摄影测量学讲义

摄影测量学 教案

第一篇 摄影测量基础

第一章 绪论

主要内容：摄影测量学的定义，摄影测量学的分类，摄影测量要解决的基本问题，航空摄影测量的成图方

法，摄影测量的成图作业工序，摄影测量的发展历程。

重点：摄影测量学的定义、分类，摄影测量要解决的基本问题，航空摄影测量测图方法，摄影测量的发展

历程。

难点：

学时安排：授课 ，实验 。

一、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方面加以分析研

究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。

二、分类：

?地形摄影测量??正直摄影测量???(一)、按研究对象：　??等偏摄影测量

??非地形摄影测量?等倾摄影测量??交向摄影测量???1、地形摄影测量：研究的对象是地区表面的形态，以物体与构像之间的几何关系为基础，最终根据摄影像片测绘出摄影区域的地形图。

2、非地形摄影测量一般是指近景摄影测量，顾名思义，研究的对象在体积和面积上较小，摄影机到摄影目标的距离较近，一般小于300m，测量的精度相应地要求较高。基本理论也是根据物体与构像之间的几何关系，但在处理技术上有着其特殊性。测量成果乃是表示研究对象的一系列特征点的三维坐标值，即研究对象的数字模型可绘制所摄物体的立面图、平面图和显示立体形态的等值图。

?航天摄影测量??航空摄影测量(二)、按摄影站的位置：?

?地面摄影测量?水中摄影测量?1、航天摄影测量 ：利用航天器和人造卫星、高空飞机进行摄影。

2、航空摄影测量：指的是地形摄影测量，从航摄飞机上对地面进行摄影，目的在于测绘地形图。 3、地面摄影测量：包括地面立体摄影测量和近景摄影测量。前者在测绘特殊地区的地形图时常采用，

后者是对科学技术专题科目进行研究时采用。

4、水中摄影测量是将摄影机置于水中，对水下地表进行摄影以绘制水下地形图，这属于双介质摄影测量。

三、摄影测量要解决的基本问题：将中心投影的像片转换为正射投影的地形图。

?综合法?四、航空摄影测量绘制地形图的方法：?分工法(微分法)

?全能法?1、综合法：是摄影测量和地面地形测量相结合的测图方法。地面点的平面位置应用摄影测量方法以单张航摄像片为测图单元来解求，而点位高程或地貌在野外实地测定。这种方法适用于大比例尺平坦地区的测图，尤其是对高程精度要求很高而航测方法难以达到的情况下，综合法测图能得出满意的成果。

2、分工法(微分法)：待求点的平面位置和高程虽都是应用摄影测量方法，但却是分别测定的。这种测图方法的理论和为此而设计的仪器，当时是针对测绘比例尺为1：25000~1：50000地形图的，在测图方法的原理上带有近似性。该方法现以淘汰不用了。

3、全能法：是以摄影过程的几何反转来建立摄区的立体模型，借助地区立体模型的量测以代替地面地形测量，一次完成点位高程和平面位置的测图。

?航空摄影?五、航空摄影测量作业阶段：?航测外业

?航测内业?1、航空摄影：

在航摄飞机上安装航空摄影机，从空中对测区地面作有计划的摄影，以取得适合航测制图要求的航摄像片。

2、航测外业：在野外实地进行像片联测和判读调绘。像片联测的目的是利用地面控制点把航摄像片与地面联系起来；像片的判读调绘是在像片上补绘未反映出的地物、地类界等，并搜集地图上必需有的地名、注记等地图元素。

3、航测内业：依据航摄像片和航测外业成果在室内专用的航测仪器上测绘地形图。

?模拟摄影测量?六、航空摄影测量的发展阶段：?解析摄影测量

?数字摄影测量?1、模拟摄影测量：20世纪初，由维也纳军事地理研究所制成了“立体自动测图仪”，后来由德国卡尔2蔡

司厂进一步发展，成功地制造了实用的“立体自动测图仪”(stereoautograph)。经过半个多世纪的发展，到60~70年代，这种类型的仪器发展到了顶峰。由于这些仪器均采用光学投影器或机械投影器或光学-机械投影器“模拟”摄影过程，用它们交会被摄物体的空间位置，所以称其为“模拟摄影测量仪器”。著名摄影测量学者UV Helava于1957年在他的论文中谈到：“能够用来解决摄影测量主要问题的现有的全部的摄影测量测图仪，实际上都是以同样的原理为基础的，这个原理可以称为模拟的原理”。这一发展时期也被称为“模拟摄影测量时代”。

2、解析摄影测量：Helava于1957年提出了摄影测量的一个新的概念，就是“用数字投影代替物理投影”。所谓“物理投影”就是指“光学的、机械的，或光学-机械的”模拟投影。“数字投影”就是利用电子计算机实时地进行共线方程的解算，从而交会被摄物体的空间位置。意大利的OMI公司与美国的Bendix公司合作，于1961年制造出第一台解析测图仪AP/1。这个时期的解析测图仪多数为军用。直到1976年在赫尔辛基召开国际摄影测量学会大会上，由7家厂商展出了8种型号的解析测图仪，解析测图仪才逐步成为摄影测量的主要测图仪。到80年代，解析测图仪的发展更为迅速。它不再是一种专门由国际上一些大的摄影测量仪器公司生产的仪器，国内也有生产。

3、数字摄影测量：数字摄影测量的发展起源于摄影测量自动化的实践，即利用相关技术，实现真正的自动化测图。最早涉及到摄影测量自动化的研究可追溯到1930年，但并未付诸实施。直到1950年，由美国工程兵研究发展实验室与Bausch and Lomb光学仪器公司合作研制了第一台自动化摄影测量测图仪。美国于60年代初，研制成功DAMC系统全数字自动化测图系统。武汉测绘科技大学王之卓教授于1978年提出了发展全数字自动化测图系统的设想与方案，并于1985年完成了全数字自动化测图软件系统WUDAMS。因此，数字摄影测量是摄影测量自动化的必然产物。

随着计算机技术及其应用的发展以及数字图像处理、模式识别、人工智能、专家系统以及计算机视觉等学科的不断发展，数字摄影测量的内涵已远远超过了传统摄影测量的范围，现已被公认为摄影测量的第三个发展阶段。数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别在于：它处理的原始信息不仅可以是像片，更主要的是数字影像或数字化影像；它最终是以计算机视觉代替人眼的立体观测，因而它所使用的仪器最终将只是通用计算机及其相应外部设备。 七、作业：

1、何谓摄影测量学？

2、摄影测量学要解决的基本问题是什么？ 3、航空摄影测量的测图方法有哪几种？

第二章 摄影与空中摄影

主要内容：物镜的特性、量测摄影机的特征及景深和超焦点距离，感光材料的特性及黑白感光材料的摄影

处理，空中摄影的实施及彩色摄影的基本知识。

重点：物镜的特性、量测摄影机的特征及景深和超焦点距离。 难点：量测摄影机的特征及景深和超焦点距离 学时安排：

2-1 摄影机概述

??物镜筒??镜箱?镜箱?摄影机：??像框平面

???暗箱?一、摄影物镜：

作用：聚集所摄物体发射的光线，使在像框平面上取得亮度较大的清晰影像。 单透镜像差：包括球面像差、慧形像差、像散、像场弯曲、畸变和色差。

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