太原理工大学摄影测量学-摄影基本知识
(完整版)摄影测量知识点整理(完整精华版)
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 。
太原理工大学摄影测量学-第五章双像解析摄影测量4
X2
Y2
Z2
R
R1R
x2 y2
0 0
0 0
1 X 2 Z2
0
Y2
0
f 1 0 0 Z2 X 2
§4. 立体像对相对定向
三、连续像对相对定向
1
F
Bx
X1
X 2
Y1
Y2
Z1
Z2
X2
Y2
Z2
Z2
0
X 2
F
Bx X1
By Y1
Bz Z1 BxY1 X 2
1 0
B只决定立体 模型的比例 尺，不影响
相对方位
§4. 立体像对相对定向
二、相对定向的条件方程—共面条件方程
Z2
Z1
Y1
B
Bx
S1
X1
y1
x1
Y2 S2 Bz By核面内
S1S2 (S1a1 S2a2 ) 0
x2
Bx By Bz
X1 Y1 Z1 0
1
F Bx X1 Y1 Z1 0 X 2 Y2 Z2
1
F
Bx
X1
X 2
Y1
Y2
Z1
Z2
§4. 立体像对相对定向
三、连续像对相对定向
R
(R RR )
R
R1R R R
R
R1R
sin 0 cos cos 0 sin 0 0 1
R
R1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
cos 0 sin sin 0 cos 1 0 0
cos
By Bx tg Bx
Bz
Bx
摄影测量学基础知识点
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。
太原理工大学摄影测量学-第四章影像解析基础3-4
§3. 航摄像片的内、外方位元素
(2)以X轴为主轴的φ’-ω’-κ’转角系统 旁向倾角ω’：主光轴So在YZ平面上的投影SoY与Z轴的夹角。 航向倾角φ’：摄影方向So与其在YZ坐标面上的投影SoY的夹角。 像片旋角κ’：X坐标轴与SoY o组成的平面与像平面的交线和像 平面直角坐标系的x轴之间的夹角。
Photogrammetry
第四章 影像解析基础
1.中心投影与透视变换 2.常用的坐标系 3.影像(摄影机)的内外方位元素 4.像点坐标变换 5.中心投影的构像方程 6.影像的比例尺与像点位移 7.像对的立体观察与量测 8.单像摄影测量
§3. 航摄像片的内、外方位元素
为了由像点反求物点，必须知道摄影时摄影物镜(或投影中心)、 像片与地面三者之间的相关位置。 确定摄影物镜(或投影中心)、像片与地面间相关位置的参数称 为像片的方位元素，分为内方位元素和外方位元素两部分。
主轴-副轴(次主轴)-第三轴： φ-ω-κ (Y-X-Z)； φ’-ω’-κ’ (XY-Z) ； A-α-κV (Z-X-Y)
主轴：primary axis-Y Y坐标值不变
§3. 航摄像片的内、外方位元素
主轴-副轴(次主轴)-第三轴： φ-ω-κ (Y-X-Z)； φ’-ω’-κ’ (XY-Z) ； A-α-κV (Z-X-Y)
在ω’，φ’，κ’转角系统中，ω’、φ’ 两个角度确定了摄影机轴在摄影瞬 间的空间方位，而κ’角则确定了像 片在像平面内的方位。
§3. 航摄像片的内、外方位元素
当摄影主光轴铅垂，像片处于水平时，称为理像姿态。 像片由理想姿态到实际摄影时的姿态依次旋转的三个角值，
也就是像片的三个外方位角元素。 根据讨论问题和仪器设计的需要，像片外方位角元素通常
摄影测量学复习总结
《摄影测量学》基础知识梳理1、摄影测量学的主要任务：①测制各种比例尺的地形图和专题图；②建立地形数据库；③为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据；2、摄影测量是利用光学摄影机摄影的像片，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门学科和技术3、摄影测量的优点：①影像记录目标信息客观、逼真、丰富；②测绘作业无需接触目标本身，不受现场条件限制；③可测绘动态目标和复杂形态目标；④影像信息可永久保存、重复量测使用；4、按用途分类：地形摄影测量、非地形摄影测量5、按平台分类：航天/航空/地面/显微/水下+摄影测量6、按影像信息处理的技术手段分类：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量7、摄影机的两大组成部分：镜箱（物镜）、暗箱8、摄影物镜：相机上由单个凸透镜或凹凸透镜组合（等效透镜）成的精密光学成像系统9、折射平面将空间分为两部分，物体所在的空间称为物方空间，影像所在的空间称为像方空间；两侧与主光轴的交点为物方主点和像方主点10、D 为物距，d 为像距，f 为焦距：fd 11D 1=+11、有效孔径与物镜焦距f 之比的倒数即为光圈号数，光圈号数越小，能通过的光线越多，反之12、摄影时感光材料单位面积上取得的曝光量H 等于照度E 与曝光时间t 的乘积，即H=Et13、景深：指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。
光圈号数越大，景深越大；光圈号数越小，景深越小14、快门是控制曝光时间的重要机件，快门从打开到关闭所经历的时间称为曝光时间，或称快门速度15、航空摄影机按摄影机主距的长度可分为短焦距（<150mm ）、中焦距（150～300mm ）和长焦距（>300mm ）摄影机。
航空摄影机的像幅均采用正方形。
短焦距航空摄影机的像幅多为18×18cm ，中焦距的多为23×23cm ，长焦距的多为23×23cm 或30×30cm16、框标：设置在摄影机焦平面（承影面）上位置固定的光学机械标志，用于在焦平面上（像片上）建立 像方坐标系17、量测用摄影机的特征:①像距是一个固定的已知值，几乎等于摄影机物镜的焦距；②承片框上具有框标；③内方位元素是已知的；18、像主点（o ）：像片主光轴与像平面的焦点19、摄影机（像片）主距：像主点与物镜后节点之间的距离20、航摄仪的三大主要部件：镜头、框标平面、底片21、摄影比例尺是指航摄设计中的像片比例尺，像片比例尺是由摄影机的主距和摄影的高度来计算的。
太原理工大学摄影测量学全部复习资料剖析
1.摄影测量学：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.摄影测量的三个阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。
3.摄影测量解决的两大问题是几何定位和影像解译。
几何定位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。
常规的影像解译方法是根据地物在像片上的构像规律，采用人工判读方法识别地物的属性。
4.航空摄影测量：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。
5.航摄像片倾角:航摄物镜的主光轴偏离铅垂线的夹角.像片倾角保持在3°以内.6.航向重叠：指沿航线飞行方向两相邻像片上的重叠影像，航向重叠px%=60-65%,不得小于53%；旁向重叠：两相邻航带像片之间的影像重叠，旁向重叠py%=30-40%,不得小于15%7.摄影基线(B): 在航摄曝光瞬间，相邻两摄站间的距离.8.基高比(B/H): 摄影基线与航高的比值.。
基高比越大，垂直夸大越明显 9.、相对航高摄影机主距像片比例尺地面距离像片距离像片比例尺HS D S f)(,d )(====10.航摄比例尺的确定取决于成图比例尺，摄影比例尺与成图比例尺的关系：k b m c m = b m : 航摄比例尺分母 k m : 测图比例尺分母11.航线弯曲度: 航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。
要求航线弯曲度<3%.12.像片旋角: 相邻两像主点连线与同方向框标连线间的夹角. 要求像片旋角< 6°. 13.平行投影:投影线平行于某一固定方向的投影方式。
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14.透视变换:两个平面之间的中心投影变换.在透视变换的情况下，投影中心称为透视中心，像点也称为透视，物点称为投影。
15.像点位移:当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上的构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异.16.方向偏差: 从像片上某点作出的方向线与地面对应点画出的方向线的方位角不等，这种差异称为方向偏差.17.内方位元素:描述摄影中心与像片之间相对位置关系的数据. 即()f y x -0f : 摄影中心S 到像片的垂距x0: 像主点O 在像片框标坐标系中的x 轴值 y0: 像主点O 在像片框标坐标系中的y 轴值17.外方位元素: 确定摄影瞬间摄影中心空间位置及像片姿态的参数.包括三个外方位线元素(Xs 、Ys 、Zs) 即摄影瞬间摄影中心S 在地面摄影测量坐标系中的坐标 三个外方位角元素(φ、ω、κ )描述像片摄影瞬间的空间姿态。
摄影测量学基础第2章 摄影测量基础知识(影像获取 2课时)
➢优点： ✓直接存储数字影像，缩短作业周期 ✓无底片变形问题 ✓价格低、易普及、方便灵活 ✓调焦范围大、任意方向摄影 ✓满足特殊需要：遥控、水下、高空
➢缺点： ✓光学畸变差大，图象质量较差 ✓无框标装置 ✓成像面积小：小比例尺成像
机载数码成像系统
激光扫描范围 图像像幅
§2.1.2 遥感影像获取
《摄影测量学基础》 第二章 — 摄影测量基础知识
主要内容 §2.1 影像获取 2.1.1 航空影像获取 2.1.2 遥感影像获取 §2.2 摄影的基本要求
§2.1.1 航空影像获取
摄影测量是对物体的影像进行量测与解译,因此首先要对 被研究的物体进行摄影,获取被摄物体的影像,为此需要对 摄影测量仪器以及摄影的基础知识有一个基本的了解。 航空摄影测量主要使用的是专用的航空摄影机,它是一种 专门设计的大像幅的摄影机,也称航摄仪。随着数字摄影 测量技术的发展,有时也使用普通数字相机。
多回波特性
1st (and only) return from
ground
1st return from tree top
2nd return from branches
3rd return from ground
光谱特性
单一波段 灰度图
不同方式显示lidar数据
按航带 按回波数 按高程 按强度
2. 法国SPOT卫星
三 种
宽
扫 描
扫 描
方 式
三
台
扫
描
同轨立体成像
仪
SPOT5 全 色 波 段 图 像
（2.5米）
全色5m，多波段10米
常用的遥感卫星
3.美国IKONOS卫星
美国IKONOSⅡ卫星
太原理工大学摄影测量学-第五章双像解析摄影测量1-3概要
竖直像对: 相邻
两像片不水平、摄 影基线不水平组成
的像对
§1.双像解析摄影测量的方法
一、双像解析摄影测量概念
§1.双像解析摄影测量的方法
二、立体像对中特别的点线面
P1
同名光线(AS1,AS2)
同名像点(a1,a2) 摄影基线(S1S2) 核面（垂核面、主核面）
J1
o1 a1 S1
n1
B
n2
o2 a2 S2
用单张像片的空间后方与立体像对前方交会方式求解物点的三
维空间坐标。
用相对定向和绝对定向方法求解地面点的三维空间坐标。 采用光束法求解地面点三维坐标。
§2.物点坐标的计算―空间前方交会
立体像对前方交会的概念
二、立体像对中特别的点线面
几何模型与实际地表之间关系? 相似关系：比例尺、方位不确定
§1.双像解析摄影测量的方法
二、立体像对中特别的点线面
外方位元素 立体像对 实际地面
相对方位元素
几何模型
绝对方位元素
相似模型 比例尺任意，方位任意
§1.双像解析摄影测量的方法
三、双像解析处理立体像对的方法 根据摄得的立体像对的内在几何特性，按物点、摄站点与像点 构成的几何关系，用数字计算方式求解物点的三维空间坐标的 方法有三种：
摄影时所有的同名光线都处在各自对应的核面内 同一个核面对应的左右像片上的核线叫做相应(同名)核线，相应核线上的 像点一定是一一对应的 所有核面都通过摄影基线，而摄影基线与像面相交于一点，即核点，所以 像面上所有核线必会聚于核点
Hale Waihona Puke §1.双像解析摄影测量的方法
二、立体像对中特别的点线面
a1 x a2 y a3 f X Xs ( Z Zs ) c1 x c2 y c3 f Y Ys ( Z Zs) b1 x b2 y b3 f c1 x c2 y c3 f
摄影测量学第二章 摄影的基本知识
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第二章 摄影的基本知识
§2-1 摄影原理与摄影机
等效透镜的基本点、线、面
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第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-1 摄影原理与摄影机
主光轴： 透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。 主焦点（F,F’): 平行于主光轴的光线通过透镜组后 与主光轴的交点。 主平面（Q,Q’): 过等效折射点（h,h’)且垂直于主光 轴的平面。 主点（s,s’)： 主平面与主光轴的交点。 主焦距： 主焦点到主点间距离。 节点（k,k’）： 主光轴上角的放大率为1的一对光学 共轭点。（光线通过共轭节点时，角 放大率为1；物方与像方同介质时， k,k’分别与s,s’重合）。
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第二章 摄影的基本知识
§2-1 摄影原理与摄影机
2、物镜的成像公式
1 高斯成像公式： 1 1 D d F 牛顿成像公式： X x F 2
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第二章 摄影的基本知识
§2-1 摄影原理与摄影机
3、物镜的光圈和光圈号数 光圈:控制物镜进光面积的可变光阑。 1、调节物镜使用面积 作用 （A ( d )2
§2－3 摄影处理与像片晒印
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第二章 摄影的基本知识
§2-4 航空摄影及其基本要求
一、航空摄影
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航空摄影
机载数码成像系统
激光扫描范围 图像像幅
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第二章 摄影的基本知识
§2-4 航空摄影及其基本要求
二、摄影比例尺的选择
比例尺类别 航摄比例尺 成图比例尺
1:2000 大比例尺
1:4000 1:8000
1:3000
太原理工大学摄影测量学-第四章影像解析基础3-4
§3. 航摄像片的内、外方位元素
(2)以X轴为主轴的φ’-ω’-κ’转角系统 旁向倾角ω’：主光轴So在YZ平面上的投影SoY与Z轴的夹角。 航向倾角φ’：摄影方向So与其在YZ坐标面上的投影SoY的夹角。 像片旋角κ’：X坐标轴与SoY o组成的平面与像平面的交线和像 平面直角坐标系的x轴之间的夹角。
x0
y0
x'
y
'
A1
x
y
x0
y0
x0 ,y0:原点O在坐标系P-xy中的坐标值， 即坐标原点的平移量。
§4. 像点在不同坐标系中的变换
二、像点的空间坐标变换
取得像点的像平面坐标后，加上z＝-f 即可得到像点的像空 间直角坐标。 像点的空间坐标变换，通常是将像点的像空间直角坐标(x, y, -f)变换为像空间辅助坐标(X, Y, Z)。 是同一个像点在原点相同的两个空间直角坐标系中的坐标 变换。
cos κ
0
sin 0 cos 0 sin ω cos ω 0
0
1
a1 a2 a3
b1
b2
b3
c1 c2 c3
cos Xˆx
cosYˆx
cos
Zˆx
cos Xˆy cos Yˆy cos Zˆy
cos Xˆz
cosYˆz
cos
Zˆz
§4. 像点在不同坐标系中的变换
二、像点的空间坐标变换
Y
0
1
0
Y
R
Y
Z sin 0 cos Z
Z
§4. 像点在不同坐标系中的变换
二、像点的空间坐标变换 2：当坐标系S-Xφ Y(φ) Zφ绕副轴Xφ轴旋转ω角，得到坐标系SXφ(ω) Y(φ)ω Zφω ，此时Xφ轴坐标不变，两种坐标系的变换关系 为：
太原理工大学摄影测量学-第九章摄影测量作业过程及外业工作
像控点布设的一般原则： 像控点一般按航线全区统一布点，不受图幅单位的限制； 布在同一位置的平面点和高程点，应尽量联测成平高点；
§2. 像片控制测量
一、像片控制点布设的基本要求
像控点布设的基本要求： 相邻像对和相邻航线之间的像控点应尽量公用，当不能公用时，则 须分别布点 位于自由图边（测区的边界线）或非连续作业的待测图边的像控 点，一律 布在图廓线外，确保成图满幅。 像控点尽可能在摄影前布设地面标志以提高刺点精度 点位必须选择在像片上的明显目标点，以方便转刺和立体观察。
编写设计书
摄
航空摄影
航测外业
影
像控点布设、测量
测
区域网加密
量
作
内业数字测图
业
制作正射影像
航测外业
外业调绘、编辑
流
程
资料整理
项目检查验收
§1. 摄影测量作业过程
一、摄影测量作业过程
摄影测量外业工作过程： 技术设计（Design） 准备工作及拟定作业计划（Preparation） 外业工作施测（Measurement） 外业成果检查与验收（Check and accept）
像片控制测量的布点方案：根据成图方法和成图精度在像片上确定航 外像片控制点的分布、性质、数量等各项内容所提出的布点规则。
全野外布点: 是指正射投影作业、内业测图定向和纠正作业所需要的全 部控制点均由外业测定的布点方案。 控制点的坐标和高程全部在野外测定； 常用于特殊要求及特殊地形，或小面积测图时使用； 特点是精度较高、但外业作业量大，使用范围受限制。
非全野外布点(稀疏布点) 少量控制点在野外测定，然后在室内进行控制加密，即解析空中三 角测量法获得所需要加密点的地面坐标。
摄影测量基础知识
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方法的交会方式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
摄
影
测
量
学
光 学像 片
解 析测图仪器
第
一
章
—
绪 论
•解析空三 •解析测图仪 •数控正射仪
吕 利 萍
数字线划地图 数字高程模型 像片影像地图
光学机械测图仪器
一
章
—
绪 论
•单片测图
•分工法测图
•综合法测图
吕 利 萍
图解线划地图 像片影像地图
人工建立立体模型
人工量测 和解译
机械绘图
Wild A10 模拟立体测图仪
摄 影 测 量 学 第 一 章 绪 论
吕 利 萍
—
—
光学纠正仪
摄 影 测 量 学 第 一 章 绪 论
SEG-1
吕 利 萍
HJ-24
（5）摄影测量：任务之一
▪
地形测量领域
摄
各种比例尺的地形图、专题图、特种地图
影
正射影像地图、景观图
测
量
学
第
一
章
—
绪
建立各种数据库
论
提供地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据
吕 利 萍
（5）摄影测量：任务之二
▪ 非地形测量领域
– 生物医学
– 公安侦破
摄
– 古文物、古建筑
影
– 变形监测
测 量
– 军事侦察
10000～12000m
侦察、大范围调查
学
中低高度飞机
500～8000m
太原理工大学摄影测量学-像片纠正与正射影像图
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
像片纠正方法分类 光学机械纠正法:利用光学方法纠正图像是摄影测量中的传统方法, 将航 摄像片纠正成为像片平面图。 光学微分纠正(正射投影技术):解析摄影测量发展阶段制作正射影像地图 的主要方法, 使用一小块面积(一定长度的缝隙)作为一个纠正单元进行 纠正的方法。(是在专门的仪器—正射投影仪上进行的)。 数字微分纠正:根据已知影像的内定向参数和外方位元素及数字高程模型 (DEM) 进行纠正。
x' x x0 y y y Z ZS H
' 0
x y
A1 X A 2 Y A 3 C 1 X C 2Y 1 B1 X B 2Y B 3 C 1 X C 2Y 1
两透视平 面的投影 变换公式
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
光学机械纠正法 实际上是利用图底上已知点的坐标用对点的方 法进行纠正，用纠正仪的机械动作 (自由度 ) 将投影圈点 ( 像点 ) 与图底叉点 ( 对应图点 ) 重 合。 纠正仪的自由度 : 比例尺缩放、承影面倾斜、 像片盘旋转、像片的横向偏心和纵向偏心 纠正点数：5个 纠正方法：对点纠正 纠正好后，在承影面上放相纸曝光晒像得纠正 好的像片(正射影像)。
4(0, n)
3(n, n)
1(0, 0）
2(n, 0)
像片纠正与正射影像图
三.立体正射影像对的制作方法
立体正射影像对的制作方法 获得立体匹配片 : 将DEM格网点的X,Y,Z坐标用共线方程变换到像片上的 同时引入一个人工视差, 该人工视差反映实地地形起伏情况。 依据人工视差引入的方法，立体匹配片制作方法分为: 基于斜平行投影、 基于对数投影
x1
摄影测量基础知识
二、中心投影的基本知识
投 影 方 式
投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射 投影射线：投影的直线 投影平面：投影的几何面
投影射线会聚于一点的投影称为中心投影
投影中心 投影射线
物点 投影平面 投影点
投影射线平行于某一固定方向的投影的投影称为平行投影
斜投影
投影射 线与投 影平面 斜交
正射投影 投影射线 与投影平 面正交
像片旋角，
3）以Z轴为主轴的A、、 Z S
Y
X 方位角A 像片倾角 像片旋角 X
y xபைடு நூலகம்
Z
Y
A N
A
六、像点的空间直角坐标变换
1 像点的平面坐标变换
x x' y A y ' x' 1 x y ' A y
航向倾角 旁向倾角 像片旋角
Z
Y
Ys N A Xs
思考：若选用以像片 的像空间坐标系为 X 像辅助坐标系为参 考标准，则像片的 外方位元素是什么？
2）以X轴为主轴的，、 ， 、 ， Z S y Zs Z
， ，
Y X 旁向倾角，
， x
o X
航向倾角,
Y
Ys N A Xs
oY
《摄影测量学》
摄影测量基础知识
主要内容
一、航空摄影
二、中心投影的基础知识
三、航摄像片上特殊的点、线、面
四、摄影测量常用的坐标系统
五、航摄像片的内外方位元素
六、像点的空间直角坐标变换 七、中心投影构象方程 八、航摄像片上的像点位移
3.1、摄影比例尺与摄影航高
一、摄影比例尺
航摄像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距L之比。
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§1. 摄影基本原理与摄影机
（三） 光圈和光圈号数
? 平行光线经物镜成像于焦面上，单位面积 影像的亮度与有效孔径的平方成正比，而 与物镜焦距的平方成反比，也就是与相对 孔径的平方成正比，与光圈号数的平方成 反比。
? 光圈号数越小，光圈就越大，能通过的光 线越多，聚焦在感光物上的亮度就越高 （越亮）；反之，使用的光圈号数越大， 影像亮度就越小。
x ?x ' ? f 2
§1. 摄影基本原理与摄影机
（三） 光圈和光圈号数
? 实际使用的物镜都不是理想的，通过物镜 边缘部分的投射光线都会引起较大的影像 模糊和变形。为限制物镜边缘部分的使
用，并控制和调节进入物镜的光量 ，通
常在物镜筒中间设置一个 光圈。 ? 有效孔径δ(光束直径)与物镜焦距f之比称相
? 过像方焦点作垂直主光轴的平面称为 焦平面。
§1. 摄影基本原理与摄影机
（一）摄影机 物镜
在由物点发射的诸入射光线和经物镜出射的诸成像光线中，有 一对共轭 光线，其入射光线与主光轴的夹角 β和出射成像光线与主光轴的夹角 β' 恰 好相等 。
共轭光线与主光轴的交点分别为 k和k' ，称点k为前方节点，又称物方节 点；点k' 为后方节点，又称像方节点。
（一）摄影机 物镜
AB是一平行于主光轴的光 线，经物镜诸透镜界面折 射后得折射光线CD，CD 与主光轴相交于主光轴 F' 点，延长AB和CD交于点 h' ，过h' 作垂直于主光轴 的主平面Q' ，发现平行于 主光轴的诸投射光线的折 射光线，都在平面Q' 上发 生折射现象。
§1. 摄影基本原理与摄影机
械或其他装置的作用，使感光材料展平并紧贴在像框平面上。
§1. 摄影基本原理与摄影机
（一）摄影机 物镜
? 摄影机 物镜是一个复杂的光学系统，它由多个透镜组合而成，在 摄影时起 成像和聚光 作用。
? 单透镜物镜有各种像差，为 克服像差 的影响，一般摄影机物镜都 是由几个组合透镜 组合而成。
§1. 摄影基本原理与摄影机
§1. 摄影基本原理与摄影机
（二） 成像公式
物点A 到物方主平面H 的距离D，称为物距；像点 a到像方主平面H' 的距离d，称为像距。物镜的 焦距为f。由光学成像公式可知：
11 1 ??
Dd f
§1. 摄影基本原理与摄影机
（二） 成像公式
1?1? 1 Dd f
? 构像公式:表示一个物点发出的所有投射光线，经理想物镜 后所有对应的折射光线仍然会聚于一个像点上，则这个像点 是清晰的。若物距和像距分别取焦点f和f' 为起算点，相应的 物距和像距用x和x' 表示，则得构像公式的另一种形式：
A
Q
Q'
P B
?S
k
F
S'
F'
k'
?'
b P'
a
§1. 摄影基本原理与摄影机
（一）摄影机 物镜
? 一个物镜有一对主点、一对焦点和一对节点。当物方空间和 像方空间介质相同时，理想的物镜， 一对节点正好与一对主 点重合。这时物镜的主点就具有节点的特性，即∠ β＝ ∠β' ，像方焦距等于物方焦距。
? 假定物镜的两个主平面重合，则共轭光线重合为 一条直线， 此时，投射光线和折射光线为一条直线， 称为主光线，主光 线在摄影测量中有很重要的意义。
主平面Q和Q' 将空间分为两部分，物
体所处的称为物方空间，影像所处的
称为像方空间。Q和Q' 也相应称为物
方主平面和像方主平面。平面Q和Q'
与物镜主光轴的交点S和S' 相应称为物
方主点和像方主点。
f
f'
? 与主光轴斜交的诸投射光线折射后交于主光轴的 F点，称为物方焦点；由物方平 行于主光轴的诸投射光线折射后交于主光轴的 F' 点，称为像方焦点。S到F的距离 称为物方焦距，用f表示，S' 到F' 的距离称为像方焦距，用f' 表示。
二、摄影机的基本结构
§1. 摄影基本原理与摄影机
二、摄影机的基本结构
? 镜是摄影机的 光学部分 ，它包括 物镜筒、镜箱体和像框平面 。
? 物镜筒内嵌有摄影物镜、光圈和快门，光线由物镜筒进入摄影
机内。 ? 像框平面 就是光线通过摄影物镜后的 成像平面 。 ? 镜箱体是一可以调节摄影物镜与像框平面之间距离的 封闭筒 。 ? 暗箱是存放感光材料用的，安装在镜箱体的后面，摄影时借助机
一、摄影的基本原理
§1. 摄影基本原理与摄影机
一、摄影的基本原理
根据小孔成像原理 ，用一个摄影 物镜代替小孔，在像面处 放置感光材料 ，物体的投射光线经摄影物镜后 聚集于感光材 料上，感光材料受成像光线的光化学作用后生产 潜像，再经 摄影处理 得到光学 影像，这一过程称为 摄影。
摄影的主要工具是 摄影机。 摄影物体再感光材料上的影像是摄影所获得的成果，此 成果统称为 像片。
Photogrammetry
第二章 摄影的基本知识
第二章 摄影的基本知识
1. 摄影基本原理与摄影机 2. 航空摄影的基本要求 3. 航摄像片的误差及其处理
§1. 摄影基本原理与摄影机
? 一、摄影的基本原理 ? 二、摄影机的基本结构 ? 三、摄影机简介
? 非量测用相机 ? 航摄相机
§1. 摄影基本原理与摄影机
§1. 摄影基本原理与摄影机
一、摄影的基本原理
A
摄影物镜
O
成像平面（像 框平面）
b
a B
负片和正片 负片：对黑白摄影而言，黑白灰度与被摄物的明亮程度 相反。 正片：黑白灰度与被摄物的明亮程度 一致。
§1. 摄影基本原理与摄影机
二、摄影机的基本结构
摄影机的基本结构包括镜箱和暗箱两个部分。
§1. 摄影基本原理与摄影机
§1. 摄影基本原理与摄影机
（四） 景深和超焦点距离
? 景深是指照片上可以认为清晰的区域里最近点到最远点间的距离。 ? 把摄影对光调焦于D距离时远景点B和远景点C之间的纵深间距，称为景
深。
? D ? DB ? DC ?
§1. 摄影基本原理与摄影机
（三） 光圈和光圈号数
? F系数衡量镜头孔径大小的 量：F/1.4、F/2、F/2.8、F/4、 F/5.6、F/8、F/11、F/16、 F//22、F//32。
? F越大，镜头孔径越小， 小光 圈；反之， F越小，孔径越 大，大光圈。
? 向某一方向变化一级F系数就 意味着进入镜头的光通量加倍 或者减半。