摄影测量学(武大)01袁修孝
武汉大学摄影测量期末试卷和答案(2005_2011)
武汉大学2005～2006 学年上学期《摄影测量基础》试卷（A）学号：姓名：院系：遥感信息工程专业：遥感科学与技术得分：一、填空题（20 分，每空1 分）1、摄影测量中常用的坐标系有、、、、。
2、解求单张像片的外方位元素最少需要个点。
3、GPS 辅助空中三角测量的作用是。
4、两个空间直角坐标系间的坐标变换最少需要个和个地面控制点。
5、摄影测量加密按平差范围可分为、和三种方法。
6、摄影测量的发展经历了、和三个阶段。
7、恢复立体像对左右像片的相互位置关系依据的是方程。
8、法方程消元的通式为N i ,i +1 = 。
二、名词解释（20 分，每个4 分）1、内部可靠性：2、绝对定向元素：3、像主点：4、带状法方程系数矩阵的带宽：5、自检校光束法区域网平差：三、简答题（45 分，每题15 分）1、推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程，并简要叙述其在摄影测量中的主要用途。
2、像片外方位元素的作用是什么？用图示意以y 轴为主轴的航摄像片的外方位元素。
3、如果拥有一套 POS 系统，你打算如何用其快速确定地面点的三维坐标（简要叙述基本思想和具体解算过程）？四、综合题（15 分）设某区域由两条航线组成（如图 1 所示），试根据光束法区域网平差原理回答下列问题：① 当控制点无误差时，观测值个数 n 、未知数个数 t 、多余观测数 r ；② 按最小带宽原则在图 a 中标出像片排列顺序号并求出带宽；③ 在图 b 中绘出改化法方程系数矩阵结构图(保留像片外方位元素)。
像片号 ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨①12②③④5 6⑤⑥34⑦ 平高地面控制点 ⑧ 高程地面控制点 待定点⑨（a ）（b ）图 1武汉大学 2005～2006 学年上学期 《摄影测量基础》答卷（A ）一、填空题（20 分，每空 1 分）1、摄影测量中常用的坐标系有 像平面直角坐标系、 像空间直角坐标系 、 像空间辅助坐标系、 地面摄影测量坐标系 、 地面测量坐标系 。
摄影测量基础第二
场
角
2b
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常 角：(视场角<75。) 宽 角：(视场角＝75。 ~100。) 特宽角：(视场角>100。)
航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标
航摄像片的大小为18cm×18cm, 23cm×23cm
航 摄 像 片
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机械框标
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光学框标
§2.1 航空摄影与航摄像片
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已知 E 平面上有 A 点，在像平面上作对应的像 a
主合点
中
心
投
影
作
图
v
迹点
S T
T1 T
P
i
a v
AE
作图步骤：
1）找迹点T1 2）找主合点i 3）连T1i与SA，
交点为a
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已知 E 平面上有 AB 直线，在像平面上作对应的像 ab
中
心
投
影
作
图
v
迹点
主合点
P
S
2）找像底点n 3）连接na 4） na与SB的交点
为b 5）a与b 连线
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本讲参考资料 教材
张剑清，潘励，王树根 编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社
参考书
金为铣，杨先宏等编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社
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§2.3 透视变换作图
将空间点、线作中心投影，在投影平 面P上得到一一对应的点、线，这种 经中心投影取得的一一对应的投影关 系称为透视变换
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航摄像片中的重要点、线、面
J
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武汉大学摄影测量课件
py Ly
100%
55
3
、
S a f P 视摄影像片水平、 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 比为摄影比例尺
摄 影 比 例 尺
A
H
1 l f m L H
E
f为摄影机主距，H为航高
56
什么是航高？与摄影比例尺的关系？
航高：摄影机相对某一水准面的 高度。
1 f （理想情况） 相对航高：摄影机相对某一基准 m H 面的高度。（通常基准面取测区 m H 地表平均高程平面，有 ） m H H mf m 绝对航高：摄影机相对平均海水 要求 5% m 面的高度。 即 H 5% H
4
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
等效透镜的基本点、线、面
5
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）。
小比例尺
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-4 航空摄影及其基本要求
三、航空摄影的基本要求
1、航摄倾角:摄影主光轴与 铅垂方向的夹角
要求 3
0
50
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30，夹角为像片倾角
武大各个专业导师联系方式
Lining98@
遥感教研室
马吉苹
女
1964.09
副教授
遥感技术与应用、影像信息提取、GIS
Ma-jiping@
遥感教研室周ຫໍສະໝຸດ 其男1966.09
副教授
遥感图像处理及应用
junqi_zhou@
遥感教研室
巫兆聪
男
1968.09
GIS教研室
付仲良
男
1965.09
教授
是
图像信息处理与分析、计算机视觉、三维GIS
fuzhl@
GIS教研室
于子凡
男
1963.08
副教授
遥感图像分类GIS
zfyu@
GIS教研室
张鹏林
男
1970.11
副教授
网络地理信息系统、运动目标监测
zplcy@
GIS教研室
dli@专
院士200092
（主要带博士）院
张祖勋
男
1937.06
教授
是
计算机视觉、数字摄影测量、
数字城市、虚拟现实
zxzhang@
院士
（主要带博士）
冯文灏
男
1937.02
教授
是
工业摄影测量、多传感器集成技术、激光工业测量、近景摄影测量
wenhaofeng@
朱 庆
男
教授
是
重点实验室
龚建雅
男
教授
是
地理信息系统
重点实验室
陈军
男
教授
是
GIS
chenjun@
（客座教授）
林宗坚
男
教授
是
摄影测验与遥感GIS
摄影测量学(武大)01袁修孝
–
生物医学
–
–
公安侦破
古文物、古建筑
–
建筑物变形监测
§1.2 摄影测量学的发展历程
准确恢复两张影像的位置关系 快速确定两张影像上的同名点 A
a1 a2 S1
S2
摄影测量学的起源
1839年，法国人达盖尔发明摄影术为摄影测量提供了基本手段
1851 年，法国陆军上校劳赛达提出交会摄影测量并测绘了万森城堡 图，标志着摄影测量的开始
北京城市景观（亚运村）
摄影测量：分类
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 地 形摄影测量 非地形摄影测量 模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量
按 用
途
按处理手段
摄影测量与遥感：平台
遥感平台 航天飞机 无线电探空仪 超高度喷气机 中低高度飞机 飞艇 高度 240～350km 100m～100km 10000～12000m 500～8000m 500～3000m 目的、用途 不定期地球观测、空间实验 各种调查（气象等） 侦察、大范围调查 各种调查、航空摄影测量 空中侦察、各种调查 其它
DLG
DRG
DOM
P31摄影经纬仪近景影像
航空光学影像
ADS40数字航空影像
摄影测量学：定义
各种类型 传感器 被摄物体 影 像
通过量测和 解译过程
自然物体及其环境的可靠信息
DEM
DLG
DRG
DOM
正射影像图
三峡正射影象图：三条航带 、175张航空影像
三维景观图
三峡景观图：三条航带 、175张航空影像
Archive system
Visualization Image analysis
POS辅助光束法区域网平差_袁修孝
第37卷 第3期测 绘 学 报V ol .37,No .3 2008年8月AC TA GEODAETICA et CARTOG RAPHICA SINICAAug .,2008 文章编号:1001-1595(2008)03-0342-07中图分类号:P 208 文献标识码:APOS 辅助光束法区域网平差袁修孝武汉大学遥感信息工程学院,湖北武汉430079POS -supported Bundle Block AdjustmentY U A N Xiu -xiaoS chool o f Remote S ensin g and In formation Eng ineering ,Wuh an University ,Wuhan 430079,H ubei ,ChinaA bstract :T he basic principle o f co mbined bundle block adjustment fo r PO S data and pho tog rammetr ic obse rva -tions is de scribed in this paper .A fundamental er ror equation is established acco rding to the rigo rous g eometric rela tionships amo ng aerial camer a ,G PS receiv er and IM U (ine rtial measurement unit ).A PO S -suppo rted bun -dle block adjustment sy stem W uCA PS is develo ped by author based o n the basic mathematical model .T wo sets of aerial imag es ,at scales 1∶2500and 1∶60000,w ith PO S data taken ov er two pr ojects of the flat topog ra -phy in China were processed by W uCA PS .T he e xperimental re sults hav e ve rified tha t the accuracy of PO S -suppo rted bundle block adjustment using the POS determined po sitio ns and a ttitudes of ae rial came ra between uncalibr ated and calibrated is ve ry clo sed .When o ne g round co ntrol point (GCP )in the each co rner aro und the block is set ,the coo rdina te accuracy of pho tog rammetric points can meet the r equirements o f the specifications of to po gr aphic mapping .T his can no t only reduce the w orkload o f field GCP s 'translocation ,but avo iding the implantatio n o f calibra tion field .T herefo re ,it can save PO S opera tion cost drama tically .In the same time ,a no vel ,rapid and economical metho d fo r aerial triang ulatio n is pro po sed in this pape r .Key words :Po sitio n and O rientation Sy stem (PO S );PO S -suppor ted bundle blo ck adjustment ;theo retical accu -racy ;pr actical accuracy摘 要:介绍POS 数据与摄影测量观测值联合平差的基本原理,推导了平差基础误差方程,并利用自行研制的PO S 辅助光束法区域网平差系统WuCA PS 对摄自两个平坦地区的1∶2500和1∶60000比例尺两种航摄影像进行了试验。
新技术背景下的《摄影测量学》课程教学改革探讨
经济发展，测绘先行。
随着计算机技术、空间技术和信息技术的飞速发展，无人机、POS 、LiDAR 、人工智能等新技术在测绘领域的应用不断推广，测绘在国家经济发展过程中的作用日益凸显。
在这种形势下，《摄影测量学》作为测绘工程专业的核心课程，如何使这门课程的教学实践与高新技术紧密结合，进一步提高学生的就业竞争力，使人才培养更具实践性和针对性，实现与用人单位的良好对接，是值得摄影测量教育工作者关注的问题。
《摄影测量学》是测绘工程专业的主干课程，是利用飞机等平台获取的相片研究被摄物体形状、位置、大小、特性及其相互位置关系的学科[1]。
通过该课程的学习，使学生了解摄影测量新技术，掌握基于航摄影像生成测绘产品的基本思想与过程以及摄影测量内业实操能力。
该课程具有原理复杂、内容抽象、公式推导较多、覆盖范围广等特点，对学生的基础数学知识、空间思维能力等提出了较高要求。
目前，《摄影测量学》课程存在的主要问题包括：①基本理论原理复杂、抽象，需要高等数学、线性代数、测量平差等多方面知识的铺垫，对学生的数学基础能力要求较高，并将直接影响该课程的学习效果；②目前实验室主要采用的实验软件为适普公司提供的传统航测软件，实验过程多以软件提供的示例数据来掌握数据的处理和操作，对于利用POS 数据的直接定位技术、高精度表面模型以及正射影像生成等技术没有直接的体现，且无法和目前普遍使用的无人机数据对接，这种固定的操作模式难以使学生增加感性认识，且缺少对航测内外业全流程的体验，不利于培养学生的创新能力；③测绘行业数据生产手段已由传统的地面测量逐步过渡到摄影测量，尤其是以无人机为航测平台完成生产任务的作业方式已逐渐成为主流，而教学实践环节缺少真实航飞训练模块，与社会实践脱节。
因此，开展《摄影测量学》课程建设和实践改革十分重要。
本文结合广东工业大学测绘工程系《摄影测量学》课程的教学情况，探讨了《摄影测量学》课程教学改革的新途径。
摘要：随着信息技术的飞速发展，摄影测量已逐渐与计算机视觉、人工智能、深度学习等学科相互交融。
摄影测量学教学大纲本科
河南工程学院本科课程教学大纲课程名称：摄影测量学课程编码： 03500901适用专业：测绘工程学制：四年所属系部：土木工程系制订日期：年月日河南工程学院本科《摄影测量学》课程教学大纲课程中英文名称：摄影测量学（Photogrammetry ）课程编码：03500901 课程性质：专业基础课，必修适用专业：测绘工程学时数：60 学时；其中：讲课学时：44 学时；实验学时：16 学时；学分数：3 分；编写人：；审定人：一、课程简介（一）课程性质与任务《摄影测量》课程是为了适应宽口径培养人才的需要，在测绘工程专业本科生中开设的专业基础课，列为必修课程。
通过该课程教学，使学生系统地学习摄影测量的基本理论与方法，着重使学生掌握摄影测量的基本知识（包括空间解析定位和图象解译）以及从摄影测量中获取GIS 基础信息的基本操作过程；了解摄影测量与GIS 的密切关系、空间定位技术（GPS）在摄影测量影像信息处理中的应用以及摄影测量的最新发展及其在国民经济建设中的主要应用。
学生修完本课程，能够应用所学知识解决与摄影测量及GIS 基础信息获取有关的实际问题。
（二）课程教学目的及要求开设本课程的目的在于：学生通过本课程的学习，了解航空摄影测量的一些基本知识和基本方法，掌握航测像片的外业调绘方法，了解内业成图的基本知识，为今后的航测工作打下一定的基础。
本课程是一门实践性很强的专业课，主要采用课堂讲授与实习相结合的方法教学，结合教材有关内容并及时安排课堂实习，才能使学生对理论知识加以理解和掌握。
（三）课程教学内容《摄影测量学》课程主要包含内容有：摄影测量与遥感的基本知识；双像摄影测量的三种方法：空间后方交会——空间前方交会法、相对定向——绝对定向法、光束法平差方法；获取GIS 基础信息的摄影测量方法；双像测图的基本过程：内定向、相对定向、绝对定向；解析空中三角测量的构网平差方法：航带法、光束法；数字高程模型的建立极其应用；数字微分纠正的原理及正射影象图的制作；航空影像的解译原理；立体测图仪的工作原理、仪器结构和作业特点；数字影象匹配方法的基本计算过程；摄影测量技术在国民经济建设中的主要应用。
(整理版)摄影测量学(武大)07袁修孝
卫星遥感技术
卫星遥感技术是利用卫星搭载的 传感器获取地球表面信息的一种
技术。
卫星遥感技术具有覆盖范围广、 信息量大、实时性强等特点，广 泛应用于环境监测、城市规划、
资源调查、气象预报等领域。
卫星遥感技术包括卫星平台、传 感器、数据处理和信息提取等多 个环节，能够提供多尺度、多分
辨率的地理信息数据。
(整理版)摄影测量学(武大)07袁修 孝
contents
目录
• 摄影测量学概述 • 摄影测量学的基本原理 • 摄影测量学的技术与方法 • 摄影测量学的实践与应用 • 摄影测量学的未来发展与挑战
01 摄影测量学概述
摄影测量学的定义与特点
摄影测量学的定义
摄影测量学是一门通过分析摄影影像获取目标几何和物理信息的一门科学。它 利用摄影影像获取目标的三维坐标、形状、大小、运动状态等信息，经过处理 和解析，为各领域提供可靠的数据支持。
提高摄影测量学的精度与效率的方法
优化算法和技术
不断研究和优化摄影测量的算法和技术，提高数据处理和分析的 精度和效率。
多平台和多角度观测
利用多种平台和多角度观测技术，获取更加全面的数据信息，提高 测量精度。
集成化数据处理
将摄影测量与其他相关技术进行集成，形成一套完整的数据处理和 分析系统，提高工作效率。
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感谢您的观看
土地资源调查中的应用
01
02
03
土地利用调查
摄影测量技术能够快速获 取大范围土地的利用现状， 为土地资源管理和规划提 供基础数据。
土地变更监测
通过定期的摄影测量，可 以监测土地利用的变化情 况，及时发现非法占用和 破坏土地资源的行为。
武大版摄影测量学重点
摄影测量学第一章绪论1、基础地理信息类型传统得 4D 数据DLG－Digital Line Graphic,数字线化图DEM －Digital Elevation Model,数字高程模型 DOM － Digital Orthophoto Map,数字正射影像 DRG － Digital Raster Graphic,数字栅格地图 2、传统得摄影测量学就是利用光学摄影机获取得像片,通过像片来研究与确定被摄物体得形状、大小、位置、性质及其相互关系得一门科学技术。
3、摄影测量与遥感就是对非接触传感器系统获得得影像进行记录、量测、分析与表达,从而获得地球及其环境与其它物体得可靠信息得一门工艺、科学与技术。
4、摄影测量就是影像信息得获取、处理、提取与成果表达得一门信息科学。
5、摄影测量得任务:(1)地形测量领域:各种比例尺得地形图、专题图、特种地图、正射影像地图、景观图;建立各种数据库; 提供地理信息系统与土地信息系统所需要得基础数据(2)非地形测量领域生物医学、公安侦破、交通事故、勘察古文物、古建筑建筑物、变形监测、工业摄影测量、环境监测6、摄影测量得特点�无需接触物体本身获得被摄物体信息�由二维影象获取对象得空间三维信息�面采集数据方式,信息丰富逼真�同时提取物体得几何与物理信息7、摄影测量学得三个发展阶段(1) 模拟摄影测量阶段(1851-1970)•利用光学/机械投影方法实现摄影过程得反转,用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时得位置与姿态构成与实际地形表面成比例得几何模型,通过对该模型得量测得到地形图与各种专题图(2) 解析摄影测量阶段(1950-1980)以电子计算机为主要手段,通过对摄影像片得量测与解析计算方法得交会方式来研究与确定被摄物体得形状、大小、位置、性质及其相互关系,并提供各种摄影测量产品得一门科学(3) 数字摄影测量阶段(1970-现在) 基于摄影测量得基本原理,通过对所获取得数字/数字化影像进行处理,自动(半自动)提取被摄对象用数字方式表达得几何与物理信息,从而获得各种形式得数字产品与目视化产品8、摄影测量三个发展阶段得特点9、影像信息学影像信息学就是一门记录、存储、传输、量测、处理、解译、分析与显示由非接触传感器影像获得得目标及其环境信息得科学、技术与经济实体。
《摄影测量学》教学大纲)
《摄影测量学》教学大纲)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（《摄影测量学》教学大纲)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为《摄影测量学》教学大纲)的全部内容。
测绘工程专业课程教学大纲【课程名称】摄影测量学(Photogrammetry）【课程编码】A【课程类别】专业必修课【课时】56学时【学分】3。
0学分【课程性质、目标和要求】课程性质:本课程是测绘工程专业本科学生必修的一门的专业基础课,是一门理论性、科学性和实践性很强的课程。
教学目标:1、通过本专业课系统学习,掌握摄影测量的基本原理、方法与内涵,学习地学信息调查的重要载体和手段-—航摄像片及其解析的知识，具备影像信息获取及其信息识别、处理、提取、和表达的知识和技能；2、掌握数字摄影测量的基本知识，了解从影像获取到最终成图的全过程。
为学生学习后续专业课程以及毕业后运用所学知识进行实际航测生产或从事相关的科学研究和教学工作打下坚实基础;3、本课程有很强的理论性,应先修理论课程有《误差理论与平差基础》、《大地测量学》、《GPS原理与应用》课程为本课程学习奠定理论基础。
教学要求:摄影测量作为测绘技术的一种手段，要求从基本理论与基本技能两个方面培养学生的专业技能。
基本理论方面：要求透彻理解单张像片和立体像对的点定位基本理论，掌握解析测图仪的结构和在该仪器上测制数字地形图的原理与方法。
了解航测成图的全过程.基本技能方面:要求能够从理论上对航测成图作业过程进行分析和解释，为解决实际作业问题提供理论基础。
【教学时间安排】本课程计3。
0学分，56学时, 学时分配如下：【教学内容要点】第一章一、学习目的要求通过本章的学习,掌握摄影测量学的概念及其分类和用途，了解摄影测量学发展历程及各阶段的特点。
武大版摄影测量学重点
摄影测量学第一章绪论1、基础地理信息类型传统的 4D 数据DLG－Digital Line Graphic，数字线化图DEM －Digital Elevation Model，数字高程模型 DOM － Digital Orthophoto Map，数字正射影像 DRG － Digital Raster Graphic，数字栅格地图 2、传统的摄影测量学是利用光学摄影机获取的像片，通过像片来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系的一门科学技术。
3、摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像进行记录、量测、分析和表达，从而获得地球及其环境和其它物体的可靠信息的一门工艺、科学和技术。
4、摄影测量是影像信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。
5、摄影测量的任务：（1）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（2）非地形测量领域生物医学、公安侦破、交通事故、勘察古文物、古建筑建筑物、变形监测、工业摄影测量、环境监测6、摄影测量的特点�无需接触物体本身获得被摄物体信息�由二维影象获取对象的空间三维信息�面采集数据方式，信息丰富逼真�同时提取物体的几何与物理信息7、摄影测量学的三个发展阶段（1）模拟摄影测量阶段(1851-1970)•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（2）解析摄影测量阶段(1950-1980)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（3）数字摄影测量阶段(1970-现在）基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品8、摄影测量三个发展阶段的特点9、影像信息学影像信息学是一门记录、存储、传输、量测、处理、解译、分析和显示由非接触传感器影像获得的目标及其环境信息的科学、技术和经济实体。
《摄影测量学》教学大纲
《摄影测量学》教学大纲一、课程基本情况总 学 时：时：48 48 讲课学时：讲课学时：40 40 实验学时：时：8 8总 学 分：分：3.0 3.0课程类别：专业基础课程类别：专业基础考核方式：考试考核方式：考试适用对象：地理信息系统适用对象：地理信息系统先修课程：地理信息系统专业概论、数字测图原理与方法先修课程：地理信息系统专业概论、数字测图原理与方法参考教材：《摄影测量学》张剑清、潘励《摄影测量学》张剑清、潘励 出版社：武汉大学出版社出版社：武汉大学出版社二、课程的性质、任务与目的本课程为地理信息系统专业学生必修课中的一门主干课程。
通过学习，使学生掌握地学信息调查的重要载体和手段——航摄像片及其解析的知识，初步具备利用数字摄影测量工作站对数字影像进行影像信息识别、提取、处理和应用的知识和技能。
站对数字影像进行影像信息识别、提取、处理和应用的知识和技能。
三、课程内容、基本要求与学时分配（一）导论（一）导论 （2学时）学时）1. 了解摄影测量的发展历程了解摄影测量的发展历程2. 了解摄影测量的任务了解摄影测量的任务3. 了解数字摄影测量在地理信息系统技术中的作用了解数字摄影测量在地理信息系统技术中的作用（二）单张航摄像片的解析（二）单张航摄像片的解析 （10学时）学时）1．了解航空摄影的基本知识．了解航空摄影的基本知识2．理解摄影测量常用的坐标系．理解摄影测量常用的坐标系3．理解航摄像片的内、外方位元素．理解航摄像片的内、外方位元素4．掌握中心投影的构像方程与投影变换．掌握中心投影的构像方程与投影变换（三）双像解析摄影测量（三）双像解析摄影测量 （10学时）学时）1．了解航摄像对的立体观察与量测．了解航摄像对的立体观察与量测2．理解立体像对的前方交会公式．理解立体像对的前方交会公式3. 理解解析法相对定向、解析法绝对定向理解解析法相对定向、解析法绝对定向4. 理解解析法空中三角测量理解解析法空中三角测量（四）全数字摄影测量基础（（四）全数字摄影测量基础（1010学时）学时）1 1. 理解数字摄像及数字影像重采样理解数字摄像及数字影像重采样2. 理解基于灰度的数字影像相关理解基于灰度的数字影像相关3. 理解核线相关与同名核线的确定理解核线相关与同名核线的确定4. 理解基于特征的影像匹配理解基于特征的影像匹配5. 掌握数字摄影测量系统掌握数字摄影测量系统（五）数字摄影内外业详细生产流程（（五）数字摄影内外业详细生产流程（88学时）学时）1. 了解数字摄影测量的外业工作了解数字摄影测量的外业工作2. 掌握数字摄影测量的内业工作掌握数字摄影测量的内业工作3. 了解数字摄影测量外业调绘任务了解数字摄影测量外业调绘任务4. 了解数字摄影测量数据入库工作了解数字摄影测量数据入库工作实验内容与基本要求：实验内容与基本要求：（一）数字摄影测量系统认识（（一）数字摄影测量系统认识（22学时）学时）了解数字摄影测量的生产流程和对数字摄影测量系统的认识。
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x y 已知量
共线方程
X Y Z 未知量
共面条件
z1 z2
y1
S1 Z x1 a1(x1,y1) y2 S2 a2(x2,y2)
x2
Y
A(X,Y,Z) X
立体摄影测量：目的
x1 y1 x2 y2 已知量
X Y Z 未知量
摄影测量基础：讲授内容
第一章 绪论
(2学时) 摄影测量学的定义、任务和发展过程
5、李德仁，袁修孝 著，《误差处理与可靠性理论》，武汉大学出版社
课程网站
http://232.192.93.86/jpkc2005/syclx/index.htm
摄影测量基础：与其他课程关系
先修课程
1、测量平差原理 2、测量学 3、高等数学 4、线性代数 5、航空和航天摄影技术
后续课程
1、数字摄影测量
光 学 像 片
•单片测图 •分工法测图
光学机械 测图仪器
人工建立立 体模型 人工量测 和解译 机械绘图
图解线划地图 像片影像地图
•综合法测图
光学纠正仪
SEG-1
HJ-24
Wild A10 模拟立体测图仪
解析摄影测量
1954年，第一台电子计算机问世 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 20世纪70年代末至90年代初，解析摄影测量发展 的鼎盛时期
直升机
无线遥探飞机 牵引飞机 系留气球 索道 吊车 地面测量车
100～2000m
500m以下 50～500m 800m 以下 10～40m 5～50m 0～30m
各种调查、航空摄影测量
各种调查、航空摄影测量 各种调查、航空摄影测量 各种调查 遗址调查 地面实况调查 地面实况调查 飞机、直升机 牵引滑翔机
自动记录
德国Zeiss厂C-100型解析测图仪
瑞士Kern厂DSR-1型解析测图仪
瑞士WILD厂OR-1型数控正射投影仪
德国Zeiss厂Z-2型数控正射投影仪
坐标量测仪
数字摄影测量
计算机硬、软件技术的飞速发展，使功能增
强，成本降低，并为编制大型软件提供平台
20世纪70年代：数字摄影测量萌芽阶段 20世纪80年代：数字摄影测量原型研究阶段 20 世纪 90 年代：真正推出可用于生产的数字 摄影测量系统
手工操作
模拟产品
像片
数字投影
解析测图仪
机助 作业员操作
模拟产品 数字产品
数字 摄影测量
数字化影像 数字影像
数字投影
计算机
自动化操作 +作业员干预
数字产品 模拟产品
§1.3 本课程的主要内容
讲授内容 与其他课程的关系
学习要求
摄影测量作业流程
Film based workflow RC30
Film Film processing in darkroom
数字摄影测量
基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像 进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几 何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品
数 字 影 像
•计算机技术 •数字图像处理 •影像匹配 •模式识别 •DPW
数字测量摄 影系统
自动建立 立体模型 自动量测 和解译
数字线划地图 数字高程模型 数字影像地图 数 据 库
自动记录
VirtuoZo 数字摄影测量系统
Crystal eyes 3-D mouse
JX-4A数字摄影测量工作站
像素工厂
摄影测量三个发展阶段的特点
发展阶段
原始资料
投影方式
仪器
操作方式
产品
模拟 摄影测量 解析 摄影测量
像片
物理投影
模拟测图仪
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
§1.2 摄影测量学的发展历程
准确恢复两张影像的位置关系 快速确定两张影像上的同名点 A
a1 a2 S1
S2
摄影测量学的起源
1839年，法国人达盖尔发明摄影术为摄影测量提供了基本手段
1851 年，法国陆军上校劳赛达提出交会摄影测量并测绘了万森城堡 图，标志着摄影测量的开始
影像处理
Where?
与量测 像点坐标量测及系统误差改正
第五章 立体像对解析 (6学时)
What Change?
网平差
共面条件方程、解析相对定向、空间前方交会 单元模型的绝对定向
第六章 经典解析空中三角测量 (10学时)
像片连接点设置、自由航带网的建立、光束法区域
成果表达
第七章 解析空中三角测量的精度与可靠性分析 (6
B&W
DEM
Stereo plotter
ColorOrthFra bibliotekphotos Mapping
FCIR B&W Color FCIR
Films used alternatively
DSW500 scanner
Revision GIS
Direct digital workflow ADS40
Mass Memory Ground processing
《摄影测量基础》第一章
绪 论
袁修孝
教授
武汉大学
遥感信息工程学院
主要内容
一、摄影测量学的定义与任务
二、摄影测量学的发展历程 三、本课程的主要内容
§1.1 摄影测量学的定义与任务
定义 分类 平台 特点 任务
A（X、Y、Z）
Z
Y
1
2
2 X
O
1
通过摄影，进行测量
遥感影像
地形图
传统摄影测量学定义
DLG
DRG
DOM
P31摄影经纬仪近景影像
航空光学影像
ADS40数字航空影像
摄影测量学：定义
各种类型 传感器 被摄物体 影 像
通过量测和 解译过程
自然物体及其环境的可靠信息
DEM
DLG
DRG
DOM
正射影像图
三峡正射影象图：三条航带 、175张航空影像
三维景观图
三峡景观图：三条航带 、175张航空影像
Archive system
Visualization Image analysis
Digital workstation
Classification
B&W Color MS
All spectral channels simultaneously Printer
摄影测量：基本关系式
表达像点与地面点之间关系
影像获取
点坐标变换
第二章 投影几何基础知识 (6学时)
投影的分类与透视变换、透视变换成图
第三章 单张像片解析 (20学时)
像片的内外方位元素、像点位移、常用坐标系、像 旋转矩阵、空间坐标变换、共线条件方程、单片空 间后方交会
What?
第四章 立体观察与立体量测 (6学时)
人体的立体视觉、人造立体视觉、像对的立体观察
1858年，法国摄影师纳达尔乘坐气球在巴黎郊外 80m上空拍摄了世界 上第一张航空影像 1860年，美国人布莱克利用湿板拍摄了波士顿的航空像片 1885年，法国人乘坐气球从2000英尺高空拍摄了巴黎的航空像片 1903年，莱特兄弟发明了飞机使航空摄影和航空摄影测量成为可能
1906年，美国人劳伦仕用17只风筝吊着巨型相机拍摄了旧金山大火
影像中的 几何信息 x y
模型重建
地物几何位置 X Y Z
几何量测
共线条件
z
y S(Xs, Ys, Zs)
Z a (x,y) x
x X X S y R Y Y S z Z ZS
Y
A(X,Y,Z) X
单像摄影测量：理论基础
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
光 学 像 片
解 析 测图仪器
计算机建立 立体模型 人工量测 和解译
•解析空三 •解析测图仪 •数控正射仪
数字线划地图 数字高程模型 像片影像地图
第一次世界大战期间，首台航摄仪的问世、立体坐标量测仪和 1318 立体测图仪的使用，真正开始了摄影测量学
摄影测量学的三个发展阶段
模拟摄影测量(1851-1970)
解析摄影测量(1950-1980)
数字摄影测量(1970-现在）
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
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
摄影测量与遥感定义
1988年ISPRS在日本京都第16届大会上定义： 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 然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术 ISPRS(International Society of Photogrammetry and Remote Sensing) ： Photogrammetry and Remote Sensing is the art, science and technology of obtaining reliable information from noncontract imaging and other sensor about the Earth and its environment, and other physical objects and processes through recording, measuring, analyzing and representation.