“摄影测量学”学习指南
课程学习指南
1．课程介绍
“摄影测量学”是测绘类本科各专业的一门专业基础必修课，对学生全面系统地掌握摄影测量的基本理论、方法和测图仪器设计原理，了解利用航空影像测制数字地形图的主要作业方法，培养学生养成良好的业务作风具有重要作用和意义，本课程的学习可为进一步学习相关专业课及从事相关工作奠定坚实的基础。
本课程的教学应坚持以人为本、以学为主、注重综合素质培养的指导思想，坚持将知识学习、能力训练和综合素质培养融为一体，将摄影测量理论学习与摄影测量实践紧密结合，注重培养学生在学习和实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力。在教学过程中，注重对学生科学探索精神和团队精神的培养。2．课程目标
本课程的学习，要求理解和掌握摄影测量学的定义、分类；了解摄影测量学的任务、历史及现状；掌握和透彻理解摄影测量学的基本理论依据、单张像片及立体像对的几何特性和点定位基本理论；掌握像点自动识别与量测、测制数字地形图的原理与方法；了解摄影测量典型设备的发展历程，掌握解析测图仪的基本原理和计算过程。通过本课程的学习，要求学生了解摄影测量作业的全过程，能够从理论上对摄影测量作业过程进行分析和解释，为解决实际作业问题提供理论基础。通过本课程的各个教学环节，激发和培养学生热爱测绘事业的热情和情感，培养不怕困难、善于思考、勤于钻研的良好学风，树立科学探索精神和创新意识。3．课程学习的特点
本课程涉及的公式推导和坐标变换内容较多，对数学基础、空间想象能力等有比较高的要求。在学习空间后方交会、相对定向、绝对定向等内容时都涉及到非线性方程组的答解问题，需要用到泰勒级数展开、牛顿方程答解、测量平差处理方法等知识，要求学生有较好的高等数学、误差理论与测量平差基础；在学习共线条件方程、空间前方交会、空间相似变换等知识时涉及到旋转变换、坐标变换等内容，要求学生具备扎实的空间解析几何基础。
4．先修课程要求
本课程应在“现代测量学”、“大地测量学基础”、“误差理论与测量平差基础”等课程之后开设，要求学生较好掌握上述课程的相关内容。
5．参考课程网站及资料
“摄影测量学”课程网站是本门课程学习的重要工具，建议学生课下多浏览该课程网站并利用课程网站进行学习交流，同时建议多参阅与课程相关的文献资料。通过课程网站的浏览和与相关文献资料的阅读，保持自主学习课程的兴趣，
加深对相关内容的理解，拓展学习的范围。
（1）建议参考的网站
①“摄影测量学”综合教学网–https://www.sodocs.net/doc/f810685259.html,:8020；
②International Society for Photogrammetry & remote sensing(ISPRS)–https://www.sodocs.net/doc/f810685259.html,；
③American Society for Photogrammetry & remote sensing(ASPRS)–https://www.sodocs.net/doc/f810685259.html,；
④IEEE geoscience and remote sensing society – https://www.sodocs.net/doc/f810685259.html,。
（2）主要教材
《摄影测量学》，张保明、龚志辉、郭海涛，测绘出版社。
（3）建议参考的书籍
①《航空摄影测量学》，刘静宇，解放军出版社；
②《摄影测量原理》，王之卓，测绘出版社；
③《摄影测量学》，张剑清，武汉大学出版社；
④《遥感影像的数字摄影测量》，陈鹰，同济大学出版社；
⑤《摄影与空中摄影学》，乔瑞亭，武汉大学出版社；
⑥《解析空中三角测量》，江延川，中国人民解放军测绘学院；
⑦《数字摄影测量学》，耿则勋、张保明、范大昭，测绘出版社；
⑧《数字摄影测量学》，张祖勋、张剑清，武汉大学出版社。
6．课程学习方法与要求
（1）总体要求
①端正学习态度，注重学习方法。明确本课程学习的目的与意义，要求学生端正态度，要坚持高标准、严要求。重视学习方法，按照科学规律学习，注重平时的学习。
②课前提前预习，有的放矢。建议充分利用教材和课程网站等资源做好课前预习，并积极解决预习中发现的问题。对于预习中遇到的难题，进行分类标识，作为课堂听讲的重点关注内容，做到有的放矢。
③课堂认真听讲，积极思考。课堂听讲要把握授课内容的主体结构和解决问题的主思路，注重前后知识的关联，逐步搭建完整的知识链；结合预习所关注的内容，多思考为什么，寻找解决问题的新途径。
④课后强化复习，查漏补缺。建议课后及时对课堂内容进行梳理，结合习题作业和思考题对知识点进行归纳、总结，重点掌握解决问题的思路和方法，对仍未理解的难点，应及时向老师和同学请教。
⑤重视教学实践，积极参与研究性实验。要积极参与教学实践活动，实现理
论与实际相结合，加深对知识的理解；在研究性实验中，要积极思考，勇于探索，勤于动手，养成严谨求实的科学态度，学会交流和合作，学会总结经验和教训，培养创新意识、创造能力、团队协作精神。
（2）具体学习方法及要求
根据模块划分，具体的学习方法及要求如下：
①绪论与空中摄影
本模块包括摄影测量概述、摄影与空中摄影2个单元。其中，摄影测量概述的主要内容包括：摄影测量学的定义、分类及任务；摄影测量学的历史及发展概况；摄影测量学的基本理论依据。通过本单元的学习，学生要能很好地理解摄影测量学的定义；掌握基于摄影距离的分类方法，了解不同类型摄影测量各自的主要任务；重点掌握基于摄影测量技术方法的分类方法，了解模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量的特点；了解摄影测量学的任务，清楚摄影测量学的地位和作用；了解摄影测量的历史及发展概况，清楚摄影测量学产生、发展的过程和现状；理解摄影测量学的基本理论依据。通过本单元的学习，了解摄影测量学的特点和总体情况，培养学生学习摄影测量学课程的兴趣。为了更好地学习本单元内容，可登录国际摄影测量与遥感协会的官方网站（https://www.sodocs.net/doc/f810685259.html,），了解该网站上关于摄影测量方面的介绍。摄影与空中摄影主要内容包括：空中摄影定义；测量摄影机与普通摄影机的区别以及航摄仪的种类；航空摄影测量对航空像片及摄影的要求；航摄过程以及常用的航摄相机。其中，航空摄影测量对航空像片及摄影的要求是学习的重点内容，是学生学习后续模块“单张像片的解析”的基础。学生在学习这部分内容时可参考“航空摄影作业规范”、“摄影与空中摄影”等参考资料。
②单张航摄像片的解析
本模块包括中心投影与透视变换、航摄像片的内外方位元素、共线条件方程、共线条件方程的一些实用形式、航摄像片的比例尺、倾斜误差与投影误差、像点坐标的系统误差等7个单元。该模块是“摄影测量学”课程的基础模块，航摄像片的内外方位元素、共线条件方程等内容是摄影测量学的核心内容之一，是学生学习的重点和难点。本模块概括了航摄像片重要的几何特性，是单张像片几何处理的理论基础。由于本模块内容涉及到中心投影、透视变换、坐标系变换等一些需要空间想象的内容，学习时可首先从教学课件中的动画、可视化仿真软件等形象直观的学习材料入手，由浅入深，由形象到抽象，进而从解析方面建立和加深对航测像片数学实质的认识。另外，本模块的学习应以构像方程的建立为主线，着重掌握像点和地面点的坐标变换、旋转矩阵的构成。在学习过程中，学生要注重了解本课程分析问题与解决问题的技术路线和思维方式。
③立体像对的基本知识
本模块包括立体像对概述、立体像对的方位元素、标准式立体像对、像对的立体观察和量测4个单元的内容。要求学生理解立体像对的有关概念，了解建立几何模型的基本方法；理解和掌握立体像对相对方位元素和绝对方位元素的定义和作用；掌握标准式立体像对基本特性，了解高差公式的推导过程；了解人眼基本构造和天然立体观察产生立体感觉的基本原因；掌握像对立体观察和量测方法，了解像对立体观察中几种常见的分像方法。通过本模块的学习，应建立对立体像对基本特性的认识，加深对共面条件基本理论的理解，逐步学习用二维图形表达物、像在三维空间的几何关系，具备一定的三维空间想象能力。在理论学习的同时，要使用立体像对和相关的立体观测设备进行立体观察实验，以加深对像对立体观察的认识，基本掌握像对立体观察的方法。本模块的学习重点是立体像对的方位元素，该内容是后续立体像对作业理论学习的基础，因此学生应牢固掌握方位元素的概念。本模块的一个难点内容是标准式立体像对的高差公式，该内容的学习有助于理解左右视差较与对应地面点高差的关系。
④摄影测量作业理论
本模块包括单像内定向与空间后方交会、单张像片的投影变换理论、相对定向理论、空间前方交会、绝对定向理论、单航带解析空中三角测量、区域网解析空中三角测量等7个单元，内容概括了摄影测量生产作业重要的理论和方法。该模块涵盖内容多，覆盖面较广，既有理论公式，又有作业方法手段，空间变换复杂，学习难度较大。在学习中应坚持理论联系实际，活学活用，以前面模块构建的知识和理论为基础，密切结合生产作业流程，坚持问题牵引，注重前后知识的关联，由浅入深，逐步形成单片、立体、区域摄影测量作业的理论体系，掌握各种作业方法的处理流程，从而进一步巩固和加深对摄影测量基本理论、基本方法的掌握。空中三角测量是摄影测量学的精髓内容之一，单航带解析空中三角测量和区域网解析空中三角测量两个单元的内容和其它内容相对独立，在学习这两个单元内容时，要注意寻找和其它单元内容之间的关联，深刻理解解析空中三角测量在摄影测量理论体系和作业流程中的地位和作用。
⑤数字摄影测量
本模块包括数字影像与特征提取、数字影像匹配、数字摄影测量系统等3个单元，要求学生掌握数字摄影测量的定义和研究的主要内容；掌握数字影像、特征提取；了解影像特征提取在摄影测量中的应用；掌握数字影像匹配的基本概念；了解影像匹配的一般过程；了解影像匹配在摄影测量中的应用；掌握数字摄影系统的硬件组成；了解数字摄影系统的软件组成；了解目前国内外著名的数字摄影测量系统。学好本模块的内容，除了要求掌握本课程前述内容之外，还要求
学生具备一定的数字图像处理知识，因此，建议学生参阅数字图像处理方面的教材。另外，在学习本模块内容时，要对比前面所学习的知识，梳理出数字摄影测量所涉及的有别于传统摄影测量的理论和技术方法，归纳总结出数字摄影测量的特点与精髓，以深刻理解数字摄影测量在摄影测量中的地位和作用。
⑥立体测图仪器
本模块包括模拟立体测图仪简介、解析测图仪概述、解析测图仪的计算过程等3个教学单元，概括了模拟和解析摄影测量时代经典仪器的内容简介，是经典摄影测量学的重要组成部分。通过本模块的学习，开拓视野，了解历史成就，对摄影测量经典作业仪器和作业方法有较系统的认知，掌握各类仪器的设计思想、仪器结构的特点和功能，为培养创新思维提供有益的借鉴。本模块涉及的摄影测量仪器已退出实际生产作业，部分设备可能没有可参观的实物，在教学中难以对照实物进行形象生动的讲解，参阅历史图片资料是非常重要的学习方法。学习时重点要建立起仪器设计思想与对应的理论和方法之间的联系，达到通过学习仪器来促进理论知识掌握的目的。
⑦摄影测量教学实践
本模块包括像对的立体观察实习、模拟与解析仪器参观实习、影像定向实习、数字摄影测量系统实习、摄影测量程序设计实习等5个单元，包括仪器的参观、数字摄影测量系统的操作、摄影测量程序设计等内容，目的是将摄影测量理论学习与摄影测量实践进行紧密结合，通过实践培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生善于思考、勤于专研的良好学风，从而树立科学探索精神和创新意识。摄影测量程序设计通常使用的编程工具是C++，在Visual Studio 编译环境中进行程序编译，因此要求学生掌握扎实C语言知识，能灵活运用Visual Studio编译工具进行程序开发。