本文综合运用图像几何量测的多种数学模型以及求解优化问题的牛顿方法， 完成了题 目设定的视觉情报距离信息分析问题。
任务 1 单幅图像距离信息分析：首先建立了直线上交比测量模型与平面矩形测量模型， 解决了同一平面上两物体相对距离的量测，并将模型推广到跨平面求解。 该模型能对图 1、 图 2 中两车相对距离、 图 4 中梯形尺寸进行一定精度的求解。 以上模型的优点是基于较少 已知条件即可完成求解，但存在不能求解绝对深度且在跨平面求解时误差累计严重的问 题。 为求解绝对深度， 并充分利用图片中可用的已知信息提高求解精度， 提出并建立了 A-I （Actual Point to Image Point)方程，完成了空间几何信息的测量模型。 利用以上两个模型， 完成了任务 1 所有图片距离的初步求解。 鉴于训练空间几何信息测量模型参数时方程组为 超定方程， 建立了基于牛顿迭代法的多信息融合算法优化模型，求得最小范数解， 实地标 定实验表明，该优化模型将测量误差由 6%以内降到 3%以内（page26 表 2） ， 任务 1 的测 量结果如 page28 表 4 所示。
任务 2、 3、 4 视频图像距离信息分析： 视频是图像的时间序列，因此将任务 2,3,4 视 频转化为多幅图像来处理。
任务 2 中， 针对视频场景狭窄容易带来较大测量误差的特点， 假设视频拍摄过程中没 有进行过推拉操作， 相机关键参数不变， 按照关键帧选取原则（page30） ， 基于平面上矩 形信息测量模型完成关键参量求解， 并将参数应用于其他待测帧， 并最终实现测量任务， 其结果如 page32 表 6 所示。
任务 3 中， 选取驾校科目二训练场， 利用场景中车道宽度分别求解相隔 5 帧地面特征 点不同时刻空间坐标， 根据坐标点的空间位移估算出高铁速度为 302.8Km/h。 求解河宽、 桥间距、桥面高度等距离时， 利用角度交比关系， 提出一种快速计算拍摄方向角的方法 （page33） 。 基于高铁速度及方向角度， 建立桥上特征角点在不同时刻的位置模型， 求解2 出各个距离信息如 page36 表 7 所示。
任务 4 中， 通过图像裁剪检测完成图像平面中心点纠正。 选取停车场大巴作为参照 物， 基于任务 1 中的空间几何信息测量模型， 求解出老宅的长宽尺寸并基于此求解其他建 筑高度、长度。 针对后花园为曲线的特点，选取了 12 个特征点对后花园曲线进行了拟合， 针对树木投影点被遮挡问题， 利用双目视线交汇法(page42)求解了树木最大高度。 任务 4 结果如 page43 表 13 所示。 为了进一步比较测量结果，另选停车场卫生间门高和宽作为已 知参照物，计算了老宅的长度为 91.56m,宽为 68.56m。
为了检验模型精度和实用性， 构建了实际测量场景和三维重建模型， 对模型进行了检 验， 检验数据如 page26 表 2、 page27 表 3 所示。
关键词： 单目图像 测量 牛顿迭代法 A-I 方程 双目视线交汇法
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