摄影测量学知识点

国际摄影测量与遥感协会ISPRS1988年给摄影测量与遥感的定义：摄影测量与遥感是从非接触成像和其他传感器系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体可靠信息的工艺、科学与技术。

摄影测量侧重提取几何信息；遥感侧重提取物理信息。

摄影测量的特点：无需接触物体本身，较少受到周围环境与条件的限制。

被摄物体：固体、液体、气体。

按成像距离分为：航天摄影测量、航空~、近景~、显微~等。

按照应用成像对象分为：地形摄影测量、非地形~。

地形摄影测量主要任务：测绘各种比例尺的地形图及城镇、农业、林业、地质、交通、工程、资源与规划等部门需要的各种专题图，建立地形数据库，为各种地理信息系统提供三维的基础数据。

非地形摄影测量：用于工业、建筑、考古、医学、生物、体育、变形观测、事故调查、公安侦破与军事侦察等各方面。

摄影测量的技术手段：模拟法、解析法、数字法。

摄影测量至今划分为三个发展阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。

立体测图的基本原理：摄影过程的几何反转。

模拟立体测图仪：利用光学机械模拟投影的光线，由“双像”上的“同名像点”进行“空间前方交会”，获得目标点的空间位置，建立立体模型，进行立体测图。

模拟投影光线的光机部件，称为“光机导杆”。

根据投影方式模拟立体测图仪分为：光学投影、光学-机械投影、机械投影。

解析摄影测量

“物理投影”：“光学的、机械的、光学-机械的”模拟投影。

“数字投影”：利用电子计算机实时地进行投影光线（共线方程）的解算，从而交会被摄物体的空间位置。

解析摄影测量代表性仪器：解析立体测图仪。

解析测图仪与模拟测图仪的区别：前者是数字投影方式，后者是模拟的物理投影方式。

仪器设计和结构上不同：前者是计算机控制的坐标量测系统，后者使用纯光学、机械型的模拟测图装置。

操控方式不同：前者是计算机辅助的人工操作，后者是完全的手工操作。

相同点：都是使用摄影的正片（负片）或相片，并都需要人用手去操纵（或指挥）仪器，同时用眼进行观测。其产品主要是描绘在纸上的线画地图或印在相纸上的影像图，即模拟的产品。

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（如SPOT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过计算机及其相应外部设备，特别是当代，工作站的发展为数字摄影测量的发展提供了广阔的前景；其产品是数字形式的，传统的产品只是该数字产品的模拟输出。

数字摄影测量是将摄影测量的基本原理与计算机视觉相结合，从数字影像中自动（半自动）提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息。

数字摄影测量系统是由计算机视觉（其核心是影像匹配与识别）代替人的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。（必须使用数字影像或数字化影像）

按对影像进行数字化的方式：混合数字摄影测量系统、全数字摄影测量系统。

混合数字摄影测量通常是在解析测图仪上安装一对CCD数字相机，对要进行量测的局部影像进行数字化，有数字相关（匹配）获得点的空间坐标。

全数字摄影测量处理的是完整的数字影像，若原始资料是像片，则首先利用影像数字化仪对影像进行完全数字化。利用传感器直接获取的数字影像可直接进入计算机，或记录在磁带上，通过磁带机输入计算机。

实时摄影测量,当影像获取与处理几乎同时进行，在一个视频周期内完成，这就是实时摄影测量，它是全数字摄影测量的一个分支。

计算机辅助测图,利用解析测图仪或模拟光机型测图仪与计算机相联的机助系统，进行数据采集、数据处理，形成数字高程模型DEM与数字地图，最后输入相应的数据库。根据需要也可在数控测图仪器输出线划图，或在数控正射投影仪输出正射影像图，或用打印机打印各种表格。在这种情况所处理的依然是传统的像片，且对影像的处理仍然需要人眼的立体量测，计算机则起进行数据的记录与辅助处理的作用，是一种半自动化的方式。

计算机辅助测图是摄影测量从解析化向数字化的过渡阶段。

数字影像的每一数据代表了被摄物体（或光学影像）上一个“点”的辐射强度（或灰度），这个“点”称为“像元素”，常称为“像素”。

像素的灰度值常用八位二进制表示，在计算机中为1byte。

像素的间隔即采样间隔根据采样定理由影像的分辨率确定。

传统的航空摄影，在航向上的重叠率一般要60%，旁向重叠率一般30%，对于人工作业足够例如。

对于计算机来说，几乎没有多余观测。

摄影重叠率小，导致匹配很困难。

当代数字摄影测量在摄影时，要尽量加大重叠率，甚至获取序列影像。

在交向摄影时，虽然影像的重叠率可能会很大，但因摄影的角度相差很大，故而物体的影像变形也很大，导致影像匹配的难度增大。

此时可以在其间增加摄影，构成多基线摄影影像。

对影像进行量测是摄影测量的基本任务之一，它可分为单像量测与立体量测，这同样是数字摄影测量的基本任务。

在提高量测精度方面，用于单像量测的“高精度定位算子”和同用于立体量测的“高精度影像匹配”的理论与实践是数字摄影测量的重要发展，也是摄影测量工作者对“数字图像处理”所做的独特的贡献。

现在，无论是高精度定位算子还是高精度影像匹配，其理论精度均可高于1/10像素，达到所谓的子像素级的精度。

自动化是当代数字摄影测量最突出的特点，是否具有自动化（或半自动化）的能力，是当代数字摄影测量与传统摄影测量的根本区别。

影像匹配的理论与实践，是实现自动立体量测的关键，也是数字摄影测量的重要研究课题之一。

影像匹配的精确性、可靠性、算法的适应性即速度均是其重要的研究内容，特别是影像匹配的可靠性一直是其关键之一。

多级影像匹配与从粗到细的匹配策略是早期提出的，但至今仍不失为提高可靠性的有效策略，而近年来发展起来的整体匹配是提高影像匹配可靠性的极其重要的进展。

1d m D =从“单点匹配”到“整体匹配”是数字摄影测量影像匹配理论和实践的一个飞跃。多点最小

二乘影像匹配、动态规划法影像匹配与松弛法影像匹配等整体影像匹配方法考虑了匹配点与

点之间的相互性关联性，因此提高了匹配结果的可靠性与结果的相容性、一致性。

影像解译，到目前为止，全数字摄影测量主要用于自动产生DTM 与正射影像图，但随着对

影像进行自动解译的要求以及城镇地区大比例尺航摄影像、近景等工业摄影测量中几何信息

提取需利用“基于特征匹配”与“关系（结构）匹配”的要求，全数字摄影测量领域很自然

地展开了影像特征提取与进一步处理、应用的研究。

各种特征提取算法很多，可分为：点特征、线特征与面特征的提取。

各种点特征提取算子中有的可以定位，有的还可以确定该点的性质（独立点、线特征点或角

点等）面特征提取中有的采用区域增长法，有的则基于点特征采用先跟踪法再构成线与面。

线特征提取也可利用Hough 变换进行或利用Fourier 变换、Gabor 变换（也称短时傅里叶变

换或窗口傅里叶变换）及近年来发展起来的Wavelet 变换（小波变换）进行。

这些特征提取方法及基于特征匹配与关系（结构）匹配的方法均与影像分析、影像理解紧密

地联系，它们是数字摄影测量另一基本任务——利用影像信息确定被摄对象的物理属性的基

础。

常规摄影测量采用人工目视判读识别影像中的物体，遥感技术则利用多光谱信息辅之以其他

信息实现机助分类。

数字摄影测量中对居民地、道路、河流等地面目标的自动识别与提取，主要是依赖于对影像

结构与纹理的分析，这方面已经有了一些较好地研究成果。

摄影原理：根据小孔成像原理，用摄影物镜代替小孔，在像面处放置感光材料，物体的投影

光线经摄影物镜后聚焦于感光材料上，得到地面的影像。

摄影物镜：摄影物镜是一个复杂的光学系统，被

摄物体影像的质量主要取决于摄影物镜的品质。

由于单透镜有各种像差，一般摄影物镜都是由多

个透镜组合而成，诸透镜的光轴应重合为一，即

为物镜的主光轴。

如图，AB 为物方光线，ab 为像方光线，S 和S ˊ

称为物方主点和像方主点。

物镜的成像公式： 由光学成像公式知, 它表明，一个物点发出的所有投影光线，经理想物镜后所有对应的折射光线仍会聚于一个像

点上。物距为D 的物体经透镜后，要获得清晰的光学影像，相距d 应满足上述成像公式。

称为影像比例尺 成像公式也可变形为： 由公式可知：

a 、当物距相同时，用长焦距可得到较大的影像，用短焦距得到较小的像。

b 、欲得到大小相同的像，在物距大时用长焦距，物距较小时用短焦距

通常将光圈放置在物镜的透镜组之间，起着控制光束柱面的真实光圈孔径，称为有效孔径d 。

平行光线束成像于焦面上，单位面积影像的亮度与进入光束柱面断面的面积成正比，也就是

与有效孔径d 的平方成正比，与物镜焦距F 的平方成反比。因此将d 与F

之比作为控制影像

111D d F

+=(1)(11/)D F m d F m =+=+

2422()()K FD D F F KD εε=-亮度的一个因素，称为相对孔径。

相对孔径通常小于1，使用相对孔径的倒数更为方便，称为光圈号数K=F/d 。焦面上影像的

亮度与光圈号数的平方成反比，摄影时选择适当的光圈号数配以曝光时间就能得到一定的曝

光量H=Et 。

摄影时取E 1和t 1得到最恰当的曝光量H ，那么当曝光时间取t 2时，要得到相同的曝光量，

则有：H=E 1t 1=E 2t 2，则有：E 1/E 2=t 2/t 1因为影像的亮度与光圈号数的平方成反比，即：

E 1/E 2=K 22/K 12，则：t 2/t 1=(k 2/k 1)2。这样曝光时间改变为一倍，则相应的曝光时间之比应为 倍。所以在摄影机上曝光时间的分划尺注记是按倍数改变的，而光圈上所标志的光圈

景深和无穷远起点：当摄取物距为D 的物点A 时，

在像距为d 才能得到清晰的像点a 。物距大于或

小于D 的景物如B 和C ，在像面上的构像将是模

糊圆。由于人眼分辨能力有限，当模糊圆的直径

ε小到一定程度时，人眼看起来仍是一个清晰的

点。这样摄影时虽然对光于A ，但在远景点B 和

近景点C 之间这一段的所有景物，在像面上仍可

获得清晰的影像。把摄影对光调焦于D 时远景点

B 和近景点

C 之间的纵深间距，称为景深。

计算景深的公式为由上式可知，景深与物距、光圈号数及物距焦距有关，物距越大或光圈号数越大，景深也越大。

摄影时通常取较大的光圈号数，即较小的相对孔径，而增才曝光

时间，以增大景深，使摄影对光不很准确时，仍可获得清晰影像。

当物镜对光于无穷远，像距几乎等于物镜的焦距，远景点为无穷远处，这时设物距为D 的

某点在像面上的模糊圆等于允许的极限值，则比该物点更远的所有景物都能在对光于无穷远

的像面上取得清晰的构像。在焦面上能构成清晰影像的最近物距称为无穷远起点，它随光圈

号数等而定。摄影时，当调焦对光后，选好光圈号数，摄影机的景深标志的刻划就指出前景

点距离和后景点距离，即得景深范围。

摄影机快门：用来控制曝光时间的相机装置，快门从打开到关闭所经历的时间称为曝光时间，

或称快门速度。在物镜筒上有一个控制曝光时间的套环，上面刻有曝光时间的数据，这些数

值是以秒为单位的曝光时间倒数，如2表示0.5秒。

航空摄影机

1、光学摄影机：

要求物镜畸变差小、分辨率高和透光性强，机械结构要稳定可靠，摄影过程的高度自动化。

摄影时物镜都固定调焦于无穷远，像距是一个不变的值，几乎等于摄影物镜的焦距。获取的

是光学模拟影像。

光学航空摄影机产生的影像为正方形，大小通常为18cm×18cm 、23cm×23cm 和30cm×30cm 。

框标位于每边中点的称为机械框标，位于四角的为光学框标。光学航片可以同时具有8个框

标。框标的连线都要正交，交点与主光轴和像平面的交点尽量重合。以框标连线交点为原点

可以建立框标坐标系。

摄影机主光轴与像平面的交点称为像片主点，摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影

机主距，也叫像片主距，用f 表示。由于制造技术上的误差，框标坐标系原点与像主点不完

全重合，主点在框标坐标系中的坐标不为零，

用为x0、y0。

将f 、x0、y0称为像片或摄影机的内方位元素。

内方位元素通常是已知的，它确定摄影物镜与

像平面之间的相对位置。

航空摄影机按物镜的焦距和像场角可分为：

短焦距航摄机：焦距F<150mm，像场角2β>100°

中焦距航摄机：150mm

长焦距航摄机：F>300mm，像场角2β<70°

2、数码航空摄影机

目前生产的航空数码相机可分为单面阵航空数码相机、多面阵航空数码相机和线阵航空数码相机

单面阵航空数码相机

通常获取的是彩色影像，像幅为4k*4k或3k*4.5k，影像的地面分辨率较高，相机无框标，像元行列排列规则。下表是美国EQ-90mm-CLR相机的有关参数

多面阵航空数码相机

目前大多数大面阵的数码航空摄影机是由多个小面阵合成的。代表性的产品有DMC。DMC 有4台黑白全色相机和4台多光谱相机组成，相机之间倾斜安置，获得的4幅影像之间有一定的重叠，最后提供给用户的是经过纠正和拼接的影像。

三线阵航空数码相机ADS40

ADS40数字航摄仪是按线阵式扫描成像设计的。它有3组全色波段的CCD阵列，波段范围是465～680nm，按前视、下视和后视安置，每组都有12000个像素并行排列，每个像元大小为6.5μ。

SWDC数字航摄仪是我国研制出的具有知识产权的第一台数字航摄仪，由北京四维远见开发而成。

空中摄影

为了测绘地形图，空中摄影要按航摄计划要求进行，并确保航摄像片质量。将航摄仪安装在航摄飞机上，从空中一定高度对地面进行摄影以获取航片。在整个摄区，飞机要保持一定的高度和直线飞行。

以测绘地形为目的的空中摄影多采用竖直摄影方式，要求航摄相机在曝光瞬间物镜主光轴保持垂直于地面。实际上由于飞机的稳定性和摄影操作的技能限制，主光轴总会有微小的倾斜，按规定要求像片倾斜角应小于2°～3°，这种摄影称为竖直摄影

竖直航空摄影可分为面积航空摄影、条状地带航空摄影和

独立地块航空摄影。

摄影比例尺：航片上一线段与相应地面线段长度之比。由

于航摄像片有倾斜，地形有起伏，所以摄影比例尺在航片

上处处不等。如果相邻两张航片的比例尺像差太大，会影

响立体观察，为此摄影比例尺的变化要有一定的限制范围。

当把航片当作水平，地面取平均高程时，摄影比例尺可表

示为：1/m=f/H。平常所说的比例尺也是一个平均比例尺。对相机来说f是固定值，因此影响摄影比例尺的主要因素是航高H。飞行中航高的差异不得

大于5％，同一航带内最大航高与最小航高之差要小于30米，实际航高与设计航高之差要小于50米。

机场航高：摄影瞬间飞机相对于飞机场的航高；

摄影航高：相对于摄区平均高程基准面的航高；

真实航高：相对于某地面点的相对航高；

绝对航高：相对于平均海水面的航高。

摄影比例尺的选择：摄影比例尺的选取要以成图比例尺、摄影测量成图方法和成图精度等因素来考虑。另外还要考虑经济性和摄影资料的可使用性。

摄影比例尺越大，像片地面分辨率越高，有利影像的解译和提高成图精度。但摄影比例尺过大要增加费用和工作量。当满足要求时通常选用较小比例尺。

当确定相机和摄影比例尺后，即f和H为已知，就可按H=fm来计算航高了。

航空摄影比例尺和成图比例尺可参照下表：

摄站和摄影基线：曝光瞬间摄影物镜点所处的位置叫摄站，用S表示。航向上相邻两摄站之间的距离叫摄影基线，用B表示。

航向重叠与旁向重叠：为了便于立体测图及航线间接边，航片不仅要覆盖整个测区，而且还要求像片之间有一定的重叠度。同一条航线内的影像重叠称为航向重叠，航向重叠度一般要求在60％以上。

在航向上必须要有三度重叠部分，这是立体观测和像片连接的要求，也是控制点的选择区域。为了进行航带连接，相邻航带之间也要求有一定重叠，称为航向重叠，旁向重叠要求在15％～30％

航带弯曲：指航带两端像片主点之间的直线距离L与偏离该直线最远的像主点到该直线垂距δ的比，一般用百分数表示：R%=δ100%/L。

像片倾角：摄影瞬间摄影机主光轴与铅垂方向夹角。

像片旋偏角：相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角。一般要求小于6度，不能连续3片超过6度。

中心投影：航片是摄区地面的中心投影。

平行投影：可分为斜投影和正射投影

正片位置和负片位置：摄影时，物面和像片面在摄影中心的两侧，称为正片位置，称负片。将负片绕像主点旋转180度，再将它沿摄影方向移动到投影中心下方，并位于对称的位置，则各像点仍落在相应的射线上。

航片处在负片位置与正片位置，几何特性保持不变。所有今后在讨论问题时，即可采用负片位置，也可采用正片位置

1、像片平面P

2、地面E

3、主垂面

1、摄影中心S 像面上：

2、像主点o

3、像底点n

4、等角点c

5、主合点i 地面上：

6、地底点N

1、摄影机主光轴So

2、主纵线vv

3、主横线h o h o

4、基本方向线VV

5、透视轴TT

6、合线h i h i

迹点：物面上直线与透视轴的交点，也叫二重点，透视轴上的点既是物点，又是像点。

合点：地面上有一组平行线，由投影中心S作这组线的平行直线线，它与像面的交点就是这组平行线在无穷远处的交点的构像，这些像点就是合点。平行基本方向线的平行线的像点就是主合点。

透视变换作图的基本原则：

1、确定迹点。物面上直线与透视轴的交点。

2、确定合点。过投影中心作物面上直线的平行线与合线的交点。

3、确定线段端点的中心投影。

4、确定线段的中心投影。

一、摄影测量常用的坐标系

像方坐标系有：像平面坐标系o-xy；像空间坐标系S-xyz；像空间辅助坐标系S-XYZ。

物方坐标系：摄影测量坐标系A-X p Y p Z p；物空间坐标系O-X t Y t Z t。

一、像平面坐标系o-xy

以像主点o为原点，x、y轴分别与框标坐标系的x、y轴平行。

框标坐标系：以框标连线的交点为原点，x‘轴与航线方向一致。

2、像空间坐标系S-xyz

是一种过渡坐标系，用来表示像点在像方空间的位置。它以摄影中心S为坐标原点，摄影机的主光轴为z轴，像空间坐标系的x、y轴分别与像平面坐标系的x、y轴平行，构成右手坐标系。在这个坐标系中像点的z坐标都等于-f，显然每张航片的像空间坐标系是独立的。3、像空间辅助坐标系S-XYZ

是一种过渡坐标系，它以摄影中心S为坐标原点。在航空摄影测量中通常以铅垂方向为Z轴，也可取某一竖直方向，取航线方向为X轴，构成右手系。

4、摄影测量坐标系A-X p Y p Z p

是一种过渡坐标系，用来描述摄影测量过程中模型点的坐标。它通常以地面上某一点A为坐标原点，它的坐标轴与像空辅平行。

5、地面坐标系O-X t Y t Z t

测绘中使用的是大地坐标系，属左手系。它的X t轴指向正北方向，与大地测量中的高斯平面坐标系相同，高程系为我国黄海高程系为基准。

二、影像的内外方位元素

1、内方位元素：确定摄影机的镜头中心相对于影像位置关系的参数。内方位元素包括像主点在像片框标坐标系中的位置位置x0、y0和摄影主距f。像片的内方位元素通常是已知的，在航空摄影机的鉴定表中有记载。

2、外方位元素

确定摄影瞬间摄影机或航片的空间位置和姿态的参数称为像片的外方位元素。

一幅影像的外方位元素包括6个参数，其中3个是线元素，用来描述摄影中心S在某物方空间坐标系的位置X S、Y S和Z S；另外，3个是角元素，用于描述影像面在摄影瞬间的空中姿态。3个角元素中的2个用以确定摄影机主光轴在空间的方向，另一个角元素确定像片在像平面内的方位。

a、以Y轴为主轴的φ -ω-κ系统

航向倾角φ ：是So在XZ面上的投影同Z轴之

间的夹角。

旁向倾角ω：是摄影方向同它在XZ平面的投影

之间的夹角。

像片旋角κ：SO x O平面在像片面上的交线与y

轴之间的夹角。

外方位的3个角元素也可看作是摄影机主轴从

起始的铅垂方向绕坐标系按某种次序连续旋转

所形成的。

假定摄影机主光轴铅垂，像片水平，且x、y轴

与地面坐标系平行，而实际摄影机主光轴不可

能铅垂，像片也不可能水平，像片的实际摄影

姿态可认为是从理想姿态绕三个坐标轴依次旋

转三个角度后所得。

由上述可知，理想的姿态坐标实际就是像空辅坐标，上述旋转的过程实际上就是由像空辅坐标旋转到像空间坐标。这样外方位角元素就将

123123123X Y Z a a a x x b b b y R y c c c f f ????????????????==????????????????--????????111222333X X Y Y Z Z T x a b c y a b c R f a b c ????????????????==????????????????-???????

?A S A S A S X X X x Y Y Y R y Z Z Z f λλ-????????????-==????????????--??????123123123()()()A S A S A S X X a x a y a f Y Y b x b y b f Z Z c x c y c f λλλ-=+--=+--=+-123123123123()()A S A S A S A S a x a y a f X X Z Z c x c y c f b x b y b f Y Y Z Z c x c y c f +-?-=-?+-??+-?-=-?+-?像空间坐标和像空辅坐标联系起来了。

设像点a 在像空间坐标系中的坐标为(x,y,-f)，在像空辅坐标中的坐标为(X,Y ,Z)，两者之间的正

交变换关系为：

式中R 是一个3*3的正交矩阵，RR T =E ，R T =R -1。有：

a 、同一行（列）的各元素平方和为1。

b 、任意两行（列）的对应元素乘积之和为0。

c 、旋转矩阵的行列式为1。

d 、每个元素的值等于其代数余子式。

f 、每个元素的值为变换前后两坐标轴相应夹角的余弦。

摄站（摄影中心）、地面点及其相应像点始终位于一条直线上，即投影中心、物点及其相应

像点共线。表示共线条件的方程式，叫做共线条件方程，简称 共线方程。

设像空辅坐标系S-XYZ 的Z 轴是铅垂的,S-XYZ 与物方地面

坐标系D-XtYtZt 相互平行，投影中心S 和地面点A 在

D-XtYtZt 中的坐标分别为(Xs,Ys,Zs)和 (XA,YA,ZA)，a 为对应

的像点，在像空辅中的坐标为(X,Y ,Z)，则地面点A 在S-XYZ

中的坐标为 (XA-Xs,YA-Ys,ZA-Zs)。

摄影时S 、A 、a 三点位于一条直线上，则坐标系有如下关

系：

λ为比例因子，上式矩阵表示为： 上式表达为A 点的地面坐标为：

将上式展开为： 用第三式除以第一、二式得：

上式就是用像点坐标表示相应地面点坐标的共线方程

将下面的原式作如下变换

将上式展开为：

1A S A S A S X Y Z X X Y Y Z Z λ===---s A A s A s X X x Y R y Y Z f Z λ????????????=+????????????-??????A S A S A S X X x Y Y R y Z Z f λ-????????-=????????--????1112223331A S A S A S x a b c X X y a b c Y Y f a b c Z Z λ-????????????=-????????????--??????

111222333[()()()]/[()()()]/[()()()]/A S A S A S A S A S A S A S A S A S x a X X b Y Y c Z Z y a X X b Y Y c Z Z f a X X b Y Y c Z Z λλλ=-+-+-=-+-+--=-+-+-111333222333()()()()()()()()()()()()A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S a X X b Y Y c Z Z x f

a X X

b Y Y

c Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X b Y Y c Z Z -+-+-?=-?-+-+-??-+-+-?=-?-+-+-

?

用第三式除以第一、二式得：

上式就是用地面点坐标表示相应像点坐标的共线方程，是共线方程的常用形式。

航片的像点位移

1、地面水平时像片倾斜引起的像点位移

2、像片水平时地形起伏引起的像点位移

像片比例尺

地面水平且像片水平时，像片的比例尺是固定的，这时1/m=f/H ，f

为摄影机主距，H 为航高。实际航摄时，航片上存在像片倾斜和地形

起伏，致使像片上的比例尺处处不等。所以上述比例尺是一个近似值。

实际生产中通常无需知道比例尺，而是根据地面控制点绘制底图。

影像内定向

要从影像中提取物体的空间信息，首先要确定物点对应的像点坐标。

扫描获取的数字影像的坐标为扫描坐标，从扫描坐标系变换到像方坐

标系的过程叫做内定向。内定向需要借助于影像的框标来解决的。

为了进行内定向，必须量测影像上框标点的扫描坐标，然后根据量测相机的检定结果所提供

的框标理论坐标，用解析的方法计算变换参数，进行内定向。

内定向步骤为：

1、确定内定向变换公式。

2、量测框标点坐标。

3、根据提供的理论框标坐标解算内定向参数。

4、根据变换参数进行坐标变换。

根据单幅影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面控制点（已知其像点和地面点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素的方法称为单幅影像的空间后方交会。

基本原理 后方交会所用的数学模型是共线方程： 所求六个外方位元素为X S ,Y S ,Z S ,φ,ω,κ。

所求的6个外方位元素在共线方程中为非线性的，这样就要先将共线方程按外方位元素线性

化；每对控制点的(x,y)和(X,Y ,Z)按共线方程可列两个方程，则至少需要3对控制点联立解算6

个方程式，即可求得外方位元素。

在实际作业中，为了提高精度，并提供检查条件，通常要四个以上的已知点，此时列出的方

程式个数多于未知数个数，这就要采用最小二乘法原理来计算。

在摄影测量中，利用单幅影像是不能确定物体上的空间位置的，在单张像片的内、外方位元

111333222333()()()()()()()()()()()()S S S S S S S S S S S S a X X b Y Y c Z Z x f a X X b Y Y c Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X b Y Y c Z Z -+-+-?=-?-+-+-??-+-+-?=-?-+-+-?

素已知的条件下，它也只能确定被摄物体点的摄影方向线。

要确定被摄物体点的空间位置，必须利用具有一定重叠的两张像片，构成立体模型来确定被摄物体的空间位置。按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式来解求物体的三位坐标，称为双像解析摄影测量。

自然界中，当双眼观察远近不同的A、B两点时，由于交向角的差异，在人眼中产生了生理视差，产生里立体视觉，能分辨物体远近。

如果在双眼前分别放置感光材料P和Pˊ，则景物分别记录在感光材料上。当移开实物AB 后，仍进行双眼观察，仍能看到与实物一样的空间景物A和B。这就是人造立体视觉效应。按照立体视觉原理，在一条基线的两端用摄影机获取同一地物的一个立体像对，观察中就能重现物体的空间景观，测绘物体的三维坐标。这是摄影测量进行三维坐标量测的理论基础。根据这一原理，规定在摄影测量中，像片的航向重叠要求达到60％以上，是为了获取同一景物在两张航片上都有影像，以构成立体像对进行立体量测。

人造立体视觉必须符合自然界立体观察的四个条件

1、由两个不同摄站摄取同一景物的一个立体像对。

2、一只眼睛只能观察像对中的一张像片。这一条件称为分像条件。

3、两像片同名点的连线与眼基线近似平行。

4、像片间的距离与双眼间的交向角相适应。

像对的立体观察

1、立体镜法

2、互补色法

3、光闸法

4、偏振光法

5、液晶闪闭法

光谱中两种混合在一起成为白色光，这两种色光称为互补色光。品红和蓝绿是两种常见的互补色。

应用单像空间后方交会求得像片的外方位元素后，欲由单张像片上的像点坐标来求取地面点的坐标，仍然是不可能的。因为已知外方位元素，只能确定地面点所在的空间方向。而使用像对上的同名点，就能得到两条同名射线在空间的方向，两射线相交必然是地面点的空间位置。

从共线方程也可说明这一点。每个同名点分别按共线方程列两2个方程，一对同名点可列4个方程，从而解算地面坐标(X,Y,Z)3个未知数。

由立体像对左右影像额内、外方位元素和同名像点的影像坐标确定该点物方空间坐标的方法称为立体像对的空间前方交会。

通过后方交会-前方交会原理，可由像点坐标求得地物点的摄影测量坐标，这是摄影测量解求地面坐标的第一套方法。摄影测量的第二套方法是通过像对的相对定向-绝对定向来实现的。光束法是摄影测量解求地面点坐标的第三套方法。它是在立体像对内，同时解求两像片的外方位元素和地面点坐标，它是把外方位元素和地面点坐标的计算放在一个整体内进行。这种方法比前两种方法严密、精度高，称为光束法，俗称一步定向法。

光束法以共线方程为基础，以待定点坐标和外方位元素为未知数，按共线条件统一组成误差方程式，同时解求像对中两像片的外方位元素和待定点的坐标。

立体像对的相对定向先恢复像对之间的相对几何关系，使同名射线对对相交，建立起地面的立体模型，模型的参数（位置、姿态、比例尺等）是随意的。再通过平移、旋转和缩放，将模型纳入到地面坐标系中，这就是模型的绝对定向。

相对定向就是要恢复摄影时相邻两影像摄影光束的相互关系，使同名光线对对相交。

相对定向有两种方法：一种是连续像对相对定向，它以左片为基准，采用右片的直线运动和

角运动实现相对定向，其定向元素为(b Y,b Z,φ2,ω2,κ2)。另一种是单独像对相对定向，它采用两幅影像的角运动实现相对定向，其定向元素为(φ1,κ1,φ2,ω2,κ2)。这些定向元素作为未知数，是需要解求的。

相对定向建立的立体模型是以选定的像空辅坐标系为基准的，比例尺也是未知的。要确定立体模型在物空间坐标系中的正确位置，需要把模型的像空辅坐标转化为物空间坐标。

这种借助于物空间坐标为已知的地面控制点来确定像空辅坐标与物空间坐标之间的变换关系，称为立体模型的绝对定向。绝对定向实质上是一个不同原点的三维空间相似变换的问题。为了方便计算，通常要求变换前后两坐标系的轴系大致相同，而模型的坐标属于右手空间坐标，而地面控制点坐标为左手空间直角坐标。因此在进行模型的绝对定向前，需要把控制点的物空间坐标转换为摄影测量坐标来作为控制点使用。绝对定向时，先将模型的像空辅坐标转换为摄影测量坐标，再将摄影测量坐标转换为物空间坐标。

从像空辅变换到摄影测量坐标过程中，当两坐标系原点不一致时，可通过原点旋转ΔX,ΔY,ΔZ来解决；当坐标轴之间有夹角时，可依次旋转3个角Φ,Ω,Κ来实现；当比例尺不一致时，可进行比例尺λ的缩放来实现。这就是变换的过程。

绝对定向的解算实际上就是确定空间相似变换的7个待定参数，至少需要7个误差方程式。在摄影测量中，至少两个平高控制点，一个高程控制点。在生产中，一般在模型四角布设四个控制点。

光束法含有左、右两幅影像的12个外方位元素未知数，对每个待定点，则引入3个空间坐标未知数。而每一对同名点可列出4个误差方程式，则至少需要3个控制点才能确定平差的基准。

双像解析摄影测量三种解法的比较：

双像解析摄影测量可应用三种解算方法：①后交-前交解法；②相对定向-绝对定向解法；③一步定向法。

第一种方法中，前方交会的结果依赖于空间后方交会的精度，前方交会过程中没有充分利用多余条件进行平差计算。第二种方法计算公式比较多，最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度，用这种方法不能严格表达一幅影像的外方位元素。第三种方法的理论严密、精度最高，待定点的坐标完全是按最小二乘原理结算的，同时计算量较大。

在双像立体测图中，每个像对需要4个测图控制点，当测区内有许多个立体像对时，则需要大量的地面控制点。如果这些点都采用野外实测，则野外工作量大、成本高、效率低。

在绝大数的情况下，为了减少外业的工作量，在野外只测少量必要的地面控制点，而采用在室内用摄影测量的方法加密出每个立体像对所需要的测图控制点，这种工作称为空中三角测量。

解析空中三角测量就是以像片上量测的像点坐标为依据，采用较严密的数学模型，按最小二乘法原理，以少量地面控制点为平差条件，用计算机解算出所需地面控制点的空间坐标。该方法要将空中摄站及每个影像放到整个的加密网中，起到点的传递和构网作用，故被称为空中三角测量。此方法是用计算机解算进行控制点加密，所以又称为电算加密。

解析空中三角测量的意义

1. 不触及被量测目标，即可测定其位置和几何形状。

2. 可快速在大范围内同时进行点位测定，可以节省野外测量工作量。

3. 不受通视条件限制。

4. 摄影测量内部平差时，区域内部精度均匀，且不受区域大小限制。

解析空中三角测量的应用：

(1) 为测绘地形图、制作正射影像图提供定向控制点和内、外方位元素；

(2) 可取代大地测量方法，进行三、四等或等外三角测量的点位测定；

(3) 用于地籍测量以测定大范围内界址点的国家统一坐标，称为地籍摄影测量；

(4) 单元模型中解析计算大量点的地面坐标，用于诸如数字高程模型采样。

(5)解析法地面摄影测量，例如各类建筑物变形测量、工业测量以及用影像重建物方目标等。

解析空中三角测量的分类

根据平差数学模型分

1. 航带法：是通过相对定向和模型连接先建立自由航带，以点在该航带中的摄影测量坐标为观测值，通过确定非线性多项式中的变换参数，使自由网纳入所要求的地面坐标系中。

2. 独立模型法：是先通过相对定向建立起单元模型，以模型点坐标为观测值，通过单元模型在空间的相似变换，使之纳入到规定的地面坐标系中。

3. 光束法：直接由每幅影像的投影光线束出发，以像点坐标为观测值，通过每个光束在三维空间的平移和旋转，使同名光线在物方最佳地交会在一起，并使之纳入规定的坐标系中。根据平差范围的大小分

1.单模型法：是在单个立体像对中加密大量的点或用解析法高精度地测定目标点的坐

标。

2.单航带法：是对一条航带进行处理，在平差中无法顾及相邻航带之间公共点条件。

3.区域网法：对由若干条航带(每条航带有若干个像对或模型)组成的区域进行整体平

差，平差过程中能充分地利用各种几何约束条件，并尽量减少对地面控制点数量的要求。

航摄像片变形的原因

（1）在摄影曝光时，为压平底片，航摄软片要承受一定的拉力；

（2）航摄像片经过显影、定影，水洗和干燥等一系列处理，产生伸缩；

（3）随着时间的推移，底片要产生老化；

（4）制作软片的工艺不足等。

航摄像片变形的种类

A航摄像片的变形

系统变形（均匀变形）：每张像片产生同样规律的伸缩，如果系统误差可以用一定的数学公式来描述，则可以消除这种变形的影响。

偶然变形（非均匀变形）：局部产生偶然变形，只能通过改进航摄像片的制作工艺进行限制。像点坐标的系统误差及其改正

B物镜畸变差

1、畸变差的几何意义

由于摄影机的镜头误差而引起的影像误差。

2、畸变差的种类

对称畸变：像点移位位于像主点与像点的连线上。

非对称畸变：像点移位不位于像主点与像点的连线上。

3、产生畸变差的原因

由于镜头制造的理论上和技术上的原因，制造严格无畸变的物镜是不可能的。

航摄仪物镜由许多透镜组合而成，理论上要求各透镜中心位于同一光轴上，即要求同心。但是制造时，各透镜不可能完全同心，由此造成非对称畸变。

C大气折光差

D地球曲率的影响

解决地球曲率的影响：

第一: 以地心直角坐标系为基础进行计算；

第二: 改正像点坐标。

单航带解析空中三角测量基本思想

由于在单个模型连成航带模型的过程中，各单个模型的偶然误差和残余的系统误差，将传递到下一个模型中，这些误差传递累积的结果，使航带模型产生扭曲变形，因此航带模型经绝对定向后，还需作模型的非线性改正。

在一条航线内，假设首像对左片水平，计算出连续系统相对方位元素，其余各像对均以前像对右片角元素，作为本像对左片角方位，这样依次计算出各像对连续系统相对方位元素，并计算各模型点的单模型标。然后按相邻模型连接点高程应相等为条件，将后一模型归化到前一模型的坐标系中，求得各模型点统一的像空辅坐标，即建立航线网。最后，按已知控制点进行航线网的绝对定向，并修改其系统变形，从而计算出各点的大地坐标。

基本思想(以连续像对为例)

1、量测像点坐标

2、像点坐标系统误差的改正

3、在选定的摄测坐标系中，建立单模型

4、模型连接——利用模型间的公共连接点，进行模型连接，将各单模型连接成统一比例尺的整条航线模型

5、航带模型的概略定向。利用少量地面控制点，对整条航带模型进行概略定向

6、航带模型的非线性改正。改正航带模型的系统误差，从而求得加密点的地面坐标和高程1、单航带模型的建立：

在一航带内，以首片像空间坐标系为摄测坐标，经过立体像对相对定向，建立第一个任意比例尺的单模型。

第二个立体像对进行相对定向，建立第二个单模型。依此类推。

此时，相对方位角元素都是在首片像空间坐标系的角元素，各坐标系除原点不同外，各对应轴互相平行，比例尺不一致。

2、统一比例尺和统一坐标系原点，建立航带模型：

相邻模型比例尺不一致，以相邻模型连接点高程相等为条件进行统一，或三条相应光线相交于空间一点进行统一。在统一模型比例尺的基础上，归化模型点的坐标（坐标平移变换），建立统一坐标系的航带模型。

二、航带模型的建立

航带模型建立的目的：计算各模型点在航带坐标系中的坐标

建立航带模型需解决二个问题：

统一比例尺（Bx的选择任意）统一坐标系（均以本模型左摄站为原点）

明确坐标系统航带坐标系模型的局部坐标系（左摄站为原点）像空间坐标系

三、航带模型的绝对定向

绝对定向：利用三维空间相似变换公式，将航带模型坐标转换为大地坐标。原因有二：

第一，航带模型在航带坐标系中的坐标、坐标系与大地坐标系不一致、模型比例尺也是任意的，所以模型点的坐标不是所需要的大地坐标（X D，Y D，Z D）。

第二，像点坐标的偶然误差和系统误差，如不预先加以消除，在建立航带模型时，其影响迅速地累加起来，以致使航带模型产生不可忽视的变形。

绝对定向分两步进行，第一步航带模型的概略定向；第二步航带模型的非线性改正。通过相对定向、模型连接后建立自由航带网，由于存在系统误差，需要根据地面控制点进行概略绝对定向。

自由航带网的绝对定向在摄影测量坐标系和地面摄测坐标系之间进行，这样绝对定向元素求解时能保持角元素为小角值，以适于使用线性化公式的迭代计算。

在绝对定向进行之前需将地面控制点的大地测量坐标转换为地面摄影测量坐标，待自由航带网完成绝对定向之后，再将航带网的地面摄影测量坐标反变换到大地测量坐标系中。

航带网非线性变形的原因：

1、像片上像点坐标存在着各种残存的系统误差。

2、在量测像点坐标中存在着偶然误差。

3、模型相对定向过程也会产生误差。

以上误差会使建立的立体模型产生变形．而在模型连接构自由网的过程中，不同性质的误差会独立或非独立地进行累积，致使航带网产生非线性的变形。

非线性改正的依据：是航带模型经概略定向后，各定向点的计算坐标（X，Y，Z）与正确坐标（X T，Y T ，Z T）之差（不符值）。可以采用一般的多项式来描述航带模型的变形，即用一个多项式曲面拟合航带复杂的变形曲面，使该曲面经过航带网已知点时，所求得的坐标变形值与它们的实际变形值相等或使其残差的平方和最小。

三、航带模型的绝对定向

1、计算各控制点上的改正数δX i，δY i，δZ i

2、按多项式组成误差方程

3、组法化方程式，答解法方程，解算三组变形改正参数：A0……C4

4、计算各加密点的变形改正数δX，δY，δZ

5、计算航带模型中各加密点的地辅系的坐标

6、将各加密点的地辅坐标转换成大地坐标

航带法区域网空中三角测量定义以单航带加密方法为基础，以几条航带作为一个整体的解算区域，同时求出整个区域全部待定点的大地坐标的过程。

特点(1)使整个的解算区域加密的精度一致；

(2)航带之间不需要人工接边；

(3)能够减少野外实测控制点的数量，提高作业效率。

航带法区域网空中三角测量

1、按单航带加密方法，每条航带构成自由航带网

2、以本航带上的控制点及上一航带的公共点为依据，进行概略定向，将整个区域各航带纳入到统一的摄影测量坐标系之中。

3、利用已知控制点的加密坐标应与外业实测坐标相等、相邻航带间公共连接点上的加密点坐标相等为条件，在全区域范围内把航带模型坐标视为观测值，用最小二乘法整体解算各航带的非线性改正系数，从而求得加密点的地面。

主要步骤：

（1）分别建立航带模型，取得各航带模型点在本航带统一的辅助坐标系下的坐标值。（2）各航带模型的绝对定向。

（3）计算重心坐标及重心化坐标

航带网法区域网平差的结果是解算出各航带非线性改正系数，而非线性改正要用到各航带本身的重心化坐标。

（4）根据模型中控制点的加密坐标应与外业实测坐标相等以及相邻航带间公共连接点的坐标应相等为条件，列出误差方程式，解求出非线性改正系数。

（5）用平差计算得出多项式系数，分别计算各模型点改正后的坐标值。

独立模型法空中三角测量是把单元模型视为刚体，利用各单元模型间的公共点彼此连接成一个区域。在连接过程中，每个单元模型只做旋转、缩放和平移。这主要是利用空间相似变换来完成的。在变换中要使模型间公共点的坐标一致，控制点的计算坐标与其地面实测坐标一致，同时观测值的改正数的平方和最小，然后按照最小二乘法原理对区域网实施整体平差，解求每个模型的七个绝对定向参数，从而求得待定点的地面摄测坐标。

独立模型法空中三角测量的主要内容

1、建立单元模型，获得各单元模型的模型点坐标，包括摄站点坐标。

2、利用相邻模型间的公共点和所在模型中的控制点，各单元模型分别作三维线性变换，按各自的条件列出误差方程式，并逐点进行法化，组成总体法方程式。

3、建立全区域的改化法方程式，并求解的每个单元模型的7个参数。

4、按平差后求得的各单元模型的7个变换参数计算每个单元模型中待定点的坐标。各公共点坐标取其均值作为最后坐标。

光束法区域空中三角测量该方法以每张像片所组成的一束光线作为平差计算基本单元，以共线方程作为平差的基础方程，通过各个光束在空间的旋转和平移，使模型之间公共点的光线实现最佳的交会，并使整个区域纳入到已知的控制点坐标系统中去。所以要建立全区域统一的误差方程式，解求得各像片的外方位元素和加密点的地面坐标。

主要内容及步骤

1、像片外方位元素近似值和地面点坐标近似值的确定。

2、逐步建立误差方程和法方程。

3、解求法方程式。求出每一张像片的外方位元素。

4、利用空间前方交会求待定点的地面坐标，各片公共连接点取均值作为最后结果。

光束法平差的计算过程

像片外方位元素和地面点坐标近似值的获取

光束法平差是以共线方程式作为数学模型，像点的像平面坐标观测值是未知数的非线性函数，线性化后，按最小二乘原理进行计算。而计算中要在提供一个近似解的基础上逐次迭代趋近的求解出最佳解。提供的初始值愈接近最佳值，解的收敛速度愈快。因此，平差计算之前选择好初始值是非常重要的。

像片外方位元素和地面点坐标近似值可以利用航带法的加密成果。航带法解析空中三角测量，虽然理论上不十分严密，精度偏低，但其加密的成果，作为光束的初始值却是最佳的。其具体做法是

（1）第一条航带建立自由航带网，用该航带内已知的地面控制点作概略绝对定向，获得加密点概略地面坐标。

（2）以下各条航带，用上条相邻航带的公共点和本航带的控制点做概略定向。

（3）各相邻航带公共点坐标取均值作为地面坐标的近似值。

（4）用每张像片的近似地面坐标，用空间后方交会方法求得各像片的外方位元素的近似值。

三种区域网平差方法的比较

GPS辅助空中三角测量就是利用机载GPS接收机与地面基准站的GPS接收机同时、快速、连续的记录相同的GPS卫星信号，通过相对定位技术的数据处理后获得航摄飞行中摄站点相对于地面基准点的三维坐标，将其作为区域网平差中的辅助数据用于区域网联合平差，来确定地面目标点位和方位元素，从而就可以节省大量的地面控制点。

POS （Position & Orientation System）系统直接获取摄影曝光时刻航摄仪的空间位置和姿态，即影像的外方位元素：

1.差分GPS获取高精度位置测量数据。

2. 高精度惯导系统（INS）输出高采样率的位置数据，通过差分GPS修正惯导系统可以获取高精度、高采样率的位置信息，惯导系统的精密陀螺可以输出高精度的姿态数据

机载POS系统的组成：

a.惯性测量装置(IMU)

b.GPS接收机

c.计算机系统

d.数据后处理系统将POS系统和航摄仪集成在一起，通过GPS载波相位差分定位获取航摄仪的位置参数及惯性测量单元IMU测定航摄仪的姿态参数，经IMU、DGPS数据的联合处理，可直接获得测图所需的每张像片6个外方位元素，从能够大大减少乃至无须地面控制直接进行航空影像的空间地理定位，为航空影像的进一步应用提供快速、便捷的技术手段。

航带内各立体模型利用公共点进行连接，建立起统一的航带网模型。航带内各单个模型建立之后，以相邻两模型重叠范围内三个连接点的高度应相等为条件，从航带的左端至右端的方向，逐个模型的规化比例尺，统一坐标原点，使全航带内各个模型连接成一个统一的自由航带网模型。统一后的模型点坐标为摄影坐标系坐标（或称为航带坐标系）。

同名点量测，构建立体像对。选定航带首片像空间坐标系为像空间辅助坐标系，则左片的角元素均为零，航带中第一像对完成相对定向后，所得相对定向角元素，作为该像对右片的像空间坐标系相对于像空间辅助坐标系的三个角元素。第二个像对以后的各像对中左片的三个角元素，均取前一像对中右片的角元素作为定值，在完成相对定向过程中保持不变，只改变

像对中的右片。这样建立起的航带内各单个模型的像空间辅助坐标系，其特点是各模型的像空间辅助坐标系统，坐标轴向都保持彼此平行，模型比例尺各不相同，坐标原点也不一致。由于系统误差，直接三维空间相似变换不能真正转到地面测量坐标系中，使内外业控制点坐标一致，故称为概略定向

改正每个加密点系统误差，用绝对定向参数将每个点的坐标变换到地面测量坐标中，最终得到每个加密点的地面点，用于求解出每张像片的外方位元素

航线网的建立

1、计算第一个像对的连续系统相对方位元素，并计算出各模型点和右摄站在航线坐标系S1-XYZ中的坐标。

2、计算第二个像对连续系统相对方位元素，并算出各模型点和右摄站在航线坐标系S2-XYZ 中坐标。（原点不一致可通过坐标平移的方法解决，各模型间比例尺不一致，则要适当缩放以后各模型的比例尺，使得各模型都与第一个模型的比例尺一致。从而求出各模型点在统一的航线坐标系S1-XYZ中的坐标，即构成了航线网。）

3、模型连接，建立航线网

4、暂定航线坐标系的旋转（航线坐标系是首片的像空间坐标系，为了较好地改正航线网的系统变形，航线坐标系的X轴的方向应基本与航线方向一致，所以首片的像空间坐标系只是一个暂定的航线坐标系，需要将航线坐标系绕竖轴旋转到应有的航线坐标方向。

当计算出最后一个摄站在航线坐标系的坐标后，就可计算其夹角，就可进行旋转了。）

假如航线网中有一些已知控制点，那么就很容易发现这些点的航线坐标与其大地坐标不同。产生这种矛盾的原因有：

①航线坐标系与大地坐标系不一致；

②航线网本身有变形。

航线网的绝对定向就是要解决上述矛盾，将航线网中各点的航线坐标变换成大地坐标。

空三是以像点坐标为解析基础的，像点坐标的偶然误差和系统误差，特别是系统误差，在建网中会迅速积累，使航线网产生了不可忽略的变形，航线网的绝对定向就是要改正航线网的变形。

航线网的绝对定向需要一定数量的已知控制点，这些点叫做绝对定向点。在实际作业中，每条航线通常需要布设6个绝对定向点，至少也应布设5个。

航线网的绝对定向分两步进行：

①航线网的概略定向；

②航线网的非线性改正。

航线网的概略定向是为了给非线性改正作准备。首先建立一个地面辅助坐标系，将绝对定向点的大地坐标转换为地面辅助坐标，然后进行概略定向和非线性改正，最后将加密点地面辅助变换成大地坐标。

航线网的概略定向以绝对定向点的地面辅助坐标为依据，将航线网进行空间相似变换，得到航向网的地面辅助坐标。由于系统误差的存在，概略定向后的航线坐标还不是正确的地面辅助坐标，称为摄影测量坐标。

由于大气折光差、镜头畸变差、软片变形和地球曲率等一系列物理因素的影响，使航线网产生了变形。这种变形在绝对定向点上得到了明显反映：航线网经概略定向后的各绝对定向点的地面辅助坐标与其正确的地面辅助坐标(由大地坐标变换而得)不符。航线网的非线性改正就是要消除或减小这些不符值。

为了改正航线网的变形，必须有5个控制点。为了检核和提高成果精度，一般用6个点。采用二次项进行非线性变形改正的过程如下：

①由控制点计算出各绝对定向点的改正数。

②由改正数公式列出误差方程式。

③构成法方程，解法方程求出各待定系数。

④将求出的待定系数带入改正数公式，由概略地面辅助坐标求出各点的改正数。

⑤将各网点的改正数加入概略坐标，得到各点的地面辅助坐标。

⑥将各点的地面辅助坐标变换成大地坐标。

区域解析空中三角测量是在单航线解析空中三角测量基础上发展起来的一种多航线室内加密控制点的方法。区域法加密理论的基本思想是如何应用平差方法，在整个加密区域内合理配赋偶然误差的问题。区域法加密在习惯上又叫区域网平差。

目前广泛应用的区域平差根据其采用的平差单元不同可分为三类：航带法区域网平差、独立模型法区域网平差和光束法区域网平差。光束法理论严密，加密精度高，其次是独立模型法。

按最小二乘原理进行平差，只解决偶然误差的合理配赋问题。所以大部分区域网平差（航带法区域平差除外）都要求预先消除系统误差对像点坐标的影响，然后再进行平差。否则由于系统误差的干扰，将无法获得预期精度的加密成果。其中光束法对系统误差反映最敏感。在系统误差的影响下，这两种理论上比较严密的方法的实际加密成果不一定比航带法区域平差好。所以要从作业条件的实际情况出发，选择合理的加密方案。

航带法区域网平差的基本思想是在建立航线网的基础上，利用已知控制点的内业加密坐标应与其外业坐标相等，以及分别由相邻航线加密的接边点的内业坐标应相等为条件，在整个加密区域内，将点的航线坐标视为观测值，用平差方法整体解算各航线的变形改正参数，从而计算出各加密点的地面坐标。

航带法区域网平差是在单航线法的基础上进一步改进而成的。与单航线法相比，航线法区域网平差增加了由相邻航线分别加密的接边点内业坐标应该相等的条件，而使航线间的接边问题可在平差计算过程中同时解决，免除了单航线法中为了使相邻航线接边而反复计算的繁琐工作，而且提高了精度。所以可减少所需已知控制点的数量和放宽对其点位布设的要求。航带法区域网平差中所确定的各航线变形改正参数分别用于改正各航线系统变形。所以这种区域网平差不一定要求预先对像点坐标进行系统误差的改正。

航线法区域平差中，参加平差的点有已知控制点和接边点，其中已知控制点分两种情况，一种是两条航线公共的已知控制点，简称公控点，另一种是只位于一条航线内的，叫单控点，控制点都应参加平差。在加密点中，相邻航线间的公共点都可作为接边点参加平差，也可选择其中一部分作为接边点参加平差。只位于一条航线内的加密点，对航线既不起控制作用，又不能起连接相邻航线的作用，因而对平差计算不起任何作用，不参加平差。

航线法区域网平差的全部计算过程可分为两部分：一是区

域网概算，二是区域网平差。

概算的目的有：

①剔除观测值及起始数据中的粗差；

②为平差计算提供较好的初始值。

平差计算是用平差的方法计算出各加密点坐标。为了有效

地进行平差计算，几乎每一种区域网平差计算过程中，都

有概算这一预处理过程。

区域网概算是要建立自由比例尺航线网，并确定每一航线在区域中的概略位置。以拼成一个松散的航线网。在松散的航线网中，其公共点都不取中数，所以，实际上没有拼成一个整体的区域网。

1、建立自由比例尺航线网

在保证同等精度的情况下，宜采用连续像对相对定向的方法建立自由比例尺航线网。

2、拼接成松散的区域网——航线网概略定向

为了将区域中各自由比例尺航线拼成松散的区域网，需要将自由比例尺航线网逐条依次进行空间相似变换。

在有地面已知控制点的情况下，将每条航线进行空间相似变换，得到航线网的地面辅助坐标系，接边点的坐标不要去中数，保持各航线的相对独立。若没有控制点，就利用上条航线与本航线接边点作为“已知”控制点，进行空间相似变换。

区域网平差计算采用“平面-高程”反复迭代计算方法进行，不论是平面区域平差，还是高程区域平差，都是首先用平差方法解求变形参数，然后计算各点经改正后的坐标。

独立模型法区域网平差是一种以单模型作为平差基本单元的区域平差方法，它把模型点在单模型中坐标视为观测值，并对其在整个加密区域内进行平差处理。

独立模型法在建立单模型的基础上，利用已知控制点的内业加密坐标与其外业坐标相等，以及分别由相邻模型确定的连接点的内业坐标应该相等为条件，在整个区域内，平差确定每一单模型在区域中的位置，从而计算出各加密点的地面坐标。

为了确定各模型在地面坐标中的位置，需要使各模型分别进行平移、旋转和缩放，这样就需要确定每个模型进行空间相似变换的7个独立变换参数。在每个模型的7个变换参数中，四个参数主要与点的平面位置有关，其余三个主要与高程有关。因此平高分离后，在平面区域平差中，每个模型只要确定四个参数，在高程平差中，每个模型只确定三个参数。这样就进一步减少了每次解算未知数的个数。

在平面区域网平差中，假设各单模型足够水平，单模型的微小倾斜对模型的平面位置的影响可忽略不计，则单模型只要进行缩放，以及在水平面内的旋转和平移。利用已知控制点和模型间的连接点，就可以平差计算变换参数，将各模型连接在一起，求出各点的地面坐标。进行高程区域网平差，对每一模型变换参数来说，只确定三个，即每一单模型在X、Y方向上的倾斜和在高程方向上的平移量。

（一）区域网概算的目的是确定每一模型在区域网中的概略位置，以拼成一个松散的区域网，为区域平差提供较好的近似值。

概算要注意的问题有：

①要消除像点坐标的系统误差。

②在建立自由航线网或拼成区域网中，相邻模型中的同名点坐标不要取中数。

③保留摄站坐标。

④注意模型的编号顺序对法方程的影响

（二）区域网平差

1、平面区域平差：

①逐点建立等效误差方程式，并法化。

②解算法方程。

③对模型的平面坐标进行相似变换。

摄影测量学基础复习资料

名词解释 1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。 2像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞行姿态出现较大倾斜即像片有倾斜，地面有起伏时，便会导致地面点在航摄像片上构像相对于在理想情况下的构像，产生了位置的差异，这一差异称为像点位移。 3摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离。 4航向重叠：同一条航线上，相邻两张像片应有一定范围的影像重叠，称为航向重叠。 5旁向重叠：相邻航线相邻两像片的重叠度 6同名核线：同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面。 7像片的内方位元素：表示摄影中心与像片之间相互位置的参数，f,x0,y0 8像片的外方位元素：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。 9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。 10绝对定向元素：描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数。 11单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其影像上对应三个像点的影像坐标，根据共线条件方程，反求该像片的外方位元素。 12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。 13同名像点：同名光线在左右相片上的构像 填空 1、4D 产品是指 DEM 、DLG 、DRG 、DOM 。 2、摄影测量按用途可分为地形摄影测量、非地形摄影测量。 3、摄影测量学的发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。 4、模拟摄影测量是利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转。 5、解析摄影测量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。 6、像点坐标的系统误差改正主要包括底片变形改正，摄影机物镜畸变差改正，大气折光改正和地球曲率改正。 7、共线方程表达的是像点、投影中心与地面点之间关系。 8、立体摄影测量基础是共面条件方程。 9、把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲。 10、航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标。 11、地图是地面的正射投影，像片是地面的中心投影。 12、在像空间坐标系中，像点的z 坐标值都为-f 。 13、一张像片的外方位元素包括：三个直线元素(Xs 、Ys 、Zs ）：描述摄影中心的空间坐标值；三个角元素(?、ω、κ) ) ：描述像片的空间姿态。 14、相对定向的理论基础、目的、标准是两像片上同名像点的投影光线对对相交。 15、双像解析摄影测量的任务是利用解析计算方法处理立体像对，获取地面点的三维空间信息。 16、在摄影测量中，一个立体像对的同名像点在各自的像平面坐标系的x 、y 坐标之差，分别称为左右视差、上下视差。 17、解析法相对定向的理论基础是同名光线对对相交于核面内。 18、解析绝对定向需要量测 2 个平高和 1 个高程以上的控制点，一般是在模型四个角布设四个控制点。 19、解析空中三角测量按数学模型分为航带法、独立模型法、光束法。 20、像底点上不存在投影差，但存在倾斜误差。倾斜航片上等比线上点的倾斜误差等于零。 21、立体模型空间相对定向时，连续像对的相对定向元素为 ，单独像对的相对定向元素为 。 22、某像点的像平面坐标为(x,y)，摄影仪主距为f ，则该点在像空间坐标系中的坐标为(x ，y ，-f )。 23、摄影测量采用的五种常用坐标系中，地面测量坐标系是左手系。 222 v w b b φωκ、、、、22211ωκ?κ?、、、、

摄影测量学期中考试试卷

摄影测量学期中考试试 卷 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

云南师范大学2015—2016学年第二学期期中考试 摄影测量学试卷 学院_______ 专业______ 年级______ 学号______ 姓名________ 考试方式: (闭卷)考试时量：120分钟 一、填空题（每空1分，共20分） １、摄影测量三个发展阶段是，，， 2、摄影测量常用坐标系有，，， ，。 3、恢复立体像对左右像片的相互位置关系的依据是方程。 4、两个空间直角坐标系间的坐标变换至少需要和控制点。 5、摄影测量加密按数学模型可分为：，，三种方法。 6、特征匹配的三个步骤：，，。 7、DEM的表示方式：，，。

二、计算题（每小题10分，共20分） 1、已知某航测项目参数设计为：航摄区域km km 54?，航摄仪：Leica RC30，胶片规格：cm cm 2323?，mm f 4.152=，摄影比例尺为：5000:1，航向重叠度P ％=61％，旁向重叠度为：q ％=32％，求行高H 是多少，摄影基线长是多少？ 2、 3、如右图，已知规则矩形格网四个顶点坐标： A （627.00,570.00,126.00）、 B （627.00,580.00,125.00） C （637.00,570.00,130.00）、 D （637.00,580.00,128.00） 求点P （637.80,576.40）的高程值。 Y

三、简答题（10分+15分+15分+20分，共60分） 1、什么是影像的内外方位元素，主要参数分别有哪些？ 2、单幅影像空间后方交会与立体像对前方交会定义是什么，为什么单张像片不能求解物体空间位置而立体像对可解三维坐标？ 3、推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程，并简述其在摄影测量中的主要用途。

武大版摄影测量学重点

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 考前知识点整理

摄影比例尺： 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高： 相对航高： 绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求： 影像的色调、 像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹角，α＝ 0 时为最理想的情形） 像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影像重叠 旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠 航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点连线不在一条直线上 像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线之间的夹角 像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 ???????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f y )Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f x S S S S S S S S S S S S 333222333111

摄影测量学考试复习.docx

4D 产品是指DEM、DLG、DRG、DOM。 摄影测量学:是利用光学摄影机摄取照片，通过像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科学技术摄影测量按远近分为航天摄影测量、航空摄影测量，地面摄影测量，近景摄影测量，显微镜摄影测量。 摄影测量按用途口J分为地形摄影测量、非地形摄影测量。 摄影测量学的发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。 2.由于立体像对选取的像空间辅助坐标系的不同分为连续邃戒与里独像对 摄影机的主距：航空摄影物镜中心至底片面的距离是固定值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。摄影像片的影像比例尺处处均不相等 3?摄影航高：摄影机的物镜中心至该面的距离 2?绝对航高:摄影物镜相对于平均海平而的航高，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或某一点的高度 2 ?制定航摄计划： 1.确定摄区范围； 2.选择航摄仪； 3.确定航摄仪的比例尺；4,确定摄影航高；5,需要像片数，F1期等。 5.摄影基线：航线方向相邻两摄站点间的空间距离称为摄影基线。 2?摄影资料的基本要求：1.影像的色调，2.像片的重叠，3.像片倾角，4.航线弯曲，5,像片旋角 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。目的：保 证像片立体量测与拼接 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?中心投影：投影光线会聚与一点 7?像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 &像底点：主垂线与像片面的交点 2 ?摄影测量常用的坐标系统有哪些? 像平面坐标系；像空间坐标系；像空间辅助坐标系；摄影测量坐标系；地面测量坐标系 3.对于一张航摄像片其内外方位元素为内外方位元素均为常数， 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兀。,儿 9?外方位元素：在恢复内方位元素的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置与姿态的参数称为外方位元素， 外方位角元素：确定像空间坐标系的三轴在地面坐标系中的方向。 14 ?像点在像空间直角坐标系与像空间辅助坐标系的变换关系： U X坷a2 a3X V=R y—久b2伏y W-f°1 C2°3-f 13?同名像点：同名光线在左右相片上的构像 14 ?摄影基线：同一航线内相邻两摄站的连线 15?核线：核面与像片的交线，核线会聚于核点 16?核面：摄影基线与地而点所作平而 17.同名像点：地面上一点在相邻两张像片上的构像

摄影测量学考试知识点汇总

摄影测量学习题 一、名词解释： 1、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。 2、光圈号数 ：相对孔径的倒数 3、景深 ：远景与近景之间的纵深距离称为景深 4、超焦点距离：当物镜向无限远物体对光时，不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜 不小于某一距离H 的所有物体，其构象都很清晰，这个距离H 就称为超焦点距离或称为无限远起点 5、视场： 将物镜对光于无穷远，在焦面上会看到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为 ab 的明亮圆的范围称为视场 6、视场角 ：物镜的像方主点与视场直径所张的角2α。 7、像场 ：在视场面积内能获得清晰影像的区域 8、像场角； 物镜的像方主点与像场直径所张的角2β。 像主点：摄影机轴在框标平面上的垂足。 11、航向重叠 ：沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 12、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠 主光轴 ：通过诸透镜光轴的轴 主点： 主平面与光轴的交点 13、摄影基线 ：相邻像片摄影站(投影中心)之间的空间连线。 15、内方位元素 确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。 16、外方位元素 确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数 焦点 平行光轴的投射光线经物镜后产生折射，该折射线与光轴的交点。 17、像片倾角 航摄仪光轴与通过物镜中心的铅垂线所夹的角称为像片的倾斜角 19、像片旋角 相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线之间的夹角称为像片的旋 偏角 20、倾斜误差 因像片倾斜引起的像点位移 节点 投射光线与成像光线与光轴的交角u 和u ′相等时，投射光线与成像光线与光轴的交点。 21、投影差 因地形起伏引起的像点位移 22、摄影比例尺 航摄相片上某一线段构成的长度与地面上相应水平距离之比。 23、像片控制点 为联系地面与相片而测定地面坐标的像点。 相对孔径 物镜焦距与有效孔径之比 25、左右视差 同名像点在各自像平面坐标系中的x 坐标之差 26、上下视差 同名像点在各自像平面坐标系中的Y 坐标之差 27、核点 基线延长线与左、右像片的交点k 1、k 2称为核点 28、核线 核面与像片的交线称为核线 29、核面 通过摄影基线S 1S 2与任一地面点A 所作的平面W A 30、投影基线 两摄站的连线 31、像片基线 指相邻两张像片主点的连线 32、解析空中三角测量 即在一条航带几十条像对覆盖的区域或由几条航带几百哥像对构成 的区域内，仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平差 解算出摄影测量作业过程中所需的全部控制点及每张像片的外方位元素 33、空间后方交会 就是利用地面控制点的已知坐标值反求像片外方位元素 ()()()()(){} 2332233213322232332 1[]Z X Y X Y Y Y X X X Z Y X X Y Z X Y Y X Z X Y X Y =-+-+-+-+--

摄影测量学的发展状况

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

摄影测量学及其发展

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。

摄影测量学考试知识点汇总

摄影测量学习题 一、名词解释: １、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。 ２、光圈号数?:相对孔径的倒数 ３、景深 :远景与近景之间的纵深距离称为景深 ? ４、超焦点距离:当物镜向无限远物体对光时,不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜不 小于某一距离H 的所有物体,其构象都很清晰,这个距离Ｈ就称为超焦点距离或称为无限远起点 5、视场:?将物镜对光于无穷远,在焦面上会看到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为ａb 的明亮圆的范围称为视场 6、视场角 :物镜的像方主点与视场直径所张的角2α。 ? 7、像场?：在视场面积内能获得清晰影像的区域 ? 8、像场角; 物镜的像方主点与像场直径所张的角2β。 像主点:摄影机轴在框标平面上的垂足。 11、航向重叠?:沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 ? 12、旁向重叠:两相邻航带摄区之间的重叠? 主光轴?:通过诸透镜光轴的轴? 主点: 主平面与光轴的交点 13、摄影基线?：相邻像片摄影站（投影中心)之间的空间连线。 15、内方位元素 确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。? 16、外方位元素 确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数 焦点 平行光轴的投射光线经物镜后产生折射,该折射线与光轴的交点。 １7、像片倾角 航摄仪光轴与通过物镜中心的铅垂线所夹的角称为像片的倾斜角 19、像片旋角 相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线之间的夹角称为像片的旋 偏角? 2０、倾斜误差 因像片倾斜引起的像点位移 节点 投射光线与成像光线与光轴的交角u 和u ′相等时,投射光线与成像光线与光轴的交点。 2１、投影差 ?因地形起伏引起的像点位移 2２、摄影比例尺?航摄相片上某一线段构成的长度与地面上相应水平距离之比。 ２3、像片控制点? 为联系地面与相片而测定地面坐标的像点。 相对孔径 ?物镜焦距与有效孔径之比 25、左右视差 同名像点在各自像平面坐标系中的x 坐标之差 2６、上下视差?同名像点在各自像平面坐标系中的Y 坐标之差 27、核点 基线延长线与左、右像片的交点ｋ１、k ２称为核点 ? 28、核线 核面与像片的交线称为核线 29、核面?通过摄影基线S 1S 2与任一地面点Ａ所作的平面W Ａ?? 30、投影基线?两摄站的连线? 3１、像片基线?指相邻两张像片主点的连线 ３2、解析空中三角测量 即在一条航带几十条像对覆盖的区域或由几条航带几百哥像对构 成的区域内,仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平 差解算出摄影测量作业过程中所需的全部控制点及每张像片的外方位元 素 ()()()()(){}2332233213322232332 1[]Z X Y X Y Y Y X X X Z Y X X Y Z X Y Y X Z X Y X Y =-+-+-+-+--

摄影测量学-经典试题

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

摄影测量学知识点

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

2013年摄影测量学复习题

2013年理工大学 摄影测量学考试资料整理 原题（80分） 一、名词解释 像片比例尺：把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程，这时像片上的线段l与地面上相应线段的水平距离L的比值． 绝对航高：相对于平均海平面的行高，是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔． 相对航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度． 像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞机姿态出现较大倾斜或地面有起伏时，会导致地面点在航摄像片上的构象相对于理想情况下的构象所产生的位置差异． 摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离． 航向重叠：同一航线相邻像片之间的影像重叠． 旁向重叠：两相邻行带像片之间的影像重叠． 像片倾角：摄影机的主光轴偏离铅垂线的夹角． 像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数． 像片的方位元素：表示摄影中心与像片之间相互位置的参数． 像片的外方位元素：标示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态参数． 相对定向元素：确定一个立体像对两像片的相对位置的元素． 绝对定向元素：描述立体相对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数． 单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其影响上对应三个像点的影像坐标，根据共线方程，反求该像片的外方位元素． 空间前方交会：由立体像对中两像片的、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标． 双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算的方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标． 空中三角测量：利用计算的方法，根据航摄像片上所测的像点坐标以及少量的地面控制点求出地面加密点的物方空间坐标． POS：基于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，可以获取移动物体的空间位置和三轴姿态信息． 影像的灰度：光学密度，D=lgO． 数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行插，此时称为重采样． 影像匹配：利用互相关函数，评价两块影响的相似性以确定同名点． 核线相关：沿核线寻找同名像点． 像片纠正：对原始的航摄像片或数字影像进行处理，获取相当于水平像片的影响或数字正射影像． 数字正射影像图：（DigitalOrthophotoMap）DOM 是以航摄像片或遥感影像（单色/彩色）为基础，经扫描处理并经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶 嵌，按地形图围裁剪成的影像数据，并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公里格网、图廓（/外） 整饰等形式填加到该影像平面上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库． 立体像对：摄影测量中，用摄影机在两摄站点对同一景物摄得的有一定重叠度的两像片． 立体正射影像对：为了从立体观测中获得只管立体感，为正射影像制作出一副立体匹配片，正射影像和相应的立体

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。

摄影测量学考试题

2、4D产品：DEM:数字高程模型DLG:数字线划地图（矢量图）DRG:数字栅格地图（栅格图）DOM:数字正射影像图 3、摄影测量分类：①按距离远近分：航天、航空、地面、近景、显微；②按用途：地形、 非地形；③按处理手段：模拟，解析，数字 4、摄影测量特点：①无需接触物体本身获得被摄物体信息②由二维影像重建三维目标③面采集数据方式④同时提取物体的几何与物理特性 5、航向重叠度：同一航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠 6、摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离 7、摄影比例尺：摄影像片水平，地面取平均高程，像片上的线段I与地面上相应的水平距L 之比&航片与地形图的区别：①比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺；②表示方式：地图为线划图，航片为影像图；③表示内容：都地图需要综合取舍；④几何差异：航摄像片可组成像对立体观察 9、航摄像片中的重要点线面：点：S （摄影中心）o （像主点）O （地主点）n （像底点）N （地底点）c （等角点）C （地面等角点）i （主合点）j （主遁点）；线：TT （迹线）SoO （主 光线）SnN （主垂线）W （摄影方向线）vv （主纵线）ScC（等角线）hihi （主合线）hoho （主横线）hchc （等比线）；面：E （地面）P （像片面）W （主垂面）Es （真水平面） 10、摄影测量5个常用坐标系：①像平面直角坐标系②像空间直角坐标系③地面测量坐标系④像空间辅助坐标系⑤地面摄影测量坐标系 11、像片内方位元素：确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数（内方位元素 （X。，y。，f ）可恢复摄影光束） 12、像片外方位元素：确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数 13、外方位线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置 14、外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态 15、像片夕卜方位角元素 以Y轴为主轴 ~w~k转角系统。（航向倾角）k （像片旋角）w （旁向倾角）以X轴为主轴w' ~ '~ k'转角系统。w（旁向倾角）k'（像片旋角）'（航向倾角）以Z轴为主轴A??k v转角系统。（像片倾角）k v （像片旋角）A （方位角） J J

摄影测量学__考前知识点整理

摄影比例尺：摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高：相对航高：绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求：影像的色调、像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹 角，α＝ 0 时为最理想的情形）像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影 像重叠；旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠；航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点 连线不在一条直线上；像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线 之间的夹角；像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 地形起伏像点位移的符号与该点的高差符号相同，像片上任何一点都存在像点位移 物镜畸变、大气折光、地球曲率及底片变形等一些因素均会导致像点位移 航摄像片：中心投影，平均比例尺，影像有变形，方位发生变化 地形图：正射投影，比例尺固定，图形形状与实地完全相似，方位保持不变 在表示方法上：地形图是按成图比例尺，用各种规定的符号、注记和等高线表示地物地 貌；航片则是通过影像的大小、形状和色调表示。 在表示内容上：在地形图上用相应的符号、文字、数字注记表示，在像片上这些是不存 ??? ????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f y )Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f x S S S S S S S S S S S S 333222 333111

摄影测量学考试题

1、地面摄影测量坐标系：x 轴沿着航线方向，z 轴沿铅垂线方向，y 轴符合右手定则。 2、4D 产品：DEM ：数字高程模型 DLG ：数字线划地图（矢量图） DRG ：数字栅格地图（栅格图）DOM ：数字正射影像图 3、摄影测量分类：①按距离远近分：航天、航空、地面、近景、显微；②按用途：地形、非地形；③按处理手段：模拟，解析，数字 4、摄影测量特点：①无需接触物体本身获得被摄物体信息②由二维影像重建三维目标③面采集数据方式④同时提取物体的几何与物理特性 5、航向重叠度：同一航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠 6、摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离 7、摄影比例尺：摄影像片水平，地面取平均高程，像片上的线段l 与地面上相应的水平距L 之比 8、航片与地形图的区别：①比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺；②表示方式：地图为线划图，航片为影像图；③表示内容：都地图需要综合取舍；④几何差异：航摄像片可组成像对立体观察 9、航摄像片中的重要点线面：点：S （摄影中心）o （像主点）O （地主点）n （像底点）N （地底点）c （等角点）C （地面等角点）i （主合点）j （主遁点）；线：TT （迹线）SoO （主光线）SnN （主垂线）VV （摄影方向线）vv （主纵线）ScC （等角线）hihi （主合线）hoho （主横线）hchc （等比线）；面：E （地面）P （像片面）W （主垂面）Es （真水平面） 10、摄影测量5个常用坐标系：①像平面直角坐标系②像空间直角坐标系③地面测量坐标系④像空间辅助坐标系⑤地面摄影测量坐标系 11、像片内方位元素：确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数（内方位元素（f y x 00，，）可恢复摄影光束） 12、像片外方位元素:确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数 13、外方位线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置 14、外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态 15、像片外方位角元素：?? ???（方位角）（像片旋角）（像片倾角）转角系统。轴为主轴以航向倾角）（像片旋角）（旁向倾角）转角系统。轴为主轴以（旁向倾角）（像片旋角）航向倾角）转角系统。轴为主轴以A Z X Y v v k k ~~A (''k 'w 'k ~'~w'w k (k ~w ~αα????