摄影测量学教案简

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1、课程概况课程 名称摄影测量学课程编号总计： 学时 讲课： 54 学时学 分 类别必修课（） 选修课（ ） 理论课（ ） 实验课（ ） 任课 教师常成职称助教授课 对象专业班级： 16无人机专业基本 教材 和主 要参 考资 料教材： 龚涛等 . 摄影测量学 . 武汉大学出版社， 2013.10 主要参考资料： 朱肇光等编，摄影测量学 李德仁等编，摄影测量与遥感概论 张祖勋等编，数字摄影测量学教学 目的 要求通过本课程的学习，使学生对模拟摄影测量、解析摄影测量和全数 字摄影测量的基本概念、基本理论和方法有比较系统的认识和正确的理 解，掌握利用摄影测量方法获取点位信息及测绘地形图的基本过程。逐 步培

2、养学生的空间想象能力、抽象思维能力和自学能力；训练学生抽象 概括问题的能力和综合运用知识分析解决问题的能力，为今后的学习与 工作打下扎实的理论基础。教学 重点 难点重点：摄影测量的基本定义、分类、任务与发展；航空影像的获取 方法；中心投影的基本知识；航片上的重要点、线、面；摄影测量的常 用坐标系；像片内、外方位元素；像点空间直角坐标变换；中心投影构 像方程；像点位移；双像立体测量；共面条件方程；空间前方交会；空 间后方交会；解析相对定向、绝对定向；解析空中三角测量；数字高程 模型的基本概念；数字影像及数字影像匹配的概念；核线影像的制作方 法；基于灰度的影像匹配算法；最小二乘法影像匹配算法；数字

3、微分纠 正的概念；正射影像的制作。 难点：像片内外方位元素、像点空间直角坐标变换、中心投影构像 方程的建立及应用；摄影测量过程的几何反转；空间后方交会；解析相 对定向、绝对定向；解析空中三角测量；数字高程模型内插；影像匹配； 正射影像制作摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 （请打）理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第一章绪论 上一课次 教学内容提要 本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1. 掌握摄影测量学的定义、分类方法及主要任务； 2. 了解航天、航空、地面和近景摄影测量各自的主要任务； 3. 了解摄影测量学产生、发展的过程和现状

4、；理解摄影测量发展的三个阶 段及各阶段的特点，理解摄影测量学的基本理论依据。 4. 了解影像信息学的概念； 5. 了解本课程的主要学习内容，建立对摄影测量学的总体认识，培养对测 绘科学的学习兴趣。 教学重点及难点： 重点：摄影测量学的定义、分类方法、特点、相互联系；摄影测量学的发 展阶段及各阶段的特点 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计（含时间分配）方法及手段本课程介绍5 摄影测量学的定义与任务10 摄影测量学的分类、发展历史20 摄影测量学的主要阶段及特点20 航空摄影测量成图的方法10 影像信息学10 摄影测量学与其他测绘学科的关系10 本课程的主要学习内容7 内容总结与下讲内容预

5、习安排3课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法， 使用多媒 体教学手段作业和思考题： 1. 什么叫摄影测量学？ 2. 摄影测量是如何分类的？ 3. 摄影测量学经历了哪几个发展阶段，各阶段有何特点？ 课后小结： 通过本次课程讲解，使学生掌握摄影测量学的基本概念及分类，了解摄影 测量学的发展历史及其与其他测绘学科的关系，明确学习目标。摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 （请打）理论课讨论课实验课习题 课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第二章 影像获取 上一课次 教学内容提要摄影测量学的定义、任务及分类，摄影测量发展的三个阶段及 特点 本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉

6、、了解三个层次）： 1. 了解摄影测量中的影像类型； 2. 掌握摄影原理；3. 熟悉摄影机的构造； 4. 掌握量测量摄影机的特点； 5. 理解遥感的基本概念； 6. 了解常用的遥感数据。 教学重点及难点： 重点：摄影原理，量测摄影机的构造及特点；遥感数据获取的基本原理； 常用的遥感数据 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计（含时间分配）方法及手段上堂课内容回顾5 摄影原理5 航空摄影机的构造20 摄影机种类20 遥感基本概念10 常用的遥感数据32 内容总结与下讲内容预习安排3课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法，使用多 媒体教学手段作业和思考题： 1. 摄影的基本原

7、理是什么？ 2. 量测用摄影机具有哪些特点？ 3. 影像上的框标在摄影测量中具有哪些作用？ 课后小结： 借助实际的航片及遥感影像，使学生对摄影测量的数据源有一个清晰的理解。摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 （请打）理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第三章 摄影测量基础知识 3.1航空摄影3.2中心投影的基本知识3.3航摄像片 上特殊的点、线、面 上一课次 教学内容提要摄影原理、量测用摄影机特点、遥感原理本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1. 了解航空摄影前的准备工作； 2. 掌握空中摄影方式； 3. 掌握摄影测量生产对摄影资料

8、的基本要求，了解空中摄影质量的评定； 4. 掌握投影、平行投影、垂直投影、中心投影的概念；掌握中心投影的特性； 5. 掌握透视变换中的重要的点、线、面及其特性； 6. 了解透视变换作图方法。教学重点及难点： 重点：航空摄影的过程；摄影测量对摄影的基本要求；中心投影概念；航摄像 片上的点、线、面 难点：航摄像片上的重要点、线、面 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计（含时间分配）方法及手段上堂课内容回顾5 摄影前的准备工作15 空中摄影5 摄影测量生产对摄影资料的基本要求25 中心投影及其特性15 透视变换中的重要点、线、面17 透视变换作图10 内容总结与下讲内容预习安排3课堂提问 课堂

9、教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法，使用多 媒体教学手段作业和思考题： 1. 摄影测量对摄影资料有哪些要求？ 2. 什么是中心投影？中心投影具有哪些特征？ 3. 以倾斜航摄像片为例，请作图表示摄影中心、像主点、像底点、等角点、地 底点、灭点、主纵线、等比线以及主垂面的相互关系，并加以必要的符号和文 字说明。 课后小结： 通过动画效果可以增加学生对重要点、线、面的认识摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 （请打）理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第三章 摄影测量基础知识 3.4摄影测量中常用的坐标系3.5航摄像片的内、外方位元素 3.6像点坐标

10、变换 上一课次 教学内容提要摄影测量对摄影的要求；中心投影的特性；透视变换中的重要 点、线、面 本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1. 掌握摄影测量中常用的五种坐标系； 2. 掌握像片内、外方位元素的定义和作用； 3. 掌握像点平面坐标变换方法； 4. 掌握旋转矩阵特性及构成方法。 教学重点及难点： 重点：常用的五种坐标系；像片内、外方位元素；像点平面坐标变换；旋转矩 阵构成难点：像片外方位角元素的三种转角系统；旋转矩阵的构成 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计（含时间分配）方法及手段 上讲内容回顾5 常用的坐标系统20 像片的方位元素30 像点平面坐标变换10 旋

11、转矩阵25 内容总结与下讲内容预习安排5课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法，使用多 媒体教学手段作业和思考题： 1. 摄影测量中常用的坐标系有哪些？其原点和轴向如何定义？ 2. 什么叫像片的方位元素？像片内方位元素有什么作用？ 3. 三种外方位角元素系统中，哪些量确定了主光轴的指向？ 4. 正交矩阵有哪些特性？ 5. 若已知 a2，a3，b3，求旋转矩阵其它元素。 课后小结： 从描述像点和地面点的位置的角度讨论常用的坐标系统；从构建投影方程 参数的角度讨论像片的方位元素；探讨不同坐标系统下点的变换关系；为后续 章节的学习奠定基础。摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式

12、（请打）理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第三章 摄影测量基础知识 3.6 像点坐标变换（空间直角坐标变换）；3.7 中心投影构像方程 上一课次 教学内容提要常用的坐标系统；像片的方位元素；旋转矩阵本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1. 掌握空间直角坐标变换方法； 2. 掌握共线条件方程定义； 3. 掌握共线条件方程的推导过程； 4. 熟悉共线条件方程的一些应用。 教学重点及难点： 重点：空间直角坐标变换；共线条件方程的定义与推导 难点：共线条件方程式的推导 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计（含时间分配）方法及手段上讲内容回

13、顾10 空间直角坐标变换20课堂提问 课堂教学采用共线条件方程定义5 共线条件方程公式推导30 共线条件方程的应用15 平坦地区的构像方程10 内容总结与下讲内容预习安排5启发式与讨论 相结合的教学 方法，使用多 媒体教学手段作业和思考题： 1. 什么是共线条件方程？式中各符号的含义。 2. 推导“用像点坐标表示地面点坐标的共线条件方程”。 课后小结：摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 （请打）理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第三章 摄影测量基础知识 3.8航摄像片上的像点位移课堂习题讨论 上一课次 教学内容提要共线条件方程式的定义，各符号的含义

14、，共线方程的作用本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1. 理解由于像片倾斜和地形起伏造成的像点位置的变化； 2 掌握倾斜误差特性； 3. 掌握投影误差特性； 4. 掌握获取理想像片的基本思路。 5. 通过课堂练习巩固学生对所学知识的理解与掌握。 教学重点及难点： 重点：倾斜误差、投影误差 难点：误差公式推导 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计（含时间分配）方法及手段 上讲内容回顾10 像点位移定义5 倾斜误差20 投影误差20 课堂讨论38 下讲内容预习安排2课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法，使用多 媒体教学手段 课堂习题与讨 论采用例题选 讲

15、、启发式教 学 作业和思考题：1. 如何将起伏地区的倾斜像片改算为理想状态的构像？ 课后小结： 通过习题加深学生对所学知识的理解，习题可选用外校的一些考研题摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 （请打）理论课讨论课实验课习题 课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第四章 双像立体测图基础与立体测图 4.1人眼立体视觉原理4.2像对的立体观察与量 测4.3立体像对与双像立体测图 上一课次 教学内容提要倾斜误差、投影误差的定义及其特性本课次教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1. 了解人眼视觉的特性； 2. 熟悉人造立体视觉的条件； 3. 掌握立体观察、立体量测的方法；

16、 4. 掌握立体像对的基本概念； 5. 熟悉立体测图方法 教学重点及难点： 重点：人造立体视觉应满足的条件，立体观察、立体量测方法，立体像对的基 本概念， 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计（含时间分配）方法及手段上讲内容回顾5 人眼视觉原理15 立体观察15 立体量测10 立体像对的定义5 立体像对上的重要点、线、面15 立体摄影测量的基本原理10 双像立体测图介绍15 内容总结与下讲内容预习安排5课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法，使用多 媒体教学手段作业和思考题： 1. 构建人造立体视觉应满足的条件有哪些？ 课后小结：摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 （请打）理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目（教学章、节或主题）： 第四章 双像立体测图基础与立体测图 4.4立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素4.5模 拟法立体测图 上一课次 教学内容提要人造立体视觉、立体