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1、数字照相测量学每一篇照相测量基本每一章 绪论重要内容：照相测量学的定义,照相测量学的分类,照相测量要解决的基本问题，航空照相测量的成图措施,照相测量的成图作业工序，照相测量的发展历程。重点：照相测量学的定义、分类,照相测量要解决的基本问题,航空照相测量测图措施,照相测量的发展历程。一、照相测量学:是对研究的对象进行照相，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多种资料的一门学科。二、分类：(一)、按研究对象:、地形照相测量：研究的对象是地区表面的形态，以物体与构像之间的几何关系为基本，最后根据照相像片测绘出照相区域的地形图。2、非地形照相测量一般是指近景
2、照相测量,顾名思义,研究的对象在体积和面积上较小，照相机到照相目的的距离较近，一般不不小于300m，测量的精度相应地规定较高。基本理论也是根据物体与构像之间的几何关系,但在解决技术上有着其特殊性。测量成果乃是表达研究对象的一系列特性点的三维坐标值,即研究对象的数字模型可绘制所摄物体的立面图、平面图和显示立体形态的等值图。（二)、按照相站的位置:1、航天照相测量：运用航天器和人造卫星、高空飞机进行照相。2、航空照相测量:指的是地形照相测量，从航摄飞机上对地面进行照相，目的在于测绘地形图。3、地面照相测量：涉及地面立体照相测量和近景照相测量。前者在测绘特殊地区的地形图时常采用,后者是对科学技术专项
3、科目进行研究时采用。4、水中照相测量是将照相机置于水中,对水下地表进行照相以绘制水下地形图,这属于双介质照相测量。三、照相测量要解决的基本问题：将中心投影的像片转换为正射投影的地形图。四、航空照相测量绘制地形图的措施:1、综合法：是照相测量和地面地形测量相结合的测图措施。地面点的平面位置应用照相测量措施以单张航摄像片为测图单元来解求，而点位高程或地貌在野外实地测定。这种措施合用于大比例尺平坦地区的测图,特别是对高程精度规定很高而航测措施难以达到的状况下,综合法测图能得出满意的成果。2、分工法(微分法)：待求点的平面位置和高程虽都是应用照相测量措施，但却是分别测定的。这种测图措施的理论和为此而设
4、计的仪器,当时是针对测绘比例尺为:50001：5000地形图的，在测图措施的原理上带有近似性。该措施现以裁减不用了。3、全能法：是以照相过程的几何反转来建立摄区的立体模型，借助地区立体模型的量测以替代地面地形测量，一次完毕点位高程和平面位置的测图。五、航空照相测量作业阶段：1、航空照相:在航摄飞机上安装航空照相机,从空中对测区地面作有筹划的照相，以获得适合航测制图规定的航摄像片。2、航测外业:在野外实地进行像片联测和判读调绘。像片联测的目的是运用地面控制点把航摄像片与地面联系起来;像片的判读调绘是在像片上补绘未反映出的地物、地类界等,并收集地图上必需有的地名、注记等地图元素。、航测内业:根据航
5、摄像片和航测外业成果在室内专用的航测仪器上测绘地形图。六、航空照相测量的发展阶段：、模拟照相测量：0世纪初，由维也纳军事地理研究所制成了“立体自动测图仪”,后来由德国卡尔蔡司厂进一步发展,成功地制造了实用的“立体自动测图仪”（steeoautograh)。通过半个多世纪的发展,到6070年代，这种类型的仪器发展到了顶峰。由于这些仪器均采用光学投影器或机械投影器或光学-机械投影器“模拟”照相过程,用它们交会被摄物体的空间位置，因此称其为“模拟照相测量仪器”。出名照相测量学者UV Helava于19年在她的论文中谈到:“可以用来解决照相测量重要问题的既有的所有的照相测量测图仪,事实上都是以同样的原
6、理为基本的,这个原理可以称为模拟的原理”。这一发展时期也被称为“模拟照相测量时代”。2、解析照相测量：H于197年提出了照相测量的一种新的概念，就是“用数字投影替代物理投影”。所谓“物理投影”就是指“光学的、机械的,或光学-机械的”模拟投影。“数字投影”就是运用电子计算机实时地进行共线方程的解算，从而交会被摄物体的空间位置。意大利的I公司与美国的endi公司合伙,于1961年制造出每一台解析测图仪AP/1。这个时期的解析测图仪多数为军用。直到19年在赫尔辛基召开国际照相测量学会大会上，由7家厂商展出了种型号的解析测图仪,解析测图仪才逐渐成为照相测量的重要测图仪。到80年代,解析测图仪的发展更为
7、迅速。它不再是一种专门由国际上某些大的照相测量仪器公司生产的仪器,国内也有生产。3、数字照相测量：数字照相测量的发展来源于照相测量自动化的实践，即运用有关技术,实现真正的自动化测图。最早波及到照相测量自动化的研究可追溯到930年，但并未付诸实行。直到190年，由美国工程兵研究发展实验室与ucnd Lob光学仪器公司合伙研制了每一台自动化照相测量测图仪。美国于60年代初,研制成功DAMC系统全数字自动化测图系统。武汉测绘科技大学王之卓专家于198年提出了发展全数字自动化测图系统的设想与方案，并于5年完毕了全数字自动化测图软件系统UDAMS。因此,数字照相测量是照相测量自动化的必然产物。随着计算机
8、技术及其应用的发展以及数字图像解决、模式辨认、人工智能、专家系统以及计算机视觉等学科的不断发展，数字照相测量的内涵已远远超过了老式照相测量的范畴,现已被公觉得照相测量的每三个发展阶段。数字照相测量与模拟、解析照相测量的最大区别在于:它解决的原始信息不仅可以是像片，更重要的是数字影像或数字化影像;它最后是以计算机视觉替代人眼的立体观测，因而它所使用的仪器最后将只是通用计算机及其相应外部设备。七、作业:、何谓照相测量学？2、照相测量学要解决的基本问题是什么？3、航空照相测量的测图措施有哪几种?每二章 照相与空中照相重要内容：物镜的特性、量测照相机的特性及景深和超焦点距离，感光材料的特性及黑白感光材
9、料的照相解决,空中照相的实行及彩色照相的基本知识。重点：物镜的特性、量测照相机的特性及景深和超焦点距离。难点:量测照相机的特性及景深和超焦点距离2- 照相机概述照相机:一、照相物镜：作用：汇集所摄物体发射的光线，使在像框平面上获得亮度较大的清晰影像。单透镜像差:涉及球面像差、慧形像差、像散、像场弯曲、畸变和色差。图2.1 单透镜像差1、球面像差:是指在光轴上一物点发出的单色光线,经透镜后，通过透镜中心部分的光线与通过透镜边沿部分的光线不能相交于一点，而是在像面上形成一种模糊的光斑。这种构像误差显然是由于透镜的球面所引起的,因此称为球面像差。凸透镜和凹透镜的球面像差的方向相反，故可用合适地组合凸
10、透镜和凹透镜的措施来消除球面像差。、彗形像差:与球面像差相类似,这种像差是由于发光的物点不在主光轴上，而是处在离开主光轴的位置上，则发出的光线通过透镜各部分后来，在像面上构成的影像不重叠于一点，而是某些从小到大彼此重叠的圆圈,成果使点状光源的影像变成一种彗星形状的光斑，这样的像差称为彗形像差。物点离光轴越远,则彗形像差越严重。彗形像差修正也是采用球面像差的修正措施。同步也可借助光圈,限制透镜边沿部分的光线通过,使之缩小。3、像散:这种像差是在于非近轴的物点发出的光束,即与透镜主光轴成某一角度的倾斜光束，通过透镜后，不是会聚于一种像点，而是形成两条焦线F1和F2,前者是由各径向光束形成的焦点连线
11、，后者是由各子午光束形成的焦点连线。这两条焦线互相垂直，它们之间的距离在主光轴上的投影长度称为像散差。正透镜和负透镜的像散状况是相反的。因此，像散也可以运用正透镜和负透镜并选择其曲率半径 、折射率、厚度以及间距等加以合适组合的措施来修正。像散是最难消除的一种像差，只有当其她像差都消除得相称好的时候,再精密地修正像散，才有较好的效果。、像场弯曲：一种透镜组在消除了球面像差、彗形像差以及像散后来，两个像面可以重叠在一种新曲面上。在这曲面上,成像状况最佳，但由于是曲面，故在照相上实用意义不大。这一缺陷我们称为像场弯曲。像场弯曲随着像散增长而增长,并与入射光线与主光轴的倾角有关;但像场弯曲与物距无关。
12、修正像散和像场弯曲的物镜称为正光物镜。、畸变：它与其她几种像差不同,其她像差所体现的都是影像产生模糊不清，而畸变所体现的却是使直线物体变成了弯曲影像，也应是说,像与物不相似,这种现象称为畸变。所谓畸变差应是指实际像点到主光轴的距离与抱负像点到主光轴的距离之差。畸变与光圈设立的位置有关。如果光圈置在透镜的物方，则正方形网格的影像变成桶形，称负畸变；反之,光圈置于透镜之像方，则变成枕形,称正畸变。6、色差:由物点发出的一束白色光线，通过透镜后来，在检影毛玻璃上构像不是一种清晰的点,而是带有彩色圆环的光斑，这种现象称为色差。色差是由于玻璃对多种波长光线的折射率不同所引起的。正负透镜的色差状况是相反的
13、，运用折射率大的火石玻璃制的负透镜与折射率小的冕玻璃制的正透镜组合起来,可以使色差修正到事实上感觉不到的限度。为了消除或减小像差，照相物镜都是由几种透镜组合而成的一种光学系。(主)光轴:通过诸透镜光轴的轴。主平面（H、):平行光轴的投射光线经物镜后产生折射,将投射光线与折线光线分别延长与反向延长得交点h,过h作垂直光轴的平面H。主点(、s):主平面与光轴的交点。焦点(F、F）：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。焦距(、f)：主点到焦点的距离。焦面:过焦点垂直光轴的平面。注:以上概念除光轴外都存在像方和物方两个概念。节点(K、K）:投射光线与成像光线与光轴的交角u和u相等
14、时,投射光线与成像光线与光轴的交点。当物空间和像空间的介质相似时，一对节点正好与一对主点重叠。且像方焦距等于物方焦距f = f。综上所述,物镜的特性由物镜的一对主点、一对焦点和一对节点描述。二、物镜的成像公式：高斯公式：（-1)其中:D为物点A到物方主平面H的距离，称为物距； d为像点到像方主平面的距离,称为像距； f为物镜的焦距。牛顿公式:x x= 2（2-2）其中：x和x分别为物点到物方焦点和像点到像方焦点的距离。因此： = xf 三、光圈和光圈号数为了限制边沿光线进入，在物镜透镜组中间设立一种孔径光阑,即所谓光圈。光圈的作用为了改善像差引起的影像变形，一般光圈置于物镜透镜组之间,此时进入
15、物镜的光束直径并不等于光圈的实际孔径,将此时的光束直径称为有效孔径。平行光束经物镜成像于焦面上，单位面积上的照度与孔径面积成正比，即与有效孔径的平方成正比。此外,在进入物镜的光通量不变时，物镜的焦距愈大,承受光通量的面积随焦距的平方成正比地增大,则单位面积上影像的照度将随焦距的平方成反比地削弱。(见图2.2）。因此,取有效孔径与物镜焦距之比作为阐明影像照度的因数,称为相对孔径（ )。由于相对孔径大都不不小于1，改用相对孔径的倒数来阐明进入物镜的光通量较为以便。相对孔径的倒数称为光圈号数，以k =/f表达。构像的亮度与相对孔径成正比,与光圈号数成反比。照相时欲在感光材料的单位面积上获得一定值的曝光量H,因曝光量H等于照度E与曝光时间的乘积,即H = E ,故有:而得如果曝光时间变化一倍,即t2/t1=2，则相应光圈号数之比k2k1=,应变化倍，因此物镜筒光圈环上标志的光圈号数的排列顺序是觉得公比的级别数。光圈号数每变化一档，相应的曝光时间应变化一倍，就能保持相似的曝光量。光圈号数愈大,相应的相对孔径减小,能增强纵深景物影像的清晰度。因此诸多相机均
