摄影测量高性能处理关键技术研究|高性能路由器的关键技术有哪些

来源:音频视频 发布时间:2019-05-15 04:00:48 点击:

  摘要:高性能计算机处理模式采用的是分布并行的计算机模式,是提高摄影技术测量的主要途径。目前我国已经将高性能计算机技术引进到摄影技术中,很大程度上提升了生产效率,它们都是采用的并行计算机平台,这种并行处理算法可以支持大数据量的快速处理。
  关键字:摄影测量技术;摄影测量学;并行计算机;发展趋势
  中图分类号: [TU198+.3]文献标识码:A文章编号:
  一、摄影测量学的发展
  (一)摄影测量学的含义
  将三维空间的图像已二维的方式呈现在图像上,这是一个退化过程。摄影测量学的目标,就是研究怎样通过二维图像,将目标重建的三维信息
  摄影测量学主要有两方面:
  (1)物体空间的三维特性和系统成像投影的关系,这属于测量学范围内的知识
  (2)从单幅和多幅图像中自动提取图像目标,这属于计算机视觉方面的知识。
  现如今,随着摄影测量的三角测量理论和计算机多视觉的理论越来越成熟,摄影测量的研究已经涉及到第二个方面,那就是图像目标的定位上。它和传统的图像处理不同,它更注重图像目标的定位和精确度。
  摄影测量要对二维、三维定量测量,就要把图像和成像系统联系起来,但一般的图像处理和系统成像无关。所以,摄像测量的重要特征,就是摄像系统的高精度标定。一般的摄影测量工作都涉及到专业的摄像测量相机,这些专业的摄像测量相机通常都有标定设备和方法。但在实际摄影测量工作中,往往采用的都是比较普通的摄像机或者照相机,经过测定方法的不同,可以让非测量型的摄像机或者照相机达到测量要求,用于高精度的测量。
  (二)摄影测量的历史
  摄影测量和计算机视觉是摄影测量学的两大根基。自1839年摄影诞生后,人们就通过照片来进行各种测量和研究。如何提高测量精度,一直都是个永恒的话题,经过之前的模拟摄影测量、再到解析摄影测量,现在已经进入了数字测量阶段,数字测量具有相当完备的测量理论和方法。因为一般的摄影测量对测量设备的要求很高,测量的方法也太过于复杂,所以摄影测量主要用在国家或者军事等大结构层面上,但在普通民用领域中,摄影测量仪器却少之又少。
  
  二、摄影测量技术的架构
  并行计算机分为共享存储器计算机系统和消息传递计算机系统两大类。因为摄影测量数据较为密集,所以往往采用具有超强扩展性的消息传递并行计算机系统,在系统中增加处理硬件,实现处理系统的增量式扩展。计算机集群的摄影测量可以分为以下4部分:
  (一)任务输入和产品输出接口,主要负责图形化界面接受用户的任务,在完成任务后,将完成好的产品以可视化的模式提供给用户,方便用户对产品的检查。
  (二)系统管理和任务调度智能化分析用户的任务,把任务分为多个并行处理的子任务,分到计算机群,同时帮助计算机群处理各项任务;该子系统还会对这个并行计算机系统提供管理功能。
  (三)分布数据管理系统为计算机提供数据存储服务,属于分布并行存储体系结构,所有的影响都会被划分成影像瓦块,在并行处理模式中对数据进行管理,很大程度提高了数据检索的速度。
  (四)并行处理子系统属于自动化影像处理,该算法的层次包括计算机主机并行和计算机内部并行;计算机主机间并行采用的是并行结构,是由任务来调度主机的任务集;计算机内部并行是采用共享存储器并行的计算模式,主要用于多线程技术,将计算机的多核处理优势发挥到极致。
  
  三、目前摄影测量的现状
  自上世纪20世纪六十年代起,模拟测量经过了漫长的发展历程,摄影测量技术的发展,都是围绕着价格昂贵的测量仪器所进行的。随着计算机技术、模数转化技术和自动控制技术的不断发展和进步,人们在1961年生产出了世界上第一台解析测图仪器。到七十年代,因微电子技术的发展,让计算机变得更加渺小、性能也在不断增强,解析测图仪也逐渐成为了主要的测图仪器。但摄影测量的技术人员们并没有因此而得到满足。直至90年代后,摄影测量技术获得了迅猛发展,并以逐渐投入到实用化阶段。对于我国而言,摄影测量技术对工作者们来说,是机遇和挑战并存的。
  虽然我国的摄影测量技术正处于一个不可多得的发展好时机,但我们依然要认识到,摆在我们面前的各种问题和挑战。
  (一)从摄影测量的工作上而言,地貌的测绘、DEM模块的建立等,还有很多问题需要人们去解决,特别是全自动化提取还有很大的差距;目前虽然在自动定向算法、特征提取、影响分割分类、目标重建和自动化三角测量等方面取得了优异的成绩,并设计且应用了一些理论,但是在摄影测量的研究上,我们还是处于一个初级阶段,有些测量如果想用于实际,那离目标还相距甚远,尤其是在语义信息的自动提取方面。
  (二)摄影测量技术作为空间信息科学的主要组成部分,摄影测量怎样才能更好的与GPS集成,更好发挥出它的优势,我们仍需要做很多工作。想要实现数字中国,摄影测量责无旁贷,当时要真正达到这个目标,我们还需要做大量努力。
  
  四、摄影测量的基本理念
  在现代数字化、智能化等众多信息技术主流的推动下,摄影测量也步入了智能摄影测量的时代。与模拟摄影测量和解析摄影测量等摄影测量的理念相比,智能摄影测量的理念有以下几点:
  (一)摄影测量是一个非线性过程。
  (二)摄影测量只能通过非线性系统来完成。
  (三)摄影测量整个过程是一个具有智能主体内在结构和机制的,以摄影测量为主线的视觉系统,统称为摄影测量机。
  (四)摄影测量机通过工程设计,把约束内在的信息处理过程复杂化,使一切问题至少有一个系统性的目标解法。
  智能摄影测量工作将为摄影测量的发展阶段解决和研究以下问题:
  摄影测量工作中的非线性过程分析。
  智能摄影测量的设计目标将要解决的各种问题。
  智能摄影测量机的主要类型,针对不同的用途。
  智能摄影的结构,应该包含哪些组件,组件之间的依赖关系。
  智能摄影中,每个组件的目标、原理的实现等。
  
  参考文献:
  [1] 张健,刘航冶,杨明等.摄影测量高性能处理关键技术研究[J].地理与地理信息科学,2010,26(3):109-110.
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  [3] 李德仁.摄影测量与遥感的现状及发展趋势[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(1):1-6.
  [4] 潘和平.智能立体摄影测量机的概念与初步设计[J].测绘学报,2002,31(4):310-315.

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