数字摄影测量知识点归纳

第一章绪论

摄影测量与遥感的概念：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。

摄影测量与遥感的主要特点：

①在像片上进行量测和解译；

②无需接触物体本身，较少受自然和地理条件限制；

③可摄得瞬间的动态物体影像；

④像片及其它各类影像提供物体的大量几何信息和物理信息

摄影测量学的三个发展阶段：

①模拟摄影测量(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(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(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。

摄影测量三个发展阶段的特点：

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、显微摄影测量按用途：地形摄影测量、非地形摄影测量

按处理手段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量

单像摄影测量的理论基础：共线方程、共面条件

摄影测量的任务：

•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

–军事侦察

–矿山工程

第二章单张航摄像片解析

航摄机主距：航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，常用f表示。摄影机的主距分为：

长焦距(主距≥200 mm)

中焦距(主距100～200mm)

短焦距(主距≤l00mm)

对应的像场角分为：

常角(75°以下) 宽角(75°～100°) 特宽角(100°以上)

摄影比例尺：是指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。由于摄影像片有倾角，地形有起伏，所以摄影比例尺在像片上处处不相等。

我们一般指的摄影比例尺，是把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程，这时像片上的一线段l 与地面上相应线段的水平距L 之比，称为摄影比例尺1／m ，即

H

f L l m ==1

式中，f 为航摄机主距，H 为平均高程面的航摄高度，称为航高。

空中摄影要按航摄计划要求进行。在整个摄区，飞机要按规定的航高和设计的方向呈直线飞行，并保持各航线的相互平行。 － 摄影比例尺

－ 像片重叠度:同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，重叠部分与整个像幅长的百分比称为重叠度，一般要求在60%以上。相邻航线的重叠为旁向重叠，旁向重叠度保持在24%以上。保证像片立体量测与拼接。

－ 空间摄影基线：控制像片重叠度时，将飞机视为匀速运动，每隔一定空间距离拍摄一张像片，摄站的间距称为空间摄影基线B 。

－ 航线弯曲度：航线弯曲度是指偏离该直线最远的像主点到该直线垂距与航带两端像主点之间的直线距离的比，一般采用百分数表示. 航线的弯曲会影响到航向重叠、旁向重叠的一致性，如果弯曲太大，则可能会产生航摄漏洞，甚至影响摄影测量的作业。因此，航线弯曲度一般规定不得超过3%;

－ 像片旋角：像片上相邻像主点连线与同方向框标连线间的夹角称为像片旋角;

－ 像片倾角：空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，它偏离铅垂线的夹角应小于3度，夹角称为像片倾角。

航摄像片上特殊的点、线：

设地面为E，像片为P（即像平面）两平面相交于直线TT，称为迹线，即透视轴，平面夹角为像片倾角。

摄影中心：影像是由地面上各点发出的光线通过航空摄影机物镜投射到底片感光层上形成的，这些光线会聚于物镜中心S，称为摄影中心。中心投影

像主点：通过摄影中心S, 垂直于像平面P的直线SO 称为主光轴，它与像平面P 的交点o 称为像主点。So称为航摄机的主距f。

像底点：通过摄影中心S作地平面E的铅垂线SN，称为主垂线，主垂线SN与像平面P的交点n称为像底点，与地面E的交点N称为地底点。

SN 称为摄影航高H。

等角点：主光轴SoO 与主垂线SnN 所夹的角a，称

为像片倾斜角。a角的二等分线与像片交点c称为等角

点。与E面的交点C称为等角点的共轭点。

主纵线：通过主垂线SnN 与主光轴SoO作一平面W，

此平面称为主垂面,既垂直于像平面P, 又垂直于地面

E。主垂面W与像平面P的交线VV，称为主纵线。主垂面W与地面E的交线V0V0，称为摄影方向线。

摄影测量常用的坐标系：

像方空间坐标系(描述像点的位置)

——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,x,y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。

在摄影测量解析计算中，像点的坐标应采用以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标。为此，当像主点与框标连线交点不重合时，须将像框标坐标系平移至像主点。当像主点在像框标坐标系中的坐标为(x0，y0)时，则量测出的像点坐标x，y化算到以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标为(x—x0，y—y0)。

——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，x，y轴与像平面坐标系的x，y轴平行，z轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系S-xyz。像点坐标表示为（x,y,-f）。

像空间坐标系随着像片的空间位置而定，每张像片的像空间坐标系不统一。

——像空间辅助坐标系

此坐标系的原点为摄影中心S，坐标轴系的选择视需要而定，通常有三种选取方法。

其一是取铅垂方向为Z轴，航向为X轴，构成右手直角坐标系，见图(a)。

其二是以每条航线内第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系，见图(b)。

其三是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X轴，以摄影基线及左片主光轴构成的面作为XZ平面，构成右手直角坐标系，如图(c)。用S-XYZ表示。

物方空间坐标系(描述地面点的位置)