第33卷第12期2008年12月武汉大学学报 信息科学版
G eomatics and Infor matio n Science o f Wuhan U niv ersity V ol.33N o.12
Dec.2008
收稿日期:2008-11-04。
项目来源:国家973计划资助项目(2004CB318206);国家863计划资助项目(2006AA12A115);国家测绘局基础测绘研究基金资助
项目(1469990711111)。
文章编号:1671-8860(2008)12-1211-05文献标志码:A
摄影测量与遥感学的发展展望
李德仁1
(1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079)
摘 要:笔者从1957年步入武汉测绘学院航测系至今,已过去51年。在这50多年中,笔者经历了摄影测量向遥感的发展,并与GIS 和GP S 相集成,形成了地球空间信息科学。在21世纪,新一代互联网、Web2.0、网格计算、智能传感器等技术的出现,使得摄影测量与遥感学跃上了一个新的台阶。本文对摄影测量与遥感学科的发展趋势和发展重点作了一个展望。
关键词:摄影测量与遥感;地球空间信息服务;空间信息网格;智能传感器网络中图法分类号:P237;P208
1 摄影测量与遥感学的发展趋势
摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息
科学,是地球空间信息学(g eospatial inform ation,或称Geom atics)的核心[1,2]。地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和
应用的集成科学与技术(见图1),属于现代空间信息科学与技术的范畴。2004年,美国劳动部把
地球空间信息技术与纳米和生物技术一起列为当今最具发展潜力的三大技术,其发展有以下几方面的趋势。
1.1 空间信息获取的发展趋势
地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、
高时间分
图1 地球空间信息学的组成Fig.1 Str ucture o f Geomatics
辨率以及空天地一体化的明显特征。
随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展,人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像,大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率,形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法,为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。
随着新一代全球卫星导航定位系统(GNSS)的发展,定位系统将以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置和姿态,从而实现无地面控制的高精度、实时摄影测量与遥感。
1.2 空间信息处理的发展趋势
地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化[3]。目前,摄影测量与遥感所存在的一个突出问题是数据海量、信息不足、知识难求。利用网格技术进行网格计算给解决这一问题带来了新的机遇,为此,需要在网格计算环境下解决下列问题[4]: 在统一时空基准下自动地、实时地确定各类传感器的空间位置和姿态; 由各类接触和非接触传感器所获取的数据求解目标物理和几何特性的数学模型和一体化求解方法; 多平台、多传感器遥感影像网格计算与信息提取的自动化和智能化方法; 多源海量空间信息集成与融合方法; 空间信息自动变化检测与实时更新; 空间数据认知模式以及从海量空间数据库进行数据挖掘,以发现用户需要的知识。
解决以上六个方面的问题需要从时空基准、遥感成像机理、模式识别、计算机视觉及数据挖掘等诸多方面取得突破,以实现几何与物理方程的整体反演求解,才能实现空间信息处理和信息提取的定量化、自动化和实时化。
1.3 空间信息管理的发展趋势
地球空间信息管理与分析的发展趋势是走向信息共享、互操作和网格化。
从网格计算的资源共享和协同计算观点看,目前,地理信息系统已从单机GIS系统发展到网络和移动地理信息系统(Web-GIS和Mo bile-GIS),下一步将走向网格地理信息系统(Gr id-GIS)。为此,需要解决地理空间数据存在的时间基准不一致、空间基准不一致、数据格式不一致和语义不一致引起的问题。空间基准不一致引起的问题可以采用全球地心坐标系或坐标变换来解决;数据格式不一致可以用互操作软件解决;时态和语义不一致引起的问题较难解决。前者要解决空间数据的实时更新或建立时空地理信息系统,后者需要一个基于本体的空间信息语义网格来处理这些语义的差异,从而实现网格技术下空间信息的共享和互操作。随着全球信息网格(GIG)概念的提出,建立全球统一的空间信息网格已势在必行。为此,应在全球统一地理坐标框架下,根据自然社会发展的不平衡特征将全球分成粗细不等的格网,格网中心为经纬度坐标和全球地心坐标系坐标,格网内存贮各个地物及其属性特征,这种存贮方法特别适合于国家社会经济数据的空间统计与分析,使基于空间数据的分析、空间数据挖掘和辅助决策上一个新的台阶。
1.4 空间信息应用的发展趋势
地球空间信息成果应用的发展趋势是成果的多样化和应用的大众化与普适化。
未来的地球空间信息成果产品可以是矢量的或栅格的,可以是图形的或影像的,可以是二维的或三维的,可以是静态图像或连续动画视频图像,可以是多媒体或流媒体,可以是虚拟现实或可量测的实景影像,也可以是上述各种形式产品的融合与集成。
长期以来,摄影测量与遥感主要面向地球科学和环境科学的应用,作为基于影像的空间信息科学,它除了将继续在影像城市、虚拟数字地球和地理环境中得到应用之外,还有很大的潜力用于工业制造、医学诊断、文化遗产保护等方面。如果将原始或加工后的影像连同它们的方位元素和测量工具软件一起作为产品发布,则用户可在Web 2.0环境下实现自己的按需测量和按需解译,从而实现地球空间信息成果应用的大众化与普适化。
地球空间信息在为经济建设、国防建设和政府决策中广泛应用的基础上,将进一步创造高效优质的服务模式,包括汽车导航、盲人导航、手机图形图像服务、智能小区服务、移动位置服务等基于位置的公众信息化服务。地球空间信息的社会化服务包括对国家资源、环境、灾害调查和各种经济活动的时空分布及其变化的实时服务,为数字城市、数字港口、数字仓库、数字化物流配送等提供时空信息服务。时空信息的全社会服务是拉动地球空间信息学和3S技术产业化发展的根本原动力,它具有上百亿的市场前景。
1.5 新地理信息时代的出现
随着Goog le Ear th、M SN Virtual Earth、下一代互联网与Web2.0的出现,一个新的地理信
仅包括专业用户,而且包括普通大众用户。在新地理信息时代,可实现专业人员和大众用户互动,共同参与按需服务。服务环境是图形、图像和多媒体,服务的提供和实现都是动态的。在新地理信息时代,有超4D的第5D产品,即可量测实景影像(DM I)[5-7]。从地图走向实景影像,指一体化集成融合管理时空序列上的具有像片绝对方位元素的航空/航天/地面立体影像的统称。它不仅直观可视,而且通过相应的应用软件、插件和API 能够让用户按照其需要在其专业应用系统中进行直接浏览、相对测量(高度、坡度等)、绝对定位解析测量和属性注记信息挖掘,而具有时间维度的可量测的实景影像在空间信息网格技术的支持下可以形成历史搜索及探索挖掘,新地理信息时代的空间信息用户具有主动参与的功能,新时代的空间信息系统可以与传感器网络(sensor Web)集成,实时提供更新数据,实现实时和准实时的数据更新,使地理空间信息变得更加鲜活。
2 摄影测量与遥感学的发展重点
随着国家经济实力的增长、科学技术的进步和社会可持续发展的需要,中国的地球空间信息科学与技术包括摄影测量与遥感在内,在今后若干年内将出现更加飞速发展的大好时机。我们要坚持自力更生,自主创新,努力工作,并虚心向世界各国同行学习,学习和吸收世界各国的先进技术和经验,围绕创建我国和谐社会,以空间信息服务为中心,建立一个智能化和实时化的地球空间信息服务体系。未来几年内的发展重点简述如下。
2.1 发展先进的高分辨率对地观测系统
为了进一步推动中国遥感对地观测的发展,首先要抓好空间信息的数据源。2005~2020年, 国家中长期科技发展规划纲要 指出:发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率(dm级)先进对地观测系统,发射一系列的高分辨率遥感对地观测卫星,建成覆盖可见光、红外、多光谱、超光谱、微波、激光等观测谱段的高中低轨道结合的、具有全天时、全天候、全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系。与其他中、低分辨率地面覆盖观测手段相结合,形成时空协调、全天候、全天时的对地观测系统,并可根据需要对特定地区进行高精度观测;整合并完善现有的遥感卫星地面接收站,建立对地观测中心等地面支撑系统。到据的自给率,形成空间信息产业链。
2.2 构建面向实时服务的广义空间信息网格
(GSIG)
地上的全球信息网格与天上的智能传感器网格相集成,形成全球的广义空间信息网格[4]。
广义空间信息网格指的是在网格技术的支持下,在信息网格上运行的天、空、地一体化地球空间数据获取、信息处理、知识发现和智能服务的新一代整体集成的实时/准实时空间信息系统。广义空间信息网格由智能传感器网络(smart sensor Web)、基于网格计算的多传感器数据-信息-知识的智能处理系统、适应于网格计算环境的新一代地理信息系统和基于网格计算技术的空间信息智能服务代理(geo-ag ents)等组成。
建立好广义空间信息网格所面临的任务是: 借助天、空、地各类传感器,实现全天候、全天时、全方位的全球空间数据获取和在轨数据处理; 借助由卫星通信、数据中继网、地面有线与无线计算机通信网络组成的天地一体化信息网格,实现从传感器直到应用服务端的无缝交链; 在广义空间信息网格上实现定量化、自动化、智能化和实时化的网格计算,实现从数据到信息和知识的升华; 通过广义空间信息网格对各类不同用户提供空间信息灵性服务,将最有用的信息以最快的速度和最便捷的方式送给最需要的用户。
发展的大趋势是利用自动化、智能化、网格化和实时化的地理空间信息数据获取、处理、分析、应用和服务等技术手段,回答何时(When)、何地(Where)、何目标(What Object)发生了何种变化(W hat Chang e),并且把这些信息(即4W)随时随地提供给每个人,服务到每件事(4A服务 Anyone,A ny thing,Any tim e,A nyw here)。
2.3 加强高性能空间信息处理与分析技术的研
究,解决应用的关键技术
为推动空间信息技术的应用,进一步加强高性能遥感图像处理与分析技术,突破高精度定标与定位、宽带微波成像修正、遥感图像超分辨率分析与相干处理、多源卫星遥感影像自动配准与融合、高空间分辨率影像目标自动识别、高光谱影像地物精细分类、基于遥感机理模型的地物参数的定量反演与同化等技术;发展复杂地表环境下的地物信息自动提取与定量分析技术,地下目标探测与隐伏特征提取新技术,复杂海况条件下海表特征的遥感识别与定量反演技术;建立多源遥感资源任务规划平台和快速数据服务系统,面向区
武汉大学学报 信息科学版2008年12月
域监测监视、减灾防灾等重大遥感应用需求,针对国内不同部门管理的遥感卫星,研制协作式任务规划与资源管理平台;研究以多源多尺度三维地球空间信息系统为基础的多源遥感数据管理与调度技术以及快速响应机制,解决分布式网络环境下多源遥感资源的高效管理与快速调度等瓶颈问题,实现多源遥感数据资源的高效服务。
突破高可信地理空间数据库管理系统的核心技术,研制开发自主知识产权、高性能、高可信地理空间数据库系统平台软件。研究网格环境下异构空间数据的集成、互操作、在线分析与智能服务技术,面向海量空间数据处理的空间数据挖掘与知识发现技术,以及动态地理编码与空间数据自组织服务技术,基于地理本体与空间语义的空间数据服务技术等。制定异构GIS数据互操作规范,研发符合该规范的互操作组件,实现国产GIS 软件之间空间数据高效互访与操作,提高国产GIS软件群体创新能力和空间数据在线共享服务能力。
突破空间信息自主加载、维护、复合匹配与服务等技术,开发具备自我维护功能的空间信息网络服务软件系统。突破动态交通信息的获取、融合、分析、预测与动态路径规划等关键技术,开发基于动态交通信息的智能导航与位置服务软件,建立应用系统,为开发具有自主知识产权的新一代位置服务与智能导航系统奠定基础[8]。
2.4 加强空间信息的应用
加强空间信息的应用是国家经济建设和社会发展的重大需求。为实现资源可持续利用,建设资源节约型社会,应用空间信息技术对我国经济发展、资源利用等综合指标及时监测评价,有利于实现国家对自然资源的宏观调控,强化国家对资源的综合管理,制订可持续利用资源的政策,保证国家经济健康、平稳地运行。加强空间信息的应用,实现对关系我国经济安全的石油、天然气等战略资源、能源的前期勘探、开发及其环境影响评价,为合理开发利用国内有限资源,制订科学的资源、能源政策提供决策依据。
加强空间信息技术的应用,开展重大自然灾害的监测、预警和应急反应,及时制订防灾减灾措施,有效地减轻灾害对人类的生命、财产损失,在重大自然灾害的预报、预警和动态监测中发挥重要作用。发展空间信息技术,提高对自然灾害及其影响监测、预警和应急反应的实时性、准确性,实现自然灾害的大范围、全天候、全天时、动态的监测,加强自然灾害的预报、预警、监测、评估,以及应急响应、灾害救助、恢复重建决策信息支持。
加强空间信息的应用,提高农作物种植面积的估算、长势监测和产量评估等方面的能力,建立全球农作物的长势监测和估产国家系统,对全球农作物的长势及产量的及时监测,为我国粮食贸易决策和国家粮食安全管理提供重要的参考依据。为精准农业管理提供土壤水分、土壤养分的监测、生长期长势的监测、产量预报等信息支持,为加快农业科技进步、转变农业增长方式、提高农业综合生产能力,应用空间信息技术准确、快速地掌握我国耕地的现状、潜力、变化规律和利用状况,科学规划、配置,合理利用、保护耕地资源,保证耕地总量动态平衡,提高耕地质量。
应用空间信息技术建立国家、区域尺度的生态环境监测与评价技术体系,是实施生态保护、防止生态退化、维护生态安全的一项基础性工作。通过对重要生态环境因子的适时监测与评估,及时、准确地掌握国家或区域生态环境变化的动态信息,为国家或地方的生态环境保护宏观决策、制定合理的生态环境建设规划提供科学依据。建立国家重大工程生态效应评价,实现国家对重点区域土地利用/土地覆盖变化、森林资源动态、湿地资源动态、草地资源动态、重点区域生物多样性动态、重点城市生态景观动态、海岸带和近海生态、冰川资源动态等生态环境指标的实时监测。
应用空间信息技术加速国家基础测绘技术的改造,提升我国测绘技术的水平,实现基础测绘的数字化、地形图和数字高程模型等产品的快速生产,增加测绘技术含量,降低基础测绘的成本,缩短测绘的更新周期。今后应当理论与应用并重发展,软硬件一起抓,系统研发与人才培养一起抓。坚持自力更生为主,引进消化为辅,不断提升中国摄影测量与遥感的水平。
未来的中国摄影测量与遥感事业的任务艰巨,前程似锦,大有作为!
参 考 文 献
[1] 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):1-5
[2] 李德仁,周月琴,金为铣.摄影测量与遥感概论
[M].北京:测绘出版社,2001
[3] 李德仁,关泽群.空间信息系统的集成与实现[M].
武汉:武汉测绘科技大学出版社,2000:39-59
[4] 李德仁.论广义空间信息网格和狭义空间信息网格
[J].遥感学报,2005,9(5):513-520
[5] 李德仁.基于可量测实景图像的可视化位置服务的
实现方法[P].专利申请号:200610124918.2,公开
1214
第33卷第12期李德仁:摄影测量与遥感学的发展展望(公告)号:1945213
[6] 李德仁,胡庆武.基于可量测实景影像的空间信息
服务[J].武汉大学学报 信息科学版,2007,32
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[7] 李德仁.论可量测实景影像的概念和应用[J].测绘
科学,2007,32(4):5-7
[8] 李德仁,李清泉,谢智颖,等.论空间信息与移动通
信的集成应用[J].武汉大学学报 信息科学版,
2002,27(1):1-7作者简介:李德仁,教授,博士生导师,中国科学院院士,中国工程院院士,国际欧亚科学院院士。主要从事以遥感(RS)、全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)为代表的空间信息科学与多媒体通讯技术的科研和教学工作。近年提出空间信息多级网格和空间数据挖掘与知识发现理论,提出广义空间信息网格和狭义空间信息网格,并致力于地球空间信息科学技术的研究与应用工作。
E-mail:dli@w https://www.doczj.com/doc/b18004718.html,
Development Prospect of Photogrammetry and Remote Sensing
LI Der en1
(1 S tate Key Laboratory for Information Engin eering in Su rveying,M apping and Remote Sensing,
Wu han U niversity,129Luoyu Road,W uhan430079,Chin a)
Abstract:It has been51years since the author entered Wuhan Institute of Surveying and M apping in1957.During this time,the author has ex perienced the dev elo pm ent of photo-gram metr y and RS integr ated w ith GIS and GPS,w hich had fo rmed the https://www.doczj.com/doc/b18004718.html,ing w ith the21st centur y,many new techniques appeared,such as new generation Inter net,Web
2.0,g rid computing and smart sensor Web,the author s enthusiastic in photog rammetry
and r em ote sensing have becom e stronger and str ong er.T he tendency and key techniques o f the development on photog rammetry and r em ote sensing ar e for ecasted.T he o pinio ns in this article w ill be beneficial to the developm ent o f this industr y;and som e sug gestions are pro-vided.
Key words:photogr am metr y and rem ote sensing;geo-services;spatial inform ation g rid;
smart senso r Web
About the author:LI Deren,professor,Ph.D supervisor,Me mber of th e Chinese Academy of Scien ces,Mem ber of the Chinese Academy of E nginee ring,Member of the Eu ro-A sia Intern ational Academy of S cience.He has con cen trated on the research and education in m ult-i media com mun ication,spatial information scien ce and tech nology represen ted by remote sensin g(RS),global positionin g syste m(G PS)and geo-graph ic information system(G IS).His recent resea rch es are on the th eories an d methods for spa tial information m ult-i grid,data min ing an d kn owledge discovery,theorie s a nd applications of gen eralized an d specialized spatial in form ation grid,etc.
E-mail:dli@wtu https://www.doczj.com/doc/b18004718.html,
下期主要内容预告
面向智能空间信息服务的网格GIS节点构建 王家耀,等
利用超导重力数据探测内核超速旋转的研究申文斌,等
基于轮廓约束的摄影测量法元青花瓶数字三维重建张剑清,等
地面激光扫描与数码相机数据的联合处理研究徐进军,等
高精度曲面建模的三维地形可视化研究王世海,等
附有约束条件的GPS模糊度快速解算李博峰,等
GPS精密卫星钟差估计与分析楼益栋,等
顾及双差残差反演GPS信号方向的斜路径水汽含量张双成,等
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摄影测量学 第一章绪论 1、基础地理信息类型传统的 4D 数 据 DLG－Digital Line Graphic，数字线 化图 DEM －Digital Elevation Model，数字高程模 型 DOM － Digital Orthophoto Map，数字正 射影像 DRG － Digital Raster Graphic，数 字栅格地图 2、传统的摄影测量学 是利用光学摄影机获取的像片，通过像片来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系的一门科学技术。 3、摄影测量与遥感 是对非接触传感器系统获得的影像进行记录、量测、分析和表达，从而获得地球及其环境和其它物体的可靠信息的一门工艺、科学和技术。 4、摄影测量是影像信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。 5、摄影测量的任务： （1）地形测量领域：各种比例尺的地形图、专题图、特种地图、正射影像地图、景观图 ；建立各种数据库；提供地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据 （2）非地形测量领域生物医学、公安侦破、交通事故、勘察古文物、古建筑建筑物、变形监测、工业摄影测量、环境监测 6、摄影测量的特点 ?无需接触物体本身获得被摄物体信息 ?由二维影象获取对象的空间三维信息 ?面采集数据方式，信息丰富逼真 ?同时提取物体的几何与物理信息 7、摄影测量学的三个发展阶段 （1）模拟摄影测量阶段(1851-1970) ?利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得 到地形图和各种专题图 （2）解析摄影测量阶段(1950-1980) 以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来 研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影 测量产品的一门科学 （3）数字摄影测量阶段(1970-现在）基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物 理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品 8、摄影测量三个发展阶段的特点
摄影测量学的发展状况Last revision on 21 December 2020
摄影测量学的发展状况 胡鹏 中国石油大学（华东）青岛校区，266555 摘要本文主要介绍了摄影测量学的概念及发展状况。随着信息时代的发展，3S技术的逐渐成熟，数字地球的逐步发展，以及先进的仪器设备制造产业的发展，摄影测量的应用领域也越来越宽.定位技术，空三，DOM制作，影像匹配，自动变换匹配是摄影测量学的核心，围绕着这些方法技术，摄影测量学的发展更加完善。 关键词摄影；测量；数字地球；定位技术；空三；DOM制作；影像匹配；自动变换匹配 The State of The Photographic Surveying Hu Peng China University of Petroleum（Qingdao Campus）26555 Abstract This passage is mainly about the concept and development of Photographic Surveying。With the development of information era，the maturity of 3S Technology, the development of the Digital Earth, and the development of the instrument equipment manufacturing industry, the application fields of the Photographic Surveying has become wider and wider. Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching are the core of the Photographic Surveying, around with these methods and technology, the development of Photographic Surveying will become more and more complete. Key words :Photography, Surveying, Digital Earth, Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching. 0 引言 随着计算机技术以及数字图像处理、模式识别、计算机视觉和人工智能等相关技术的不断发展,摄影测量与计算机学科相互渗透交叉,摄影测量在经历模拟摄影测量、解析摄影测量两个发展阶段后,现已进入数字摄影测量阶段,这对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响。从测绘学科而言,传统的摄影测量已发展为新兴的信息产业;从摄影测量学科而言,经典的摄影测量已发展为摄影测量与计算机视觉。数字摄影测量所使用的设备最终将是计算机加上相应的标准外设,它的产品形式是全数字化的数字产品。随着传感器技术和自动化技术的发展,当代数字摄影测量不仅依然是遥感空间信息获取的重要分支学科,而且其研究及应用范围变得非常广泛。 现代测绘技术, 已向集成化、实时化、动态化、数字化、自动化、智能化方向发展。经典的大地测量平面定位手段逐步被全球卫星定位系统技术所取代;传统的地图测制手段正向数字化测图技术过渡;传统的模拟测绘产品逐步向数字化地理信息产品转变;传统的测绘“老三仪”,即经纬仪、水准仪、平板仪开始向以为代表的现代测绘技术手段转化, 传统的测绘产业逐步向现代地理信息产业或现代测绘产业转变。尤其3S集成, 满足实时、准时要求的空间信息处理技术的应用, 将大大加快空间信息获取、处理与更新的速度, 为国民经济建设和社会发展以及管理决策提供更广泛、更有效的服务
摄影测量及其发展 一、摄影测量的基本原理 1、概论 摄影测量学的主要任务是从理论上研究摄影像片与所摄物体之间的内在几何和物理关系。利用这种几何关系可以确定被摄物体的形状、大小、位置等几何特性；利用它们之间的物理关系可以判定所摄物体的性质，做出正确的解释。为了实现上述目的，还需要从技术上研究和制造出摄影像片获取和处理的仪器、材料和作业方法。 摄影测量从本质上讲就是由二维影像→三维空间的学科。由测绘学科而言，摄影测量来自于“前方、后方交会”。而普通的测量定义则是在两个已知点1,2上，安置经纬仪，对未知点A测定水平角、垂直角，进行前方交会来测量未知点的坐标。 2、摄影测量的阶段：模拟摄影测量→解析摄影测量→数字摄影测量。 其中模拟摄影测量主要是指模拟测图仪进行的摄影测量，属于手工操作的模拟产品；解析摄影测量则主要是依据像片像点与相应地面点的数字关系，借助计算机用数学解算方法进行的摄影测量，属于机助作业员操作的模拟数字产品；数字摄影测量是从数字影像中获取物体三维空间数字信息的摄影测量，属于自动化操作的数字产品。 3、摄影测量的分类： （1）、航天摄影测量（卫星）：利用航天摄影资料所进行的摄影测量。 （2）、航空摄影测量（飞机）：利用航空摄影资料所进行的摄影测量。 （3）、地面摄影测量（近景）：利用地面摄影的像片对所摄目标物进行的摄影测量。 二、摄影测量的基本原理与方法 1、摄影测量的两个基本内容。 （1）、建立起影像和物体的基本关系，即在两张影像上测定同一目标点——对应性。（2）、由影像坐标计算空间坐标——建立影像与空间的解析关系。 2、由影像到物体的变换差数。 3、由影像到物体的解析关系。 通过同名特征点的提取，获得一组观测值，应用于电脑处理搞定。 4、怎样确定9个方位元素。 九个方位元素主要包括内方位元素，即其在坐标轴上的横、纵、高坐标和外方位元素，即在空间坐标系中和地面辅助坐标系中坐标。前者一般是已知的，而后者则主要靠航摄像片来确定。 5、计算机怎样确定对应关系。 其基本原理是： （1）、物体表面一般都是光滑的，因此物体表面上各点在图像上的投影是连续的，其视差也是连续的。 （2）、区域匹配。即粗匹配，是指将大的表面分成几个部分，然后通过某种对应关系或者某种方法，将同一场景不同视点的区域进行匹配。 （3）、用两个摄像机同时观察空间点，则该点在摄像机中分别所成的像，成为对应点，且一一对应。 （4）、极线约束。 6、摄影测量的两个基本问题。
摄影测量与遥感 一、单项选择题（每题的备选答案中只有一个最符合题意，不答或答错不得分）1．目前，主流的常规航空摄影机的像幅为（B ）。 A. 18cm×18cm B. 23cm×23cm C. 36cm×36cm D. 46cm×46cm 2．航摄仪有效使用面积内镜头分辨率的要求（B）。 A. 每毫米内不少于20线对 B. 每毫米内不少于25线对 C. 每毫米内不少于30线对 D. 每毫米内不少于40线对 3．下列关于航空摄影时飞行质量的要求，叙述错误的是（B）。 A. 航向重叠度一般应为60%-65%；个别最大不应大于75%，最小不应小于56% B. 像片倾斜角一般不大于3°，个别最大不大于5° C. 航摄比例尺越大，像片旋角的允许值就越大，但一般以不超过8°为宜 D. 航线弯曲度一般不大于3% 4．同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为（A）重叠。 A. 航向 B. 旁向 C. 水平 D. 垂直 5．相邻航线相邻像片之间的影像重叠称为（B）重叠。 A. 航向 B. 旁向 C. 水平 D. 垂直 6．航摄像片上一线段与地面上相应线段的水平距离之比称为（C）比例尺。 A. 地形图 B. 测图 C. 摄影 D. 制图 7．框幅式航空摄影属于（D）投影成像。 A. 正射 B. 垂直 C. 斜距 D. 中心 8．当成图比例尺为1：10000时，应选择的航摄比例尺为（A） A. 1:20 000～1:40 000 B. 1:10 000～1:20 000 C. 1:25 000～1:60 000 D. 1:7000～1:14 000 9．下列各项中，关于航摄分区划分的原则叙述错误的是（A）。 A. 分区内的地形高差不得大于三分之一航高 B. 当地面高差突变，地形特征差别显著时，可以破图幅划分航摄分区 C. 在地形高差许可且能够确保航线的直线性的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大 D. 分区界线应与图廓线相一致 10．一张航摄像片有（B）个内方位元素。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 6 11．一张航摄像片有（D ）个外方位元素。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 6 12．航片上的投影差是由（A ）引起的像点位移。 A. 地形起伏 B. 像片倾斜 C. 摄影姿态 D. 地球曲率 13．将一个重叠向内的立体像对的左右像片对调后，观测到的是（B ）。 A. 正立体 B. 负立体
一、名词解释： 遥感2、遥感技术3、电磁波4、电磁波谱5、大气窗口6、影响匹配7、光谱反射率8、光谱反射特性曲线9、遥感平台10、遥感传感器11、数字影像12、空间域图像13、频率域图像14、图像采样15几何变形16、几何校正17、图像判读18、大气校正19、图像增强20、图像直方图21遥感图像判读22、监督法分类23、非监督法分类 二、回答问题 怎样才能将光学影像变成数字影像。 简述遥感数字影像增强处理的目的，例举一种增强处理方法 何为传感器的空间分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率？ 叙述监督分类与非监督分类的区别。 遥感图像处理软件的基本功能有哪些？ 遥感图像目视判读的依据有哪些，有哪些影响因素？ 航测外业主要包括哪些工作？ 航空摄影的投影与地形图有何不同？ 像主点与像片主距概念 光学和机械框标及作用 数字影像分辨率是什么？ 摄影机检校要求与内容？ 航空摄影的基本要求？ 航空摄影质量检查与成果提交内容？ 什么是基于核线的一维影像匹配 什么是投影差？ 分区摄影基准面的高度是如何划分的？ 摄影季节和航摄时间的选择应该注意什么问题？ 航片比例尺有什么特点？ 双向空间后发交会-前方交会解求地面点坐标的步骤？ 连续法相对定向元素和单独像对相对定向元素是什么？ 对定向元素有哪几个？ 什么是立体像对的相对定向和绝对定向？ 摄影测量坐标系分类 人造立体视觉的条件和类型 什么是视模型 左右视差和上下视差的概念 分像的方法 什么是立体像对 前方交会计算地面点的步骤 绝对定向至少需要几个地面控制点 像对相对定向需要地面控制点吗？ 航测立体测图的方法有哪些？ 模拟法立体测图的作业过程： 模拟法立体测图的自我检查内容包括那些？ 遥感图像的目视解译方法 我们实验的遥感图像辐射增强处理有那些内容？ 为什要对图像做几何校正？
摄影测量与遥感技术 作者：林青涛 20世纪60年代以来，由于航天技术、计算机技术和空间探测技术及地面处理技术的发展，产生了一门新的学科——遥感技术。所谓遥感就是在远离目标的地方，运用传感器将来自物体的电磁波信号记录下来并经处理后，用来测定和识别目标的性质和空间分布。从广义上说，航空摄影是遥感技术的一种手段，而遥感技术也正是在航空摄影的基础上发展起来的。 一、摄影测量与遥感技术概念 摄影测量与遥感学科隶属于地球空间信息科学的范畴，它是利用非接触成像和其他传感器对地球表面及环境、其他目标或过程获取可靠的信息，并进行记录、量测、分析和表达的科学与技术。摄影测量与遥感的主要特点是在像片上进行量测和解译，无需接触物体本身，因而很少受自然和地理条件的限制，而且可摄得瞬间的动态物体影像。二、摄影测量与遥感技术的发展 1、摄影测量及其发展 摄影测量的基本含义是基于像片的量测和解译，它是利用光学或数码摄影机摄影得到的影像，研究和确定被摄影物的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学和技术。其内容涉及被摄影物的影像获取方法，影像信息的记录和存储方法，基于单张或多张像片的信息提取方法，数据的处理和传输，产品的表达与应用等方面的理论、设备和技术。 摄影测量的特点之一是在影像上进行量测和解译，无需接触被测目标物体本身，因而很少受自然和环境条件的限制，而且各种类型影像均是客观目标物体的真实反映，影像信息丰富、逼真，人们可以从中获得被研究目标物体的大量几何和物理信息。 到目前为止，摄影测量已有近170年的发展历史了。概括而言，摄影测量经历了模拟法、解析法和数字化三个发展阶段。表1列出了摄影测量三个发展阶段的主要特点。 如果说从模拟摄影测量到解析摄影测量到解析摄影测量的发展是一次技术的进步，那么从解析摄影测量到数字摄影测量的发展则是一场技术的革命。数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别在于：它处理的原理信息不仅可以是航空像片经扫描得到的数字化影像或由数字传感器直接得到的数字影像，其产品的数字形式，更主要的是它最终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只有通用的计算机及其相应的外部设备，故而是一种计算机视觉的方法。 2、遥感及其发展
一、摄影测量的发展历史： 摄影测量学发展至今，经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个发展阶段 摄影测量学三个发展阶段的特点： 我国摄影测量的发展历史 中国的摄影测量历史最早可追溯到1902年，当年的北洋大学曾用进口的摄影经纬仪做过建筑摄影测量试验。 中国的航空摄影测量始于1931年，浙江省水利局航测队与德国测量公司合作进行首次航空摄影，摄取了钱塘江支流浦阳江一段河道的航片，随后，国民党政府成立航测队。主要测制了中国局部地区1:1万和1:2.5万军事要塞图，以及湘黔、成渝一带l:5万地形图。 1949年中华人民共和国成立以后，航空摄影得到飞速发展。国家测绘局、林业、农业、地质、铁道、石油、水利等部门都积极开展了航空摄影。1980年前，中国利用航空摄影测量主要制作1:25000-1:100000各种比例尺地形图，采用的是分工法和全能法测图。 1980年后，利用解析和数字摄影测量方法，全国范围主要制作1:50000地形图，各省市主要制作1:10000和1:5000地形图，城市则是制作1:1000和1:2000地形图，构成各类GIS的地形数据库。 21世纪初，数码摄影仪面世之后，城市大比例尺航测制作正射影像图得到了迅速发展，现在已经发展到制作三维城市电子地图。目前，中国已经构建了1:1000000、1:250000和1:50000全国空间数据库，包括的数据产品有DOM、DEM、DLG和DRG四类，还有地名数据库和土地利用数据库等，各省市已经或正在建立1:10000全省空间数据库。许多大中城市已建立了1:500-1：2000空间数据库。这些都成为构建“数字中国”、“数字省区”和“数字城市”的重要基础。 2006年国家测绘局启动了西部测图计划，使用了一批新设备、新技术、新航空航天遥感影像，将改写中国西部200多万平方公里无1：50000地形图的历史。
摄影测量与遥感专业攻读博士生学位培养方案 （专业代码：081602 授工学博士学位） 一、培养目标 本专业培养具有国际学术视野，富有创新思维和创新能力，主动适应国家经济社会建设发展需要的高层次拔尖创新人才，具体要求是： 1. 具有坚定正确的政治方向；热爱祖国，热爱人民，遵纪守法；诚信公正，有社会责任感; 具有良好的道德品质与学术修养。 2. 掌握所在学科领域坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；熟练地掌握一门外语，使用和阅读本专业文献，进行学术交流；有独立从事学术研究工作的能力；并在某一方向上做深入的研究，取得创造性的成果。 3. 身心健康。 二、研究方向 1. 图像信息获取、处理与应用 研究图像信息获取、数字图像的处理、分析与识别的算法、地形图扫描影像的自动识别技术、遥感影像目标的自动提取技术、影像压缩与编码技术、多种影像信息的融合技术、小波理论、分形理论及人工神经网络等理论和图像工程应用。 2. 数字摄影测量 主要研究多传感器集成的近景、航空、航天和行星数字摄影测量的理论和方法以及数字摄影测量系统的开发。主要研究：基于摄影几何的摄影测量、三线阵CCD影像处理、激光雷达数据处理、SAR/InSAR数据处理、机载/车载测图系统、GPS辅助空中三角测量、POS理论与方法、图像处理与信息提取、三维重建、高空间分辨率遥感卫星影像几何处理等。 3. 计算机视觉 研究图像匹配与配准、三维目标的自动重建、三维深度信息的恢复、序列图像的处理与分析、工业部件的自动测量与识别、汽车自动导航、虚拟现实、机器学习和视频分析等理论与方法。 4. 遥感技术与应用 主要研究可见光、多光谱、高光谱、雷达遥感影像的分析、处理、目标识别方法，多元遥感影像的综合分析方法、时序遥感影像的分析等理论与方法，探讨测绘、环境、地质、林业等领域的应用关键问题。 5. 定量遥感 主要研究大气、水体、陆地定量遥感相关的辐射定标、大气校正、地物目标光谱特性、
一、单项选择题（每题的备选答案中只有一个最符合题意，不答或答错不得分）(74T) 以下哪个摄影机主距属于胶片中焦和宽角航摄机 D （A）主距 260mm 和像场角 65°（B）主距 200mm 和像场角 70°（C）主距 260mm 和像场角 110 （D）主距 150mm 和像场角 80°分常角、 75°-100°宽角、特宽角三种， 102mm-255mm(中焦) 以下那款航摄仪是基于三行线阵 CCD 技术的测量型数字航摄仪 C （A）UltraCam-D 数字航摄仪 （B）SWDC 系列数字航摄仪 （C）ADS40 数字航摄仪 （D）RMK 型航摄仪 以下哪个不是数字航摄仪检定的内容 D （A）像主点位置与主距的测定 （B）像元大小的测定 （C）调焦后主距变化的测定 （D）框标间距以及框标坐标系垂直型的测定 下列关于航空摄影时飞行质量的要求，叙述错误的是 A （A）像片倾斜角一般不大于 3°，个别最大不大于 5° （B）航向重叠度一般应为 60%-65%；个别最大不应大于 75%，最小不应小于 56%
（C）航线弯曲度一般不大于 3% （D）航摄比例尺越大，像片旋角的允许值就越大，但一般以不超过8°为宜 将一个重叠向内的立体像对的左右像片对调后，观测到的是 A （A）负立体 （B）正立体 （C）无立体 （D）不确定的模型 与非量测摄影机不同，量测摄影机能够记录 D （A）摄影姿态（B）目标影像 （C）外方位元素（D）内方位元素 摄影测量处理的基本任务是 A （A）像片获取瞬间像点与物点之间的几何关系 （B）像片获取后像点对应物点的地理坐标 （C）像片获取后像点代表地物的性质 （D）直接在像片进行地物量测 下列不是微波遥感的特点是：C （A）全天候、全天时工作
一．名词解释 1.摄影比例尺 严格讲，摄影比例尺是指航摄像片上一线段为J 与地向上相应线段的水干距L 之比。由于影像片有倾角，地形有起伏，所以摄影比例尺在像片上处处不相等。一般指的摄影比例尺，是把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程．这时像片上的一线段l 与地面上相应线段的水平距L 之比，称为摄影比例尺1／m 2.像片倾角 空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，它偏离铅垂线的夹角应小于3D ，夹角称为像片倾角。 3.航向重叠 同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，一般要求在60％以上。4.旁向重叠 相邻航线的重叠称为旁向重叠，重叠度要求在24％以上 5.摄影基线 控制像片重叠度时，是将飞机视为匀速运动，每隔一定空间距离拍摄一张像片，摄站的间距称为空间摄影基线B 。 6.像平面坐标系 像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置，通常采用右手坐标系，x ，y 轴的选择按需要而定．在解析和数字摄影测量中，常根据框标来确定像平面坐标系，称为像框标坐标系。 7.像主点 相机主光轴与像平面的交点 8.内方位元素 内方位元素是表示摄影中心与像片之间相关位置的参数，包括三个参数。即摄影中心到像片的垂距(主距)f 及像主点o 在像框标坐标系中的坐标0 0,y x 9.外方位元素 外方位元素是表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数,一张像片的外方位元素包括六个参数，其中有三个是直线元素，用于描述摄影中心的空间坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。 10.空间后方交会 已知像片的内方位元素以及至少三个地面点坐标并量测出相应的像点坐标，则可根据共线方程列出至少六个方程式，解求出像片六个外方位元素，称为空间后方交会。 11.中心投影变换
一、名词解释 1、像片比例尺：像片上的线段l与地面上相应线段的水平距L之比。 2、绝对航高：摄影物镜相对于平均海平面的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。 3、相对航高：摄影物镜相对于某一基准面的高度 4、像点位移：一个地面点在地面水平的水平像片上的构象与地面有起伏时或倾斜像片上构象的点位不同，这种点位的差异称为像点位移 5、摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点的空间距离 6、航向重叠：同一航带内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠 7、旁向重叠：两相邻航带像片之间也需要有一定的影像重叠，这种影像重叠称为旁向重叠 8、像片倾角：摄影瞬间摄影机物镜主光轴偏离铅垂线的夹角 9、像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜（摄影中心）与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数，即确定这三者之间相关位置的参数。 10、像片的内方位元素：确定摄像机的镜头中心相对于影像位置关系的参数 11、像片的外方位元素：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 12、相对定向元素：确定像对中两像片之间相对位置所需的元素 13、绝对定向元素：确定单张像片或立体模型在地面坐标系中方位和大小所需的元素 14、单像空间后方交会：利用影像覆盖范围内一定数量的控制点空间坐标与影像坐标，根据共线条件方程，反求该影响的外方位元素，这种方法称为单幅影像的空间后方交会 15、空间前方交会：由立体相对左右两影像的内、外方位元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点的物方空间坐标（某一暂定三维坐标系统里的坐标或地面量测坐标系坐标），称为立体像对的空间前方交会 16、双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标的方法，称为双像解析摄影测量。 17、空中三角测量：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法18、POS：机载定位定向系统POS是基于全球定位系统GPS和惯性测量装置IMU的直接测定影像外方位元素的现代航空摄影导航系统，可用于在无地面控制或仅有少量地面控制点情况下的航空遥感对地定位和影像获取。 19、影像的灰度：规则格网排列的离散阵列 20、数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数个（x,y）的数值时就需要进行内插，此时称为重采样 21、影像匹配：影像匹配即通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。 22、核线相关：利用立体像对左、右核线上的灰度序列进行的影像相关 23、像片纠正：通过投影转换，将倾斜像片变换成规定比例尺水平像片的作业
摄影测量学复习资料 (全)
一、名词解释 1、解析相对定向：根据同名光线对对相交这一立体相对内在的几何关系，通过量测的像点坐标，用解析计算方法解求相对定向元素，建立与地面相似的立体模型，确定模型点的三维坐标。 2、GPS辅助空中三角测量：将基于载波相位观测量的动态 GPS 定位技术获取的摄影中心曝光时刻的三维坐标作为带权观测值，引入光束法区域网平差中，整体求解影像外方位元素和加密点的地面坐标，并对其质量进行评定的理论和方法。 3、主合点：地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像 4、核线：立体像对中，同名光线与摄影基线所组成核面与左右像片的交线。 5、航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度。 6、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠。 7、影像匹配：利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点 8、影像的内方元素：是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数。 9、影像的外方元素：描述像片在物方坐标的位置和姿态的参数。 10、景深：远景与近景之间的纵深距离称为景深 11、空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方法，称为空间前方交会。 12、空间后方交会：利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程或反求像片的外方位元素这种方法称为单张像片的空间后方交会。 13、摄影基线：相邻两摄站点之间的连线。 14、像主点：像片主光轴与像平面的交点。 15、立体像对：相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。 16、数字影像重采样：当欲知不位于采样点上的像素值时，需进行灰度重采样。 17、核面：过摄影基线与物方任意一点组成的平面。 18、中心投影：所有投影光线均经过同一个投影中心。 19、单模型绝对定向：相对定向所构建的立体模型经平移、缩放、旋转后纳入到地面坐标系中的过程相对定向：根据立体像对内在的几何关系恢复两张像片之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立与地面相似的立体模型。即确定一个立体像对两像片的相对位置。 20、数字影像内定向：同一像点的像平面坐标与其扫描坐标不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。 21、像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 22、内部可靠性：一定假设条件下，平差系统所能发现的模型误差的下界值 22、外部可靠性：一定显著性水平和检验功效下，平差系统不能发现的模型误差对平差结果的影响。 23、摄影学：利用光学摄影机摄取相片，通过相片来研究和确定被摄物体的形状，大小，位置和相互关系的一门学科技术。 24、影像信息学：是一门记录、储存、传输、量测、处理、解译、分析和显示由非接触传感器影响获得的目标及其环境信息的科学技术和经济实体。
摄影测量与遥感习题-2011-07 一、单项选择题（每题的备选答案中只有一个最符合题意，不答或答错不得分） 1．航摄像片的内方位元素包括（A ）。 A. 航摄像机主距和像主点的像平面坐标值 B. 航摄像机主距和摄影姿态参数 C. 像主点的像平面坐标值和摄影中心位置 D. 航摄像机主距和摄影中心位置 2. 一张航摄像片有（D ）个外方位元素。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 6 3. 在兼顾设计精度和设计工作量的同时，保证设计用图比例尺和航摄比例尺的倍率在（A ）之间。 A. 2-5 倍 B. 3-6 倍 C. 1-3 倍 D. 4-7 倍 4．航摄像片上一段距离与地面相对应距离之比为（ C ）。 A. 成图比例尺 B. 地形图比例尺 C. 摄影比例尺 D. 制图比例尺 5．若需测绘1：5000 的地形图，则航摄比例尺为（ B ） A. 1 : 7000?1 : 14 000 B. 1 : 10 000 ?1: 20 000 C. 1 : 20 000 ?1 : 40 000 D. 1 : 25 000 ?1: 60 000 6. 同一条航线上，相邻像片之间的影像重叠称为（D）重叠。 A. 垂直 B. 旁向 C. 水平 D. 航向 7. 相邻航线像片之间的影像重叠称为（B）重叠。 A. 垂直 B. 旁向 C. 水平 D. 航向 8. 常用光学航摄像片为（ C ）投影 A. 平行 B. 正射 C. 中心 D. 斜 9. 摄影中心与像片平面的垂线的交点为（ A ）。 A. 像主点 B. 像底点 C. 地底点 D. 主合点 10. 航摄仪有效使用面积内镜头分辨率的要求（ B）。 A. 每毫米内不少于20 线对 B. 每毫米内不少于25 线对 C. 每毫米内不少于30 线对 D. 每毫米内不少于40 线对 11. 高程注记点依据地形类别及地物点和地形点的多少，其密度大约控制在图上每100cm2 内（ D ）个。 A. 10~30 B.20~40 C. 5~ 10 D. 5 ?20 12. 立体像对相对定向元素有（C ）个。 A. 3 B. 4 C. 5 D.6
摄影测量与遥感 1摄影测量 基本原理 1.1.1摄影测量的定义 摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。1988年ISPRS在日本京都第16届大会上对摄影测量与遥感的定义：摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译，从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术。 摄影测量学可从不同角度进行分类。按摄影距离的远近分，可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量。按用途分类，有地形摄影测量和非地形摄影测量。按处理的技术手段分，有模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。 1.1.2摄影测量学发展的三个阶段 模拟法摄影测量（1851-1970）其基本原理是利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器，模拟摄影机摄影时的位置和姿态，构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图。 解析法摄影测量(1950-1980)以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式，来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学。 数字摄影测量(1970-现在）基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品。
1.1.3单张航摄像片解析 航摄影像是航空摄影测量的原始资料。像片解析就是用数学分析的方法，研究被摄景物在航摄像片上的成像规律，像片上影像与所摄物体之间的数学关系，从而建立像点与物点的坐标关系式。像片解析是摄影测量的理论基础。 为了由像点反求物点，必须知道摄影时摄影物镜或投影中心、像片与地面三者之间的相关位置。而确定它们之间相关位置的参数称为像片的方位元素，像片的方位元素分为内方位元素和外方为元素两部分。内元素3个：确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数（x0,y0,f),可恢复摄影光束。外方位元素6个：3个直线元素描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置(Xs、Ys、Zs)，3个角元素描述像片在摄影瞬间的空间姿态（航向倾角φ、像片旋角κ、旁向倾角ω）。 为了研究像点与地面相应点的数学关系，必须建立中心投影的构像方程。下式为一般地区中心投影的构像方程，由于这个方程推导中像点、投影中心和地面点三点共线，故又称共线方程式，是摄影测量中重要的基本公式之一。 图1-1 共线方程式 利用航摄像片上三个以上像点坐标和对应地面点坐标，计算像片外方位元素的工作，称为单张像片的空间后方交会。根据计算的结果，就可以将按中心投影规律获取的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射投影地形图。 1.1.4双像解析摄影测量 单张像片只能研究物体的平面位置，而在两个不同摄站对同一地区摄取具有重叠的一个立体像对，则可构成立体模型来解求地面物体的空间位置。按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标，称为双像解析摄影测量。
一、名词解释 1、解析相对定向：根据同名光线对对相交这一立体相对内在的几何关系，通过量测的像点坐标，用解析计算方法解求相对定向元素，建立与地面相似的立体模型，确定模型点的三维坐标。 2、GPS辅助空中三角测量：将基于载波相位观测量的动态 GPS 定位技术获取的摄影中心曝光时刻的三维坐标作为带权观测值，引入光束法区域网平差中，整体求解影像外方位元素和加密点的地面坐标，并对其质量进行评定的理论和方法。 3、主合点：地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像 4、核线：立体像对中，同名光线与摄影基线所组成核面与左右像片的交线。 5、航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度。 6、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠。 7、影像匹配：利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点 8、影像的内方元素：是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数。 9、影像的外方元素：描述像片在物方坐标的位置和姿态的参数。 10、景深：远景与近景之间的纵深距离称为景深 11、空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方法，称为空间前方交会。 12、空间后方交会：利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程或反求像片的外方位元素这种方法称为单张像片的空间后方交会。 13、摄影基线：相邻两摄站点之间的连线。 14、像主点：像片主光轴与像平面的交点。 15、立体像对：相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。 16、数字影像重采样：当欲知不位于采样点上的像素值时，需进行灰度重采样。 17、核面：过摄影基线与物方任意一点组成的平面。 18、中心投影：所有投影光线均经过同一个投影中心。 19、单模型绝对定向：相对定向所构建的立体模型经平移、缩放、旋转后纳入到地面坐标系中的过程相对定向：根据立体像对内在的几何关系恢复两张像片之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立与地面相似的立体模型。即确定一个立体像对两像片的相对位置。 20、数字影像内定向：同一像点的像平面坐标与其扫描坐标不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。 21、像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 22、内部可靠性：一定假设条件下，平差系统所能发现的模型误差的下界值 22、外部可靠性：一定显著性水平和检验功效下，平差系统不能发现的模型误差对平差结果的影响。 23、摄影学：利用光学摄影机摄取相片，通过相片来研究和确定被摄物体的形状，大小，位置和相互关系的一门学科技术。 24、影像信息学：是一门记录、储存、传输、量测、处理、解译、分析和显示由非接触传感器影响获得的目标及其环境信息的科学技术和经济实体。
摄影测量与遥感学科发展现状与趋势 万幼川,张永军 (武汉大学遥感信息工程学院,武汉 430079) 摘要:近年来, 随着多种新型传感器和遥感平台的出现与成熟,遥感数据获取的能力得到了显著地 增强,也为遥感数据的处理与应用带来了新的机遇与挑战。利用多传感器集成与各种影像、点云等数据之间的融合技术,能够有效地提高遥感数据的精度与可靠性,已成为摄影测量与遥感领域的重要发展趋势。本文分别从摄影测量和遥感两个方面对本领域的最新研究进展进行论述。其中摄影测量部分主要对各种新型传感器与平台的发展与应用进行探讨,其中包括:无人机系统、高分辨率遥感卫星、航空数码相机、机载与地面激光雷达系统以及移动测图系统,同时也对数字摄影测量处理平台、激光点云与光学影像的融合等技术进行深入分析。遥感部分则从基础物理与建模、合成孔径雷达、高光谱遥感、分类与变化检测算法等角度进行阐述。在文章的最后,对摄影测量与遥感整个学科的发展前景进行了展望。关键词:摄影测量;遥感;数据融合;发展中图分类号:P237文献标识码:B Progresses and trends of photogrammetry and remote sensing Wan Youchuan ,Zhang Yongjun (Scho ol of G eo des y and G eo matics ,Wuhan U ni vers ity ,Wuhan 430079,China ) A bstract :In recent years ,along with the various new types of sensors and platfor ms emer ged and gradually matured ,the capacity of remote sensing data collection has been remarkably enhanced ,which brings more opportunities and challenges for data processing and application .Meanwhile ,with the application of some multi -sensor and data integration methods ,such as data fusion between images ,point clouds and other data sources ,both the accurac y and the reliability of remote sensing data processing will be effectively impr oved ,which is considered as one of the most important research areas in photogrammetry and remote sensing .In this article ,photogrammetry and r emote sensing are respectively disc ussed .The photogrammetr y part mostly focuses on the pr ogress and application of new types of sensors and platforms ,such as high -resolution satellite ,digital aerial camera ,air borne and terrestrial laser scanning ,unmanned aerial vehicle and mobile mapping system .And the digital photogram metr y workstations ,integration of LiDAR and photogrammetry technique are also discussed in detail .In remote sensing part ,the c ontent is organized as follo ws :fundamental physics and modeling ,SAR ,hyper -spectral remote sensing ,classification and change detection algorithm .Finally ,an expectation is made on the development of photogrametr y and remote sensing in the coming years .Key words :photogrammetry ;remote sensing ;data fusion ;pr ogress 收稿日期:2009-03-09作者简介:万幼川(1960-),男(汉族),浙江淳安人,博 士,教授. 1 摄影测量学科发展研究现状与趋势 1.1 摄影测量学科新进展1.1.1 轻小型低空遥感平台日趋成熟 轻小型低空遥感平台的发展历史较短,但由于具有机动灵活、经济便捷等优势,在近年来受到摄影测量与遥感等领域的广泛关注,并得到了飞速发展。低空遥感平台能够方便地实现低空数码影像获 取,可以满足大比例尺测图、高精度的城市三维建 模以及各种工程应用的需要。由于作业成本较低,机动灵活、不受云层影响,而且受空中管制影响较小,有望成为现有常规的航天、航空遥感手段的有效补充。
第一章绪论 1、摄影测量学-----是对研究物体进行摄影、量测和解译所获得的影象，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。 摄影测量的特点 ?1、在影像上量测，无需接触物体本身，因此很少受自然地理等条件的限制。 ?2、影象是客观事物的真实反映，信息丰富，可选择需要的物体影象进行量测、处理、 研究,从影象上获得最新最全面的几何或物理信息。 ?3、摄影测量大部分工作在内业进行，有利于自动化、数字化、智能化，工作效率高。摄影测量分类 按摄影站的位置：航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量显微摄影测量、水下摄影测量 按研究对象不同：地形摄影测量、非地形摄影测量 按处理技术手段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量 摄影测量学的三个发展阶段 ?模拟摄影测量阶段(1851-1970) ?解析摄影测量阶段(1950-1980) ?提出摄影测量新概念——数字投影代替物理投影 ?数字摄影测量阶段(1970-现在）
第二章摄影测量解析基础 中心投影的正片位置和负片位置 a)负片位置：投影平面和物点位在投影中心的两侧 b)正片位置：投影平面和物点位在投影中心同一侧 c)摄影时的位置是负片位置，解算时的位置是正片位置，为了解算的方便，像点 和物点之间的几何关系并没有改变； 摄影比例尺 d)摄影比例尺指摄影像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距L之比 e)航摄比例尺----指水平像片，地面取平均高程时, 像片上的一线段Z与地面上相 应线段的水平距L之比 摄影仪摄影的要求 摄影方式 竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直 摄影航高：H=m?f 摄影重叠度 f)重叠摄影部分与整个像幅长的百分比称为重叠度 g)航向重叠p----同一条航线内相邻像片之间的影像重叠 h)旁向重叠q---相邻航线的重叠 P=60~65% q=30~35% 摄影比例尺特性 ? 1 )摄影比例尺愈大，则像片地面分辨率越高，有利影像的解译与提高成图的精度。 ?2) 摄影比例尺愈大，则摄影工作量增加, 摄影费用要增多，所以摄影比例尺要根据信息采集的精度确定。 量测用摄影机的特征 1.量测用摄影机的像距是一个固定的已知值 2.量测用摄影机承片框上具有框标 3.量测用摄影机的内方位元素值是已知的