摄影测量学2-1

摄影测量学第一章 绪论1、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。

2、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：摄影机主光轴（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（f ）。

2、航空摄影：利用安装在航摄飞机上的航摄仪，在空中以预定的飞行高度度沿着事先制定好的航线飞行，按一定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，即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直。

Hf L l m ==1 （m —像片比例尺分母，f —摄影机主距，H —平均高程面的摄影高度 H=m ·f ） 3、相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度，称为摄影航高。

绝对航高是相对于平均海平面的航高，是指摄影机物镜在摄影瞬间的真实海拔高。

通过相对航高H 与摄影地区地面平均高度H 地计算得到：H 绝=H+H 地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：当投影会聚于一点时，称为中心投影； 正射投影：投影射线与投影平面成正交。

中心投影：投影射线会聚于一点（投影射线的会聚点称投影中心） 投影 斜投影：投影射线与投影平面成斜交 平行投影正射投影：投影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 。

（一）名词解释（1）摄影测量：摄影测量是利用摄影所获得的影像来测定目标物的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门学科。

（2）摄影比例尺：摄影像片水平、地面取平均高程时，像片上的线段l与地面上相应的水平距L之比。

（3）地面采样间隔（Ground Sample Distance, GSD）：指的是数字影像上一个像素所对应的地面尺寸。

（4）航向重叠度：相邻像片在航线上的重叠度。

（5）旁向重叠度：相邻航线之间像片的重叠度。

（6）像片倾斜角：摄影瞬间摄影机主光轴与铅垂线的夹角。

（7）摄影基线：航向相邻的两个摄站之间的距离。

（8）航线间隔：相邻航线之间的距离。

（9）像片旋偏角：相邻像片的像主点连线与像幅沿航线方向的两框标连线之间的夹角。

（10）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，叫做中心投影。

（11）透视变换：两个平面之间的中心投影变换，称为透视变换。

（12）相对航高：指摄影飞机在摄影瞬间相对于所测区域的平均高程面的高度。

（13）像片内方位元素：确定投影中心与像片之间相对位置的参数。

（14）像片外方位元素：确定像空系在地面辅助坐标系中位置和方向所需要的元素。

（15）像片倾斜误差：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。

（16）像片投影误差：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。

（17）单像空间后方交：根据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。

（18）立体像对：由不同摄站获取的，具有一定影像重叠的两张像片。

（19）同名像点：物方任意一点分别在左右两张影像上的构像点。

（20）左右视差：同名像点在各自像平面坐标系中的横坐标之差。

（21）上下视差：同名像点在各自像平面坐标系中的纵坐标之差。

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。

第一章绪论【1】摄影测量学：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】摄影测量分类：（1）按距离远近：航天摄影测量，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。

【3】摄影测量特点：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【4】发展趋势：传感器平台的多样化，无人机发展。

从对控制点的高度依赖走向无需地面控制点的摄影测量作业模式。

新型传感器的发展有望取代传统的胶片型传感器。

摄影测量软件平台的并行化与自能化。

多传感器的有效集成。

【5】影像数字化：用高精度影像数字化仪（扫描仪）将像片（负片或正片）转化为数字影像【6】（1）单像量测：特征提取与定位及交互量测（2）双像量测：影像匹配及交互立体量测（3）多像量测：多影像间的匹配及交互多影像量测【7】发展三阶段：（1）模拟摄影测量：用光学或机械投影的方法模拟摄影成像过程，用多个投影器恢复航摄仪位置和姿态，通过几何反转建立与实际地形表面成比例的几何模型，通过对几何模型的量测得到地形图和各种专题图件（2）解析摄影测量：以计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式在建立像点坐标与物点坐标间的几何关系，而研究并确定被摄物体的形状，大小，位置，性质及相互关系，并提供各种摄影测量产品（3）数字摄影测量：基于摄影测量的基本原理，用计算机技术，数字图像处理，影像匹配，模式识别等多学科的理论和方法，从影像中提取所摄物体以数字方式表达的几何与物理信息。

第二章单幅影像解析基础【1】空中摄影：用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直。

【2】航空摄影：利用安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影【3】（1）航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离（2）像片主距：物镜后节点到像平面的距离（3）像场：物镜焦面上中央成像清晰的范围（4）像场角：像场直径对物镜后节点的夹角【4】摄影比例尺：把摄影像片当做水平像片，地面取平均高程，这时候像片上的线段l和地面上相应线段的水平距L之比。

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。

摄影测量学复习资料摄影测量学1、摄影测量学：是对研究的对象进⾏摄影，根据所得的构象信息，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。

最⼩不能⼩于53%。

旁向重叠：完成⼀条航线的摄影后，飞机进⼊另⼀条航线进⾏测量摄影，相邻航线影像之间也必须有⼀定的重叠。

⼀般q=30%~40%，最⼩不得⼩于15%。

4、像主点：摄影中⼼S在像⽚平⾯上的投影点。

5、像底点：主垂线与像⽚⾯P的交点n称为像底点。

6、等⾓点：倾⾓α的平分线与像⽚⾯交于点C称C点为等⾓点。

7、主纵线：主垂⾯W与像平⾯P的交线称为主纵线W。

8、等⽐线：过像主点平⾏于合线的直线称为等⽐线。

9、摄影测量常⽤的坐标系统，它们是如何定义的？（1）像平⾯坐标系：是以该像⽚的像主点为坐标原点的坐标系，⽤来表⽰像点在像⽚⾯上的位置，在实际应⽤中，常采⽤框标连线的交点为坐标原点，称为框标平⾯坐标系。

X、y 轴的⽅向按需要⽽定，常取与航线⽅向⼀致的连线为x轴，航线⽅向为正。

（2）像空间坐标系：以摄影中⼼S为坐标原点，X轴和Y轴分别与像平⾯直⾓坐标系的X 轴和Y轴平⾏，Z轴与主光轴重合，向上为正，像点的像空间坐标系表⽰为（x、y、-f）。

（3）像空间辅助坐标系：其坐标原点是摄影中⼼S坐标轴依情况⽽定，通常有三种⽅法：a、以每⼀条航线的第⼀张像⽚的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。

b、取u、v、w轴系分别平⾏于地⾯摄影测量坐标系D-XYZ，这样同⼀像点a在像空间坐标系中的坐标为x、y、z=（-f），⽽在像空间辅助坐标系中的坐标为u、v、w。

c、以每个像⽚对的左⽚摄影中⼼为坐标原点，摄影基线⽅向为u轴，以摄影基线及左⽚光轴构成的平⾯作为uw平⾯，过原点且垂直与uw⾯（左核⾯）的轴为v轴构成右⼿直⾓坐标系。

（4）地⾯摄影测量坐标系：其坐标原点在测区内某⼀点上，x轴是⼤致与航向⼀致的⽔平⽅向，y轴与x轴正交，z轴沿铅垂⽅向，构成右⼿直⾓坐标系。

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7 透视平面旋转定律8外方位元素9 核面10绝对定向元素二、填空题（每空1分，共10 分）1 摄影测量的基本问题，就是将__________ 转换为___________ 。

2 物体的色是随着___ 的光谱成分和物体对光谱成分固有不变的___________ 、和___________ _____ 的能力而定的。

3 人眼产生天然立体视觉的原因是由于 _______________ 的存在。

4 相对定向完成的标志是 _____________ 。

5 光束法区域网平差时，若像片按垂直于航带方向编号，则改化法方程系数阵带宽为，若按平行于航带方向编号，则带宽为________________________________________ 。

三、不定项选择题（每小题2 分，总计20 分）1、以下说法正确的是（）。

同名像点必定在同名核线上B. 像点、物点、投影中心必在一条直线上C. 主合点为主纵线与核线的交点D. 等角点在等比线上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6、卫星与太阳同步轨道是指（）。

A、卫星运行周期等于地球的公转周期B、卫星运行周期等于地球的自传周期C、卫星轨道面朝太阳的角度保持不变。

D、卫星轨道面朝太阳的角度不断变化。