02航摄像片的投影关系

《摄影测量学》课程笔记第一章绪论一、摄影测量学的基本概念1. 定义摄影测量学是一种通过分析摄影图像来获取地球表面及其物体空间位置、形状和大小等信息的科学技术。

它结合了光学、数学、计算机科学和地理信息科学等多个领域的知识，为地图制作、资源管理、环境监测和工程建设等领域提供精确的数据。

2. 分类- 地面摄影测量：使用地面上的摄影设备进行的摄影测量，适用于小范围或精细的测量工作。

- 航空摄影测量：利用飞行器（如飞机、无人机）搭载摄影设备进行的摄影测量，适用于大范围的地形测绘。

- 卫星摄影测量：通过卫星搭载的传感器获取地球表面信息，适用于全球或大区域的环境监测和资源调查。

3. 应用领域- 地图制作：制作各种比例尺的地形图、城市规划图和专题地图。

- 土地调查：进行土地分类、土地权属界定和土地使用规划。

- 城市规划：辅助城市设计和基础设施规划。

- 环境监测：监测环境变化，如森林覆盖、水资源和污染状况。

- 灾害评估：评估自然灾害的影响范围和损失。

- 军事侦察：获取敌对地区的地理信息。

二、摄影测量学的发展历程1. 早期摄影测量（19世纪中叶-20世纪初）- 1839年，法国人达盖尔发明了银版照相法，这是摄影技术的起源。

- 1851年，瑞士工程师普雷斯特勒使用摄影方法绘制了第一张地形图。

- 1859年，法国人布洛克发明了立体测图仪，使得通过摄影图像进行三维测量成为可能。

2. 现代摄影测量（20世纪初-20世纪末）- 20世纪初，德国人奥佩尔提出了像片纠正和像片定向的理论，为摄影测量学的理论基础做出了贡献。

- 1930年代，随着航空技术的发展，航空摄影测量开始广泛应用。

- 1950年代，电子计算机的出现为摄影测量数据的处理提供了新的工具。

- 1960年代，数字摄影测量开始发展，利用计算机技术进行图像处理和分析。

3. 空间摄影测量（20世纪末-至今）- 1970年代，卫星遥感技术开始应用于摄影测量，提供了全球范围内的地理信息。

第一章1、传统摄影测量学定义：摄影测量学是利用光学摄影机获取的像片，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科。

2、摄影测量与遥感的定义：摄影测量与遥感是从非接触成像及其他传感器系统，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.(其中，摄影测量侧重于提取几何信息,遥感侧重于提取物理信息.也就是说，摄影测量是从非接触成像系统,通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其它物体的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术）3、摄影测量的分类①按距离远近：航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量、显微摄影测量②按用途：地形摄影测量、非地形摄影测量③按处理手段:模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量4、地形摄影测量的主要任务：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基础数据5、非地形摄影测量的主要任务：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方面6、数字地图：DLG(数字线划地图）、DOM（数字正射影像）、DEM（数字高程模型）、DRG(数字栅格地图）7、摄影测量的特点：①无需接触物体本身获得被摄物体信息（较少受到周围环境与条件的限制）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8、摄影测量学的三个发展阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量9、模拟摄影测量：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10、模拟摄影测量的特征：①形成了较完整的摄影测量学的基本概念②依据相片变为地形图的作业过程及需要，生产了大量复杂、昂贵的摄影测量仪器③根据仪器及测量原理的不同,形成了较完整的相片变为地形图的测绘方法11、模拟立体测图仪分为：光学投影、光学—机械投影、机械投影12、1957年，海拉瓦博士提出解析测图仪的思想，标志着解析摄影测量的开始13、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。

航空摄影测量的基础知识一、航空摄影定义：空中摄影是利用飞机或其它飞行器（如气球、人造卫星和宇宙飞船等），在其上装载专门的摄影机对地面进行摄影而获得像片，其中用飞机进行空中摄影的叫航空摄影。

航空摄影具有以下优点：（1）可以居高临下地观察；（2）航片能把观察到的各种地面特征在同一时间里客观地记录下来；（3）记录动态现象；（4）航片是现状的永久性记录，且有充裕时间来仔细研究，可将外业现场搬至室内探讨；（5）提高空间分辨率。

1、摄影方式按摄影机镜头主光轴的方位不同，摄影方式分为垂直摄影和倾斜摄影两种。

镜头主光轴处于铅垂位置的摄影称为垂直摄影，实际上，很难控制摄影机主光轴的铅垂，常含有微小的倾斜角，只要倾角小于2度都称之为垂直摄影。

镜头主光轴偏离铅垂直位置的倾斜角大于2度时就称之为倾斜摄影。

2、对航空像片的要求（1）影像呈像清晰、色调一致、反差适中。

（2）一条航线上相邻两张像片应有一定的重叠影像，一般要求55%-65%的重叠度。

相邻航线之间的影像重叠，称为旁向重叠，要求有30%左右的重叠度。

（3）航摄像片倾斜角应越小越好，一般不应大于2度，个别最大倾斜角不应超过3度。

（4）航线弯曲最大偏离值与航线全长之比不大于3%。

3、像片比例尺像片上某两点间的距离与地面上相应两点的水平距离之比，叫像片比例尺。

通常用表示：——摄影镜头的焦距；——镜头中心相对于地面的高度，称为相对航高。

由于各种因素的综合影响，蛇形时飞机不可能始终保持同样的高度，地面也总有起伏，航高并不一致，因而像片上各部分的比例尺亦是不一致的。

二、航空摄影的投影方式1、中心投影：空间任意一点M 与一固定点S的连线（或其延长线）被一给定的平面P所截时，则此直线与平面的交点m，就叫做M点的中心投影。

M 点称物点，S点称投影中心，m点为点M的像。

MS为投影光线，P为投影面。

按中心投影定义知：物点M、像点m和投影中心S这三点是共线的。

位置关系如图：m点位于M点和S点之间 M点位于m点和S点之间 S 点位于M点和m点之间。