第01章 绪论
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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 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
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
摄影测量：分类
按距离远近 按用途 按处理手段
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
RC30 框幅式航摄仪
航空光学影像
ADS40 数字航摄仪
ADS40数字航空影像
数字高程影像（DEM）
数字正射影像（DOM）
数字线划地图（DLG）
数字栅格地图（DRG）
三维景观图
可见光谱卫星(分辨率1-0.65m)
P31摄影经纬仪近景影像
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) ➢ 数字摄影测量阶段 (1970-现在）
光学 像片
解析 测图仪器
计算机建立 立体模型
•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
人工量测 和解译
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
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
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
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
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
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
像片
物理投影 模拟测图仪
手工操作
模拟产品
解析 摄影测量
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 数字化影像 摄影测量 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
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
参考资料
教材
王佩军，徐亚明 编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社
参考书
1、张剑清，潘励，王树根 编著， 《摄影测量学》，武汉大学出版社 2、王树根 编著， 《摄影测量原理与应用》，武汉大学出版社 3、林君建，苍桂华 编著， 《摄影测量学》，国防工业出版社
《数字摄影测量》
第一章 绪论
湖南科技大学
建筑学院 测绘工程系
飞艇 直升机 无线遥探飞机 牵引飞机
气球 索道 吊车 地面测量车
高度 240～350km 100m～100km 10000～12000m 500～8000m 500～3000m 100～2000m
500m以下 50～500m 800m 以下 10～40m
5～50m 0～30m
目的、用途 不定期地球观测、空间实验
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
摄影测量：任务
▪ 地形测量领域
➢ 测制各种比例尺的地形图、专题图、正射影像地图、景 观图
➢ 建立地形数据库 ➢ 为地理信息系统和各种工程应用提供基础数据
▪ 非地形测量源自文库域
➢ 生物医学 ➢ 古文物、古建筑 ➢ 建筑物变形监测
遥感影像
地形图
目前获取全要素地理空间信息最重要、最快捷、使用最广泛的手段
How？
课程特点：
运用简单的数学知识，解决重大的工程问题
➢ 数学性强
简单的几何知识 代数知识 误差理论
➢ 公式较多
以数学计算为主
➢ 比较抽象
要具有一定的空间思维
学习要求
➢ 掌握摄影测量基本知识 ➢ 提高空间思维能力 ➢ 提高分析问题的能力 ➢ 课前预习 ➢ 带着脑子来听课 ➢ 课后复习
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
光学 像片
光学机械 测图仪器
人工建立立 体模型
图解线划地图 像片影像地图
人工量测 和解译
机械绘图
光学纠正仪
SEG-1
主要内容
➢ 摄影测量学的定义 ➢ 摄影测量学的任务 ➢ 摄影测量学的特点 ➢ 摄影测量学的分类 ➢ 摄影测量学的发展 ➢ 影像信息学的形成与发展
摄影测量：定义
❖ 传统摄影测量学：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
❖ 摄影测量与遥感(ISPRS, 1988 )：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
数字 影像
数字测量摄 影系统
自动建立 立体模型
•计算机技术 •数字图像处理 •影像匹配 •模式识别
•DPW
数字线划地图 数字高程模型 数字影像地图 数据库
自动量测 和解译
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
摄影测量三个发展阶段的特点
Digital Photogrammetry
湖南科技大学
建筑学院 测绘工程系 张金平
传统地理信息获取－野外实地测量 平板仪/经纬仪/全站仪/GPS
缺点：工作量大、效率低，受条件限制多，境外无法测量 是否有不用接触被测目标，效率更高的测量方法，
完成大范围地形测量呢？
摄影是遥感的一种手段
摄影测量学 Photogrammetry
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
摄影测量：分类
按距离远近 按用途 按处理手段
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
RC30 框幅式航摄仪
航空光学影像
ADS40 数字航摄仪
ADS40数字航空影像
数字高程影像（DEM）
数字正射影像（DOM）
数字线划地图（DLG）
数字栅格地图（DRG）
三维景观图
可见光谱卫星(分辨率1-0.65m)
P31摄影经纬仪近景影像
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) ➢ 数字摄影测量阶段 (1970-现在）
光学 像片
解析 测图仪器
计算机建立 立体模型
•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
人工量测 和解译
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
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
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
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
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
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
像片
物理投影 模拟测图仪
手工操作
模拟产品
解析 摄影测量
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 数字化影像 摄影测量 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
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
参考资料
教材
王佩军，徐亚明 编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社
参考书
1、张剑清，潘励，王树根 编著， 《摄影测量学》，武汉大学出版社 2、王树根 编著， 《摄影测量原理与应用》，武汉大学出版社 3、林君建，苍桂华 编著， 《摄影测量学》，国防工业出版社
《数字摄影测量》
第一章 绪论
湖南科技大学
建筑学院 测绘工程系
飞艇 直升机 无线遥探飞机 牵引飞机
气球 索道 吊车 地面测量车
高度 240～350km 100m～100km 10000～12000m 500～8000m 500～3000m 100～2000m
500m以下 50～500m 800m 以下 10～40m
5～50m 0～30m
目的、用途 不定期地球观测、空间实验
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
摄影测量：任务
▪ 地形测量领域
➢ 测制各种比例尺的地形图、专题图、正射影像地图、景 观图
➢ 建立地形数据库 ➢ 为地理信息系统和各种工程应用提供基础数据
▪ 非地形测量源自文库域
➢ 生物医学 ➢ 古文物、古建筑 ➢ 建筑物变形监测
遥感影像
地形图
目前获取全要素地理空间信息最重要、最快捷、使用最广泛的手段
How？
课程特点：
运用简单的数学知识，解决重大的工程问题
➢ 数学性强
简单的几何知识 代数知识 误差理论
➢ 公式较多
以数学计算为主
➢ 比较抽象
要具有一定的空间思维
学习要求
➢ 掌握摄影测量基本知识 ➢ 提高空间思维能力 ➢ 提高分析问题的能力 ➢ 课前预习 ➢ 带着脑子来听课 ➢ 课后复习
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
光学 像片
光学机械 测图仪器
人工建立立 体模型
图解线划地图 像片影像地图
人工量测 和解译
机械绘图
光学纠正仪
SEG-1
主要内容
➢ 摄影测量学的定义 ➢ 摄影测量学的任务 ➢ 摄影测量学的特点 ➢ 摄影测量学的分类 ➢ 摄影测量学的发展 ➢ 影像信息学的形成与发展
摄影测量：定义
❖ 传统摄影测量学：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
❖ 摄影测量与遥感(ISPRS, 1988 )：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
数字 影像
数字测量摄 影系统
自动建立 立体模型
•计算机技术 •数字图像处理 •影像匹配 •模式识别
•DPW
数字线划地图 数字高程模型 数字影像地图 数据库
自动量测 和解译
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
摄影测量三个发展阶段的特点
Digital Photogrammetry
湖南科技大学
建筑学院 测绘工程系 张金平
传统地理信息获取－野外实地测量 平板仪/经纬仪/全站仪/GPS
缺点：工作量大、效率低，受条件限制多，境外无法测量 是否有不用接触被测目标，效率更高的测量方法，
完成大范围地形测量呢？
摄影是遥感的一种手段
摄影测量学 Photogrammetry