摄影测量学

二、摄影测量学

摄影测量学基本概念与原理

1.摄影测量学的定义

摄影测量【photogrammetry】指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。

传统摄影测量学定义：是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。

摄影测量学是测绘学的分支学科，它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型，为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。摄影测量学要解决的两大问题是几何定位和影像解译。几何定位就是确定被摄物体的大小、形状和空间位置。几何定位的基本原理源于测量学的前方交会方法，它是根据两个已知的摄影站点和两条已知的摄影方向线，交会出构成这两条摄影光线的待定地面点的三维坐标。影像解译就是确定影像对应地物的性质。

简史19世纪50年代，摄影技术一经问世，便应用于测量。当时采用地面摄取的成对像片使用同名射线逐点交会的方式进行测量，称为交会摄影测量。那时摄影机物镜的视场角仅有30°，一个像对所能测绘的面积很小，是地面摄影测量的初始形式。20世纪初，物镜的视场角有所扩大，并发明了立体观测法，摄影测量进入了新的发展阶段。1901年德国的普尔弗里希(C.Pulfrich)制成了立体坐标量测仪，1911年德国蔡司光学仪器厂制造出了由奥地利的奥雷尔(E.von Orel)设计的地面立体测图仪，从此便形成了比较完备的地面立体摄影测量。

19世纪末至第一次世界大战之前，很多学者进行了空中摄影的试验,理论和设备方面都有了初步的发展。例如，德国的S.芬斯特瓦尔德在理论上使用投影几何原理，解析地处理空间后方交会,根据3个地面控制点解算空间摄影站点的坐标；提出了像片核线的定义以及像对的相对定向和绝对定向的概念。奥地利的山甫鲁(T.Scheim-pflug)首先提出像片纠正、双像投影测图和辐射三角测量的概念，并于1900年研制出八物镜航空摄影机。第一次世界大战期间，飞机制造和航空摄影技术有了飞速的发展，到30年代，逐步形成并完善了航空摄影测量的理论、仪器设备和测图方法。如德国的O.von格鲁贝尔于1929年提出了在立体测图仪上进行相对定向和绝对定向的理论。以后为了减少在内业测图方面所需要的地面控制点，又提出了利用立体测图仪进行单航线空中三角测量的理论。1930年，德国制造了比较完善的光学投影的立体测图仪。1935年，瑞士制造了第一台机械投影的立体测图仪。此后，立体测图仪型式繁多，但逐渐都采用了机械投影的方式。

20世纪30年代，苏联发展了微分法测图理论和技术。这是一种把测定高程和勾绘等高线同测定平面位置分别求解的测图方法。这种方法用立体量测仪来测地形点高程和勾绘等高线，用单个投影器来纠正和转绘，也可采用具有两种改正功能的立体视差仪。

在欧洲发展立体测图仪的同时，美国丘奇 (E.Chu-rch)根据空间光线束锥体原理，在空间前方交会、后方交会和双点交会方面发展了解析算法。他用手摇计算机进行迭代运算，成

为测图和控制点加密的一种解析方式。

计算机技术的发展和应用，促使摄影测量学迅猛发展。在50年代里,德国施密特(H.Sch midt)建立了解析摄影测量的基本理论。他曾使用两架摄影机在地面上对飞行中的导弹以恒星为背景进行同步摄影。根据天文年历中恒星的方位和摄影像片上星体像点的量测，计算出该两摄影机的内、外方位元素，从而进行空间前方交会，解算出导弹的位置。这种方法随即用于空中三角测量，称为解析空中三角测量。初期用于单条航线，随后用于多条航线的共同运算，发展成为区域网平差的航带法、独立模型法和光线束法，在计算机上进行迭代运算。

60年代初期，解析测图仪试制成功。它由一台高精度立体坐标量测仪和一台小型计算机组成。解析测图仪在测图过程中的作用与立体测图仪基本相同，但由于立体模型的形成是根据解析的数学原理，这就使解析测图仪易于保证精度，并可以改正各种像差。这类仪器能够处理各种摄影主距、倾角大小和摄影方式的像片资料，还可以用于空中三角测量、数字地形模型以及同正射投影仪联机或脱机晒印正射影像图。

测绘学从平板仪测量到航空摄影测量是一个极大的飞跃。60年代后，以人造卫星作运载工具，使用各种传感器从宇宙空间对地球进行遥感（见航天摄影），获取各种像片或其他形式的（数字式的）信息资料，是测绘学的又一重大发展。

航天摄影获得的地面资料，特别有利于地图修测。应用航天像片可以编制 1:250000～1:1000000大区域的各种比例尺影像地图和专题地图。利用航天摄影资料进行摄影测量，加密和绘制较大比例尺的地形图正处于研究和实验阶段。在摄影测量理论方面，已经建立了非传统的摄影系统（全景式摄影系统，多光谱扫描系统和侧视雷达成像系统等）的基本关系式，即像点坐标同地面坐标变换的严密的数学关系式。摄影测量原理的进一步发展，便形成了航天摄影测量。

发展趋势随着计算机技术的发展和微处理机的广泛应用，摄影测量技术正朝着自动化的方向发展。在空中三角测量方面，目前正研究在平差过程中剔除粗差的理论，以及引入附加参数顾及残余系统误差的理论和技术（称为自检校法）。此外，为了提高区域网加密的精度，还发展了把高差仪记录以及地面上角度和长度等已知数据纳入区域网加密整体平差的办法。

在摄影测量测图从以立体测图仪为主的模拟方式转为解析方式的同时，影像数字化自动测图的方式已经有了萌芽。影像数字化就是首先把摄影获取的影像信息，通过数字化，即采样和量化的过程，变成为大量的密集的灰度数字，并记录、存储在磁带中，用以完全代替原始的像片。然后，直接利用这些灰度数字，通过计算机的控制和运算，进行找点、像片定向和测图等处理过程，并在专门的设备上自动形成带有等高线的正射影像地图，使摄影测量测图过程自动化。这项工作目前还处在研究试验阶段。

在航天遥感数据的获取方面，原始信息大部分都是数字的，这就使遥感技术和摄影测量的解析处理手段更相接近。用解析摄影测量的方法来解决遥感图像的几何问题，称为遥感图像的几何改正。几何改正分为两个步骤：第一步把可以估计到的误差加以改正；第二步利用地面控制点（影像上和地图上的共同点）采用最小二乘准则进行纠正计算，从而得到精确的改正。此外，应用密度分割，图像分类和自动判读等技术，以判定被测物体的性质，这些工作都需要计算机提供大量的存储和高速的运算能力。王之卓编著：《摄影测量原理》，测绘出版社，北京，1979。

W.Jordan/O. Eggert/M. Kneissl, Handbuch der Vermessungskunde,10 Aufl.,Vol.Ⅲ/1,2,3,J.B.Metzlerche Verlagsbuchhandlung,Stuttgart,1972.

C.Slama, Manual of photogrammetry, American Society of Photogrammetry,1980.

。

根据在航空飞行器上拍摄的地面像片，获取地面信息，测绘地形图。主要用于测绘

1:1000～1:100000各类比例尺的地形图。航摄像片是航空摄影测量的基本资料，是用画幅

式航摄机，按照严格的航摄要求摄得的。

原理单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换，而摄影过程的几何反转则是立体测图的基本原理。广义来说，前一情况的基本原理也是摄影过程的几何反转。20世纪

30年代以后，摄影过程的几何反转都是应用各种结构复杂的光学机械的精密仪器来实现的。

50年代，开始应用数学解析的方式来实现。图1就是用光学投影方法实现摄影几何反转的

示意图。图中假设两张相邻的航摄像片覆盖了同一地面AMDC，它们在左片P1上的构像为ɑ1m1d1c1，右片P2上的构像为ɑ2m2d2c2,两摄站点S1和S2间的距离为基线B。如将这两张像片装回与摄影镜箱相同的投影器内,后面用聚光器照明,就会投射出同摄影时相似的投影光束。再

把这两个投影光束安置在与摄影时相同的空间方位，并使两投影中心间的距离为b（b为按测图比例尺缩小的摄影基线），此时所有的同名投影光线都应成对相交,从而得出一个地面的立体模型A＇M＇D＇C＇。这时, 用一个空间的浮游测标（可作三维运动）去量测它，就可画得地形图。

理论航空摄影测量的主题，是将地面的中心投影（航摄像片）变换为正射投影（地形图）。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法（亦称模拟法）和解析法等。在每一种方法中还可细分出许多具体方法，而每种具体方法又有其特有的理论。其中有些概念和理论是基础性的，带有某些共性，如像片的内方位元素和外方位元素,像点同地面点的坐标关系式,共线条件方程，像对的相对定向，模型的绝对定向和立体观测原理等。

一）按像片倾斜角分类

按像片倾斜角分类（像片倾斜角是航空摄影机主光轴与通过透镜中心的地面铅垂线（主垂线）间的夹角），可分为垂直摄影和倾斜摄影。

倾斜角等于0°的，是垂直摄影，这时主光轴垂直于地面（与主垂线重合），感光胶片与地面平行。但由于飞行中的各种原因，倾斜角不可能绝对等于0°，一般凡倾斜角小于3°的称垂直摄影。由垂直摄影获得的像片称为水平像片。水平像片上地物的影像，一般与地面物体顶部的形状基本相似，像片各部分的比例尺大致相同。水平像片能够用来判断各目标的位置关系和量测距离。

倾斜角大于3°的，称为倾斜摄影，所获得的像片称为倾斜像片。这种像片可单独使用，也可以与水平像片配合使用。

二）按摄影的实施方式分类

航向重叠示意图

按摄影的实施方式分类，可分为单片摄影、航线摄影和面积摄影。

单片摄影：为拍摄单独固定目标而进行的摄影称为单片摄影，一般只摄取一张（或一对）像片。

航向重叠示意图航线摄影：沿一条航线，对地面狭长地区或沿线状地物（铁路、公路等）进行的连续摄影，称为航线摄影。为了使相邻像片的地物能互相衔接以及满足立体观察的需要，相邻像片间需要有一定的重叠，称为航向重叠。航向重叠一般应达到60%，至少不小于53%。面积摄影：沿数条航线对较大区域进行连续摄影，称为面积摄影（或区域摄影）。面积摄影要求各航线互相平行。在同一条航线上相邻像片间的航向重叠为60—53%。相邻航线间的像片也要有一定的重叠，这种重叠称为旁向重叠，一般应为30—15%。实施面积摄影时，通常要求航线与纬线平行，即按东西方向飞行。但有时也按照设计航线飞行。由于在飞行中难免出现一定的偏差，故需要限制航线长度。一般为60—120km，以保证不偏航，而产生漏摄。（三）按感光材料分类

可分为全色黑白摄影、黑白红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影和多光谱摄影等。

全色黑白摄影：采用全色黑白感光材料进行的摄影。它对可见光波段（0.4—0.76μm）内的各种色光都能感光，是目前应用广，又易收集到的航空遥感资料之一。如我国为测制国家基本地形图摄制的航空像片即属此类。

黑白红外摄影：采用黑白红外感光材料进行的摄影。它能对可见光、近红外光（0.4—1.3μm）波段感光，尤其对水体植被反应灵敏，所摄像片具有较高的反差和分辨率。

彩色摄影：彩色像片虽然也是感受可见光波段内的各种色光，但由于它能将物体的自然色彩、明暗度以及深浅表现出来，因此与全色黑白像片相比，影像更为清晰，分辨能力高。

彩色红外摄影：彩色红外摄影虽然也是感受可见光和近红外波段（0.4—1.3μm），但却使绿光感光之后变为蓝色，红光感光之后变为绿色，近红外感光后成为红色，这种彩色红外片与彩色片相比，在色别、明暗度和饱合度上都有很大的不同。例如在彩色片上绿色植物呈绿色，在彩色红外片上却呈红色。由于红外线的波长比可见光的波长长，受大气分子的散射影响小，穿透力强，因此，其彩色红外片色彩要鲜艳得多。

多光谱摄影：多光谱摄影是利用摄影镜头与滤光片的组合，同时对一地区进行不同波段的摄影，取得不同的分波段像片。例如通常采用的四波段摄影，可同时得到蓝、绿、红及近红外波段四张不同的黑白像片，或合成为彩色像片；或将绿、红、近红外三个波段的黑白像片，合成假彩色像片。

航天摄影所获得的资料可用于地图测绘、气象研究、资源考察、环境监测等。

装备航天摄影的运载工具主要有气象卫星、侦察卫星、地球资源卫星(陆地卫星)、航天飞机和宇宙飞船，以及测图卫星等。①气象卫星采用电视摄像机和红外扫描仪获取云图。②侦察卫星采用多种摄影系统获取地面的图像资料和有关数据。其影像比例尺一般较大，分解力高，图像质量好，信息内容丰富，时间性强。这种卫星除用以探测地面情报外，还可用于摄影测量、制图和其他领域。

③美国地球资源卫星采用反束光导管摄像机(RBV)和多谱段扫描仪(MSS)获取地面图像资料，并用图像数字转换技术将图像信息变为无线电信号，从卫星发回地面;地面接收站接收后,再将无线电信号转换为图像或直接记录在高密度数字磁带上。其图像的水系、山脉、植被和线状地物等清晰易辨,地貌类型区分也较明显,适用于大面积资源考察和绘制各类专题图。在陆地卫星 4号内除装有多谱段扫描仪外，还载有新的专题测图传感器（TM），具有更好的辐射准确度和更高的空间分解力。④美国“阿波罗”宇宙飞船测月摄影系统由测图摄影机、星空摄影机（拍摄星空像片，用以定向）、全景扫描仪和测高仪组成。它是更完善的航天摄影测图系统，用于对月球表面的定位和测图。⑤美国1973年发射的“天空实验室”(SKYLAB)采用的是画幅摄影机、多谱段摄影和多谱段扫描仪。这是用航天摄影方法对地球进行测图的一次重要尝试（图1）。测图卫星应按航天摄影测量的技术要求进行设计。其特点是像片比例尺适中；有航向和旁向摄影重叠；有适当的基线航高比和良好的空间交会图形；像片有较高的地面分解力等。

利用安置在地面上基线两端点处的专用摄影机拍摄的立体像对，对所摄目标物进行测绘的技术。

1851年,法国的洛斯达(https://www.sodocs.net/doc/be16671271.html,ussedat)最早用地面摄影测量方法编制地形图。当时的作法是先在地面选设摄影站点，摄影时使摄影机光轴保持水平，像片面则处于铅垂位置,至少从两个摄站分别摄取同一地段的像片,摄站位置和摄影机方位用普通测量方法测定。在室内利用像片测点时，是根据单张像片上的像点坐标，求出从摄站到各地面点方向与光轴之间的水平角及竖直角；然后，利用求得的水平角在绘图板上展绘出各摄站到各相应点的诸方向线，类似于平板仪的图解交会，得到各点的平面位置，再利用竖直角和量取的距离计算出各点的高程。这种方法称为平板仪摄影测量或交会摄影测量。1901年，德国的普尔弗里希

(C.Pulfrich)创制了立体坐标量测仪，地面摄影测量遂发展为地面立体摄影测量，即用地面拍摄的立体像对，在地面立体测图仪上建立模型，然后再进行地形测绘的技术。它适用于险阻高山区、小范围山区和丘陵地区的测图，可用于地质、冶金、采矿、水利、铁道等多方面

的勘察工作。1966～1968年，中国曾用此方法测绘了珠穆朗玛峰地区比例尺为1:25000和1:50000的地形图。

地面立体摄影测量的外业工作包括摄影和测量两部分。摄影工作是在地面选定的基线两端点，用摄影经纬仪按一定方式分别摄影，以获取立体像对。摄影方式可分为：①正直摄影，即摄影机光轴保持水平，并与基线方向相垂直；②等偏摄影，即摄影机光轴保持水平，从与基线相垂直的方向左偏或右偏同一角度；③交向摄影，即摄影机光轴保持水平，而在基线两端摄影的光轴方向相交成某一角度；④等倾摄影，即在正直摄影或等偏摄影光轴所处位置的基础上，使两个光轴再上仰或下倾同一角度。在地形测量作业中，通常采用前两种摄影方式。外业的测量工作包括选择摄影基线，用普通测量方法测定基线长度，基线端点和检查点的坐标值。摄影基线长度和位置的选定，以能满足成图或量测精度要求和减少野外工作量为原则。地面摄影测量使用的摄影机具有定向装置,摄影镜箱的主距以往都是固定的,不能调焦（以测量地形为目的的摄影机一般也无需调焦）。为通用于近景摄影测量，在现代的产品中，有的摄影镜箱主距可以调节，有的还带有附属部件，使两个摄影机在基线两端可以进行同步摄影。

数字摄影测量

目前，世界上对于数字摄影测量的定义，主要有两种观点。

a. 数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。

美国等国称之为软拷贝摄影测量（Softcopy Photogrammetry），我国王之卓教授称为全数字摄影测量（Full Digital Photogrammetry）.这种定义认为，在数字摄影测量过程中，不仅产品是数字的，而且中间数据的记录以及处理的原始资料均是数字的。

b. 另一种定义，则只强调其中间数据记录及最终产品是数字形式的，即数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像（包括硬拷贝，数字影像或数字化影像）提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量分支学科。

这种定义的数字摄影测量，包括计算机辅助测图（常称为数字测图）与影像数字化图。

影像数字化测图，是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，用计算机视觉（其核心是影像匹配与影像识别）代替人眼的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。

还有一种类型称之为混合数字摄影测量，通常是在解析测图仪上安装一对ＣＣＤ数字相机，对要量测的局部影像进行数字化，有数字相关（匹配）获得点的坐标。

模拟摄影测量

定义：用模拟测图仪进行的摄影测量。

双像投影测图指在立体摄影测量中，利用立体像对的两张像片进行投影，有可能建立按比例缩小的地面几何模型．立体摄影测量也称双像测图，是由两相邻摄影站所摄取的、具有一定重叠度的一对像片为量测单元。这样的两张像片称为立体像对。

摄影基线延长线与左右像片的交点称为核点，通过摄影基线与任一地面点Ａ做的平面，称为点Ａ的核面，核面与像片的交线称为核线。对于同一核面的左右像片上的核线称为同名核线。

立体像对的相对定向元素和模型的绝对定向元素：相对定向元素是确定像对两张像片相对位置的元素。绝对定向元素是确定相对定向所建立的几何模型的比例尺和恢复模型空间方位的元素

v-stars 数字摄影测量系统(仪器)

1）、V-STARS系统概况

V-STARS（Video-Simultaneous Triangulation and Resection System）系统是美国GSI公司研制的工业数字近景摄影三坐标测量系统。该系统主要具有三维测量精度高（相对精度可达1/20万）、测量速度快和自动化程度高和能在恶劣环境中工作（如热真空）等优点，是目前国际上最成熟的商业化工业数字摄影测量产品。

该系统是基于数字摄影的大尺寸三坐标测量系统，也称为工业摄影测量系统（Industrial Photogrammetry System）、数字近景摄影测量系统、数字近景摄影视觉测量系统、数字摄影三维测量系统、三维光学图像测量系统（3D Industrial Measurement System）。

它通过V-STARS软件(如图3)处理采集好的照片来得到待测点的三维坐标，而这些照片是用一个高精度的专业相机（如美国GSI公司的INCA3相机），通过在不同的位置和方向，对同一物体进行拍摄所获取的， V-STARS 软件会自动处理这些照片，通过图像匹配等处理及相关数学计算后得到待测点精确的三维坐标。一旦处理完毕,被测对象的三维数据将会进入到坐标系统中,就好像以前测量过或者处理过一样。如果需要的话,V-STARS 软件还内置了分析工具,三维数据可以被输出。这些被测量的物体一般是事先手动贴上回光反射标志，或者是通过投点器投射上点，或者是探测棒上的点。

2）、V-STARS系统技术特点

（1）高精度：单相机系统在10m范围内测量精度可以达到0.08mm，而双相机系统则可以达到0.17mm；

（2）非接触测量：光学摄影的测量方式，无需接触工件；

（3）测量速度快：单相机几分钟即可完成大量点云测量，双相机实时测量；

（4）可以在不稳定的环境中测量（温度，震动）：测量时间短受温度影响小，双相机系统可以在不稳定环境中测量；

（5）特别适合狭小空间的测量：只要0.5m空间即可拍照、测量；

（6）数据率高，可以方便获取大量数据：像点由计算机软件自动提取并量测，测量1000个点的速度几乎与10个点的一样；

（7）适应性好：被测物尺寸从0.5m到100m均可用一套系统进行测量；

（8）便携性好：单相机系统1人即可携带到现场或外地开展测量工作。3）、V-STARS系统分类

V-STARS系统可采用脱机和联机二种测量方式，即单相机系统和双（多）相机系统，如图4。根据采用不同的相机又可以分为V-STARS/S（智能单相机系统）、V-STARS/E（经济型单相机系统）和V-STARS/M（智能多相机系统）

智能单相机系统V-STARS/S

智能单相机系统主要特点是，它不仅提供高精度的测量，而且便携。

目前的最新型号为V-STARS/S8，主要包括1台测量型数码相机INCA3、1台笔记本电脑（含系统软件）、1套基准尺、1根定向棒、1组人工特征标志点（定向反光标志）

（a）INCA3相机（b）软件与附件

INCA（INteligent CAmera）是GSI公司自主研制的测量型智能相机，它采用高分辨的CCD芯片获取图像，内置单片机可以实时对所拍摄的像片进行无损压缩、标志点识别等处理工作，稳固的整体机身专为工业现场而设计，表1是最新型号INCA3a的主要技术参数。

表1 INCA3a相机技术参数

该系统主要用于对静态物体的高精度三维坐标测量，测量时只需要手持相机距离被测物体一定距离从多个位置和角度拍摄一定数量的数字像片，然后由计算机软件自动处理（标志点图像中心自动定位、自动匹配、自动拼接和自动平差计算）得到特征标志点的X、Y、Z坐标。

V-STARS/S8系统的典型测量精度（1倍sigma）由原来的5um＋5um/m（采用INCA3相机）已提高到4um＋4um/m（采用INCA3a相机），即10m范围的测量精度达到0.044mm。

需要重点提出的是，该系统的主要优势是其便携和高精度，整个系统（包括一个电脑，一个相机和其附件）可以被装在两个箱子中，你可以随身携带，为你的工作提供极大的方便。

经济型单相机系统V-STARS/E

V-STARS/E是GIS公司入门级的单相机系统。对测量精度要求不是很高，而又求比较经济的测量用户来说，该系统是比较好的选择。

经济型单相机系统目前最新型号为V-STARS/E4X，除相机采用尼康D2X之外，其余配置与V-STARS/S8完全一样，但对于V-STARS/E4X系统，它不能升级为双相机系统。

V-STARS/E4X系统的测量精度为10um＋10um/m。

图7 V-STARS/E4X系统

经济型单相机系统由于采用一般商用相机、测量精度相对较低，主要应用于对静态物体的中等精度测量工作。

该系统的主要特点是简单便携，而且相对于价格昂贵的V-STARS/S8系统来说，该系统具有绝对的价格优势，另外，用我们的尼康D2X相机拍摄的照片，V-STARS软件可以直接识别，不但方便而且精度高。

智能多相机系统V-STARS/M

该系统主要用于在不稳定的测量条件下提供实时测量。

智能多相机系统目前的最新型号为V-STARS/M8，它可以采用2台或2台以上的INCA相机，其最为常用的是双相机系统，主要包括：2台测量型数码相机INCA3、1台笔记本电脑（含系统软件）、1套基准尺、1根定向工棒、1套辅助测棒、1组人工特征标志点和1套联机附件（相机脚架、电缆线和控制器）。

V-STARS/M8双相机测量时通过软件控制相机拍摄像片，可以同时测量被测物体上的特征标志点集、也可以通过辅助测量棒实现单点测量，尤其适合隐藏点测量。

V-STARS/M8系统配合投点器使用，则可以实现真正意义上的非接触式测量。

双向＋投点器实现非接触式大量点云测量

由于是通过控制器控制相机同步曝光，故该系统尤其适合动态物体的测量，包括变形测量。另外，采用了整体光线束法平差技术，当相机脚架处于不稳定环境（如振动）中时也可以实现高精度测量。在动态测量模式下，每移动一次相机，就对被测物体上的标志点拍摄一组照片，但是，这些点必须是在物体上一些稳定控制点，这样，相机的移动对测量产生的影响就可不计。而一般的，这个稳定的控制场是用单相机系统建立的。

V-STARS/M8（双相机）系统的典型测量精度为10um＋10um/m。

该系统是基于数字摄影的大尺寸三坐标测量系统，也称为工业摄影测量系统、数字近景摄影测量系统、数字近景摄影视觉测量系统、数字摄影三维测量系统、三维光学图像测量系统。

4）、V-STARS系统的应用

V-STARS系统在国外航空航天、天线制造，汽车、造船、核工业等诸多领域均有广泛应用

解析测图仪（使用仪器）

由立体坐标量测仪、电子计算机和电子绘图桌以联机方式组成的一种立体测图系统。坐标仪的手轮和脚轮的旋转，通过编码器将机械的移动量转变为电脉冲信号，经过模／数转换，将物空坐标输入计算机或专用机(称为数字投影器)，“实时”地作像点坐标的像差改正、解算共线方程等。计算得应有的像点坐标x、у,并由计算机反馈到立体坐标量测仪中,通过数／模转换，控制伺服电机使像片盘或光学系统作理论上应该加入的额外移动。“实时”就是从数据输入，作各种运算以及反馈到闭路系统的伺服电机作像盘的额外移动等，整个过程都应该在小于1/30秒的时间内完成，这样，人在观测中就不会感觉到有任何的跳动。当需要联机绘图时，电子计算机还可实时地控制绘图桌，以图解方式绘图（图3）。有少数解析测图仪是将像方坐标输入计算机，这时，计算机要“实时”地计算并控制像片车架(或光学系统)的附加移动，以及计算相应模型点的物方空间坐标，控制绘图桌进行绘图。

解析测图仪的测图原理同常规的模拟型立体测图仪的测图原理基本相同，只是后者利用实际的投影光线或者用一对空间导杆代替空间光线，而解析测图仪则利用一台专用的电子计算机实时地解算构像方程式来完成这项任务。测图中的相对定向和绝对定向等操作过程，对两类仪器来说也是基本相同的，但解析测图仪完全是用计算机软件来保证，故有较大的灵活性，几乎能够处理所有方式的摄影资料。由于立体模型是用解析方法形成的，可以改除各种像差的影响和减少仪器误差，所以能够得到较高的精度。

真实色共聚焦显微镜C130

马尔×C10轮廓测量和评定的测量系统

摄影测量学期中考试试卷

摄影测量学期中考试试 卷 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

云南师范大学2015—2016学年第二学期期中考试 摄影测量学试卷 学院_______ 专业______ 年级______ 学号______ 姓名________ 考试方式: (闭卷)考试时量：120分钟 一、填空题（每空1分，共20分） １、摄影测量三个发展阶段是，，， 2、摄影测量常用坐标系有，，， ，。 3、恢复立体像对左右像片的相互位置关系的依据是方程。 4、两个空间直角坐标系间的坐标变换至少需要和控制点。 5、摄影测量加密按数学模型可分为：，，三种方法。 6、特征匹配的三个步骤：，，。 7、DEM的表示方式：，，。

二、计算题（每小题10分，共20分） 1、已知某航测项目参数设计为：航摄区域km km 54?，航摄仪：Leica RC30，胶片规格：cm cm 2323?，mm f 4.152=，摄影比例尺为：5000:1，航向重叠度P ％=61％，旁向重叠度为：q ％=32％，求行高H 是多少，摄影基线长是多少？ 2、 3、如右图，已知规则矩形格网四个顶点坐标： A （627.00,570.00,126.00）、 B （627.00,580.00,125.00） C （637.00,570.00,130.00）、 D （637.00,580.00,128.00） 求点P （637.80,576.40）的高程值。 Y

三、简答题（10分+15分+15分+20分，共60分） 1、什么是影像的内外方位元素，主要参数分别有哪些？ 2、单幅影像空间后方交会与立体像对前方交会定义是什么，为什么单张像片不能求解物体空间位置而立体像对可解三维坐标？ 3、推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程，并简述其在摄影测量中的主要用途。

数字摄影测量学要点

数字摄影测量复习要点（2016.5） 1、摄影测量发展历程 模拟摄影测量(1851-1970) 模拟摄影测量主要是根据摄影过程的几何反转，反求地面点的空间位置。它所采用的仪器为光学投影器、机械投影器或光学-机械投影器模拟摄影过程，用光线交会被摄物体的空间位置。 解析摄影测量(1950-1980) 1957年，Helava提出用“数字投影代替”物理投影，数字投影就是利用电子计算机实时的进行共线方程的解算，从而交会出被摄物体的空间位置。 数字摄影测量(1970-现在） 利用数字影像相关技术，实现真正的自动化测图。 数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别： 1)处理的原始信息主要是数字影像； 2)以计算机视觉代替人眼的立体观测。 2、数字摄影测量的任务、特点 主要任务：使用星载(机载)传感器所获取的可见光影像对地球陆地区域进行信息提取，具体包括：目标量测、影像解译、地形图测绘、正射影像图制作、数字高程模型生成。 特点：数据量大、计算机运算速度快、技术精度高。 3、数字摄影测量 定义：数字摄影测量是利用影像相关技术来代替人眼的目视观测，自动识别同名点，实现几何信息的自动提取。 主要内容：影像及特征点的识别、同名像点的自动相关和匹配、数字影像纠正技术、数字高程模型（DEM）的制作、数字摄影测量系统的完整操作和测绘产品的生产。 4、计算机辅助测图 计算机辅助测图（又称数字测图）是利用解析测图仪或具有机助系统的模拟测图仪，进行数据采集和数据处理，测绘数字地图，制作数字高程模型，建立测量数据库。计算机辅助测图系统所处理的依旧是传统像片，且对影像的处理仍然需要人眼的立体量测，计算机则起数据记录与辅助处理的作用，是一种半自动化的方式。计算机辅助测图是摄影测量从解析化向数字化的过渡阶段。

摄影测量学-经典试题

一、名词解释 1、像片比例尺：像片上的线段l与地面上相应线段的水平距L之比。 2、绝对航高：摄影物镜相对于平均海平面的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。 3、相对航高：摄影物镜相对于某一基准面的高度 4、像点位移：一个地面点在地面水平的水平像片上的构象与地面有起伏时或倾斜像片上构象的点位不同，这种点位的差异称为像点位移 5、摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点的空间距离 6、航向重叠：同一航带内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠 7、旁向重叠：两相邻航带像片之间也需要有一定的影像重叠，这种影像重叠称为旁向重叠 8、像片倾角：摄影瞬间摄影机物镜主光轴偏离铅垂线的夹角 9、像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜（摄影中心）与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数，即确定这三者之间相关位置的参数。 10、像片的内方位元素：确定摄像机的镜头中心相对于影像位置关系的参数 11、像片的外方位元素：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 12、相对定向元素：确定像对中两像片之间相对位置所需的元素 13、绝对定向元素：确定单张像片或立体模型在地面坐标系中方位和大小所需的元素 14、单像空间后方交会：利用影像覆盖范围内一定数量的控制点空间坐标与影像坐标，根据共线条件方程，反求该影响的外方位元素，这种方法称为单幅影像的空间后方交会 15、空间前方交会：由立体相对左右两影像的内、外方位元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点的物方空间坐标（某一暂定三维坐标系统里的坐标或地面量测坐标系坐标），称为立体像对的空间前方交会 16、双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标的方法，称为双像解析摄影测量。 17、空中三角测量：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法18、POS：机载定位定向系统POS是基于全球定位系统GPS和惯性测量装置IMU的直接测定影像外方位元素的现代航空摄影导航系统，可用于在无地面控制或仅有少量地面控制点情况下的航空遥感对地定位和影像获取。 19、影像的灰度：规则格网排列的离散阵列 20、数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数个（x,y）的数值时就需要进行内插，此时称为重采样 21、影像匹配：影像匹配即通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。 22、核线相关：利用立体像对左、右核线上的灰度序列进行的影像相关 23、像片纠正：通过投影转换，将倾斜像片变换成规定比例尺水平像片的作业

摄影测量学 考前知识点整理

摄影比例尺： 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高： 相对航高： 绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求： 影像的色调、 像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹角，α＝ 0 时为最理想的情形） 像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影像重叠 旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠 航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点连线不在一条直线上 像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线之间的夹角 像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 ???????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f y )Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f x S S S S S S S S S S S S 333222333111

摄影测量学考试复习.docx

4D 产品是指DEM、DLG、DRG、DOM。 摄影测量学:是利用光学摄影机摄取照片，通过像片来研究和确定被摄物体的形状大小位置和相互关系的一门科学技术摄影测量按远近分为航天摄影测量、航空摄影测量，地面摄影测量，近景摄影测量，显微镜摄影测量。 摄影测量按用途口J分为地形摄影测量、非地形摄影测量。 摄影测量学的发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。 2.由于立体像对选取的像空间辅助坐标系的不同分为连续邃戒与里独像对 摄影机的主距：航空摄影物镜中心至底片面的距离是固定值1?摄影比例尺：严格讲，摄影比例尺是指航摄像片上一线段为J与地向上相应线段的水干距L之比。摄影像片的影像比例尺处处均不相等 3?摄影航高：摄影机的物镜中心至该面的距离 2?绝对航高:摄影物镜相对于平均海平而的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。 3?相对航高：摄影物镜相对于某一基准面或某一点的高度 2 ?制定航摄计划： 1.确定摄区范围； 2.选择航摄仪； 3.确定航摄仪的比例尺；4,确定摄影航高；5,需要像片数，F1期等。 5.摄影基线：航线方向相邻两摄站点间的空间距离称为摄影基线。 2?摄影资料的基本要求：1.影像的色调，2.像片的重叠，3.像片倾角，4.航线弯曲，5,像片旋角 2?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3D,夹角称为像片倾角。 3?航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，一般要求在60%以上。目的：保 证像片立体量测与拼接 4?旁向重叠：相邻航线的重叠称为旁向重叠，重叠度要求在24%以上 5?中心投影：投影光线会聚与一点 7?像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 &像底点：主垂线与像片面的交点 2 ?摄影测量常用的坐标系统有哪些? 像平面坐标系；像空间坐标系；像空间辅助坐标系；摄影测量坐标系；地面测量坐标系 3.对于一张航摄像片其内外方位元素为内外方位元素均为常数， 8?内方位元素：内方位元素是表示摄影中心与像片之间相关位置的参数，包括三个参数。即摄影中心 到像片的垂距（主距）f及像主点o在像框标坐标系中的坐标兀。,儿 9?外方位元素：在恢复内方位元素的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置与姿态的参数称为外方位元素， 外方位角元素：确定像空间坐标系的三轴在地面坐标系中的方向。 14 ?像点在像空间直角坐标系与像空间辅助坐标系的变换关系： U X坷a2 a3X V=R y—久b2伏y W-f°1 C2°3-f 13?同名像点：同名光线在左右相片上的构像 14 ?摄影基线：同一航线内相邻两摄站的连线 15?核线：核面与像片的交线，核线会聚于核点 16?核面：摄影基线与地而点所作平而 17.同名像点：地面上一点在相邻两张像片上的构像

数字摄影测量学复习

数字摄影测量学 一、绪论 两个基本关系：几何关系、对应性关系 划分摄影测量发展阶段的根本依据是他们处理两种关系的方式 数据获取技术发展 航空数码成像；卫星成像；POS;LiDAR;SAR;低空摄影测量；移动测量系统理论发展 灭点理论；广义点理论；多基线立体；影像匹配理论发展；目标自动识别 应用发展 灭点应用实践；广义点摄影测量的应用；数码城市建模；数据处理新算法 二、数字影像获取与处理（4-9节） 2.4、数字航摄仪 线阵：ADS40、ADS80、TLS、JAS 面阵：DMC、UCD、A3、SWDC 2.5、POS POS=GPS+IMU 用于在无地面控制或少量地面控制情况下航空遥感对地定位和影像获取 差分GPS获取高精度位置测量数据 INS输出高采样率的位置数据，高精度的姿态数据 2.6、LiDAR 快速获取精确的高分辨率DSM以及地面物体的三维坐标 2.7、航天数字影像获取系统及特点 特点：高分辨率，线阵式CCD、采用有理函数模型、立体成像、定位精度高提供高分辨率的全色、多光谱、高动态范围和高信噪比的影像、多景影像 主要问题：云量和雪量问题；获得与传统航片一样的制图精度比较困难 2.8、SAR 一般是侧视成像，是一种高分辨率相干成像系统；斜距投影 主要存在斑点噪声、斜距影像的近距离压缩、透视收缩、叠掩、阴影及地形起伏引起的像点位移等几方面的问题 2.9、倾斜摄影测量 特点：反映地物周边真实情况、可实现单张影像量测、 建筑物侧面纹理可采集、数据量小易于网络发布

三、摄影测量解析方法（1-6节） 背景：近景摄影测量中，常常采用大角度大重叠度的摄影方式，外方位元素中存在大的旋转角，相邻摄站点之间存在较大的位置差异，初值很难获取。 经典欧拉角方法不再适用。需要不依赖位置与姿态初始值的解析方法。 3.1、空间后方交会 在后方交会中，有效可靠地描述两坐标系之间的旋转关系是解决问题的关键。 描述旋转的常用形式：欧拉角、正交旋转矩阵、四元数 欧拉角：能明确表示旋转矩阵R的几何意义，但需要较好的位置和姿态初值。 方向余弦法 方案：将9个方向余弦值作为待求参数，参与平差解算。R中只有3个独立元素，其余6个参数可以根据6个正交条件推得。因此可根据6个正交条件建立6个条件方程，按附有条件的间接平差直接解算未知参数。 优点：不要求初值，避免了三角函数的计算和欧拉角方法中因旋转角定义不同而导致的公式不同所带来的不便，收敛速度快。 四元数 几何意义：代表了一个转动，可同时确定刚体的位置和姿态。 方案:旋转矩阵用四元数表示，只有一个约束条件，同样据此可建立附有限制条件的间接平常模型解求未知参数 优点：和方向余弦法一致 缺点：较差的初值，收敛情况不如方向余弦法；都能正确收敛时，收敛次数相当，而方向余弦法计算结果更接近于经典欧拉角方法。 Givens变换：用正交变换解最小二乘问题，数值稳定性和解的精度往往优于组成法方程组的方法。当法方程组病态时尤其如此。 3.2、相对定向 原理：共面方程完成标志：上下视差为0。 连续法相对定向元素：以左像空间坐标系为基础，右像片相对于左像片的相对方位元素称为~。 单独法相对定向元素：在以左摄影中心为原点、左主核面为XZ平面、摄影基线为X轴的右手空间直角坐标系中，左右像片的相对方位元素称为~。 大角度相对定向：经典方法μ、v的假设不合理；迭代难以收敛。 基于方向余弦和四元数的连续相对定向均需考虑基线长度的约束条件。 相对定向迭代解法：一般是在影像的内方位和姿态的近似值为已知时被应用。 相对定向直接解法：当内方位、姿态均为未知时采用。

摄影测量学考试知识点汇编

摄影测量学习题 一、名词解释： 1、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方 面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 2、光圈号数 ：相对孔径的倒数 3、景深 ：远景与近景之间的纵深距离称为景深 4、超焦点距离：当物镜向无限远物体对光时，不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜 不小于某一距离H 的所有物体，其构象都很清晰，这个距离H 就称为超焦点距离或称为无限远起点 5、视场： 将物镜对光于无穷远，在焦面上会看到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为 ab 的明亮圆的范围称为视场 6、视场角 ：物镜的像方主点与视场直径所张的角2α。 7、像场 ：在视场面积内能获得清晰影像的区域 8、像场角； 物镜的像方主点与像场直径所张的角2β。 像主点：摄影机轴在框标平面上的垂足。 11、航向重叠 ：沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 12、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠 主光轴 ：通过诸透镜光轴的轴 主点： 主平面与光轴的交点 13、摄影基线 ：相邻像片摄影站(投影中心)之间的空间连线。 15、内方位元素 确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。 16、外方位元素 确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数 焦点 平行光轴的投射光线经物镜后产生折射，该折射线与光轴的交点。 17、像片倾角 航摄仪光轴与通过物镜中心的铅垂线所夹的角称为像片的倾斜角 19、像片旋角 相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线之间的夹角称为像片的旋 偏角 20、倾斜误差 因像片倾斜引起的像点位移 节点 投射光线与成像光线与光轴的交角u 和u ′相等时，投射光线与成像光线与光轴的交点。 21、投影差 因地形起伏引起的像点位移 22、摄影比例尺 航摄相片上某一线段构成的长度与地面上相应水平距离之比。 23、像片控制点 为联系地面与相片而测定地面坐标的像点。 相对孔径 物镜焦距与有效孔径之比 25、左右视差 同名像点在各自像平面坐标系中的x 坐标之差 26、上下视差 同名像点在各自像平面坐标系中的Y 坐标之差 27、核点 基线延长线与左、右像片的交点k 1、k 2称为核点 28、核线 核面与像片的交线称为核线 29、核面 通过摄影基线S 1S 2与任一地面点A 所作的平面W A 30、投影基线 两摄站的连线 31、像片基线 指相邻两张像片主点的连线 32、解析空中三角测量 即在一条航带几十条像对覆盖的区域或由几条航带几百哥像对构成 的区域内，仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平差 解算出摄影测量作业过程中所需的全部控制点及每张像片的外方位元素 33、空间后方交会 就是利用地面控制点的已知坐标值反求像片外方位元素 ()()()()(){} 2332233213322232332 1[]Z X Y X Y Y Y X X X Z Y X X Y Z X Y Y X Z X Y X Y =-+-+-+-+--

摄影测量学期末

名称解释 1摄影测量学 利用光学摄影机摄影的像片，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学技术。2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 3中心投影投影射线汇聚同一点的投影 4像主点相机主光轴与像平面的交点（投影中心S在投影面P上的垂足） 5摄影基线相邻两摄站的连线。 6同名像点同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点称为同名像点。 7核面通过摄影基线且与像平面相交的任一平面。 8核线核面与像平面的交线。 9空间前方交会由立体像对的两张像片的内外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的空间坐标的方法 10影像匹配通过一定的匹配算法，在两幅或多幅影像之间识别同名像点的过程 二填空题问答题 1摄影测量的任务和特点 摄影测量目前的主要任务是： 1.测制各种比例尺的地形图和专题图； 2.建立地形数据库； 3.为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据； 摄影测量有什么优点和特点1.影像记录目标信息客观、逼真、丰富； 2.测绘作业无需接触目标本身，不受现场条件限制； 3.可测绘动态目标和复杂形态目标； 4.影像信息可永久保存、重复量测使用； 2摄影测量分类：按距离、按用途和按技术手段 按距离 1航空摄影测量 2航天摄影测量 3地面摄影测量 4近景摄影测量 5显微摄影测量 按用途1地形摄影测量 2 非地形摄影测量 按处理手段1模拟摄影测量 2解析摄影测量 3数字摄影测量 3摄影测量坐标系：物方坐标和像方坐标系。 一、物方坐标系：用于描述地面点的位置的坐标系 1、地面测量坐标系（T-XtYtZt）：大地坐标系，国家高程基准 2、地面摄影测量坐标系（D-XYZ）：在像空间辅助坐标系与地面测量坐标系之间建立的一种过渡的坐标系。

摄影测量学考试知识点汇总

摄影测量学习题 一、名词解释: １、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方 面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 ２、光圈号数?:相对孔径的倒数 ３、景深 :远景与近景之间的纵深距离称为景深 ? ４、超焦点距离:当物镜向无限远物体对光时,不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜不 小于某一距离H 的所有物体,其构象都很清晰,这个距离Ｈ就称为超焦点距离或称为无限远起点 5、视场:?将物镜对光于无穷远,在焦面上会看到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为ａb 的明亮圆的范围称为视场 6、视场角 :物镜的像方主点与视场直径所张的角2α。 ? 7、像场?：在视场面积内能获得清晰影像的区域 ? 8、像场角; 物镜的像方主点与像场直径所张的角2β。 像主点:摄影机轴在框标平面上的垂足。 11、航向重叠?:沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 ? 12、旁向重叠:两相邻航带摄区之间的重叠? 主光轴?:通过诸透镜光轴的轴? 主点: 主平面与光轴的交点 13、摄影基线?：相邻像片摄影站（投影中心)之间的空间连线。 15、内方位元素 确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。? 16、外方位元素 确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数 焦点 平行光轴的投射光线经物镜后产生折射,该折射线与光轴的交点。 １7、像片倾角 航摄仪光轴与通过物镜中心的铅垂线所夹的角称为像片的倾斜角 19、像片旋角 相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线之间的夹角称为像片的旋 偏角? 2０、倾斜误差 因像片倾斜引起的像点位移 节点 投射光线与成像光线与光轴的交角u 和u ′相等时,投射光线与成像光线与光轴的交点。 2１、投影差 ?因地形起伏引起的像点位移 2２、摄影比例尺?航摄相片上某一线段构成的长度与地面上相应水平距离之比。 ２3、像片控制点? 为联系地面与相片而测定地面坐标的像点。 相对孔径 ?物镜焦距与有效孔径之比 25、左右视差 同名像点在各自像平面坐标系中的x 坐标之差 2６、上下视差?同名像点在各自像平面坐标系中的Y 坐标之差 27、核点 基线延长线与左、右像片的交点ｋ１、k ２称为核点 ? 28、核线 核面与像片的交线称为核线 29、核面?通过摄影基线S 1S 2与任一地面点Ａ所作的平面W Ａ?? 30、投影基线?两摄站的连线? 3１、像片基线?指相邻两张像片主点的连线 ３2、解析空中三角测量 即在一条航带几十条像对覆盖的区域或由几条航带几百哥像对构 成的区域内,仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平 差解算出摄影测量作业过程中所需的全部控制点及每张像片的外方位元 素 ()()()()(){}2332233213322232332 1[]Z X Y X Y Y Y X X X Z Y X X Y Z X Y Y X Z X Y X Y =-+-+-+-+--

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

数字摄影测量学汇总

《数字摄影测量学》 实 习 报 告 学院： 班级： 姓名： 学号： 日期：

一、实验的意义和目的 本次实习是基于全数字摄影测量系统VirtuoZo平台，制作数字高程模型、数字正射影像、数字线划图等数字产品。是将理论知识与实际生产相结合的过程。通过对VirtuoZo的应用实习，熟悉该系统的基本功能及操作特点，掌握DEM、DOM、DLG产品制作过程。 二、实习内容 1、学习VirtuoZo摄影测量系统； 2、2_Hammer测区数据准备：参数录入； 3、模型定向：内定向、相对定向、绝对定向、核线影像生成； 4、2_Hammer测区2个模型的影象匹配； 5、产品生成（DEM、DOM、等高线） 三、操作步骤 1.启动VirtuoZo 正确安装VirtuoZo 之后，即可以运行程序。 在Windows 中启动VirtuoZo 有以下几种方法： 在桌面启动VirtuoZo的快捷方式。 依次单击选项“开始” > “程序” >Supresoft > VirtuoZo > VirtuoZo，即可调用VirtuoZo软件。 在Windows系统的资源管理器中，找到VirtuoZo安装目录，在bin子目录下找到VirtuoZo.exe文件，双击鼠标即可实现调用。 2.新建测区 （1）选择文件> 新建/打开测区新建一个测区。 （2）在弹出的打开参数对话框中文件名栏填入测区名hammer，单击打开。（3）单击主目录一栏右侧的按钮，选择测区目录，例如Hammer文件夹，确定后如图所示。按照默认设置即可，单击保存。 3.创建相机参数和像控点文件 创建相机参数文件： （1）选择主界面下的设置>相机参数来设置相机参数。

最新摄影测量学试题(含答案)

摄影测量学 一、名词解释（每小题3分，共30分） 1摄影测量学2航向重叠 3单像空间后方交会4相对行高 5像片纠正6解析空中三角测量 7透视平面旋转定律8外方位元素 9核面10绝对定向元素 二、填空题（每空1分，共10分） 1摄影测量的基本问题，就是将_________转换为__________。 2物体的色是随着__________的光谱成分和物体对光谱成分固有不变的________、__________、和__________的能力而定的。 3人眼产生天然立体视觉的原因是由于_________的存在。 4相对定向完成的标志是__________。 5光束法区域网平差时，若像片按垂直于航带方向编号，则改化法方程系数阵带宽为_______，若按平行于航带方向编号，则带宽为_________。 三、不定项选择题（每小题2分，总计20分） 1、以下说法正确的是（）。 同名像点必定在同名核线上 B.像点、物点、投影中心必在一条直线上 C.主合点为主纵线与核线的交点D.等角点在等比线上 2、以下为正射投影的为（）。 A.框幅式相机拍摄的航片 B.地形图 C.用立体模型测绘的矢量图 D.数字高程模型 3、立体像对的前方交会原理能用于（）。 A.相对定向元素的解求 B.求解像点的方向偏差 C.地面点坐标的解求 D.模型点在像空间辅助坐标系中坐标的解求 4、解析内定向的作用是（）。 A．恢复像片的内方位元素 B.恢复像片的外方位角元素 C.部分消除像片的畸变 D. 恢复像片的外方位线元素 5、光学纠正仪是（）时代的产品，其投影方式属于机械投影。 A.模拟摄影测量 B.解析摄影测量 C.数字摄影测量 D.数字投影 6、卫星与太阳同步轨道是指（）。 A、卫星运行周期等于地球的公转周期 B、卫星运行周期等于地球的自传周期 C、卫星轨道面朝太阳的角度保持不变。 D、卫星轨道面朝太阳的角度不断变化。 7、以下（）不是遥感技术系统的组分。

摄影测量学复习资料全

一、名词解释 1、解析相对定向：根据同名光线对对相交这一立体相对内在的几何关系，通过量测的像点坐标，用解析计算方法解求相对定向元素，建立与地面相似的立体模型，确定模型点的三维坐标。 2、GPS辅助空中三角测量：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。 3、主合点：地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像 4、核线：立体像对中，同名光线与摄影基线所组成核面与左右像片的交线。 5、航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度。 6、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠。 7、影像匹配：利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点 8、影像的内方元素：是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数。 9、影像的外方元素：描述像片在物方坐标的位置和姿态的参数。 10、景深：远景与近景之间的纵深距离称为景深 11、空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方法，称为空间前方交会。 12、空间后方交会：利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程或反求像片的外方位元素这种方法称为单张像片的空间后方交会。 13、摄影基线：相邻两摄站点之间的连线。 14、像主点：像片主光轴与像平面的交点。 15、立体像对：相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。 16、数字影像重采样：当欲知不位于采样点上的像素值时，需进行灰度重采样。 17、核面：过摄影基线与物方任意一点组成的平面。 18、中心投影：所有投影光线均经过同一个投影中心。 19、单模型绝对定向：相对定向所构建的立体模型经平移、缩放、旋转后纳入到地面坐标系中的过程相对定向：根据立体像对内在的几何关系恢复两张像片之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立与地面相似的立体模型。即确定一个立体像对两像片的相对位置。 20、数字影像内定向：同一像点的像平面坐标与其扫描坐标不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。 21、像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 22、内部可靠性：一定假设条件下，平差系统所能发现的模型误差的下界值 22、外部可靠性：一定显著性水平和检验功效下，平差系统不能发现的模型误差对平差结果的影响。 23、摄影学：利用光学摄影机摄取相片，通过相片来研究和确定被摄物体的形状，大小，位置和相互关系的一门学科技术。 24、影像信息学：是一门记录、储存、传输、量测、处理、解译、分析和显示由非接触传感器影响获得的目标及其环境信息的科学技术和经济实体。

摄影测量学考试题

1、地面摄影测量坐标系：x 轴沿着航线方向，z 轴沿铅垂线方向，y 轴符合右手定则。 2、4D 产品：DEM ：数字高程模型 DLG ：数字线划地图（矢量图） DRG ：数字栅格地图（栅格图）DOM ：数字正射影像图 3、摄影测量分类：①按距离远近分：航天、航空、地面、近景、显微；②按用途：地形、非地形；③按处理手段：模拟，解析，数字 4、摄影测量特点：①无需接触物体本身获得被摄物体信息②由二维影像重建三维目标③面采集数据方式④同时提取物体的几何与物理特性 5、航向重叠度：同一航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠 6、摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离 7、摄影比例尺：摄影像片水平，地面取平均高程，像片上的线段l 与地面上相应的水平距L 之比 8、航片与地形图的区别：①比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺；②表示方式：地图为线划图，航片为影像图；③表示内容：都地图需要综合取舍；④几何差异：航摄像片可组成像对立体观察 9、航摄像片中的重要点线面：点：S （摄影中心）o （像主点）O （地主点）n （像底点）N （地底点）c （等角点）C （地面等角点）i （主合点）j （主遁点）；线：TT （迹线）SoO （主光线）SnN （主垂线）VV （摄影方向线）vv （主纵线）ScC （等角线）hihi （主合线）hoho （主横线）hchc （等比线）；面：E （地面）P （像片面）W （主垂面）Es （真水平面） 10、摄影测量5个常用坐标系：①像平面直角坐标系②像空间直角坐标系③地面测量坐标系④像空间辅助坐标系⑤地面摄影测量坐标系 11、像片内方位元素：确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数（内方位元素（f y x 00，，）可恢复摄影光束） 12、像片外方位元素:确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数 13、外方位线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置 14、外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态 15、像片外方位角元素：?? ???（方位角）（像片旋角）（像片倾角）转角系统。轴为主轴以航向倾角）（像片旋角）（旁向倾角）转角系统。轴为主轴以（旁向倾角）（像片旋角）航向倾角）转角系统。轴为主轴以A Z X Y v v k k ~~A (''k 'w 'k ~'~w'w k (k ~w ~αα????

测绘工程第3学期-数字摄影测量学-阶段作业详解

数字摄影测量学(专升本)阶段性作业1 单选题(共40分) 说明:（） 1. 数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的产品不同，其中，数字摄影测量的产品是 _____。(4分) (A) 模拟产品 (B) 数字产品 (C) 模拟产品或数字产品 (D) 以上都不是 您的回答：C 2. 数字摄影测量的基本范畴还是确定被摄对象的几何与物理属性，即量测与 _____。(4分) (A) 理解（识别） (B) 生成DTM (C) 生成正射影像图 (D) 影像数字化测图 您的回答：A 3. 计算机辅助测图的数据采集过程中，第一个步骤是像片的 _____。(4分) (A) 定向 (B) 相对定向 (C) 外定向 (D) 绝对定向 您的回答：A 4. 按地形图图式对地物进行编码，可分两种方式进行。其中，只需要 3位数字的编码方式是_____，其缺点是使用不方便，使软件设计复杂。(4分) (A) 顺序编码 (B) 按类别编码 (C) 按地物编码 (D) 按地貌编码 您的回答：A 5. 量测的数据即每一点的三维坐标是数字测图数据的主体。对量测的每一点要填写坐标表，在填写时，除了最主要的内容——点的X，Y，Z坐标之外，还必须填写其_____，供编辑与绘图时检索用。(4分) (A) 链接指针 (B) 属性码 (C) 首点检索指针

(D) 公共检索指针 您的回答：A 6. 模型之间的接边及相邻物体有公共边或点的情况，均要用到 _____功能，避免出现模型之间“线头”的交错，或者本应重合的点不重合。(4分) (A) 直角化处理 (B) 吻接 (C) 复制（拷贝） (D) 直角点的自动增补 您的回答：B 7. 在数据输出之前，需对所采集的数据进行必要的处理，主要包括建立数字地面模型与 _____。(4分) (A) 生产数字地图的数据编辑 (B) 建立数字正射影像 (C) 生产地形数据库 (D) 栅格影像数据的矢量化处理 您的回答：A 8. 机助测图的数据编辑任务有图形编辑与 _____两类。(4分) (A) 地物编辑 (B) 字符编辑 (C) 属性编辑 (D) 地形图图式编辑 您的回答：B 9. 计算机辅助测图的数据输出的两个重要方面是数据库和 _____。(4分) (A) 生成DEM (B) 生成数字化地图 (C) 屏幕 (D) 栅格影像 您的回答：C 10. 在计算机辅助测图的数据处理中，无论是联机还是脱机的编辑，机助测图数据编辑应包括插入、修改 任意一点和_____等必须的功能以便对已记录的信息作修改。(4分) (A) 复制 (B) 删除 (C) 剪切 (D) 镜像 您的回答：B 多选题(共18分)

摄影测量学汇总

<<摄影测量学复习提纲>> 1.摄影测量学的定义:是对研究的物体进行摄影，量测和解译所获得的影像 获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。 内容：获取被摄物体的影像，研究影像的处理理论、技术、和设备，以及将所处理和量测得到的结果以图解或数字的形式输出技术和设备。 2.主要特点：在像片上进行量测和解译，主要工作在室内进行，无需接触物 体本身，因而很少受自然和地理等条件的限制;所摄影像是客观物体或目标的真实反映，信息丰富直观，人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息； 可以拍摄动态体的瞬间影像，完成常规方法难以实现的的测量工作；适用于大范围地形测绘，成图快，效率高；产品形式多样。 3.摄影测量学的分类: 按摄影时摄影机所处位置不同：航天摄影测量（遥感技术）、航空摄影测量（主要方式）、地面摄影测量、近景摄影测量、显微摄影测量。 按应用领域划分：地形摄影测量、非地形摄影测量。 按处理的技术手段分：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。 4.摄影测量学发展的三个阶段:模拟摄影测量,解析摄影测量,数字摄影测 量 5.摄影原理：小孔成像原理 6.成像公式：物方主平面Q到物点A的距离D，称为物距；像方主平面Q’到 像点a的距离d，称为像距。物镜的焦距为F。由光学成像公式可知： 构像公式的另一种形式： 7.物镜的光圈：实际使用的物镜都不是理想的，通过物镜边缘部分的投射光 线都会引起较大的影像模糊和变形。为限制物镜边缘部分的使用，并控制和调节进入物镜的光量，通常在物镜筒中间设置一个光圈。光圈是衡量镜头能通过光线多少的重要参数，一方面可调节物镜使用面积的大小，另一方面了调节进入物镜的光亮。镜头具有汇聚光线的能力，它里面有一个用以控制镜头有效通光口径的装置，称为光圈。 8.快门：快门起遮盖投射光线经物镜进入镜箱体内的作用，是控制曝光时间的

摄影测量学__考前知识点整理

摄影比例尺：摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高：相对航高：绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求：影像的色调、像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹 角，α＝ 0 时为最理想的情形）像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影 像重叠；旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠；航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点 连线不在一条直线上；像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线 之间的夹角；像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 地形起伏像点位移的符号与该点的高差符号相同，像片上任何一点都存在像点位移 物镜畸变、大气折光、地球曲率及底片变形等一些因素均会导致像点位移 航摄像片：中心投影，平均比例尺，影像有变形，方位发生变化 地形图：正射投影，比例尺固定，图形形状与实地完全相似，方位保持不变 在表示方法上：地形图是按成图比例尺，用各种规定的符号、注记和等高线表示地物地 貌；航片则是通过影像的大小、形状和色调表示。 在表示内容上：在地形图上用相应的符号、文字、数字注记表示，在像片上这些是不存 ??? ????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f y )Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f x S S S S S S S S S S S S 333222 333111

摄影测量学复习题及答案(全)

摄影测量学复习题及答案(全) 一、名词解释 1、解析相对定向：根据同名光线对对相交这一立体相对内在的几何关系，通过量测的像点坐标，用解析计算方法解求相对定向元素，建立与地面相似的立体模型，确定模型点的三维坐标。 2、GPS辅助空中三角测量：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。 3、主合点：地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像 4、核线：立体像对中，同名光线与摄影基线所组成核面与左右像片的交线。 5、航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度。 6、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠。 7、影像匹配：利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点 8、影像的内方元素：是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数。 9、影像的外方元素：描述像片在物方坐标的位置和姿态的参数。 10、景深：远景与近景之间的纵深距离称为景深 11、空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和

像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方法，称为空间前方交会。 12、空间后方交会：利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程或反求像片的外方位元素这种方法称为单张像片的空间后方交会。 13、摄影基线：相邻两摄站点之间的连线。 14、像主点：像片主光轴与像平面的交点。 15、立体像对：相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。 16、数字影像重采样：当欲知不位于采样点上的像素值时，需进行灰度重采样。 17、核面：过摄影基线与物方任意一点组成的平面。 18、中心投影：所有投影光线均经过同一个投影中心。 19、单模型绝对定向：相对定向所构建的立体模型经平移、缩放、旋转后纳入到地面坐标系中的过程相对定向：根据立体像对内在的几何关系恢复两张像片之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立与地面相似的立体模型。即确定一个立体像对两像片的相对位置。 20、数字影像内定向：同一像点的像平面坐标与其扫描坐标不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。 21、像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 22、内部可靠性：一定假设条件下，平差系统所能发现的模型误差的下界值