摄影测量学2

摄影测量学教案摄影测量学教案一课题：摄影测量学基础教学目标：1. 让学生理解摄影测量学的基本概念和原理。

2. 使学生掌握摄影测量的主要流程和方法。

3. 培养学生对摄影测量技术的应用能力和创新思维。

教学重点&难点：重点：摄影测量的基本原理、像片的获取与处理。

难点：立体像对的解析与应用。

教学方法：问题导向式探究学习教学过程：教师：同学们，我们今天来开始学习一门很有意思的学科——摄影测量学。

首先，大家思考一下，什么是摄影测量学呢？（引导学生思考和讨论）学生：（自由发言）教师：好，那我们来看看摄影测量学的定义。

摄影测量学是通过摄影手段获取物体的影像，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科学。

（展示相关图片和实例）现在大家对摄影测量学有了初步的认识吧。

那我们来探究一下摄影测量的主要流程有哪些。

（提出问题）学生：（分组讨论）教师：大家讨论得很热烈，我们一起来总结一下。

摄影测量主要包括像片的获取、像片的定向、立体观测与量测、摄影测量解算等步骤。

（结合实例详细讲解每个步骤）接下来我们重点学习像片的获取。

像片是摄影测量的基础，那像片是怎么获取的呢？（引导学生思考）学生：用相机拍照。

教师：对，但不仅仅是这么简单哦。

获取高质量的像片需要考虑很多因素，比如相机的选择、拍摄角度、拍摄距离等等。

（详细讲解像片获取的要点和注意事项）然后我们来探讨一下立体像对。

同学们看这两组像片，它们有什么特点呢？（展示立体像对）学生：它们看起来很相似，但又不完全一样。

教师：非常好，这就是立体像对。

它们是从不同角度拍摄同一物体的像片对，通过对立体像对的解析，我们可以获取物体的三维信息。

（深入讲解立体像对的解析方法和应用）教材分析：本部分内容主要介绍了摄影测量学的基础知识和基本流程，为后续深入学习打下基础。

通过问题导向的探究学习，让学生主动思考和探索，加深对知识的理解和掌握。

作业设计：让学生寻找生活中可以用摄影测量技术解决的问题，并提出解决方案。

摄影测量学部分课后习题答案精⼼整理第⼀章1.摄影测量学：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的⼏何、属性等可靠信息的⼯艺、科学与技术。

1.2摄影测量学的任务：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。

⾮地形测量领域：⽣物医学、公安侦破、古⽂物、古建筑、建筑物变形监测2.摄影测量的三个发展阶段及其特点：模拟摄影测量阶段：（1）使⽤的影像资料为硬拷贝像⽚。

（2）利⽤光学机械模拟装置,实现了复杂的摄影测量解算。

（3）得到的是（或说主要是）模拟产品。

（4）摄影测量科技的发展可以说6）（44）它是3.1.3.答：1.左右的⾯。

4.L 于4.对于8.1.9.因素：13. 答：摄影测量中常⽤的坐标系有两⼤类。

⼀类是⽤于描述像点的位置，称为像⽅空间坐标系；另—类是⽤于描述地⾯点的位置．称为物⽅空间坐标系。

（1）.像⽅空间坐标系①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，y x ,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。

②像空间坐标系，为了便于进⾏空间坐标的变换，需要建⽴起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。

以摄影中⼼S 为坐标原点，y x ,轴与像平⾯坐标系的y x ,轴平⾏，z 轴与主光轴重合，形成像空间右⼿直⾓坐标系xyz S -③像空间辅助坐标系，像点的像空间坐标可直接以像平⾯坐标求得，但这种坐标的待点是每张像⽚的像空间坐标系不统⼀，这给计算带来困难。

为此，需要建⽴⼀种相对统⼀的坐标系．称为像空间辅助坐标系，⽤XYZ S -表⽰。

此坐标系的原点仍选在摄影中⼼S 坐标轴系的选择视需要⽽定。

（2）物⽅空间坐标系①摄影测量坐标系，将像空间辅助坐标系XYZ S -沿着Z 轴反⽅向平移⾄地⾯点P ，得到的坐标系p p p Z Y X P -称为摄影测量坐标系②地⾯测量坐标系，地⾯测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采⽤的⾼斯—克吕格?3带或?6带投影的平⾯直⾓坐标系和⾼程系，两者组成的空间直⾓坐标系是左⼿系，⽤t t t Z Y X T -表⽰。

摄影测量考试资料第一章1摄影测量学：是利用光学摄影机获取的像片，通过像片来研究被摄物体的形状、大小、位置、和相互关系的一门学科。

2摄影测量学的主要任务：测制各种比例尺的地形图，创建地形数据库，为地理信息系统，各种工程应用领域提供更多基础测绘数据。

3摄影测量学发展的三个阶段：演示摄影测量，解析摄影测量，数字摄影测量。

第二章1航空摄影机具有框标目的：是建立像片的直角框标坐标，分为机械框标和光学框标。

2摄影机主距：摄影机物镜的中心到像主点的垂距，基本上等于物镜焦距。

一般用f表示3像是场内，圆内直奔正方形或矩形称作最小像是幅，尺寸：18x18cm,23x23cm,30x30cm4航摄仪的特征：在紧固维持不变的承片框上四个边的中点各存有一个框标、内方位元素未知、摄影机主距焦距一致且紧固维持不变第三章1摄影比例尺(像片比例尺）：航摄像机片上一线段为l的影像与地面上适当线段的水平距l之比。

1?l?fmlh2当取摄区内的平均高程面作为摄影基准面时，摄影机的物镜中心至该面的距离为摄影行高，用h表示。

（相对航高）物镜中心相对于平均海水面的距离（绝对航高）3航向重合：同一航线内相连像片上具备一定区域的影像重合一般情况下，要求航向重叠度最小不能少于53%，最好为60%-65%旁向重叠：相邻航线的相邻像片上具有一定的影像重叠通常情况下，旁向重合度严禁多于15%，维持在30%-40%之间。

建议像片重合的目的：易于像片立体观察与测量；易于像片堆叠4投影方式的相同：地形图为corresponding投影，航摄像机片为中心投影4摄影基线：航线方向相连两摄站点的空间距离。

5摄影相片上特定的点线面重要的点：像是主点o―地主点o像是底点n―地底点n二重点（迹点）tt上的点等角点c主合点i遁点j重要的线：摄影机轴（摄影方向，主光轴）so投影轴tt主垂线sn主纵线vv基本方向线vv真水平线（合线）hihi等比线hchc主横线hoho重要的面：主垂面w真水平面（合面）6摄影测量常用的坐标系：像方坐标系：用于描述像点的位置。

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。

摄影测量学一、名词解释（每小题3分，共30分）1摄影测量学2航向重叠3单像空间后方交会4相对行高5像片纠正6解析空中三角测量79123451主合点2、以下为正射投影的为（）。

A.框幅式相机拍摄的航片B.地形图C.用立体模型测绘的矢量图D.数字高程模型3、立体像对的前方交会原理能用于（）。

A.相对定向元素的解求B.求解像点的方向偏差C.地面点坐标的解求D.模型点在像空间辅助坐标系中坐标的解求4、解析内定向的作用是（）。

A．恢复像片的内方位元素B.恢复像片的外方位角元素C.部分消除像片的畸变D.恢复像片的外方位线元素5、光学纠正仪是（）时代的产品，其投影方式属于机械投影。

A.模拟摄影测量B.解析摄影测量C.数字摄影测量D.数字投影6AC化。

7A8A D、9A10A四、简答题（第1题6分，第2，3题7分）1、倾斜位移的特性。

2、单行带法相对定向后，为何要进行比例尺归化？为何进行？3、独立模型法区域网平差基本思想。

五、论述题（20分）以TM为例说明，说明时间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、空间分辨率。

答案一、名词解释1是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构想信息，从几何方面和物理方面加以分析研究，从而对所摄影的对象本质提供各种资料的一门学科。

23456法。

78910确定相对定向所建立的几何模型比例尺和恢复模型空间方位的元素。

二、填空题1中心投影的像片、正射投影的地形图。

2照射光线、吸收、反射、透视3生理视察4模型点在统一的辅助坐标系中坐标U、V、W的求出。

52N+2、N+3三、选择题1、ABC2、BCD3、CD4、AC5、A6、C7、C8、C9、C10、C四、简答题2答：在倾斜像片上从等角点出发，引向任意两个像点的方3取的b4内，缩放和平移，已取得在区域中的最或是值，从而求出各加密点的地面坐标五、论述题空间分辨率：传感器瞬时视场所观察到地面的大小。

辐射分辨率：传感器能区分两种辐射强度最小差别的能力。

时间分辨率：是指对同一地区重复获取图像所需要的时间间隔。

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。

一、名词解释1摄影测量学 2航向重叠3单像空间后方交会 4相对航高5解析空中三角测量 6外方位元素7核面 8绝对定向元素二、问答题1.写出中心投影的共线方程式并说明式中各参数的含义。

2.指出采用“后方交会+前方交会”和“相对定向+绝对定向”两种方法计算地面点坐标的基本步骤。

3.简述利用光束法（一步定向法）求解物点坐标的基本思想。

4.简述解析绝对定向的基本过程。

5.简述相对定向的基本过程。

6.试述航带网法解析空中三角测量的基本步骤。

二、填空1摄影测量的基本问题，就是将_________转换为__________。

2人眼产生天然立体视觉的原因是由于_________的存在。

3相对定向完成的标志是__________。

三、简答题1两种常用的相对定向元素系统的特点及相对定向元素。

2倾斜位移的特性。

3单航带法相对定向后，为何要进行比例尺归化？怎样进行？4独立模型法区域网平差基本思想。

5何谓正形变换？有何特点？四、论述题1空间后方交会的计算步骤。

2有三条航线，每条航线六张像片组成一个区域，采用光束法区域网平差。

（1）写出整体平差的误差方程式的一般式。

（2）将像片进行合理编号，并计算带宽，内存容量。

（3）请画出改化法方程系数阵结构简图。

参考答案：一、1是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构想信息，从几何方面和物理方面加以分析研究，从而对所摄影的对象本质提供各种资料的一门学科。

2供测图用的航测相片沿飞行方向上相邻像片的重叠。

3知道像片的内方位元素，以及三个地面点坐标和量测出的相应像点的坐标，就可以根据共线方程求出六个外方位元素的方法。

4摄影瞬间航摄飞机相对于某一索取基准面的高度。

5将中心投影转换成正射投影时，经过投影变换来消除相片倾斜所引起的像点位移，使它相当于水平相片的构象，并符合所规定的比例尺的变换过程。

6是将建立的投影光束，单元模型或航带模型以及区域模型的数字模型，根据少数地面控制点，按最小二乘法原理进行平差计算，并求加密点地面坐标的方法。