“攝影測(cè)量學(xué)”課程介紹 攝影測(cè)量始于19世紀(jì)中葉，經(jīng)歷了模擬攝影測(cè)量和解析攝影測(cè)量?jī)蓚�(gè)階段，現(xiàn)已步入數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量時(shí)代。在已故中國(guó)科學(xué)院院士王之卓教授的領(lǐng)導(dǎo)下，原武漢測(cè)量制圖學(xué)院自1956年成立就創(chuàng)辦了航空攝影測(cè)量專業(yè)，開設(shè)了“航空攝影測(cè)量學(xué)”課程，王之卓院士主編了《航空攝影測(cè)量學(xué)》教程并多次為學(xué)生主講該門課程。
第一章 緒論
1、 基礎(chǔ)地理信息類型傳統(tǒng)的 4D 數(shù)據(jù)
DLG－Digital Line Graphic，數(shù)字線化圖
攝影測(cè)量學(xué)
DEM －Digital Elevation Model，數(shù)字高程模型 DOM － Digital Orthophoto Map，數(shù)字正射影像 DRG － Digital Raster Graphic，數(shù)字柵格地圖 2、 傳統(tǒng)的攝影測(cè)量學(xué)
是利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的像片，通過(guò)像片來(lái)研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性 質(zhì)及其相互關(guān)系的一門科學(xué)技術(shù)。 3、 攝影測(cè)量與遙感
是對(duì)非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像進(jìn)行記錄、量測(cè)、分析和表達(dá)，從而獲得地球及其環(huán)境 和其它物體的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)。 4、攝影測(cè)量是影像信息的獲取、處理、提取和成果表達(dá)的一門信息科學(xué)。 5、攝影測(cè)量的任務(wù)：
（1）地形測(cè)量領(lǐng)域：各種比例尺的地形圖、專題圖、特種地圖、正射影像地圖、景觀圖 ；建立各種數(shù)據(jù)庫(kù)；  提供地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
（2）非地形測(cè)量領(lǐng)域 生物醫(yī)學(xué)、公安偵破、交通事故、勘察古文物、古建筑建筑物、變形監(jiān)測(cè)、工業(yè)攝影測(cè)量、 環(huán)境監(jiān)測(cè) 6、攝影測(cè)量的特點(diǎn)
無(wú)需接觸物體本身獲得被攝物體信息
由二維影象獲取對(duì)象的空間三維信息 面采集數(shù)據(jù)方式，信息豐富逼真 同時(shí)提取物體的幾何與物理信息 7、 攝影測(cè)量學(xué)的三個(gè)發(fā)展階段
（1）    模擬攝影測(cè)量階段 (1851-1970)
• 利用光學(xué)/機(jī)械投影方法實(shí)現(xiàn)攝影過(guò)程的反轉(zhuǎn)，用兩個(gè)/多個(gè)投影器模擬攝影機(jī)攝影 時(shí)
的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實(shí)際地形表面成比例的幾何模型，通過(guò)對(duì)該模型的量測(cè)得到 地形圖和各種專題圖
（2）    解析攝影測(cè)量階段 (1950-1980)
以電子計(jì)算機(jī)為主要手段，通過(guò)對(duì)攝影像片的量測(cè)和解析計(jì)算方法的交會(huì)方式來(lái)研 究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測(cè)量 產(chǎn)品的一門科學(xué)
（3） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量階段 (1970-現(xiàn)在） 基于攝影測(cè)量的基本原理，通過(guò)對(duì)所獲取的數(shù)字/數(shù)
字化影像進(jìn)行處理，自動(dòng)（半自 動(dòng)）提取被攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn) 品和目視化產(chǎn)品 8、 攝影測(cè)量三個(gè)發(fā)展階段的特點(diǎn)
第二章  攝影測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)
1、建立攝影測(cè)量坐標(biāo)系的目的
攝影測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)是根據(jù)像點(diǎn)的位置確定地面得點(diǎn)位置 像點(diǎn)和地面點(diǎn)需要在不同的坐標(biāo)系下定量描述其位置 通過(guò)坐標(biāo)變換式，建立像點(diǎn)坐標(biāo)到地面點(diǎn)坐標(biāo)的映射關(guān)系
2、 攝影測(cè)量使用兩類坐標(biāo)系
（1）像方坐標(biāo)系：用于描述像點(diǎn)的平面或空間位置
1、像平面上的直角坐標(biāo)系 2、像空間直角坐標(biāo)系(S-xyz)
3、 像空間輔助坐標(biāo)系(S-uvw) 目的：像空間坐標(biāo)系是從像平面坐標(biāo)系得 到
的，造成各像片的像空間坐標(biāo)系不統(tǒng)一，給計(jì)算帶來(lái)困難；為了統(tǒng)一不同 像片的像空間坐標(biāo)系，建立一種相對(duì)統(tǒng)一的坐標(biāo)系 S-uvw
（2）物方坐標(biāo)系：用于描述地面點(diǎn)的平面或空間位置
1、地面測(cè)量坐標(biāo)系(T- Xt Yt Zt) 地面測(cè)量坐標(biāo)為國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系，平面坐
標(biāo)系為高斯-克呂格三度帶或六度帶 1980 西安坐標(biāo)系、或 1954 北京坐標(biāo)系， 高程坐標(biāo)系為 1956 黃海高程系或 1985 黃海高程系 2、 地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系(D-XYZ) 像空間直角坐標(biāo)系是右手坐標(biāo)系，地面 測(cè)
量坐標(biāo)系是左手坐標(biāo)系，為了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方便，在兩者之間建立一種過(guò)渡
性的坐標(biāo)系。
3、  攝影測(cè)量坐標(biāo)系(p-XpYpZp)     將像空間直角坐標(biāo)系沿 w  軸反向平移到
地面上某一點(diǎn) p 上所構(gòu)成的地面直角坐標(biāo)系
3、像片的方位元素
– 描述航空攝影瞬間攝影中心和像片在地面設(shè)定的空間坐標(biāo)系中的位置和姿 態(tài)
參數(shù)；
– 方位元素有內(nèi)方位元素、外方位元素
像片的內(nèi)方位元素：描述攝影物鏡后節(jié)點(diǎn)(攝影中心)與像片之間相互位置的參數(shù)，內(nèi)方位元 素包括三個(gè)參數(shù)：攝影中心 S 到像片的垂距（主距） f，及像主點(diǎn) o 在像片框標(biāo)坐標(biāo)系中的 坐標(biāo) x0,y0
像場(chǎng)角 視場(chǎng)：光線通過(guò)物鏡后，成像平面上照度不均勻的光亮圓 像場(chǎng)：視場(chǎng)內(nèi)物鏡焦面上中央成像清晰的光亮圓 視場(chǎng)角：由物鏡后節(jié)點(diǎn)向視場(chǎng)邊緣射出的光線所張開的角－ 2a 像場(chǎng)角：由物鏡后節(jié)點(diǎn)向像場(chǎng)邊緣射出的光線所張開的角－ 2b 常 角：(像場(chǎng)角<70。) 寬 角：(像場(chǎng)角＝70。   ~100。) 特寬角：(像場(chǎng)角>100。)
像幅：攝影機(jī)最大成像膠片大小，一般有 18cm&times;18cm, 23cm&times;23cm， 30cm&times;30cm 三種，在 四邊或四角有框標(biāo)
9、 攝影成果的質(zhì)量要求
像片的色調(diào)：色調(diào)一致、反差適中，沒(méi)有影響測(cè)圖的陰影 像片重疊度：沿航線方向相鄰兩張像片應(yīng)有 60%左右的航向重疊，相鄰航線間的像片應(yīng)有 30%左右的旁向重疊 航向重疊：同一條航線上，相鄰兩像片應(yīng)有一定范圍的影像重疊；沿航線方向相鄰兩張像 片應(yīng)有 60%左右的航向重疊，最小不能小于 53％ 旁向重疊：相鄰航線的像片之間也應(yīng)有一定范圍的影像重疊；相鄰航線間的像片應(yīng)有 30% 左右的旁向重疊，最小不能小于 15％ 像片傾角：攝影瞬間攝影機(jī)的主光軸發(fā)生了傾斜，主光軸與鉛垂線的夾角，稱為像片傾角； 一般要求像片傾角不大于 20，最大不能超過(guò) 30 航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來(lái)，各張像片的主點(diǎn)連線不在一條 直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線，稱為航線彎曲；航線彎曲度：航線最大彎曲矢量與航 線長(zhǎng)度 l / L 之比的百分?jǐn)?shù)。要求航線彎曲度<3% 像片旋角：相鄰像片上主點(diǎn)連線與像幅沿航線方向的兩框標(biāo)連線之間的夾角，稱為像片旋 角；要求像片旋角< 60，最大不超過(guò) 80
10、航攝像片和地圖的對(duì)比
地形圖的特點(diǎn) 1、圖上任意兩點(diǎn)間的距離與相應(yīng)地面點(diǎn) 的水平距離之比為一常數(shù)，等于圖 比例尺
2、圖上任意一點(diǎn)引畫的兩條方向線間的夾角等于地面上對(duì)應(yīng)的水平角
航攝像片的特點(diǎn)
比 例 尺：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無(wú)統(tǒng)一比例尺； 表示方法：地圖為線劃圖（含符號(hào)、注記），航片為影像圖； 表示內(nèi)容：地圖需要綜合取舍，航片表示全部地物； 幾何差異：航攝像片可組成像對(duì)立體觀察，地圖不能； 11、空間對(duì)象的透視變換作圖的基本準(zhǔn)則
找跡點(diǎn)：物面上直線與透視軸的交點(diǎn) 找合點(diǎn)：過(guò)投影中心作物面上直線的平行線與合線的交點(diǎn) 找線段端點(diǎn)的中心投影：跡點(diǎn)、合點(diǎn)連線與線段端點(diǎn)、投影中心連線的交點(diǎn)
找線段的中心投影：連接線段端點(diǎn)的中心投影，其連線即為物面上線段的中心投影
 
第四章  攝影測(cè)量解析基礎(chǔ) 1、立體坐標(biāo)量測(cè)步驟
    儀器歸零：各個(gè)手輪應(yīng)放在零讀數(shù)(x0，y0，p0，q0)位置上，左、右測(cè)標(biāo)分別對(duì)準(zhǔn)左、右像片盤的中心，再使左、右像片框標(biāo)連線的交點(diǎn)分別與左、右測(cè)標(biāo)重合，即像片 歸心&mdash;&mdash;儀器坐標(biāo)系原點(diǎn)與像片坐標(biāo)系原點(diǎn)重合
像片定向：使儀器坐標(biāo)軸系與像平面坐標(biāo)軸系平行。移動(dòng) X 手輪，單眼觀察測(cè)標(biāo)的 移動(dòng)看是否沿像片上的 x 軸向運(yùn)動(dòng)，若測(cè)標(biāo)不在 x 軸向上，則需要用 &kappa;螺旋旋轉(zhuǎn)像片， 使測(cè)標(biāo)保持在 x 軸上移動(dòng) 像點(diǎn)量測(cè)：移動(dòng) X，Y，p，q 手輪，使測(cè)標(biāo)立體切準(zhǔn)量測(cè)像點(diǎn)，并記下相應(yīng)讀數(shù)鼓
上的讀數(shù) x，y，p，q 坐標(biāo)計(jì)算： xa=x-x0, ya=y-y0; xa&rsquo; =xa-( p-p0), ya&rsquo;=ya-( q-q0 ) 2、單張像片的空間后方交會(huì) 利用航攝像片上三個(gè)以上的像點(diǎn)坐標(biāo)和其對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)共線條件方程求解像片 外方位元素的工作，稱為單張像片的空間后方交會(huì)。