武汉大学摄影测量学01
武汉大学测绘学院摄影测量集中实习
武汉大学测绘学院摄影测量集中实习武汉大学测绘学院摄影测量集中实习Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】课程编号：课程性质：专业必修数字摄影测量实习实习报告学院：测绘学院专业：测绘工程地点：校内班级：组号：姓名：学号：教师：2017年 6月 19日至 2017年 7 月 8日第 1 章空三报告1.1 NAT空中三角成果数据流程1.设置测区基本参数2.建立相机文件，导入老师给的文件3.导入外业控制点4.影像格式转换5.自动转点6.进行PATB平差计算1.2 空三加密需要注意1.像素大小、焦距、像主点坐标、畸变参数，像幅尺寸 (数码相机)2.模型连接点平面及高程限差、地面定向点残差限差、地面检查点残差限差3.控制点坐标、刺点片及点之记1.3 空三流程图1.4 空三评查步骤1.4.1 需要平差的原因1同一物体在不同视角下的图像有极大的不同，物体遮挡而丢失信息2光照、场景中物体的几何形状和物理特性、物体和摄像机之间的空间关系3从带畸变和噪声的、二维的、单一的灰度值中提取出尽可能不带畸变和噪声的、三维场景中的诸多因素1.4.2 粗差的影响1观测值中存在粗差，则某一观测的误差对所有残差都有影响2 一个观测的残差包含着所有粗差的影响1.4.3 平差方法-循环粗差剔除1 先外围加4个点进行平差解算像方的粗差点排除到一定程度后，开始加预测的控制点，不要一次性刺入所有预测控制点，建议从外向内回字形一圈圈刺预测控制点，留区域中的3到4个控制点做检核点。
每刺入一轮都先平差，编辑得差不多再进行下一轮。
2 继续调整控制点关掉粗差探测，勾选验后方差，再平差一次，平差结束。
3上述为精度报告检查平差结果，最后需要到立体测图软件进行检查。
1.4.4 自己的方案在本次测区的15个点中，我分了三轮进行平差，每次选取4个点最后保留3个点作为检查点，难处在于有的点有灰尘遮盖造成精度不准，我的精度指标如下所示。
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
武汉大学摄影测量学试卷及答案(2005-2011)
且满足如下关系：
Z
X = Y = Z =λ X A − X S YA − YS Z A − Z S
即
⎡X⎤ ⎡X A − XS ⎤
⎢ ⎢
Y
⎥ ⎥
=
λ ⎢⎢
YA
−
YS
⎥ ⎥
⎢⎣ Z ⎥⎦ ⎢⎣ Z A − Z S ⎥⎦
Ztp
（1）
M
z
y
Y
x
S
X
Zs X
a (x,y,-f)
Y A (XA,YA,ZA)
Ytp
差 和 地球曲率误差 四种系统误差。 5、要将地物点在摄影测量坐标系中的模型坐标转换到地面摄影测量坐标系，最少需要 2 个 平
高 和 1 个 高程 地面控制点。 6、带状法方程系数矩阵的带宽是指 法方程系数矩阵中主对角线元素起沿某一行到最远处的非
零元素间所包含的未知数个数。 7、人眼观察两幅影像能产生立体视觉的基本条件是 在不同摄站获取的具有一定重叠的两幅影
三、简答题（45 分，每题 15 分） 1、今在航高 H 处利用主距为 f 的航摄仪拍得一张理想的航摄像片，试导出像片上的像点坐标与 其对应物点坐标间的关系式，并说明式中各符号的物理意义。
【答】 下图示意了理想像片上像点与其对应物点坐标间的关系（以 x 坐标为例）。
z
Ztp
y
(Xs,Ys,Zs)S
将基于载波相位观测量的动态gps定位技术获取的摄影中心曝光时刻的三维坐标作为带权观测值引入光束法区域网平差中整体求解影像外方位元素和加密点的地面坐标并对其质量进行评定的理论和方法三简答题40分每题101画图示意以x轴为主轴的航摄像片的6个外方位元素并说明图中各符号的意义
武汉大学 2005～2006 学年上学期 《摄影测量基础》答卷（A）
5 摄影测量解析基础——【摄影测量学 武汉大学】
a25
y
f
cos
y f
(x sin
y cos )
a26
y
x
在竖直摄影的情况下，角元素都很小（<3度），各 系数可简化为：
0 sin 0 cos 1
a1 cos cos sin sin sin 1 a3 sin cos 0
Z ZS H
a11
x X s
1 Z
(a1 f
f (x)
f (x0 )
f (x0 )(x x0 )
f
(x0 2!
)
(
x
x0
)2
...
f
(
n) (x0 n!
)
(
x
x0
)n
Rn (x
Rn (x)
f (n1) ( )
(n 1)!
(
x
x0
)n1
观测值：像点坐标
x
vx
(x)
x X s
dX s
x Ys
dYs
x Zs
dZs
x
d
x
d
x
d
y
vy
0
0
Y
Ys
a2
b2
c2
0
0 1 X X s
0
0
Y
Ys
1 0 0 Z Zs a3 b3 c3 1 0 0 Z Zs
a1 b1 c1 0
a2
b2
c2
0
0 0
1 a1
0
b1
a2 b2
a3 b3
X Y
a3
b3
c3 1
0
0 c1
c2
c3
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(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
武汉大学培养方案 测绘学院01
测绘学院School of Geodesy and Geomatics测绘学院是我国测绘教育事业的著名学府，源于1956年的武汉测量制图学院，她以当时的同济大学、天津大学、南京工学院、华南工学院、青岛工学院等几所高校测绘专业的师资和设备为基础组建，隶属国家教育部，并于1958年划归国家测绘局管理,易名为武汉测绘学院;1978年，武汉测绘学院被批准为全国重点大学,1980年成为国务院批准的首批具有硕士、博士学位授予权的单位之一，1985年10月，学校更名为武汉测绘科技大学，1993年12月,武汉测绘科技大学原大地测量系与工程测量系合并组建了地学测量工程学院,2000年8月,在国家教育部的支持下，武汉测绘科技大学与当时的武汉大学、武汉水利电力大学、湖北医科大学合并，成立了新的武汉大学.在新的武汉大学建制下，在原武汉测绘科技大学地学测量工程学院的基础上组建了武汉大学测绘学院。
学院下设测量工程系、卫星应用工程系、地球物理系，是全国高等学校测绘学科教学指导委员会主任单位,现有测绘工程和地球物理两个本科专业,具有测绘科学与技术一级学科博士点、地球物理学一级学科博士点，并设有博士后科研流动站。
学院现有大地测量与测量工程（国家重点学科)硕士及博士授权点、固体地球物理学（省重点学科）硕士及博士授权点。
学院拥有三个部级重点实验室:地球空间环境与大地测量教育部重点实验室、精密工程测量与测量机器人国家测绘局重点实验室、极地测绘科学国家测绘局重点实验室，以及武汉大学灾害监测与防治研究中心、国际全球导航卫星服务系统(IGS）永久性卫星跟踪站、GPS 差分基准站等，学院教学、科研设备齐全，有充足的高端GPS接收机、各种类型的全站仪、三维激光扫描仪、数字水准仪、影像处理软硬件、地球物理实验仪器等。
学院内设五个研究所：航天航空测绘研究所、空间信息工程研究所、测量工程研究所、地球物理大地测量研究所、卫星应用工程研究所,设有为本科教学服务的测绘实验中心、地球物理实验室和多个为科研服务的专业实验室。
武汉大学《摄影测量学》复习题库
熟悉 1818 立体坐标量测仪的基本结构，立体观察，坐标量测。 左右视差（p）读数鼓
上下视差（q）读数鼓
x 读数鼓
x 手轮 y 手轮
3. 资料准备
一个 18cm×18cm 的立体影像对
y 读数鼓
左右视差手轮 上下视差环
左像片
右像片
4. 操作步骤
仪器归零：各个手轮应放在零读数位置上，左、右测标分别对准左、右像片盘的中心即仪器 坐标系与像片坐标系重合。
Z 2195.17
728.69 2386.50
757.31
4. 操作步骤
上机调试程序并打印结果。
“POS 辅助光束法平差系统 WuCAPS”使用
1. 目的
通过参观 POS 辅助光束法区域网平差程序系统 WuCAPS,使学生初步了解摄影测量区域网平差 的基本功能和一般作业流程。
2. 内容
指导教师讲解摄影测量区域网平差的基本概念、主要功能及一般作业流程。学生按照要求，完 成一些简单的操作，例如，内定向、相对定向、绝对定向、航带法区域网平差、光束法区域网平差、 GPS 辅助光束法区域网平差、POS 辅助光束法区域网平差等。
像片定向：移动 x 手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片上的 x 轴向运动，若测标不在 x 轴向上，则需要用κ 螺旋旋转像片，使测标保持在 x 轴上移动。
坐标量测：移动 x，y，p，q 手轮，使测标立体切准量测像点，并记下相应读数鼓上的读数。 坐标计算：x1=x-x0，y1=y-y0，x2=x1-(p-p0)，y2=y1-(q-q0)，其中，x0，y0，p0，q0为仪器零位置。
的方法？
5. 什么是共线条件方程式？试推导其数学表达式，并说明它在摄影测量中的应
用。
武汉大学摄影测量学课件
P
重
on f tg
要
oc f tg
2
v S
i
o
W
oi f ctg
T
c
点
n
线 的
J V vN C O
V E
数
ON Htg
T
学
CN Htg
关
2
Si ci f
sin
系
SJ iV H
sin
重
要
的
n
点
线
特
N
征
底点特性
铅垂线在像平面 上的构像位于以 像底点n为辐射 中心的相应辐射 线上
重 要 的
点
c
线
特
C
征
等角点特性
在倾斜像片和水 平地面上，由等 角点c和C所引出 的一对透视对应 线无方向偏差， 保持着方向角相 等
重 要 的
点 线 特 征 等比线特性
等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，
不受像片倾斜影响
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
一张像片上相邻主点连线与同方向框
标连线间的夹角。要求像片旋角<60
像
片
o2
旋
o1
角
像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
§2.2 航摄像片与地形图
投
投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射
影
方
投影射线：投影的直线
式
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
投影射线 物点
投影点
投影中心 投影平面
像场：物镜焦面上中央成像清晰的范围
武大《摄影测量》课件—第02讲 摄影与空中摄影
按距离分类： 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
按技术方法分类： 模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量
复 摄影与空中摄影 第二讲 习 Review
阶段 原始资 投影 料 方式
仪器
操作 方式
产品
模拟
解析
像片
像片
物理 模拟测图 仪
数字 解析测图 仪
手工
第二讲 摄影与空中摄影
按用途分： 侦察航摄仪（地物的判读，长焦距） 地形测图航摄仪
按像幅分： 小像幅（18*18） 正常像幅（23*23） 大像幅（30*30）
第二讲 摄影与空中摄影
1 1 5 6
按像场角分： 窄角（ 2 <50） 常角（50< 2 <75） 宽角（75< 2 <100） 特宽角（100< 2 <120） 超宽角（120< 2 ） 按结构分： 单物镜单镜箱 多物镜单镜箱 多物镜多镜箱
第二讲 摄影与空中摄影
复 摄影与空中摄影 第二讲 习 Review
摄影测量学是利用摄影机或其它传感器采 集被测对象的图像信息，经过加工处理和分析， 获取有价值的可靠信息的理论和技术的一门学 科。
复 摄影与空中摄影 第二讲 习 Review
复 摄影与空中摄影 第二讲 习 Review
第二讲 摄影与空中摄影
第二讲 摄影与空中摄影
第二讲 摄影与空中摄影
第二讲 摄影与空中摄影
①外壳 ②镜筒 ③物镜 ④滤光片 ⑤暗匣 ⑥压片机构 ⑦卷片轴 ⑧操纵器 ⑨坐架 ⑩减震器 11吸气管
11
5
6
7
8
9
2
10
(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。
THANKS FOR WATCHING
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。
武汉大学数字摄影测量课件012不规则三角网的建立与应用
邻接三角形表
NO 1 2 3 … 11 ∆1 2 1 2 … 8 ∆2 4 3 7 … 10 … 6 ∆3
10.0 90.0 81.0
检索效率高，但存贮量较大，编辑不方便。
3.混合表示网点及三角形邻接关系的结构
坐标与高程值表
NO 1 2 3… 10.0 Y 10.0 10.0 23.9 … 90.0 Z 43.5 67.3 62.6 … 81.0 P 1 5 8 … 36 NO
¾
确定第一个三角形
a i2 + bi2 − c 2 cos ∠ C i = 2 a i bi
∠C = max{∠Ci }
C第三顶点
示意图
C1 C2
哪个内 角最大
C3
与A点距 离最近的 点
A
2 i 2 i
B
a +b −c cos ∠Ci = 2ai bi
2
¾三角形的扩展
P1
每个边只能 扩展一次
P4
坐标与高程值表 NO 1 2 3 … 10 X Y Z P 1 5 8 … 36 NO 2 3 4 5 9 3 1 网点邻接的指针链 1 2 3 4 5 6 7
90.0 10.0 43.5 50.7 10.0 67.3 67.2 23.9 62.6 … … … 10.0 90.0 81.0
存贮量小，编辑方便
三角形表
网点邻接的指针链
2 3 4 5 9 3 1 NO 1 2 3 … 11 P1 1 1 4 … 6 P2 2 3 5 … 7 P3 3 4 1 … 8
TIN的压缩存贮
可将TIN转化为规则三角网存贮 方式，从而实现TIN的压缩存贮
P3
P2
F( X ,Y) = (Y2 − Y1)(X − X1) − ( X2 − X1)(Y2 − Y1) = 0
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。