摄影测量学的定义和任务

《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。

摄影测量学：基本概念、设备、图像处理与测量技术及应用摄影测量学：基本概念、设备、图像处理与测量技术及应用一、摄影测量基本概念摄影测量学是一门通过摄影手段获取目标物体的图像，并通过对这些图像的分析、处理和解析，以获取目标物体的形状、大小、位置以及空间几何关系等信息的学科。

摄影测量学在科学、工程、建筑、医学等多个领域有着广泛的应用。

二、摄影系统与设备摄影测量学的研究和应用，需要借助专业的摄影系统和设备。

这些设备包括相机、镜头、三脚架、灯光、反射镜等。

其中，相机是核心设备，它能够捕捉到目标物体的图像。

镜头的选择也会影响图像的清晰度和细节。

三脚架用于稳定相机，防止抖动，提高拍摄质量。

灯光和反射镜等设备则用于创造合适的拍摄条件，以便更好地捕捉目标物体的细节。

三、图像获取与处理获取目标物体的图像是摄影测量的第一步。

这一步需要确保相机和镜头的正确设置，以获取高质量的图像。

在获取图像后，需要进行一系列的处理和解析，包括图像增强、去噪、特征提取等步骤，以便更好地提取出目标物体的信息。

四、目标物体几何形状的测量与描述通过摄影测量，我们可以获取目标物体的几何形状信息。

例如，我们可以通过图像处理技术，测量出目标物体的长度、宽度、高度等尺寸。

此外，我们还可以获取到目标物体的形状信息，如表面曲率、角度等信息。

五、目标物体的位置与姿态测量除了几何形状的测量，摄影测量还可以获取目标物体的位置和姿态信息。

通过分析多张图像中目标物体的相对位置和角度，我们可以推算出目标物体的空间位置和姿态。

这种信息对于理解目标物体的运动和动力学特征具有重要的意义。

六、摄影测量技术在各个领域的应用摄影测量技术在各个领域都有广泛的应用。

例如，在建筑领域，摄影测量被用于获取建筑物的三维模型和空间信息；在医学领域，摄影测量被用于获取人体结构和器官的三维模型；在地理信息系统领域，摄影测量被用于获取地物的三维信息和空间关系；在安全监控领域，摄影测量被用于获取目标的运动轨迹和行为分析等。

二、摄影测量学摄影测量学基本概念与原理1.摄影测量学的定义摄影测量【photogrammetry】指的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。

传统摄影测量学定义：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。

摄影测量学是测绘学的分支学科，它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型，为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。

摄影测量学要解决的两大问题是几何定位和影像解译。

几何定位就是确定被摄物体的大小、形状和空间位置。

几何定位的基本原理源于测量学的前方交会方法，它是根据两个已知的摄影站点和两条已知的摄影方向线，交会出构成这两条摄影光线的待定地面点的三维坐标。

影像解译就是确定影像对应地物的性质。

简史19世纪50年代，摄影技术一经问世，便应用于测量。

当时采用地面摄取的成对像片使用同名射线逐点交会的方式进行测量，称为交会摄影测量。

那时摄影机物镜的视场角仅有30°，一个像对所能测绘的面积很小，是地面摄影测量的初始形式。

20世纪初，物镜的视场角有所扩大，并发明了立体观测法，摄影测量进入了新的发展阶段。

1901年德国的普尔弗里希(C.Pulfrich)制成了立体坐标量测仪，1911年德国蔡司光学仪器厂制造出了由奥地利的奥雷尔(E.von Orel)设计的地面立体测图仪，从此便形成了比较完备的地面立体摄影测量。

19世纪末至第一次世界大战之前，很多学者进行了空中摄影的试验,理论和设备方面都有了初步的发展。

例如，德国的S.芬斯特瓦尔德在理论上使用投影几何原理，解析地处理空间后方交会,根据3个地面控制点解算空间摄影站点的坐标；提出了像片核线的定义以及像对的相对定向和绝对定向的概念。

奥地利的山甫鲁(T.Scheim-pflug)首先提出像片纠正、双像投影测图和辐射三角测量的概念，并于1900年研制出八物镜航空摄影机。

摄影测量与遥感摄影测量与遥感一、摄影测量学的定义与任务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。

摄影测量产品：•DEM（数字高程模型）：数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。

用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、洪水淹没区分析。

•DLG（数字线划图）：现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。

数字线划图既包括空间信息也包括属性信息，可用于人口、资源、环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础。

•DRG（数字栅格地图）：数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。

可作为背景与其他空间信息相关，用于数据采集、评价与更新，与DOM、DEM集成派生出新的可视信息。

•DOM(数字正射影像图）：利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像数据。

它的信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和社会经济信息。

摄影测量分类：（1）空摄影测量（2）航天摄影测量（3）地面摄影测量（4）近景摄影测量（5）显微摄影测量。

二、摄影测量学的发展历程从1851年法国陆军上校劳赛达提出并进行交会摄影测量算起，摄影测量学已经走过了160年的历程：模拟摄影测量(1851-1960’s)、解析摄影测量(1950’s-1980’s)、数字摄影测量(1970’s-现在）。

三、摄影测量与遥感的发展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，从而获得自然物体及其环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术。

无需接触物体本身获得被摄物体信息由二维影象重建三维目标面采集数据方式同时提取物体的几何与物理特性发展方向：与RS、GIS、GPS结合方向；智能化，实时化方向。

摄影测量学基础知识点一、摄影测量学的基本概念。

1. 摄影测量学定义。

- 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。

简单来说，就是利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间位置的学科。

2. 摄影测量的分类。

- 按距离远近分。

- 航天摄影测量：利用航天器（卫星、航天飞机等）上的摄影机对地球表面进行摄影，获取大面积的影像数据，主要用于地形测绘、资源调查、环境监测等全球性或大区域的项目。

- 航空摄影测量：通过飞机等航空飞行器上的航空摄影机对地面进行摄影，是地形测绘、城市规划等中常用的测量手段，它可以获取较高分辨率的影像，覆盖范围相对航天摄影测量小，但精度较高。

- 地面摄影测量：将摄影机安置在地面上，对目标物进行摄影测量。

常用于近景摄影测量，如建筑变形监测、文物保护中的三维建模等。

- 按用途分。

- 地形摄影测量：主要目的是测绘地形图，获取地面的地形地貌信息，包括等高线、地物位置等。

- 非地形摄影测量：用于测定物体的外形、大小和运动状态等，在工业制造（如汽车外形检测）、生物医学（如人体骨骼测量）等领域有广泛应用。

3. 摄影测量的发展历程。

- 早期的摄影测量主要基于模拟摄影测量仪器，如立体测图仪等。

通过光学机械的方法，将摄影像片进行模拟处理，实现地形测绘等功能。

- 随着计算机技术的发展，进入解析摄影测量阶段。

通过建立数学模型，利用计算机解算像片上像点的坐标，提高了测量的精度和效率。

- 现在，数字摄影测量成为主流。

它以数字影像为基础，利用计算机视觉、图像处理等技术，实现自动化、智能化的摄影测量处理，如数字高程模型（DEM）生成、正射影像图制作等。

二、摄影测量的基本原理。

1. 中心投影原理。

- 摄影测量中，摄影机的镜头相当于一个中心投影的投影中心。

地面上的点在像片上的成像过程是中心投影。

- 设地面点A，摄影中心S，像点a，在中心投影下，A点发出的光线通过镜头S 后，在像平面上成像为a点。

摄影测量学复习1、摄影测量学的定义：摄影测量学是对研究的物体进行摄影、量测和解译所获得的影像，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。

2、摄影测量学的内容：获取被摄物体的影像，研究影像的处理理论、技术和设备，以及将所处理的量测得到的结果以图解或数字的形式输出的技术和设备。

摄影测量的主要任务：测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型，为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。

3、摄影测量学要解决的两大问题：几何定位和影像解译。

几何定位：确定被摄物体的大小、形状和空间位置。

影像解译：确定影响对应地物的性质。

4、摄影测量的优点（特点）：①不比直接接触被测物体；②对静止、动态的物体都可以测量，信息丰富、形象直观；③可以在舒适的环境中进行量测、重测、补测；④可以进行立体量测；⑤各种方式得到的相片均可通过摄影测量进行处理；⑥现代化、自动化进行数据处理。

5、摄影测量学的分类：（1）按照摄影机所处位置不同：地面摄影测量、航空摄影测量和航天摄影测量。

（2）根据应用领域不同：地形摄影测量和非地形摄影测量。

（3）根据技术处理手段不同：模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。

6、摄影测量学敬礼的发展阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量7、景深：被摄景物中能产生较为清晰影像的最近点至最远点的距离。

8、量测用摄像机具有以下特点：①成像框上具有框标标志；②相距是一个固定的已知值；③相片的内方位元素是已知的；④具有良好的光学性能。

9、摄影测量对摄影的基本要求：①摄影比例尺1/m=f/H；飞行航高H的变化量ΔH<5%H，同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于30m；摄影区域内实际航高与设计航高之差不得大于50m②像片重叠度航向重叠度60%-65% 旁向重叠度15%-30%；③像片倾角α<3°；④航带弯曲度<3%；⑤像片旋偏角κ<6°；⑥其他要求飞机速度不宜过快、直线性要好。

1、吉林大学2、英昌明3、工程测量专业4、摄影测量学的定义：对研究的物体进行摄影，量测和解译所获得的影像，获得被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。

摄影测量的任务：获取被摄物体的影像，研究影像的处理理论技术和设备，以及将所处理和量测得到的结果以图解或数字的形式输出的技术和设备。

2、摄影测量与遥感的区别：摄影测量侧重于几何信息；遥感测量侧重于物理信息。

3、4D技术包括什么?DEM（数字高程模型）；DLG（数字线划图）；DRG（数字栅格图）；DOM(数字正射影像)4、数字摄影测量的特点：①无需接触物体的本身获得被摄物体影像资料；②由二维影像重建三维坐标；③面采集数据方式；④同时提取物体的几何和物理信息；⑤产品形式多样5、摄影测量学的发展历程：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。

6、航向重叠度的定义：沿航向重叠部分与像片长度之比；航向重叠一般应达到60%，至少不小于53% 7、旁向重叠度的定义：旁向重叠部分的长度与像片长度之比；旁向重叠为35～15%。

8、竖直摄影测量的定义：摄影瞬间摄影机的主光轴处于铅垂方向的摄影。

9、航摄有哪些框标？机械框标和光学框标。

10、摄影基线定义：相邻摄站间的连线。

11、像片主距：摄影物镜后节点至像平面的距离。

12、摄影机焦距：摄影机物镜后主点至焦点的距离。

13、摄影比例尺：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：f——摄影镜头的焦距；H——镜头中心相对于地面的高度，称为相对航高。

14、航高概念：飞机在飞行过程中距地球上某一基准面的垂直距离。

随基准面的不同，航高分为：绝对高度——相对于平均海平面的垂直距离；相对高度——相对于平均海平面以外的某一基准面的垂直距离。

15、航线弯曲：航空摄影测量中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。

16、像片旋角：在像片平面内，所选定的像片坐标系绕主光轴旋转的角度。

第一章1摄影测量学定义：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他物体几何、属性等可靠信息的工艺、科学和技术。

2摄影测量分类：按距离远近：航空、航天、近景、显微摄影测量；按用途：地形、非地形摄影测量；按处理手段：模拟、解析、数字摄影测量。

摄影机平台：航天摄影测量，航空摄影测量，地面摄影测量，水下摄影测量。

3摄影测量任务：地形测量领域：各种比例尺的地形图、各部门专题图，建立地形数据库，提供地理信息系统所需要的基础数据；非地形测量领域：生物、医学、公安侦破、考古、建筑物变形监测。

4物理投影：光学的、机械的或光学-机械的模拟投影。

数字投影：利用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位置。

第二章1基础知识：1摄影机主距：航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，称为航空摄影机主距(f),也叫像片主距，与物镜焦距基本一致。

2框标：设置在摄影机焦平面上位置固定的光学机械标志，用于在焦平面(即像片)上建立像方坐标系。

3摄影比例尺：航摄影像上线段I与相应地面线段L的水平距之比。

1/m=l/L=f/H4航高：摄影飞机在摄影瞬间相对某一水准面的高度。

分为相对和绝对，用H表示。

5竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于3°，夹角为像片倾角。

6航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠。

Px%=px/lx*100% 要求60% 最小53%旁向重叠：相邻航线间的影像重叠。

Py%=py/ly*100% 要求30% 最小15%飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的航向重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的旁向重叠度。

7摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离(两次曝光的时间间隔内飞机飞过的距离)。

8航线弯曲：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，称为航线弯曲。