实现的,而DPVS 要架设在野外长期工作,灰尘的影响不容忽略,采用镜壁腔是不现实的;腔壁
采用漫反射体的黑体设计也有一些结果[6、7],结构大多选为圆锥体、球体或圆柱体,开口
一般为圆形,为了达到比较高的发射率,其腔长比通常大。
DPVS 中,黑体开口尺寸必须满足图像上有足够多的像素个数用来观测,黑体腔也不能太长,否则不易安装和维护,另外黑体的结构也需要考虑目标物的整体设计,因此,实用黑体设计要在保证反射率足够低的前提下兼顾实用性要求。本文将详细讨论实用黑体技术在DPVS 中应用的必要性,探讨实用黑体轴向反射率与其特性参数之间的关系,给出近似计算公式,推导在考虑弥散成像时开口尺寸最小需求的计算公式,并介绍采用非黑体和实用黑体目标观测能见度的对比试验结果。
1 目标物与水平天空的亮度比对能见度测量的影响
为便于讨论,我们定义目标物与水平天空的亮度比为:C ts =B t 0/B g 0(2)
若半球空间平均入射光亮度为B in ,到达目标物上的照度为E in =πB in ,目标物的半球2方向反射率为:
r tg (θ,φ)=πB tg (θ,φ
)/E in =B tg (θ,φ)/B in (3)其中B tg (θ,φ)是目标物向方位角(θ,φ)方向反射的亮度。
在DPVS 中,是从水平方向观测目标物,观测到的目标表面接近垂直于地表,半球入射光中既有地面反射光,也有天空散射光,目标物向探测器反射的方向为(θtg -s ,φtg -s ),即B t 0=B in r tg (θtg -s ,φtg -s ),对于实际情况,一般地面反射光小于天空散射光,显然有B in ≤B g 0,则B t 0≤B g 0r tg (θtg -s ,φtg -s ),所以有:
C ts ≤r tg (θtg -s ,φtg -s )(4)
公式(1)可写成:
V dr =-3.912ln (1-B t /B g )-ln (1-C ts )?R (5)
如果目标物是理想黑体,r tg =0,公式(5)可简化为:
V d 0=-3.912ln (1-B t /B g )?R (6)
这里不考虑其它误差,认为V dr 是能见度的真值,V d 0为测量值,可以知道V dr >V d 0,则相对误差为(V dr -V d 0)/V dr 。图1给出了在不同C ts 时相对误差随V dr /R 变化的曲线,可以看出:对于确定的C ts ,能见度越高,相对误差越大;对于确定的V dr /R ,C ts 越大,相对误差也越大。文献[8]中曾讨论了非黑体目标物引起的测量误差,得出在目标物亮度
2
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不超过背景亮度30%时,引起的误差不超
过10%的结论,显然这是图1所表示的相
对误差随C ts 和V dr /R 变化关系中的特例,
给出了利用气象能见距离附近的非黑体目
标测量能见度(如常用的目测)方法的误差
估计。
由式(4)可知,图1可用来确定满足预
定能见度测量精度要求的目标物反射率上
限值。比如,若要求能见度测量相对误差不
大于5%,而且探测范围可以达到200倍基
线长度,则目标物反射率应当小于0.1%,显
然,这是自然目标物或一般的人工黑色平板
状目标物所达不到的
。图1 不同C ts 时(V dr -V d 0)/V dr 随V dr /R 的变化
2 实用黑体的设计
2.1 实用黑体结构的选择和反射率的计算
DPVS 要求实用黑体开口在方形区域
内有足够多的像素个数,采用方形开口是合
适的,同时考虑整体外观设计,我们采用长
方体黑箱,d 的正方形,所在
的腔壁面是边长为W 的正方形,两者中心
重合,腔体长L ,腔壁采用反射率为r L 的朗
伯反射材料,结构如图2所示。
为分析实用黑体的反射特性,假设半球均匀入射条件,
即有一无限大的亮度均匀的
图2 实用黑体的结构示意图朗伯发光体,其亮度为B in ,开口面正对发光体放置,则到达黑体开口的辐照度为πB in ,而到达黑体内部各腔壁面元的辐照度则与开口的大小、腔体的结构、腔壁的反射率、面元的位置等有关。如图3所示:只有虚线范围内的光线能够直接入射到底面中心面元,其它光线则可以通过腔壁面的反射,经过1、2、3甚至更多次的反射后再入射到底面中心面元。坐标系选择如图4所示,原点O 和开口中心重合,x 、y 轴分别平行于开口的一边,z 轴垂直于开口面向上。不同方向黑体反射出的亮度B tg (θ,φ)是从不同腔壁面元ΔS (θ,φ)反射的亮度,不一定相同,所以,虽然腔壁采用的是朗伯反射体,但实用黑体并不是一个朗伯反射体。
我们采用多次反射法[9]计算最终入射到腔体内各面元的辐照度,它是从开口直接入射到该面元的辐照度与经过腔壁一次反射、二次反射及多次反射后再从其它面元入射到该面元的辐照度之和。
辐照度计算的基本公式为:在发射面和被照面上各取一面元ΔS s 和ΔS r ,两者连线与
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图3
半球均匀入射示意图图4 坐标系选择示意图
各自的法线n s ?、n r ?的夹角分别为θs 、
θr ,连线长为r sr ,发射光亮度为B s ,则由ΔS s 发出并照射到ΔS r 上的辐照度[10]为:
ΔE sr =
B s ΔS s cos θs cos θr r 2sr (7) 计算过程描述如下:
直接入射:只有底面和侧面的面元有直接入射的辐照度,顶面除开口部分的面元受到的直接入射的辐照度为0。不难证明,半球均匀入射条件对于腔体内部的面元来说等同于在开口处有一朗伯发光体,亮度为B in ,大小为开口大小,则直接入射到底面和侧面面元ΔS r 的辐照度为:
E 0(ΔS r )=∑S 0B in ΔS s cos θs cos θr r 2sr
(8)式(8)中的∑S 0
是指对开口S 0上所有面元的贡献进行求和。n 次反射后入射(n ≥1):到达腔壁面上各面元之前经过腔壁面n 次反射的光的辐照度。开口部分不参与光在腔体内的反射,所以下面对反射光的计算中提到的腔壁面都是指除去开口部分的腔壁面,即底面、侧面和除去开口部分的顶面。经过腔壁面n -1次反射后(0次反射指的是直接入射)到达腔壁面被照面面元ΔS r 的光的辐照度为E n -1(ΔS r ),现在ΔS r 作为发射面ΔS s ,对E n -1(ΔS s )的反射亮度为:
B sn (ΔS s )=E n -1(ΔS s )r L /π(9)
则面元ΔS r 受到的n 次反射后入射的光的辐照度为:
E n (ΔS r )=∑S nr
E n -1(ΔS s )ΔS s cos θs cos θr πr 2sr r L (10)
式(10)中的∑S nr 是指对非ΔS r 所在的腔壁面S nr 上所有面元的贡献求和。则腔壁面上某一面元ΔS 获得的总的辐照度为:
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E (ΔS )=E 0(ΔS )+E 1(ΔS )+...+E n (ΔS )+ (11)
ΔS 对应的方向为(θ,φ),则:B tg (θ,φ)=B tg (ΔS )=E (ΔS )r L /π(12)
实用黑体的半球2方向反射率为:r tg (θ,φ)=πB tg (θ,φ)/πB in =E (ΔS )r L /πB in
(13)底面中心面元(θ=0,φ=0)对应的反射率r tg (0,0)为实用黑体轴向反射率。
取L /d =2,W /d =2,r L =3%,面元边长取d /100,面元若取得过小计算时间将很长,但也不能过大而影响结果的精度,在上述情况面元边长取d /100和d /200时计算的相对误差在万分之一以下。B in 在计算过程中会被约掉,给一个非0值即可。一般情况下都是近轴观测,不会观测到黑体侧腔壁面,这里只给出底面面元的计算结果。图5(a )给
出了底面各面元ΔS 对应的r tg (θ,φ)的分布,图5(b )给出了φ=0时r tg (θ,
φ)随θ变化的曲线。可以看出,实用黑体的轴向反射率最大,偏离轴线的角度越大,反射率越低。所以只要保证实用黑体轴向反射率低于预定能见度测量精度要求的目标物反射率上限值,就可以利用该黑体计算出可靠的能见度结果,下面的讨论将只针对轴向反射率
。
图5 L /d =2,W /d =2,r L =3%时实用黑体半球2方向反射率的分布
2.2 实用黑体轴向反射率与特性参数的关系
我们对不同的W 、d 、L 以及r L 的组合进行了计算,如果取定W /d =2,探讨轴向反射率r tg (0,0)随L /d 和r L 的变化,结果如图6所示;如果取定L /d =2,探讨r tg (0,0)随W /d 和r L 的变化,结果如图7所示。可以看出,随着L /d 的增加,r tg (0,0)迅速降低,
而
图6 W /d =2,不同腔壁反射率r L 时黑体轴向反射率r tg (0,0)随L /d 的变化
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图7 L /d =2,不同腔壁反射率r L 时黑体轴向反射率r tg (0,0)随W /d 的变化
随着W /d 的增加,虽然r tg (0,0)也降低,但变化相对很小,所以实际应用当中,关键是选择合适的L /d 。在r L ≤10%,2≤L /d ≤6,W/d =2的条件下,r tg (0,0)<1%,可以利用近似公式(14)计算实用黑体的轴向反射率,相对误差均低于1%。
r tg (0,0)=r L π[0.25+(L /d )2](1-0.7r L )[1-14π(L /d )2](14)
2.3 实用黑体开口尺寸的选择
在DPVS 中,要同时观测不同距离目标物的亮度,这就牵涉到某些目标物没有成像在CCD 感光面阵上的情况。设CCD 摄像系统焦距为f ,入射光孔直径为D 。如果将距离为R c 的物体调节至最清晰,像距为v c ,保持摄像系统参数固定不变,而对于距离为R 的物体,其清晰成像时像距为v ,而在像距为v c 的像面上成模糊的像。考虑远距离物体清晰成像时(R
c >R )的情况,如图8所示:近距离尺寸为L AB 的物体AB 本来清晰成像于A 1B 1,但当前像距为v c ,物体AB 上每一点都在像面上成一个弥散圆的像,弥散圆直径为δdis ,不受AB 以外的物点影响的像的尺寸为L ′AB ,由光学成像公式和几何关系可以得到:
δdis =
R c -R R ?(R c -f )f ?D (15)L AB =L ′AB +δdis R c ?f
R ?(R c -f )(16)图8 远物清晰成像、近物模糊成像示意图
设CCD 数字摄像系统的像素间隔[11]为P ,要求必须能够观测到N 个不受黑体开口外物点
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发出的光线影响的像素,即L′AB=N?P,则:
L AB=R?(R c-f)?N?P+(R c-R)?f?D
R c?f
(17)
同样可以分析近物清晰、远物模糊时(R c 例如:我们将200m远的物体调节至成像清晰,CCD数字摄像系统的像素间隔为7μm,焦距50mm,光圈数为1.8,希望能保证至少5个像素不受开口以外物点的影响,则100m远的实用黑体的开口至少应为8.4cm,若考虑成像系统的边缘过渡效应,开口应该更大一些。 3 试验观测对比结果 我们将一个实用黑体PB设置在距离探测器64.60m处,其尺寸为:W=L=28cm,d= 14cm,内壁用反射率低于1%的黑色天鹅绒覆盖,由式(14)和图7(b)可知其轴向反射率在0.1%以下,同时在黑体旁设置了一个反射率约为3%的黑色平板BF。试验时间是2002年11月23日到29日的白天,地点在合肥骆岗机场,场地情况和各仪器布置见文献[12]。本文给出DPVS利用公式(6)由PB和BF计算出的能见度R PB、RB F与标准能见度RS T的对比结果,这里所谓的标准能见度是Vaisala前向散射仪、透射仪等多种仪器测量结果的平均值[12]。由于基线长度的限制,DPVS无法利用PB或BF测量低于64.60m的能见度,所以 RS T小于64.60m数据没有参与比较。 图9给出了所有观测数据的对比结果,共389组数据,RS T的最小值为68m,最大值为12653m,R PB与RS T的均方根相对偏差为28.60%,相关系数为0.8535,RB F 与RS T的均方根相对偏差为45.84%,相关系数为0.8822。可以看到:在RS T小于基线长度100倍的范围内,R PB与RS T的相对偏差都比较小,而RB F的相对偏差比较大,并且随着能见度的增加而增大,这都与图1的理论计算结果基本一致;R PB、RB F 与RS T的相对偏差均大于理论计算结果,理论上,R PB应该小于RS T,但在能见度大于100倍基线长度时,甚至出现了R PB比RS T还大很多的情况,这是由于没有完全消除成像系统暗电流和背景杂散光的影响引起的。 图10给出了24日白天能见度的对比曲线,RS T在800～1400m范围内变化,即在基线长度的约12倍到22倍范围内,共 63 图9 R PB、RB F和RS T 的对比结果 图10 2002年11月24日白天的对比曲线 796 6期 吕伟涛等:数字摄像能见度观测系统中实用黑体技术的应用 组数据,R PB 与RS T 的均方根相对偏差为5.18%,相关系数为0.9556,RB F 与RS T 的均方根相对偏差为21.86%,相关系数为0.8902。考虑到其它因素引起的误差,上述结果与图1也是基本相符的。可以看到:虽然RB F 和R PB 都能很好地反映能见度的变化趋势,但RB F 明显低于RS T ,而R PB 与RS T 彼此符合相当好,说明采用实用黑体可以很好地提高DPVS 测量的精确度。 4 结论和讨论 误差分析和观测对比结果表明:为达到数字摄像定量测量气象能见度的精度要求,采用实用黑体技术是必要和可行的。 长方体结构实用黑体半球2方向反射率的计算结果表明:在没有观测到黑体侧腔壁面的前提下,轴向反射率最大,随着偏离轴线角度的增加,反射率逐渐减小,轴向反射率随腔体长度与开口边长比值的增加而迅速减小,而腔体宽度增加引起的变化不明显。依据本文给出的轴向反射率近似计算公式和黑体开口尺寸最小需求的计算公式,可以确定DPVS 中实用黑体的设计参数,同时,本文的结果对其它摄像系统中实用黑体的应用也具有一定的参考价值。DPVS 要在野外长期工作,实用黑体腔壁面避免不了灰尘的影响,腔壁反射率会增大,导致轴向反射率增加,需要定期对其进行维护,所以最好选择不易着灰、容易清洗的腔壁材料。 本文没有考虑如何消除成像系统暗电流和杂散光对测量结果的影响,这是需要进一步研究解决和阐明的另一个重要问题。事实上,图9显示:即使采用实用黑体作为目标,利用亮度对比方法的计算公式,在能见度远大于基线长度时,观测结果仍有相当大的离散。采用双目标2背景亮度差之比的方法可能是进一步提高气象能见度定量测量可靠性的新途径,已 有分别基于望远光度计[8、13]和数字摄像技术[12]利用该方法计算白天气象能见度的观测结 果公布,但研究分析仍有待深入。 参考文献 1 谢兴生,陶善昌,周秀骥.数字摄像法测量气象能见度.科学通报,1999,44(1):97～100. 2 李学全.镜壁多锥黑体腔.红外技术,1983,5(1):3～5. 3 李学全,王泽秀.半锥光隙黑体腔.红外技术,1990,12(1):33～36. 4 李学全,王泽明.优质简易黑体模型.应用光学,1996,17(5):31～36. 5 李学全,李治强,李治蓉.镜腔黑体模型.应用光学,1997,18(5):17～21. 6 顾伯奇,季若曦,康蓉.工业标准中温黑体源的性能.红外技术,1990,12(1):29～32. 7 R.D.小哈得逊.红外系统原理.北京:国防工业出版社,1975.41～43. 8 毛节泰,李建国.气象能见度与望远光度计.大气科学,1984,8(2):170～177. 9 段宇宁.黑体辐射源研究综述.现代计量测试,2001,(3):7～11. 10 赵凯华,钟锡华.光学(上).北京:北京大学出版社,1992.128～130. 11 吕伟涛,陶善昌.CCD 摄像系统光学特性的一种标定方法.光学技术,2001,27(2):109～112. 12 Lu Weitao ,T ao Shanchang ,Liu Y ifeng ,et al.Further experiments of digital photography visiometer.In :Eds.Huang Hung 2 Lung ,Lu Daren ,Sasano Y asuhiro.Optical Rem ote Sensing of the Atm osphere and Clouds III.Proceedings of the SPIE ,Vol. 8 96 应 用 气 象 学 报 14卷 4891,2003.435～441. 13 Dzubay T G,Stevens R K,Lewls C W ,et al.Visibility and aeros ol composition in H ouston ,T exas.Environ.Sci.T echnol . 1982,16(8):514～525. APP LICA TI ON OF PRACTICA L B LACKB ODY TECHNIQUE T O DIGIT A L PH OT OGRAPH Y VISI OMETER SYSTEM Lu Weitao T ao Shanchang T an Y ongbo Liu Y ifeng (School of Earth and S pace Sciences ,University of Science and T echnology of China ,Hefei 230026) Abstract In Digital Photography Visiometer System (DPVS ),the uncertainty ,caused by the difficulty in real time measurement of the inherent brightness of targets ,can be reduced even eliminated by using practical blackbody technique.The visibility measurement error caused by non 2blackbody tar 2get is analyzed.It is shown that the relative measurement error increases along with the increase of the visibility and the target ’s reflectivity.T o ensure the measurement precision ,the target with re 2flectivity low enough is required.The relations between the near 2axis hemis pherical 2directional re 2flectivity and the feature parameters of practical blackbody with cuboid structure are calculated using multi 2reflect method.Without observing the inner side of the practical blackbody ,the axial reflectiv 2ity is maximum ,and the reflectivity decreases as the angle that departs from axis increases.The axi 2al reflectivity sharply deceases as the ratio of body length to aperture side length increases ,while the change caused by increase of body width is not obvious.Additionally ,in consideration of dispersion imaging ,the equation used to compute the blackbody ’s minimum aperture size required is present 2ed.These results provide the criteria for selecting parameters of practical blackbody in DPVS.Final 2ly ,the comparis on results of visibilities calculated from observing a blackbody and from a non 2black 2body target are shown ,and they sufficiently indicate that it is necessary and feasible to adopt the practical blackbody technique in DPVS. K ey w ords :Digital photography Visibility Practical blackbody Reflectivity 9 96 6期 吕伟涛等:数字摄像能见度观测系统中实用黑体技术的应用 数字化测绘技术在工程测量中的应用 数字化测试技术已成为工程测量中的一个重要手段，在国内各项工程项目中得到广泛应用，有效提高了工程测量过程中的效率和质量。本文通过介绍数字化测绘技术的发展现状，归纳总结了数字化测绘技术的特点，对数字化测绘技术在工程测量中的应用进行了深入分析和研究，旨在确保工程测量中的工程质量，为公司发展提供帮助。 标签：数字化测绘技术；工程测量；应用 一、引言 当代数字化时代的来临，使得现代计算机技术不断前进，从而诞生出了一种工程测量的新型测绘技术，即数字测绘技术。该种技术主要通过使用计算机互联网和智能测量仪，为解决传统人工测绘的误差而诞生，目前该技术的应用情况相当良好，有效的为工程测量工作解决误差问题，相对于人工测绘技术来说，数字测绘技术具有更明显的优势。该种技术在工程测量的良好应用将为我国工程测量工作提供良好保障。 二、数字化测绘技术概述 随着我国科学技术的不断发展，数字测量技术得到了很好的运用，在工程测绘等领域都得到了广泛的应用。能够提升测量的工作效率以及测量精度，可以将工程中的各个参数很好的反映出来，可以通过计算机技术及进行多位浮点运算，和实际的测绘要求相匹配，提升测绘的效果，在测绘的过程中运用在线数据分析技术，图像可以按照一定的比例进行调节，保证了测量结果的准确性，数据能够很好的保存，对后期的调阅、查看、修改、打印都提供了方便。 三、数字化测绘技术的具体特征分析 （一）精确度比较高 数字化测绘技术使得地图测绘发生了根本性的变化，在工程的施工过程当中，测图工作对于整个工程的顺利完工来说非常重要，地图的距离低于300，测量误差小于3mm，数字化测绘技术的应用可以从根本上确保了数据从输入到输出整个过程的精确程度，而且还可以很好地将误差控制在最小的限度范围当中。在对其进行应用的过程当中，还可以很好地防止方向性误差的产生，更好地加强了工程测量质量的精确程度。 （二）自动化程度高 在現阶段的数字化测绘过程中，数字化测绘可以自动进行工程测量，使技术人员依靠计算机便可以进行测量数据采集、数据整理、位置定位、自动绘制相 视觉测量系统技术及应用 1 引言 基于计算机的视觉检测系统是指通过计算机视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理系统，图像处理系统再根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，计算机图像系统对这些信号进行复杂运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制设备动作。它具有非接触、速度快等优点，是一种先进的检测手段，非常适合现代制造业。可用于视觉检测的试验原理很多，如纹理梯度法、莫尔条纹法、飞行时间法等，然而诸多测试原理中，尤其基于三角法的主动和被动视觉测量原理具有抗干扰能力强、效率高、精度合适等优点，非常适合在线非接触测量。本文主要从视觉测量系统在实际中应用出发，展示视觉检测技术在制造业中的广阔应用[1-4]。 2 视觉测量系统技术的应用 2.1 汽车车身视觉检测系统 在汽车制造过程中，车身上总有很多关键的三维尺寸进行测量，采用传统的三坐标测量机只能离线抽样检测，效率低，更不能满足现代汽车制造在线检测的需要，而视觉检测系统能很好的适应该需要，典型的汽车车身视觉检测系统如图1所示[5]。 图1 车身视觉检测系统 车身检测系统主要依靠的是数个视觉传感器，其中还包括传送机构、定位机构，计算机图像采集、网络控制部分。每个传感器对应一个被测区域，然后通过传输总线传至计算机，通过计算机对每个视觉传感器进行过程控制。 汽车车身检测系统的测量效率很高，精度式中，并且可以在完全自动情况下完成，这个包含几十个测点的系统都能再几分钟内测量完成，因此可以适应汽车制造的在线检测。而且传感器的布置可以根据不同车型来布置，增加了应用要求， 因此减少了车身视觉系统的维护费用。 2.2 拔丝模孔形视觉检测系统 使用计算机视觉检测技术开发出的拔丝模孔形检测系统由光学成像系统、工业用摄像机图像采集卡、计算机及监视器组成，可以解决生产实际中的模具孔形检测问题．工作原理如下：先采用注入硅胶方法获得反映待检拔丝模尺寸及形状的硅胶凸模，然后把硅胶凸模放在光学系统的载物台上．硅胶凸模经光学成像放大，成像于CCD像面上，然后用图像采集卡采集CCD图像信息，最后由计算机视觉检测软件完成对孔形尺寸的自动计算，此时图像采集时需要配置特殊的光照系统．系统实现了自动数据采集、处理，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化． 2.3 无缝钢管直线度和截面在线视觉检测 无缝钢管是一类重要的工业产品，在反应无缝钢管质量中，钢管直线度及截面尺寸是主要的几何参数。现代工业已经可以实现无缝钢管的大批量大规模生产，并且并无成熟的直线度、截面尺寸高效率的检测系统，主要原因为：无缝钢管空间尺寸大，需要很大的测量空间，一般的检测手段很难实现如此大尺度的检测。然而视觉检测却非常适合无缝钢管及截面尺寸的测量，其测量原理图如图2所示。 多个传感器组成了视觉检测系统，传感器的结构光所投射的光平面与被测钢管相交，从而得到钢管的部分圆周，传感器测量圆周在传感器三维空间位置，每一个传感器实现一个截面圆周测测量，然后通过拟合得到截面的圆心和其空间位置，从而实现对无缝钢管截面和直径的测量。 图2 无缝钢管在线检测 2.4 视觉测量在逆向工程中的应用 逆向工程是针对现有的工件，利用3D数字化测量仪准确快速地测量出轮廓坐标值，并建构曲面，经过编辑、修改后，将图形存档形成一般的CAD/CAM系统，再由CAM所产生刀具的NC加工路径送至CNC加工机制所需模具，或者以快速成型将物品模型制作出来。视觉测量一般使用三种激光光源：点结构光、线结构光、面结构光，图3为使用线结构光测量物体表面轮廓的结构示意图[6]。 数字摄像机与模拟摄像机的区别 摄像机的数与模 方案中心 如今视频监控领域已经进入数字、高清、智能时代，可是何为数字？其与模拟系统的本质区别是什么？优势在哪里？其与网络摄像机又有何关系？为什么到现在为止数字摄像机的发展总是不瘟不火？此文将为你解答。 数字摄像机，其前端多数采用的是百万像素CMOS感光器，由百万像素CMOS将光信号转换成数字信号，然后由DSP进行图像处理与压缩，最后将压缩视频通过网络输出。波粒的百万高清摄像机就是采用了数码相机里500万像素感光器与DSP，制成了安防行业摄像机，让安防监控的画质如数码相机般清晰。 模拟摄像机前端采用隔行扫描感光器将光信号转换成模拟电信号，接着由DSP进行 A/D转换与色彩处理后，再做D/A转换，最后调制成PAL/NTSC制式电视标准视频信号输出 由此可见，网络摄像机并非数字摄像机或者模拟摄像机，它只是反映了视频信号的传输方式，无论前端摄像机是数字还是模拟，只要是通过网络传输的摄像机都叫网络摄像机。 明白了数字与模拟以后我们对两者的优缺点进行比较： ●清晰度对比 彩色模拟摄像机采集垂直分辨率，PAL制式下625扫描线，去消隐后575线，目前最高达到540线左右已经是极限了，分辨率上比较，模拟摄像机接如后端监控录像设备，分辨率最高为4CIF或D1，约40万像素，而数字摄像机则可以高达百万像素以上。 ●扫描方式对比 数字高清摄像机采用逐行扫描，每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成。 而模拟摄像机则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半,隔行扫描会带来许多缺点，如会产生行间闪烁效应、边沿锯齿化现象等不良效应.隔行扫描会导致运动画面清晰度降低。 ●视频处理对比 模拟摄像机输出模拟视频信号到后端DVR等设备。DVR通过最前端的DOCODE（采集芯片）将模拟信号转成数字信号，首先得到的是half D1分辨率画面, 再进行压缩后得到CIF画面。 数字摄像机采用逐行扫描，后端是完整的一帧接一帧图象接受.不需要将不同时刻奇偶场画面拼接合成视频，不需要为了消除锯齿进行视频反交错处理，清晰度没有损伤，数字摄像机最后输出给后端混合DVR\PDVR\NVR\PC电脑的是已经压缩过的数字视频，不需要视频采集芯片进行A/D转换，直接由后端设 建筑工程测量技术的应用 现代建筑行业的逐步规范提高了对工程测量、设计、施工企业的要求。作为建筑工程规划设计、施工与经营管理工作的基础,其测量工作的科学开展是保障工程规划设计、施工与管理的重要工作。下面是搜集的相关内容的论文，欢迎大家阅读参考。 经济全球化，使得各行各业都受到不同程度的影响，其中建筑行业更是展开了一系列改革创新的措施。而工程测量作为现代城市规划建设中最基本的质量保障技术，更是发挥着不可低估的作用，需要引起高度重视。本文就在这种情况下，简要分析了此项技术，并结合其在建筑工程领域的应用做了深入探讨，提出了具体对策，以供参考。 建筑工程;测量技术;应用对策 近年来，建筑行业在发展途中开始出现了各种问题，比较突出的问题主要表现在住房方面，此外还有建筑复杂性使得其对测量技术有了更高的要求。这也就使得施工单位不得不增强对测量技术的重视程度，要加强测量技术的研究创新，并将其其实运用到建筑工程当中。通过更高水平的测量技术，使建筑工程质量得以有效保障，已经成为当前该领域研究的重点课题。 为了进一步提升测量整体水平，熟练掌握工程测量技术基础与任务也就显得有其必要性。从某种程度而言，后者可以说是前者得以提升的基础。所以，施工单位需要明确各个环节的测量任务。然后再根据各个施工阶段具体测量任务进行合理应用。勘测设计、施工、运营管理属于测量的三个阶段。每个阶段的测量任务都存在一定差别的。首先就勘测设计阶段的测量任务而言，其需要对各类型比例尺地形图进行测绘，除此之外，还要测量现场的水文地质等。这样才能科学的为工程初步设计提供更全面的基础性资料。在建筑工程施工阶段，需要严格认真的进行测量控制，以此可以让施工质量得到一定的保障。而在运营阶段，测量任务主要是测量建筑工程后期的安全使用性与建筑物变形之类的。各个阶段会采用符合具体实情的测量技术，这样做的目的在于达到测量质量控制目标，因此也就要求基于实际测量任务，在此基础上合理采用测量技术。 (一)根据测量内容特定采用相应技术 目前，基本上在国内的建筑施工期间，测量技术无论是选型还是应用都受到其自身特点的影响，这也就使得施工单位对技术自身特点的重视度不断提升。随着城市建筑水平的提升，高层建筑在各大城市中也已经成为标志性建筑风格，而高层建筑结构的推广与普及，也使得其对测量工作的精准度有了更高的要求，在这样的情况下，测量技术也就伴随着建筑行业的发展进步而不断提升。为了确 3.11 数字视频处理技术的发展 一、DSP数字处理技术 从90年代起，人类社会步入信息时代，而信息时代一个重要特征就是数字化的产品大行其道，其中最典型的代表就是以DSP为核心的技术及其产品应用。DSP是数字信号处理的英文缩写，但是它的发展已经超越了其自身的表面含义，它已经成为一种新的数字处理技术。特点是DSP在摄像机中的成功应用掀开了现代摄像技术的新篇章。成为继CCD之后的又一个划时代的摄像机新技术应用成果。 DSP数字信号处理技术是数字信号处理、微电子学、计算机科学和计算机数学的综合科研成果。DSP芯片现已广泛应用于磁量驱动器，蜂窗式电话、调制解调器、无线电接收机、微控制器、光盘机、数码相机和数字摄像机等诸多领域，并将在绝大部分的电子设备中得以应用。 DSP数字信号处理器在彩色摄像机中的应用使其成为整个系统最核心的部件之一，它的功能是通过一系列复杂的数字算法，对数字图像信号进行优化处理，包括白平衡、彩色平衡、伽玛校正及边缘校正等，这些优化处理将直接影响图像信号的质量。 就任何一个DSP芯片来说，其本质上都是一个单片微型计算机，但它是专门用来处理数字信号的，其最大特点就是运算速度极快，比普通的微型计算机快2个数量级，能在短时间内完成复杂而繁琐的数学运算。DSP数字信号处理摄像技术于90年代中期开发，并首先在VHS-C格式摄录机中应用。图3-81就是这种摄录机中DSP处理电路的典型结构图。 图中从CCD摄像头送出的图像信号经A/D变换成数字信号后就送进了DSP 数字信号处理集成电路。在集成电路中首先进行Y/C白平衡的调整，然后从Y/C 处理电路送出的数字信号经数字变焦后存入帧存储器。同时,数字变焦处理电路可根据不同比例，从帧存储器中取出放大或缩小的图像信号送到自动聚焦处理器，经过对信号中主频分量的分析，控制电机调整镜头距离，使信号中主频分量为最大，即最佳聚焦状态。 在掌中宝型摄录机的实际应用中一个重要的问题就是操作者手掌的晃动，由于晃动引起图像的不稳定，而不使手掌晃动又几乎是不可能的。因此，必须要在摄录机电路中解决这个问题，而电路中的模糊图像稳定处理，就是专门解决这个问题的。在图中，经Y/C处理的信号分出一路送运动检测电路，检测图像运动状态，并送入模糊处理电路。通过模糊逻辑分析，判断图像的运动是否由手抖引起的，电路根据手抖动的程度进行判断，认定是手抖动引起的晃动，则从储存器中选择读取图像信息去抵消图像的晃动。 经上述数字化处理后，再经D/A变换还原成模拟视频信号送入记录系统，并记录在磁带上。 经过几年的开发研制，DSP摄像技术已趋成熟。目前主要摄像机厂商代表当前最高水平的机型全部都采用了DSP摄像技术。如索尼公司3CCD DSP彩色摄像机DXC—D30Pjiushi比较突出的机型。（如图） 二、全数字化视频处理技术 目前数字摄像机仍有部分模拟处理电路，其发展方向是视频信号处理的全部数字化，而关键在于发展产量化。 比特的A/D转换器。目前最新一代的是14比特DSP数字信号处理的摄像机，如JYC公司的DY-90EC，DY-70EC（D9格式），SONY公司的DSR-PDX10P （DVCAM），松下公司的DVCPRRO50个市的AJ-D900等等，在性能上提高了图像清晰度，扩展了图像的细节校正，提供更为灵活的色度控制，增加了更大的过曝光信号的控制等等。 D Y-90 E C(D9格式） 数字化测量技术的发展与应用 王欣 【摘要】目前，测量技术已成为获取现势空间数据的重要手段，本文阐述了数字化测量技术的发展现状，并介绍了在矿山测量、湿地、水利工程和精准农业四个方面的应用。 【关键词】测绘技术；GPS；GIS 数字化测量技术是伴随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化而兴起的一门新兴的测量技术。数字中国、数字城市等概念的提出以及相关数字化工程的启动,特别是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测量和地面测量先进技术的发展,使工程测量的手段和方法产生了深刻的变化。工程测量的服务领域也相应进一步延伸,而且正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。 一、数字化测量技术的发展概况 (一) GPS的发展 全球定位系统(GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与 常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。 (二) 遥感技术的发展 遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测量的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭，并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等：传感器有框幅式光学相机，缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。 (三) GIS的发展 地理信息系统作为多个学科、多种技术交叉融合的产物，至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演，在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发 浅谈工程测量技术的应用与发展 The Application and Development of Engineering Measurement Techniques ■ 张 赛 ■Zhang Sai [摘 要] 工程测量技术作为服务于工程建设的测绘技术，伴随城市化进程的加快，信息化技术也在不断的促进着工程测量技术与手段的更新和发展，使得工程测量技术朝着信息化、自动化的进程迈进，同时工程测量技术在建筑行业里的应用，对其技术水平的提高也有极大的推动作用。 [关键字] 工程测量技术 应用 发展 [Abstract] The Engineering measurement as a technology ser- vices the engineering building, accompanied by the accelera- tion of the process of urbanization; the information technology is also constantly promoting the updating and development of engineering measurement technology. At the same time, it also has a great role in promoting the improvement of its technical level in the construction industry. [Keywords] engineering measurement techniques, application, development 一、 我国工程测量技术的重要作用 1. 提供准确的资料 要做好工程施工前设计阶段的设计工作就需要依靠材料设置、施工范围、各种图纸资料等方面的信息。而这些信息的获取全赖于工程测量的结果，通过工程测量来获取上述的信息资料，能够方便工程的实施。 2. 确保定位的精度 对建筑工程来说，建筑物的精度是非常重要问题，要确保建筑物整体的施工效果就一定要保证精度，如此才能够确保建筑物达到设计要求。测量过程能够确定建筑物的定位精度，在活动定位准确的情况下，施工的质量才能得到保证。 3. 竣工验收的程序 工程完成之后同样要进行竣工前的验收测量工作，竣工的测量报告一定要以实际工程测量数据作为依据，如此才可以确保拟定内容与工程标准相符，从而帮助规划管理部门实行监督管理。 二、 工程测量技术的应用和发展前景 1. 先进地面测量仪器 20世纪80年代以来很多先进的地面测量仪器就相继出现了，为工程测量提供了先进的技术手段和工具，例如：激光扫平仪、激光准直仪、数字水准仪、电子水准仪、全站仪、电子经纬仪、精密测距仪、光电测距仪等，它们为工程测量的数字化、自动化、现代化发展提供了有利条件，使传统的工程施工测量、道路检测、地形测量、控制网布网等作业方式得到了极大的改变。测距导线网、边角网、网布网已经取代了三角网；光电测距三角高程测量已经取代了三、四等水准的测量；具备连续显示和自动跟踪功能的测距仪已经在施工放样测量中得到了运用；无法达到测量点的测距工作难题已经被无需棱角的测距仪解决了；传统基线丈量已经被精密 测距仪的使用所取代；电子速测仪则解决了细部测 量的难题。 2. GPS定位技术 GPS技术是在九四年时建成的，它是拥有海陆 空全方位导航和定位能力的卫星导航和定位系统。 伴随GPS技术的不断改进以及软硬件的逐渐完善， 一次性确定坐标的GPS技术已经取代了以测水准、 测距、测角为主的地面定位技术。 目前我国的GPS技术已经在各个领域得到了应 用，工程控制网、城市控制网、国家大地网的建立 和改造已经普遍的应用了GPS技术，同时在海岛海 域测量、地震形变监控、山体滑坡、大坝监测、建 筑变形、隧道贯通、地下铁路、通信线路、高速公 路、石油勘测中也使用了GPS技术。伴随GPS差分 定位技术与RTK实时差分定位系统的不断发展以及 美国AS技术的解除，使得单点定位的精度也在不断 地提高。GPS技术也在碎部点的放样和测绘、地质 勘查剖面测量、石油物探点定位、运载工具实时监 控、导航等领域有着非常广的应用前景。 3. 数字化成图技术 工程测量重要的内容之一就是大比例尺的工程 图和地形图的测绘，一般常规成图方式需通过野外 工作完成，并且内部数据的处理与绘图工作也很繁 琐，成图的周期很长，产品也很单一，不能适应城 市建设发展的需求。进入21世纪90年代以来，数 字化成图技术凭其易于发布、保存管理和应用方便、 更新方便、劳动强度小、精度高等诸多的优点而得 到了迅速的发展，现在的数字化成图技术分为电子 平板和内外业一体化两种模式。 其中内外业一体化是外业数据数据的一种采集 方式，它的主要设备是电子手簿、全站仪等，它的 特点是便于人员分配、内外业的分工明确、精度高， 因而它的成图效率很高。通过画草图或编码的形式 来对地图实体和连接关系的地理属性进行描述，分 为无码和有码作业。无码作业的操作方便可靠，并 且因为它是采用草图形式，使得数据的采集工作非 常直观，所以能够使测站观测人员压力减轻。如果 观测人员能够熟练使用数字化成图系统的编码，并 且经验丰富，也可以采取有码方式。全站仪和电子 平板相结合，在野外进行数据采集时就无需编码， 测量的数据会直接显示在电子平板，现场对显示进 行编辑修改，最后由绘图仪将成果输出，它基本上 是把所有的工作都放于外业来完成的一种数字化的 成图方式。它的特点是常规测图板被电子平板取代， 能够实现图形编辑、数据处理、数据采集的同步现 场完成工作，因而这种模式的精读高，可靠性好。 4. 摄影测量技术 目前，摄影测量技术广泛的应用于城市与工程 测绘领域中，伴随对高精度、高质量摄影测量仪的 生产和研究，现有摄影测量技术能够提供实时、完 全的三维空间信息，并且不需要接触被测的物体， 使野外工作量得到了减少，工作效率得到了大大的 提升，同时取得了很多的应用成果，拥有非常广泛 的发展前景。伴随GPS技术在摄影测量里面的使用， 摄影测量也在逐步朝着数字化和自动化的方向发 展，而采用全数字的摄影测量系统，能够使摄影测 量的产品从影像图转变为4D产品，从而为各类基础 地理信息和专业信息系统的建立提供数据凭证。 5. GIS技术 GIS是一种集管理科学、环境科学、测绘遥感 科学、信息科学、空间科学、计算机科学为一体的 新兴学科。在短短四十多年的时间内，它已经成了 多学科集成同时在各领域得到应用的基础平台，是 地学空间信息分析的基本工具和手段，它的技术优 势除了集三维可视化显示、管理分析、存储、采集、 成果输出为一体的数据流程之外，还包括它的辅助 决策、预测预报、空间分析功能。现在，GIS已经 发展成了一门成熟的技术科学，并且在土地管理、 城市规划、环境监测、气象海洋、农林水利、地质 矿产、测绘等方面发挥着越来越大的作用。使用全 数字摄影测量、扫描矢量化、内外一体化测图、数 据库、GIS等技术，能够准确、及时的为专业信息 系统提供基础空间信息，便于建立各种的专业信息 系统，实现管理的信息化、标准化和科学化。 6. RS技术 由于RS技术能够进行大面积同步观测，并且具 有经济性、可比性、数据综合性、时效性等优势， 所以得到了普遍的应用，高分辨率的遥感卫星和多 光谱的航空摄影将成为获取基础地理信息的一种重 要技术手段。运用遥感影像去获取各种小比例尺的 地形图，能够为城市基本地形图以及各种比例地形 图的快速更新提供方法与手段。在某些大中城市里 面已经开始采用航空遥感对城市进行综合调查，从 而编制土地利用、交通、植被、污染、水文、地质 等专题地图，收集自然与社会环境的资料，为国土 资源的开发利用和城市的规划建设提供信息资料。 7. 3S集成技术 20世纪90年代才发展起来的3S集成技术，是 测绘技术和观念的大革命，3S技术为社会生产、政 府管理和可续研究提供了新的思维工具、描述语言、 观察手段。3S技术取长补短的结合是一个自然发展 的趋势，三者间形成了“一主二辅”的框架形式， 也就是RS和GPS为GIS提供空间定位信息和区域信 息，而GIS进行空间分析，便于从RS和GPS提供的 众多数据里面找到有用的信息，然后对其进行综合 集成，让它成为决策的依据。目前，3S集成技术已 在城市规划和管理、车辆监控、车辆导航、救灾、 减灾、防灾、环境保护、环境动态监测、全球变化、 土地研究、精细农业、海洋渔业等领域得到了成功 的应用。 （下转第250页） 248 上海市公安局技术防范办公室 沪公技防（2010）008号签发人：赵渊明关于印发《本市视频安防监控用 彩色数字摄像机技术规范（试行）》的通知 各公安分（县）局技防办，本市各摄像机产品生产、销售企业，各技防从业单位： 彩色数字摄像机是现代安防监控领域的一种新型摄像机，具有高清画质、网络传输、智能分析等特点。但目前市场上应用的数字摄像机所遵循的技术标准不统一，性能良莠不齐，严重制约和影响了本市数字视频安防监控系统的建设、发展和监督管理。 为了规范本市视频安防监控用彩色数字摄像机生产和销售，确保数字视频安防监控系统质量，经组织公安部安全防范报警系统产品质量监督检验测试中心，以及本市、外省（市）、境外20多家企业多次讨论，现结合本市实际，制定了《本市视频安防监控用数字摄像机技术规范（试行）》（详见附件）。 自2010年11月1日起，凡在本市生产、销售的安防监控用彩色数字摄像机，均应持有法定检测机构按照本规范检测合格的型式检验报告（有效期2年）。 特此通知。 上海市公安局技术防范办公室 二○一○年九月五日 主题词：技术防范数字摄像机技术规范通知 上海市公安局技术防范办公室2010年9月5日印发 （共印5份） 上海市视频安防监控用彩色数字摄像机 技术规范（试行） 2010年11月1日实行 1.范围 本规范对本市视频安防监控系统中采用的彩色数字摄像机提出了基本技术要求，是产品选型、工程检测和竣工验收的主要技术依据。 2.组成 数字摄像机一般由镜头接口、图像传感器、声音传感器（可选）、A/D转换器、图像编码器、声音编码器（可选）、网络服务器、信号的输入输出接口等组成。 3.基本要求 3.1 彩色数字摄像机应在满足《本市视频安防监控用彩色模拟摄像机技术规范（试行）》[沪公技防（2010）1号]的基础上，符合本规范要求。 3.2 输出端口的传输能力应满足联网系统对前端信息的数据流量和总量的响应要求，以及联网系统对前端信息的响应时间和动态带宽要求。 3.3 输出的数字视频信号时延应满足联网系统对时延的整体要求，保证数字视频信息实时数据流的流畅性，保证现场信息的及时传递。 3.4 网络型摄像机应具有以太网接口，支持TCP/IP协议，宜扩展支持SIP、RTSP、RTP、RTCP等网络协议，并应支持IP组播技术。 3.5 网络型摄像机应支持采用标准的H.264或MPEG-4视频编码标准，可根据需要扩展支持G.711、G.723或 G.729音频编码标准。在安全防范监控数字视（音）频编解码标准（SVAG）发布后，宜优先采用SVAG标准。 3.6 图像数据格式应满足产品分级的要求。所采用的视(音)频信号格式、压缩标准以及网络接口和协议应在产品标准中明确规定，并在产品技术文件中明示。 3.7 视(音)频信号压缩、存储所使用的最小码率(码流)应不低于其相应产品分级的要求，最大(或最小)码率(码流)应在产品标准中明确规定，并在产品的技术文件中明示。 3.8 摄像机的产品结构应合理，应方便工程现场对图像的各种调校工作，并具有良好的接地设计。 3.9 摄像机的供电应采用AC（24±2.4V）、AC（24±2.4V）和DC （12±1.2V）的交直流自适应等形式，其中网络型摄像机还可支持POE供电方式。 3.10 具有智能分析功能（如：周界越线检测分析、物品滞留、丢失分析、方向判断等）的摄像机，在对指定目标进行智能化分析时，其智能化分析处理前后的主要图像特征信息应保持一致。经智能视频分析，产生报警信号的，应在产品技术文件中明示。 3.11 本技术规范对彩色数字摄像机图像质量的测试与评价，采用主观评价与客观测试相结合的方法。客观测试采用基于特征量提取的数字视频质量评价方法。 数字化测量技术在工程测量中的应用 伴随着经济社会的不断发展，各种技术的水平也在大幅提高。工程测量中数字化技术的应用同时在不断发展，并需要探索出一条新型的发展道路。所以需要工程测量的工作全体人员通力协作，积极主动的学习专业知识，不断积累工作经验，充分将两者结合，努力促进数字化技术在工程测量中的实际效果，多多参与专业的技能培训，强化工程测量的工作效率。不仅要为自己的事业发展，同时也要为祖国的建设提供有力支持。 标签：数字化测量技术；工程测量；应用 1 数字化测量技术 数字化测量技术可以有效提高测量的准确性，采用的辅助工具多样，很大程度上减少了人力的耗费，极大地提高测量工作的效率，测量方式因为其机器的智能化而在一定意义上摆脱了环境的限制，进而可以相较传统的测量方式更方便的进行。目前我们所说的数字化测量技术主要有以下几点：三维数字化软件技术、GPS定位测量技术、光电测距高程导线测量技术、全站仪、数字化绘图技术等多种，具体的工作包括五方面的内容：数据采集，即利用新型的工具对工程的地质环境进行勘察检测，然后进行数据收集和储存；调度管理，即通过建立维护拓扑等方式随时调动其他系统的数据信息以配合整个系统的正常工作；数据处理，即利用数据化的技术对之前收集到的大量信息进行整合处理；应用功能，即将这些信息传递到所需部门进行具体应用；核心系统就是软件负责的内容，这一部分内容虽然不能以数据的方式直接体现出来，但是它对于数据化技术的整体运行有着至关重要的作用。 2 数字化测量技术的优势 2.1 数字化测量技术可以有效提高测量效率 数字化测量技术中的光电测距高程导线测量技术、GPS技术等可以在极短的时间内对工程周围的地质、环境进行基本的勘测，数字化绘图技术则可以根据收集到的信息迅速出图以指导工程开采、建设工作的具体开展，同时可以及时为生产决策和预警提供信息依据以促进决策效率并保障工作人员的基本安全。全站仪等技术则可以对工程生产过程中的各项工作进行全程的测量监控，这都将有助于工程测量工作的具体开展，进而大大提高工作的效率。 2.2 数字化测量范围广、精确度高 数字化测量技术涵盖了数字画地图绘制技术、三维可视化技术、数字摄影技术等，这些先进的数字化技术不仅可以突破传统测量面对的空间上的局限，同时这些先进仪器也大大提高了工程测量工作的精确度。 演播室用数字摄像机技术分析及选型 在视频处理格式逐步统一的前提下，广播电视类数字设备厂商推出的各类数字产品周期在日益缩短，性能也日趋完善。伴随而来就是电视台、节目制作公司等用户单位更新数字设备的进程也在提速。我台在继前年开始进入数字设备更新以来，有计划地对全台的摄、录、编、播设备进行数字化改造，基本按转播车、前期采访、后期编辑（含非编字幕）、演播室设备及播出设备的顺序有条不紊地进行视频信号数字化流程的改造。目前已经完成我台虚拟演播室包括摄像机在内的所有视频设备的数字化改造。我们对演播室用数字摄像机作了多种调研比对，根据本台现有视频设备状况和演播室特点，最后选用Sony公司最近推出的BVP-E10P数字摄像机。下面对数字摄像机的特点作一点技术分析并浅谈一点选型体会。 数字摄像机的技术特点 摄像机的性能对电视图像质量的影响是决定性的,因此各电视台在选购摄像机时无不作为重中之重来 考虑。 摄像机技术的发展是伴随着半导体技术和集成电路等技术发展而发展的。早期使用的是采用黑白摄像管的摄像机，现在则是采用彩色CCD摄像机。从处理的电信号类型来看，摄像机的推出也是按从模拟复合、模拟分量到部分数字处理、全数字处理摄像机顺序而出，而最后者是直接输出多路SDI数字信号，其保留模拟信号输出口只是为了用于取景和监视。 摄像机的功能是完成光电转换，这就说明摄像机是由光学系统和电路处理系统两部分来组成，在两个系统之间起连接作用的就是极为重要的光电转换器件CCD。 光学系统包括镜头与滤色片组两部分，镜头是由变焦镜组、聚焦镜组、伺服控制、光圈自动控制等部分组成。滤色部分则包括色温滤色片（针对不同光源）、中性滤色片（针对不同照度）、光学低通滤色片（只在特殊场合下使用）。 光电转换器件是由CCD来担任，CCD因其体积小、耗电省、高信噪比、高灵敏度、高清晰度、无几何失真，从而使当前的数字摄像机都具有体积小、重量轻、功耗低、质量优良等特点。CCD根据其制造工艺和电荷转移方式分为FT型、IT型和FIT型,FIT型CCD集中了IT型CCD和FT型CCD的优点，解决了图像的水平和垂直拖尾问题，多用于高档广播级摄像机。但BVP-E10P数字摄像机采用的则是最新开发的Power HAD EX型CCD，不单其拖尾电平能显著地降低到典型值-140dB以下（相当于FIT类型CCD的BVP-950P），而且对PAL制图像而言，其像素数目能达到难以置信的120万以上，同时该类型CCD能达到F11的高灵敏度、出色的63dB信噪比。 数字化测绘技术的发展 与应用 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 数字化测量技术的发展与应用 王欣 【摘要】目前，测量技术已成为获取现势空间数据的重要手段，本文阐述了测量技术的现状，并介绍了在矿山测量、湿地、水利工程和精准农业四个方面的应用。 【关键词】测绘技术；GPS；GIS 数字化测量技术是伴随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化而兴起的一门新兴的测量技术。数字中国、数字城市等概念的提出以及相关数字化工程的启动,特别是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测量和地面测量先进技术的发展,使工程测量的手段和方法产生了深刻的变化。工程测量的服务领域也相应进一步延伸,而且正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。 一、数字化测量技术的发展概况 (一) GPS的发展 全球定位系统(GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS已遍及国民各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。 实验报告 课程名称数字摄影与摄像实验名称实验一数字摄影技术 姓名__ 庞刘洋学号 201007120113 专业班级_ 数媒1001班 实验日期__2013_ 年_ 3 月_8 日成绩_____ 指导教师__ 杨文阳 一、实验目的 通过本课程的教学，帮助学生掌握数字摄影及摄像的基础知识、基本理论和基本技能，能恰当的运用技术手段为创作意图服务。要求学生通过理论的学习，理解摄影作品、影视作品创作的一般方法，懂得如何运用不同的技术手段服务于创作意图。通过实践训练，掌握基本的摄影摄像技术，为今后的在摄影及影视创作方面打下基础。教学过程中注重提高学生的自学能力及创新意识。 二、实验环境 佳能数码相机（卡片机）：1000万有效像素，CCD成像，8倍光学变焦，风景区。奥林巴斯数码相机：400万有效像素，4X数码变焦lens 6.1mm 1:2.8，校园。 三、实验原理 数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等特点。光线通过镜头或者镜头组进入相机，通过成像元件转化为数字信号，数字信号通过影像运算芯片储存在存储设备中。数码相机的成像元件是CCD或者CMOS，该成像元件的特点是光线通过时，能根据光线的不同转化为电子信号。数码相机最早出现在美国，20多年前，美国曾利用它通过卫星向地面传送照片，后来数码摄影转为民用并不断拓展应用范围。 优点 1、拍照之后可以立即看到图片，从而提供了对不满意的作品立刻重拍的可能性，减少了遗憾的发生。 2、只需为那些想冲洗的照片付费，其它不需要的照片可以删除。 3、色彩还原和色彩范围不再依赖胶卷的质量。 4、感光度也不再因胶卷而固定，光电转换芯片能提供多种感光度选择。 四、实验内容 数码照相机的结构、性能指标与基本护理，数码照相机的基本操作技能、景深的控制与曝光技巧，了解光源色温对彩色画面的影响。 实验步骤： 1.拿到数码相机，熟悉数码相机的各种参数； 数字化测绘技术在工程测量中的应用解析 发表时间：2017-12-11T15:08:33.630Z 来源：《基层建设》2017年第25期作者：李凤宁丁海婷 [导读] 摘要：测绘工程的地形图与工程图是工程测量的基础工作，现代的数字化的测绘技术不同于传统的测绘技术，它是利用机助成图的全解析技术，也使数字化的测绘技术运用起来更方便快捷。 山东省临沂市水利勘测设计院；临沂市水利水电工程建设监理中心 摘要：测绘工程的地形图与工程图是工程测量的基础工作，现代的数字化的测绘技术不同于传统的测绘技术，它是利用机助成图的全解析技术，也使数字化的测绘技术运用起来更方便快捷。数字化的测绘技术作为符合时代发展要求的新技术，能够把工程的的相关测量数据准确的测量出来。本文笔者根据工作实践经验对数字化测绘技术在工程测量中的应用进行了分析探讨。 关键词：工程测量；数字化测绘技术；应用 前言：随着科技的发展与社会的进步，GPS 技术在工程测量中的应用有效打破了传统工程测量的局限性，有利于降低人员的工作强度，提高工程测量的精确性和可靠性，进一步推动工程测量的发展。总之，GPS 测量技术的发展潜力十分巨大，对测绘定位技术领域而言会是一次全新的变革和发展，将会拥有更为广阔的应用前景，产生显著的社会经济效益，进一步提高定位系统的性能。 1简析工程测量技术及其发展状况 1.1简析工程测量技术 工程测量对于建设工程的施工过程有重要影响，工程数据测量的精准度直接关系日后工程的施工。我国现代的信息技术的不断发展，有利于提高工程的测量技术水平。由于工程测量技术数字化水平的提高，使其涉及的内容变得更广泛，比如微观科学、工程机械以及偶光学等方面的内容，而且它能够测量的范围也变得广泛，例如：数字、图形、模型、符号等，因此在建设工程施工的过程中普遍应用GIS技术和数字化测绘技术。 1.2工程技术的发展状况 对于工程数据的测量工作主要包括测量方法、技术以及数据等。测量建筑工程中的在工程数据的测量工作建筑施工过程中非常重要，工程建筑的结构式设计、环境勘测都需要根据测量工程数据进行，因此对于工程数据的测量工作是开始建筑施工工作的前提，而且建筑工程的质量受工程数据测量质量的直接影响，因此若想促进工程测量技术的进步，需要人们把工程的测量数据工作重视起来。就目前而言，我国的工程测量技术已经出现数字化测绘技术，包括GIS地理信息系统、GPS全球定位系统以及RS遥感技术等，应用范围较广泛，对于当今社会经济的发展起到推动作用。 1.3数字化测绘技术的优势分析 （1）现代数字化技术的测量精度远比传统手工测绘高。数字化成图技术可以实现对外业的数据采集，利用全站仪进行现场采集地形、地物点的空间坐标，且自动保存；数字化成图技术还可以完成对内部的数据处理，处理过程还能保证外业测量的精度不变，减少了人为测量误差，而且在外业工作时可以减少计算量，避免很多人工测绘过程中所需要进行的外业工序。由此看出，现代数字化测绘技术能够降低劳动强度，减少外业工作量，提高外业工作效率，进而降低工程测量成本，提升工程经济收益。 （2）数字化测绘技术的应用，实现了数据要素加工，把各种用途的图件产品区分开来，满足不同用户不同任务的要求。 （3）多媒体技术的充分利用，数字化测绘技术把测绘对象的外貌完整地呈现给测量人员，数据信息显示清晰明了，大大改善了原有测绘系统的缺陷。 （4）利用数字化测绘技术输出数字化测绘结果，用户能够根据该结果进行相关内容的规划设计，例如规划土地资源的使用方向等。 2简述数字化测绘技术及其在工程测量中的应用 2.1简述数字化测绘技术 测绘工程的地形图与工程图是工程测量的基础工作，现代的数字化的测绘技术不同于传统的测绘技术，它是利用机助成图的全解析技术，也使数字化的测绘技术运用起来更方便快捷。数字化的测绘技术作为符合时代发展要求的新技术，能够把工程的的相关测量数据准确的测量出来。数字化测绘技术的特点是：①能够实现自动化处理，数字化测绘技术的比例尺向数字化方向延伸，利用计算机软件能够实现自动绘制地图；②它运用TRK技术的优势，在实际数字化工程测量的过程中，TRK技术可以使工程测绘的准确度更高，提高工程测绘的效率；③实现对图形的重新编辑，利用数据处理的功能便于对数字化的测图重新编辑。 2.2数字化测绘技术在工程测量中的应用 我国在建筑工程方面对于数字化测绘技术的应用足以表明我国的数字化技术水平显著提高，而且它能够提高工程测绘的效率。现代的数字化测绘技术利用数据的存储方式，为工程的测量信息系统的建立做出贡献。在我国大部分的建筑工程将数字化测绘技术应用在以下几方面：①为解决编码过程复杂的问题，把电子平板与全站仪相结合，利用电子白板进行工程绘图，对绘图进行重新编辑的同时提高工程的成图质量。选择测绘成图的作业模式时，需要更快的使工程测量适应数字化的测绘技术。②全站仪与RTKGIS技术，在户外进行对数据的采集工作是需要运用以上两种技术设备，首先需要对采集到的工程相关的数据信息进行编码处理工作，然后初步绘制出草图，最后利用工程数据的存储设备把工程测量信息进行存储。在处理内业数据时，利用数据读取设备把在户外存储的工程测量数据信息，对照户外设计的草图重新绘制比例尺地形图。 3简述GIS技术及其在工程测量中的应用 3.1简述GIS技术 GIS即地理信息系统，该技术是利用分析地理数字化系统详细分析工程数据的参数，并汇集整合数据信息，为更好的完成测量工程工作，将数据参数与工程施工技术相结合，建立完整的数字化系统，而且GIS技术已经在我国工程测量领域应用。 3.2GIS技术在工程测量中的应用 （1）GIS技术在工程测量中的应用价值，以美国曾经发生的核事故为例，该事故发生后，相关工作人员利用GIS技术对于核扩散以及波及的范围进行测量，用最短的时间得到数据结果，提出相关的补救方案。以上案例说明GIS技术具有实时监测地理形态，准确评估地理形态的变化。目前GIS这一技术为我国的地理勘测方面做出杰出贡献，它能够组成强大的地理信息库。 （2）GIS技术在工程测量中的应用重点，其实早在60年代起，GIS测量技术就已经发展起来，备受工程施工项目的重视。GIS技术能数字化测绘技术在工程测量中的应用
视觉测量系统技术及应用
数字摄像机与模拟摄像机的区别教学提纲
建筑工程测量技术的应用
数字视频技术发展
数字化测绘技术的发展与应用
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上海市视频安防监控用彩色数字摄像机技术规范(试行)
数字化测量技术在工程测量中的应用 (2)
演播室用数字摄像机技术分析及选型
数字化测绘技术的发展与应用
数字摄影技术实验报告
数字化测绘技术在工程测量中的应用解析