第八章 全数字摄影测量基础

数字摄影测量学备课教案第一章：数字摄影测量学概述教学目标：1. 了解数字摄影测量学的定义和发展历程。

2. 掌握数字摄影测量学的基本原理和应用领域。

教学内容：1. 数字摄影测量学的定义和发展历程。

2. 数字摄影测量学的基本原理。

3. 数字摄影测量学的应用领域。

教学方法：1. 讲授法：讲解数字摄影测量学的定义、发展历程、基本原理和应用领域。

2. 案例分析法：分析数字摄影测量学在实际工程中的应用案例。

教学资源：1. 教材：数字摄影测量学教程。

2. 课件：数字摄影测量学概述。

3. 案例图片：数字摄影测量学在实际工程中的应用案例。

教学过程：1. 引入话题：介绍数字摄影测量学的定义和发展历程。

2. 讲解基本原理：讲解数字摄影测量学的基本原理。

3. 讲解应用领域：讲解数字摄影测量学在实际工程中的应用领域。

4. 案例分析：分析数字摄影测量学在实际工程中的应用案例。

5. 总结：总结本节课的重点内容。

教学评价：1. 课堂讲解：评价学生对数字摄影测量学的基本原理和应用领域的掌握情况。

2. 案例分析：评价学生对数字摄影测量学在实际工程中的应用能力的掌握情况。

第二章：数字摄影测量学的基本原理教学目标：1. 掌握数字摄影测量学的基本原理。

2. 了解数字摄影测量学的基本方法。

教学内容：1. 数字摄影测量学的基本原理。

2. 数字摄影测量学的基本方法。

教学方法：1. 讲授法：讲解数字摄影测量学的基本原理和方法。

2. 互动教学法：引导学生参与讨论和提问。

教学资源：1. 教材：数字摄影测量学教程。

2. 课件：数字摄影测量学的基本原理。

3. 案例图片：数字摄影测量学的基本方法在实际工程中的应用案例。

教学过程：1. 复习上节课的内容：回顾数字摄影测量学的定义和发展历程。

2. 讲解基本原理：讲解数字摄影测量学的基本原理。

3. 讲解基本方法：讲解数字摄影测量学的基本方法。

4. 案例分析：分析数字摄影测量学的基本方法在实际工程中的应用案例。

5. 总结：总结本节课的重点内容。

第一章绪论摄影测量学分类1.根据摄影机平台的位置：航天摄影测量、航空~~、地面~~、水下~~2.与被测目标距离远近：航天~~、航空~~、地面~~、远景~、显微~~3.按用途分为：地形~~、非地形~~摄影测量学的三个阶段模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量摄影测量学的目的：测制各种比例尺的地形图摄影测量学的特点：在像片上进行量测和解译，无需接触被摄物体本身，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。

摄影测量学的主要任务：测制各种比例的地形图、建立地形数据库为地理信息系统、各种工程应用提供基础测绘数据第二章影像获取航空摄影测量优点：成图速度快，精度高，不受气候和季节的限制遥感定义：指通过某种传感器装置，在不与被研究对象直接接触下获取某特征信息，并对这些信息进行提取，加工、表达和应用的一门科学和技术遥感技术：传感器技术；信息传输技术；信息处理、提取和应用技术；目标特征的分析与测量技术遥感技术分类：1.波谱性质：电磁波遥感技术、声呐~~、物理场~~2.感测目标的能源作用：主动~~、被动~~3.记录信息的表达形式：图像式~、非图像式~4.使用平台：航天~~、航空~~、地面~~5.应用领域：地球资源~、环境~、气候~、海洋~、第三章摄影测量基础知识正射投影：若投影光线相互平行且垂直于投影面，称为正射投影中心投影：若投影光线会聚于一点，称为中心投影像片重叠：为了满足测图的需要，在同一条航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠，称为航向重叠，相邻航线也应有足够的重叠，称为旁向重叠摄影比例尺：航摄像片上一线段为L的影像与地面上相应线段的水平距离L之比绝对航高：摄影瞬间摄影机的物镜中心，相对于平均海水面的航高相对航高：相对于其他某一基准面或某一点的高度均为相对航高测量生产对摄影资料的基本要求1.影像的色调2.像片重叠3.像片倾角4.航线弯曲5.像片旋角内方位元素：摄影中心与像片之间相关位置的参数包括三个参数：f X.。

摄影测量学第一章绪论1.简述摄影测量学发展现状与趋势答：摄影测量就是利用摄影技术（主要是航空摄影也可是地面摄影)摄取物体的影像，从而识别此物体并测求其形状及位置。

摄影测量发展至今可分为三个阶段，即模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。

分为四个趋势：①空间数据信息获取的发展趋势。

②空间信息处理的发展趋势。

③空间信息管理的发展趋势。

④空间信息应用的发展趋势2.什么是4D产品？DOM的概念？TDOM的概念答：由数字高程模型DEM，数字正射影像图DOM，数字线划图DLG，数字栅格图DRG组成。

DOM，是对航空相片进行数字微分纠正，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集，它同时具有地图几何精度和影像特征的图像。

TDOM，是真正摄影像，通过数字表面模型来纠正，完全垂直的建筑物能够正确定位，无掩蔽的区域。

3.什么是摄影测量学，摄影测量发展的三个阶段答：摄影测量就是利用摄影技术（主要是航空摄影也可是地面摄影)摄取物体的影像，从而识别此物体并测求其形状及位置。

摄影测量发展至今可分为三个阶段，即模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。

第二章影像获取1.航空摄影及其基本要求答：航空摄影就是以航空飞行器（飞机、汽球、飞艇等）为平台，用航空摄影机按摄影计划摄取地面物体影像的过程。

利用安装在航摄飞机上的航摄仪或数码相机从空中一定角度对地面进行摄影航摄仪或数码相机在曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面成图速度快、精度高、是中小比例尺地形图主要成图方式。

第三章摄影测量的基础知识（可不做）1.简叙中心投影的几种作图方法。

答：1.地面上点的中心投影法作图步骤:(1)找迹点T:(2)找主合点i;(3)连T1i与SA，交点为a。

2.直线的中心投影作图作图步骤:(1)找迹点T1;(2)找合点i1;(3)连T1i1与SA,交点为a;(4)连T1i1与SB,交点为b;(5) a与b连线。

3.地面上铅垂线中心投影作图作图步骤:(1)按E面上点作图方式确定a;(2)找像底点n;(3)连接na;(4) na与SB的交点为b;(5) a与b连线。

数字摄影测量学备课教案第一章：数字摄影测量学简介1.1 课程定位与目的1.2 摄影测量学的发展历程1.3 数字摄影测量学的特点与优势1.4 数字摄影测量学的应用领域第二章：数字摄影测量基本原理2.1 摄影测量学的基本概念2.2 数字摄影测量的基本原理2.3 数字影像的处理与分析方法2.4 数字摄影测量数据的获取与处理第三章：数字摄影测量仪器与设备3.1 数字摄影测量仪器的分类与结构3.2 数字相机与扫描仪的选择与使用3.3 数字摄影测量仪器的主要性能指标3.4 数字摄影测量设备的维护与管理第四章：数字摄影测量数据处理4.1 数字影像预处理4.2 立体影像的匹配与重建4.3 数字高程模型与数字表面模型的4.4 数字摄影测量成果的应用与分析第五章：数字摄影测量在工程应用中的案例分析5.1 数字摄影测量在土地测绘中的应用5.2 数字摄影测量在建筑设计与施工中的应用5.3 数字摄影测量在环境保护与监测中的应用5.4 数字摄影测量在交通规划与管理中的应用第六章：数字摄影测量软件与应用6.1 数字摄影测量软件的分类与功能6.2 常见数字摄影测量软件介绍6.3 数字摄影测量软件的操作与应用实例6.4 数字摄影测量软件的选用与评估第七章：数字摄影测量在资源调查与监测中的应用7.1 资源调查与监测的基本概念7.2 数字摄影测量在资源调查与监测中的优势7.3 数字摄影测量在矿产资源调查中的应用7.4 数字摄影测量在土地资源监测与评估中的应用第八章：数字摄影测量在文化遗产保护与考古中的应用8.1 文化遗产保护与考古的基本概念8.2 数字摄影测量在文化遗产保护与考古中的优势8.3 数字摄影测量在考古发掘与现场记录中的应用8.4 数字摄影测量在文化遗产管理与展示中的应用第九章：数字摄影测量在环境监测与灾害评估中的应用9.1 环境监测与灾害评估的基本概念9.2 数字摄影测量在环境监测中的应用9.3 数字摄影测量在灾害评估与预警中的应用9.4 数字摄影测量在灾害应急响应与救援中的应用第十章：数字摄影测量的发展趋势与展望10.1 数字摄影测量技术的发展趋势10.2 数字摄影测量技术在未来的应用前景10.3 数字摄影测量领域的研究热点与挑战10.4 数字摄影测量学在国家战略与发展中的作用与地位重点和难点解析一、数字摄影测量学简介难点解析：数字摄影测量学与传统摄影测量学的区别；数字摄影测量学的技术优势及其在各个应用领域中的具体体现。

数字摄影测量学备课教案第一章：数字摄影测量学概述1.1 教学目标了解数字摄影测量学的基本概念和发展历程。

掌握数字摄影测量的基本原理和应用领域。

1.2 教学内容数字摄影测量学的定义和发展历程。

数字摄影测量的基本原理和技术流程。

数字摄影测量的应用领域和前景。

1.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式，让学生了解数字摄影测量学的基本概念和发展历程。

通过图像展示和实际操作，让学生掌握数字摄影测量的基本原理和技术流程。

结合现实应用案例，让学生了解数字摄影测量的应用领域和前景。

1.4 教学资源教材：数字摄影测量学教程。

投影仪：用于展示图像和实际操作过程。

计算机：用于演示和分析数字摄影测量技术。

第二章：数字图像处理基础2.1 教学目标掌握数字图像处理的基本概念和常用算法。

熟悉数字图像处理的基本流程和工具。

2.2 教学内容数字图像处理的基本概念和常用算法。

数字图像处理的基本流程和工具。

2.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式，让学生掌握数字图像处理的基本概念和常用算法。

通过实际操作，让学生熟悉数字图像处理的基本流程和工具。

2.4 教学资源教材：数字图像处理教程。

计算机：用于演示和分析数字图像处理技术。

第三章：数字摄影测量原理3.1 教学目标掌握数字摄影测量的基本原理和关键技术。

了解数字摄影测量数据的特点和处理方法。

3.2 教学内容数字摄影测量的基本原理和关键技术。

数字摄影测量数据的特点和处理方法。

3.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式，让学生掌握数字摄影测量的基本原理和关键技术。

通过实际操作，让学生了解数字摄影测量数据的特点和处理方法。

3.4 教学资源教材：数字摄影测量学教程。

计算机：用于演示和分析数字摄影测量技术。

第四章：数字摄影测量数据处理4.1 教学目标掌握数字摄影测量数据处理的基本方法和算法。

熟悉数字摄影测量数据处理软件的使用。

4.2 教学内容数字摄影测量数据处理的基本方法和算法。

数字摄影测量数据处理软件的使用。

数字摄影测量基本概念一、名词1.数字摄影测量：是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论方法，从影像中提取所摄对象用数字表达方式表达的几何和物理信息的摄影测量分支学科。

2.影像数字化测图（数字摄影测量）：是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，由计算机视觉代替人眼的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。

3.图板定向：目的是建立空间坐标系与绘图坐标系之间的变换关系4.裁剪：所有图形必须绘在轮廓线之内，或是一定范围的区域不允许一部分图形被绘出，前者称为窗口外裁剪，后者称为窗口内裁减。

5.DTM6.DEM7.DHM8.不规则三角网:9.数字影像：数字影像是一个灰度矩阵，矩阵的每个元素是一个灰度值，对应着光学影像或实体的一个微小区域，称为像元。

各像元的灰度值代1.图、基于数字相关的自动化测图。

2.数字影像传感器有电子扫描器、电子-光学扫描器、固体阵列式数字化器三大类。

3.确定同名核线的基本方法有两类：一是基于数字影像的几何特征；二是基于共面条件。

4.核线重采样有两种方式：在水平相片获取核线影像、直接在倾斜相片上获取影像。

5.影像分割的方法有：阈值法、区域生长法、集群分类法16.数字影像传感器的检校常用的数学模型有：仿射变换，双线性变换，投影变换，高阶相似变换。

17.常用的熵（信息测度）：Shannon-Wiener熵、条件熵、平方熵、立方熵18.DEM有多种表示方式，主要包括规则矩形格网与不规则三角网等。

三、简答1.简述数据采集的主要过程。

P8内定向→相对定向→绝对定向→输入参数→输入属性→地物量测→联机编辑结束2.什么是属性码表和坐标表，各有什么特点？P10属性码表ACL ：在对每一地物进行采集前，输入其属性码。

如不输入新的属性码，系统自动取前一地物的属性码。

每一地物与表中的一行相对应，表的行数即地物的序号，属性码是固定长的行，因而在外存中是固定长度的记录，可以随机存取坐标表CL：量测数据每一点的三维坐标（X，Y，Z）是数字测图数据的主体，后面的都是链接指针，供编辑与检索使用如果单向检索，只需设置一个bp，最后一点可以设置特殊标志。

摄影测量学第一章绪论1、摄影测量是从非接触成像系统，经过记录、量测、解析与表达等办理，获取地球及其环境和其他物体的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术。

2、摄影测量学的三个睁开阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量3、摄影测量三个睁开阶段的特点：4、摄影测量存在哪些问题第二章单幅影像解析基础1、像主点：摄像机主光轴〔摄影方向〕与像平面的交点，称为像片主点。

像主距：摄像机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄像机主距，也叫像片主距〔f〕。

2、航空摄影：利用安装在航摄飞机上的航摄仪，在空中以预定的翱翔高度度沿着早先拟定好的航线翱翔，按必然的时间间隔进行曝光摄影，获取整个测区的航摄像片。

空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影刹时摄像机物镜主光轴近似与地面垂直。

1lfmL H〔m—像片比率尺分母，f—摄像机主距，H—平均高程面的摄影高度H=m・f〕3、相对航高是指摄像机物镜有对于某一基准面的高度，称为摄影航高。

绝对航高是有对于平均海平面的航高，是指摄像机物镜在摄影刹时的真实海拔高。

经过相对航高H与摄影地区地面平均高度H地计算获取：H绝二日+H4、航空摄影与成图比率尺的关系5、航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称，重叠度一般要求在60%以上;旁向重叠：两相邻航带像片之间的影像重叠，重叠度要求在30%左右。

6、中心投影：当投影汇聚于一点时，称为中心投影；正射投影：投隐射线与投影平面成正交。

中心投影：投隐射线汇聚于一点〔投隐射线的汇聚点称投影中心〕投影斜投影：投隐射线与投影平面成斜交I平行投影II正射投影：投隐射线与投影平面成正交7、透视变换中的重要的点线面：① 由投影中心作像片平面的垂线，交像面于o ，称为像主点；像主点在地面上的对应点以 O 表示，称为地主点。

② 由摄影中心作铅垂线交像片平面于点n ，称为像底点；此铅垂线交地面于点N ，称为地 底点。

③ 过铅垂线SnN 和摄影方向SoO 的铅垂面称为主垂面〔W 〕，主垂面即垂直于像平面P ， 又垂直于地平面E ，也垂直于两平面的交线透视轴TT 。

数字摄影测量基本知识目录一．测绘基本概念Ⅰ.一些常用术语1.误差2.精度(精确度)3.测量平差4.三角测量5.摄影比例尺6.像片的内方位元素和外方位元素7.4D产品8.3SⅡ.坐标系统1.大地坐标系2.高斯平面直角坐标系3.其它坐标系：4.高程基准Ⅲ.空中三角测量1.立体观测2.内定向3.相对定向4.绝对定向5.区域平差6.联合平差7.加密成果二．数字摄影测量基本概念1.数字摄影测量的定义2.数字影像获取与重采样3.影像匹配的基本概念4.影像相关原理5.二维相关与一维相关6.金字塔影像7.特征匹配与整体匹配8.影像匹配的精度9.数字微分纠正原理三．数字摄影测量系统一．测绘基本概念Ⅰ.常用术语1.误差e r r o ra.系统误差s y s t e m a t i c e r r o r测量的误差在大小和符号上趋于一致,或按一定规律变化,或保持为常数.b.偶然误差r a n d o m e r r o r偶然误差也叫随机误差.其误差量值和符号的变化是没有规律的.c.粗差G r o s s e r r o r o r b l u n d e r粗差也称错误,一般大于5倍的中误差.2.精度(精确度)a c c u r a c y评定测量成果质量的数量指标.a.平均误差a v e r a g e e r r o rM a v=∑Δ/n;b.中误差R M S E(R o o t M e a n S q u a r e E r r o r)M=s q r t(∑ΔΔ/n);c.极限误差L i m i t e r r o r2Md.相对误差r e l a t i v e e r r o r中误差与观测值之比叫做相对中误差.航测中常用航高的几千分之一来表示高程精度,例如H/8000.e.标准偏差s t a n d a r d d e v i a t i o n与中误差类似,欧美国家常用的评定精度指标.3.测量平差S u r v e y a d j u s t m e n t对一组观测值的误差进行合理配赋,求出最可靠的计算值作为终值,并对结果的精度进行评定。

第八章数字摄影测量§8.1 概述摄影测量的基本任务是从影像中提取几何信息和物理信息。

传统的模拟摄影测量和解析摄影测量方法，都是人工作业完成这两项工作。

在模拟立体测图仪或解析测图仪上进行相对定向、绝对定向、测绘地物与地貌，都需要作业员在双眼立体观察情况下完成。

而数字摄影测量是利用影像相关技术来代替人眼的目视观测、自动识别同名点，实现几何信息的自动提取。

目前，对于物理信息的自动提取，还处于研究阶段，在实际工作中，仍然沿用传统的目视判读方法。

一、数字摄影测量的定义和分类数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字图像处理、计算机视觉、模式识别等多学科的理论与方法，从影像提取所摄对象用数字方式表达的几何和物理信息的摄影测量的分支学科。

它包括计算机辅助测图和影像数字化测图。

1.计算机辅助测图计算机辅助测图又称为数字测图，是利用解析测图仪或具有机助系统的模拟测图仪，进行数据采集和数据处理，测绘数字地图，制作数字高程模型，建立测量数据库。

如果需要，也可用数控绘图仪输出线划图，或用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。

计算机辅助测图系统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，计算机则起数据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向数字的过渡阶段所采用的技术。

2.影像数字化测图影像数字化测图是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，由计算机视觉代替人眼进行立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。

此时不再需要传统的光学和机械仪器，不再采用传统的人工操作方式而是自动化的方式。

若处理的原始资料是传统的模拟像片，则要用高精度的影像数字化仪对其数字化，获得数字影像。

按对影像进行数字化的程度，影像数字化测图又可分为混合数字摄影测量和全数字摄影测量。

混合数字摄影测量系统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，然后由数字相关(匹配)方式获得点的空间坐标。

第8章全数字摄影测量基础全数字摄影测量基础8.1 概述8.28.3数字影像与数字影像重采样基于灰度的数字影像相关8.48.5核线相关与同名核线的确定数字摄影测量系统8.1概述一、数字摄影测量的定义数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。

软拷贝摄影测量、全数字摄影测量Softcopy Photogrammetry All Digital Photogrammetry摄影测量三个发展阶段的比较代表性理论方法模拟摄影测量解析摄影测量数字摄影测量作业性质发展状况已过时(成熟)光学、机械投影交会机械辅助测图数字投影交会、平差影像匹配、模式识别计算机辅助测图正在过时(成熟) 自动化测绘及迅速发展中，信息处理成熟部分进入生产应用时间20世纪初-90年代初典型设备模拟立体测图仪主要测绘产品模拟线划图模拟/数字线划图DEM,DOM,DLG, DRG20世纪70年代中-至今解析立体测图仪20世纪90年代初-至今数字摄影测量系统二、数字摄影测量的特点自动化程度高可处理多种资料：航片、遥感影像产品多样化功能多三、数字摄影测量的发展基于电子相关的自动化测图基于光学相关的自动化测图基于数字相关的自动化测图数字摄影测量系统DPS(Digital Photogrammetric System)、数字摄影测量工作站DPW(Digital Photogrammetric Workstation):实现数字影像自动测图的系统。

四、数字摄影测量的基本内容数字摄影测量的基本内容与解析摄影测量基本相同数字图像处理是数字摄影测量的重要工具。

除一般的图像处理技术外，特征点、线提取，影像匹配，影像灰度重采样等是数字摄影测量中常用的方法强调自动化8.2 数字影像与数字影像重采样一、影像灰度影像灰度又称为影像的光学密度，在摄影底片上，影像的灰度值反映了它的透光能力。