近景摄影测量

1.近景摄影测量（Close-range Photogrammetry）是摄影测量与遥感（Photogrammetry & Remote Sensing）学科的一个分支，它通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动状态。主要包括古文物古建筑摄影测量、工业摄影测量和生物医学摄影测量三个部分

2. 近景摄影测量与航空摄影测量的比较

相同点：基本原理相同；模拟处理方法、解析处理方法、数字影像处理方法相同；某些内业摄影测量仪器的使用。

不同点：1）被测量目标物不同。航空摄影测量目标物以地形、地貌为主；近景摄影测量目标物各式各样、千差万别，大到寺庙、飞机、海轮，中到汽车、脚印，小到青蛙、手腕骨、弹壳撞击孔甚至花粉。2）测量目的不同。航空摄影测量以测制地形、地貌为主，注重其绝对位置；近景摄影测量以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的，并不注重目标物的绝对位置3）目标物纵深尺寸与摄影距离比不同。4）摄影方式不同。航空摄影为近似竖直摄影方式；近景摄影除正直摄影方式外，还有交向摄影方式（包括多重交向摄影方式）5）影像获取设备不同。航空摄影以航摄仪为主；近景摄影除各种量测摄影机外，还有各类非量测摄影机，如X光机、普通相机、CCD相机等6）控制方式不同。航空摄影测量控制以绝对控制点方式为主，且多为明显地物、地貌点；近景摄影测量除控制点方式外，还有相对控制方式，常使用人工标志7）近景摄影测量适合动态目标。

3. 现有三维测量技术：1)基于测距测角的工程测量；2）基于全球定位系统GNSS的方法；3）三坐标量测仪；4）光截面摄影测量技术；5）基于磁力场的三维坐标测量技术；6）基于三维激光扫描技术的方法；7）基于光干涉原理的测量技术；8）全息技术；

4. 近景摄影测量技术的优点：1）瞬间获取被测目标的大量几何和物理信息，适合于测量点数众多的目标；2）非接触测量手段，可在恶劣条件下作业；3）适合于动态目标测量。

5. 近景摄影测量技术的不足：1）技术含量高，需较昂贵的设备和高素质人员；2）对所有测量目标并非最佳技术选择；--不能获得质量合格的影像；--待测量点数稀少

6. 近景摄影测量精度统计的方法：1）估算精度；2）内精度；3）外精度；

7. 影响近景摄影测量精度的因素：1）像点坐标的质量（影像获取设备的性能、像点坐标量测精度、系统误差的改正程度等）；2）摄影条件（照明、标志）、摄影方式、控制质量；3）图像处理与摄影测量处理的能力、水平，如人工量测与自动量测

1. 近景摄影测量的摄像设备是各类固态摄像机，可以直接获取被测目标的数字影像。光敏元件与物镜系统结合构成固态摄像机。固态摄像机的核心部分是光敏元件，主要有：CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)、CID(Charge Injection Device,电荷注入器件)、PSD(Position Sensitive Detector，位置传感器)

2. CCD的一般知识：CCD实质是按某种规律排列的MOS（金属-氧化物-半导体）电容阵列移位存储器。CCD具有光电转换功能。CCD的工作过程就是电荷的产生、存储和移动

3.固态摄像机的特点：1）全固化，体积小，重量轻；2）像元几何位置精度高，且不会变动3）具有快速的影像获取速度，普通CCD摄像机可达到25-30幅/每秒4）像幅小5）空间分辨率低；6）存在电学误差

4. CCD固态摄像机的分类：1）按结构分为：线阵CCD相机(单线阵，3线阵），面阵CCD 相机;2)按性能分为：标准视频幅面摄像机，高分辨率电视摄像机，静止视频画面照相机

1. 检查和校正摄影机内方位元素和光学畸变系数的过程称为近景摄影机的检校。

2. 检校内容: 1)摄影机主点位置(x0,y0)和主距f ; 2)光学畸变系数；3)调焦后主距变化的测定；

4)调焦后畸变差变化的测定;5)摄影机框标坐标系的测定:6)摄影机偏心常数的测定;7)立体摄影机内外方位元素的检校；8）摄影机同步精度的测定

3. 主距：物镜系统摄影中心到影像平面间的垂直距离，称为主距; 主点：物镜系统摄影中心向影像平面间作垂线，垂足称为主点; 自准直主点: 物镜系统与垂直此光轴的理想像平面的

交点。

4. 光学畸变差：摄影机物镜系统设计、制作和装配引起的像点偏离理想位置的误差。

光学畸变差的构成：径向畸变差、偏心畸变差（非对称径向畸变差、切向畸变差）

像点的径向畸变差不同----与入射角αˊ有关，与主距有关，与像点的位置有关；

物镜系统各单元透镜，因装配和振动偏离了轴线或歪斜，从而引起像点偏离其理想准确位置的误差称之为光学偏心畸变

5. 检校方法：1）光学实验室检校法2）试验场检校法---控制场

实验场检校的主要算法：单像空间后方交会、多片空间后方交会、直接线性变换解法、自检校光束法平差

1. 近景摄影测量控制的目的：1）把所构建的近景摄影测量网纳入到给定的物方空间坐标系中；2）利用多余的控制点和相对控制加强近景摄影测量网的强度；3）利用多余的控制点和相对控制检查近景摄影测量的精度和可靠性。

2. 控制点与相对控制是近景摄影测量中使用的两类控制。

控制点通常是布设在被测目标上或其周围的已知坐标的标志点。

相对控制是指在近景摄影测量中布置在物方空间的未知点间的某种已知几何关系

3. 控制点的一般测量方法：前方交会+三角高程方法（前方交会测量控制点的平面坐标；三角高程测量控制点的高程）步骤（看课本P92）

4. 标准尺法：在测量基线的前方，水平放置一根高精度的标准尺，按前方交会方法测得尺上两点的坐标后，计算其长度，求出它与真尺长的比值，改化基线长度。

1. 精密长度测量手段：因瓦线尺：相对精度达到百万分之一，操作费工耗时，设备笨重。光电测距：操作简便，精度低。标准尺：标准尺（因瓦水准尺）配合高精度测角仪器。

2. 高精度工业控制网的建立原理（看课本P96）

3. 室内控制场建立的目的：1）用于摄影机2）用于摄影测量理论的研究3）用于实测目标形状或运动状态。室内控制场的布设原则：1、足够数量的三维控制点；2、控制点应分布均匀，在空间上有足够延伸；3、留有摄影空间；4、最好安置两个（或以上）稳定的测墩，以测定并定期检查控制点坐

4. 均匀分布有一定数量已知坐标的控制点的可携带框架，称为活动控制系统

建立活动控制系统的目的：1、被测目标较小，数量较多且处在不同的位置；2、不宜采用常规测量方法在现场实施控制测量；3、用于长途运输后摄影机的检校

活动控制系统的测量方法：普通工程测量方法、三维坐标量测仪测量、使用“景深法”测定:利用光学显微镜景深确定高程。应用举例（看ppt）

1. 近景摄影测量的三种处理方法：模拟法近景摄影测量、解析法近景摄影测量、数字近景摄影测量。其中解析法近景摄影测量按处理方法的原理又可分为：a.基于共线条件方程的解析处理方法b.基于共面条件方程的解析处理方法c.基于直接线性变换的解析处理方法

d.基于其它原理的解析处理方法

2.基于共线条件方程的解析处理方法内容1.单像空间后方交会解法2.多片空间前方交会解法

3.空间后方交会--前方交会解法

4.光线束解法：（看ppt）