摄影测量学知识点

第一章绪论

1、摄影测量学-----是对研究物体进行摄影、量测和解译所获得的影象，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。

摄影测量的特点

⏹1、在影像上量测，无需接触物体本身，因此很少受自然地理等条件的限制。

⏹2、影象是客观事物的真实反映，信息丰富，可选择需要的物体影象进行量测、处理、

研究,从影象上获得最新最全面的几何或物理信息。

⏹3、摄影测量大部分工作在内业进行，有利于自动化、数字化、智能化，工作效率高。摄影测量分类

按摄影站的位置：航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量显微摄影测量、水下摄影测量

按研究对象不同：地形摄影测量、非地形摄影测量

按处理技术手段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量

摄影测量学的三个发展阶段

⏹模拟摄影测量阶段(1851-1970)

⏹解析摄影测量阶段(1950-1980)

⏹提出摄影测量新概念——数字投影代替物理投影

⏹数字摄影测量阶段(1970-现在）

第二章摄影测量解析基础

中心投影的正片位置和负片位置

a)负片位置：投影平面和物点位在投影中心的两侧

b)正片位置：投影平面和物点位在投影中心同一侧

c)摄影时的位置是负片位置，解算时的位置是正片位置，为了解算的方便，像点

和物点之间的几何关系并没有改变；

摄影比例尺

d)摄影比例尺指摄影像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距L之比

e)航摄比例尺----指水平像片，地面取平均高程时, 像片上的一线段Z与地面上相

应线段的水平距L之比

摄影仪摄影的要求

摄影方式

竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直

摄影航高：H=m•f

摄影重叠度

f)重叠摄影部分与整个像幅长的百分比称为重叠度

g)航向重叠p----同一条航线内相邻像片之间的影像重叠

h)旁向重叠q---相邻航线的重叠

P=60~65%

q=30~35%

摄影比例尺特性

• 1 )摄影比例尺愈大，则像片地面分辨率越高，有利影像的解译与提高成图的精度。

•2) 摄影比例尺愈大，则摄影工作量增加, 摄影费用要增多，所以摄影比例尺要根据信息采集的精度确定。

量测用摄影机的特征

1.量测用摄影机的像距是一个固定的已知值

2.量测用摄影机承片框上具有框标

3.量测用摄影机的内方位元素值是已知的

摄影测量解析基础（一）

⏹一、像片解析：就是利用数学分析的方法，研究被摄景物在航摄像片上的成像规律，

像片上影像与所摄物体之间的数学关系，从而建立像点与物点的坐标关系式。

⏹二、像片解析是摄影测量的理论基础；

⏹三、测量中：地面与地形图的投影方式属于正射投影，航摄像片的投影方式：中心

投影

重要的点、线、面

⏹一、点

•投影中心S（主光轴：过投影中心S垂直于像平面P的光线）

•像主点o：主光轴与像平面的交点o

•地主点O：主光轴与地面对应点O

⏹像底点n:过投影中心S的铅垂线SN与像平面交点n

⏹地底点N：过投影中心S的铅垂线SN 与地面点交点N.

⏹倾斜角------主光轴SO与主垂线SN夹角α等角点c ：

⏹倾斜角α的平分线SC与像平面P的交点c；SC 和与地面E的交点C称为等角点共

轭点；

⏹合点：过投影中心做E上的一直线的平行线和P的交点；

二、线

•So ：摄影机的主距&像片主距用f表示；

•TT：迹线&透视轴像平面和地平面的交线；

•SO：摄影方向，表示摄影瞬间摄影机主光轴的空间方位；

•SN：是投影中心S相对于相对于过地底点N的

地平面的航高；

•vv：主纵线，W和P的交线

•VV：摄影方向线，W和E的交线

•Hihi:合线，真水平线，ES与P的交线

•三、面

•P：像平面；E：地平面；

•W：主垂面：过铅垂线SnN和摄影方向线SoO的铅垂面；P⊥W,W ⊥E，W ⊥TT

•ES：真水平面或者合面，过S作一水平面平行与E

常用坐标系

⏹像平面上的直角坐标系

•框标坐标系（量测）

•像平面直角坐标系（计算）

⏹像空间直角坐标系（S-xyz）

⏹像空间辅助坐标系（S-XYZ）

⏹摄影测量坐标系（O1－XPYPZP）

⏹地面测量坐标系（t－XtYtZt）

⏹地面摄影测量坐标系（A－XtpYtpZtp ）

航测像片的方位元素

⏹方位元素：确定摄影时摄影物镜（摄影中心）、像片与地面三者之间相关位置的参数；

描述摄影瞬间摄影中心与影像在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数。⏹分类：内方位元素和外方位元素

⏹作用：确定像点、投影中心和物点的相对位置，然后通过像点反求物点坐标

像片的内方位元素

⏹作用：摄影物镜后节点与像片之间相互位置的参数;

⏹表示摄影中心与影像之间相关位置的参数

⏹参数：

•包括三个参数(f. ，x0 ，y0)

•像主点o在像框标坐标系中的坐标x0，y0

•摄影中心S到影像的垂距(主距) f

恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束

像片的外方位元素

像片外方位元素：通过已建立的摄影光束，确定摄影瞬间摄影中心和影像在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数

一张像片有六个外方位元素，三个直线元素，三个角元素；

三个直线元素：用于描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(一般为地面摄影测量坐标系)；

三个角元素：描述摄影光束在拍摄瞬间在空间的姿态的要素。

三个直线元素，描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(Xs、Ys、Zs)（地面摄影测量坐标系中坐标）。三个角元素(ϕ、ω、κ)，表示摄影光束空间姿态(像片在摄影瞬间空间姿态的要素）

主轴：第一次旋转所绕的轴；

副轴：第二次旋转所绕的轴；

第三旋转轴：第三次旋转所绕的轴

像点坐标变接及投影变换

⏹投影变换

⏹ 1. 目的：将地面景物中心投影构像的影像变换为正射投影的地图信息.这也是影像信

息的摄影测量处理基本任务之一，

⏹ 2.中心投影构像方程

•设摄影中心S与地面点A在地面摄影测量坐标系A—XtpYtpZtp中的坐标分别为XSYSZS (即像片外方位直线元素)和XAY AZA，则地面点A在像空间