摄影测量学

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1、一、名词解释摄影测量学含义：传统的摄影测量学是利用光学摄影机获得的像片，研究和确定被摄影物体的形状、大小、位置、性 质和相互关系的一门学科和技术。内容：获取被摄影物体的影像、研究单张和多张像片的处理方法，以及将可处理和量测得到的结果以图件 或数字形式输出的方法和设备。分类：按距离远近：航天摄影测量，航空一，地面一，近景一，显微一按用途：地形一，非地形一按技术处理方法：模拟法一，解析，数字摄影测量与遥感是对作接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译的过程获得自然物 体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术。2、像片分类（三个阶段）：1）模拟法摄影测量 摄影测量用的摄影仪器摄影经纬

2、仪，作业方法“交会摄影测量”；2）解析法摄影测量3）数字摄影测量：指从摄影测量和遥感可获取的数据中，采集数字化图形成数字/数字化影像，在计算机 中进行各种数值、图形和影像处理，研究目标的几何和物理特性，从而获得各种形式的数字产品和可视化 产品。摄影测量的作业步骤：1）航空摄影 2）航测外业 3）航测内业内业的三种成图方法：1）综合法：适用于平坦地区大比例尺的测图（选长焦距常角摄影机）2）分工法：适用于丘陵地区中、小比例尺的测图（选短焦距特宽角摄影机）3）全能法：适用于各类地区的各种比例尺的测图（选中焦距宽角摄影机）物镜的特征是有一对主点、一对焦点、一对节点。当物空间与像空间介质相同时，物镜两节

3、点与两主点重 合。即两主点有两节点的性质。物镜的成像公式： 1/f = 1/D + 1/d （高斯公式）牛顿透镜公式： X*x=f2光圈的作用：1）调节物镜的使用面积2）调节进入物镜的通光量3）调节景深航摄比例尺： 1/m = l/L =f/H像场角：物镜像方主点对像场直径的张角像片倾角a：主光轴偏离铅垂线SN的夹角a （a =3的摄影是竖直摄影）摄影航高H：指摄影物镜对摄影分区的平均高程基准面的高度。绝对航高：摄影物镜相对于平均海水面的航高。相对航高：摄影物镜相对于某基准面的高度。 摄影航高：摄影物镜相对于摄影分区的平均高程基准面的高度 机场航高：摄影物镜相对于机场平面的相对航高真实航高;

4、摄影物镜相对于某地面点的相对航高航向重置：指同一条航线相邻像片之间的重置影像，用P%表示（对18*18平方厘米像片，q%60%，对23*23平方厘米的像片，q%54%）航带间距：相邻两航线间距离旁向重置：指相邻航线间的重置，用q%表示（对18*18平方厘米像片，q%30%,对23*23平方厘米的像片，q%24%）像片旋角：指一张像片上相邻像主点连线与同方向框标连线间的夹角K。一般KW6，个别最大8 航线弯曲：把像片按顺序叠拼起来，各张像片主点连线不在一条直线上，而是呈现弯弯曲曲的折线。 航线弯曲度： R=d/L*100%（R=3%）空中摄影质量的评定摄影质量： 1）影像清晰 2）反差适中 3）

5、里度正常 4）灰雾最小飞行质量： 1）航线直线性 2）相邻两航线平行性 3）航向重叠 4）旁向重叠 5）摄影比例尺 6）航 高差严格控制投影：中心投影：指投射线会聚于一点的投影。 平行投影：指投射线相互平行的投影。双心投影：指将两投影中心和两个投影平面当作一个整体，对同一物体进行投影。（特殊点、线） 透视变换作图像底点的特性等角点的特性等比线的特性透视旋转定律：若保持平行四边形边长不变，转动投影面（物面），则投影面（物面）上的投影图形（地物 图形）保持不变。15、三个转角系统：1）、以Z轴为主轴的A-a -Kv转角系统：A：摄影方位角（或主垂面方位角），基本方向线与（X）轴夹角，顺时针为正，在

6、0度360。之间；a ：像片倾角，恒为正值；Kv：像片旋角，像片主纵线与y轴夹角，逆时针为正，在0 360之间。2）、以Y轴为主轴的e -W-K转角系统：航向倾角，主光轴在XZ平面上的投影与铅垂线的夹角；顺时针为正；W:旁向倾角，主光轴与其在XZ平面上投影之间的夹角，逆时针为正；K：像片旋角，OxSO平面与像片交线和像片上y轴之间的夹角，逆时针为正。 转角符号国际规定：逆时针为正，顺时针为负。3）、以x轴为主轴的w -e -K转角系统：W：旁角倾角，逆时针为正；e :航向倾角，顺时针为正；K：像片旋角，OySO平面与像片交线和像片上x轴之间的夹角，逆时针为正。 像点平面坐标：右手系1）、以像片

7、主纵线为y轴，主轴线为x轴的坐标系；2）、框标坐标系、辅助点坐标系；3）像平面坐标 系：0xy；像主点0为原点，x、y轴分别与框标坐标平行；4）方位线坐标系。像点空间坐标系：1）、像空间坐标系，右手系Sxyz：以投影中心S为原点y轴与摄影方向线重合，上正、下负,x、y轴与 像平面坐标系的x、y轴平行。像点的坐标常用（x,y,-f）表示；因摄影方向线不同，故一条航线多张像 片的像空间坐标系各自独立。2）、像空间辅助坐标系：右手系S-XYZ：以投影中心S为原点；坐标轴可根据需要而定，常用的有如下两 种：1） S原点；Z轴铅垂线；X轴航线；Y由右手定则确定。2）以航线第一张航片的S xyz为SXYZ

8、，该航线各航片的像空间辅助坐标系的轴系均应平行。3） 模型点的空间坐标：a、摄影测量坐标系（01XpYpZp） b、地面测量坐标系（tXtYtZt） c、地面摄影测量坐标系（ AXtpYtpZtp）。像点在像空间直角坐标系与像空间辅助坐标系之间的坐标变换公式 倾斜像片与水平像片的坐标变换公式 中心投影的共线方程（表示在中心投影的条件下，像点、投影中心、相应地面点的坐标关系）地面点、投影中心和像点应位于一条直线上，但由于摄影过程和摄影处理过程不可避免的出现 摄影物镜畸 变、大气折光、地球曲率和底片变形的影响，使地面点在像片上的构像产生位移，偏离三点共线条件。 像片纠正 产生原因：航空摄影无法保证

9、航片水平，利用航片测绘测绘地形图涉及到中心投影转换为正射投影的问题。 定义：采用经投影变换来消除像片倾斜可引起的像点位移，控制因地形起伏引起的像点位移，统一比例尺， 使其相当于水平像片的构像的变换过程。目的：将倾斜像片变换为水平像片，改化为设定的比例尺，限制摄影差符合测图要求。 分类：1）常规纠正：光学机械法（综合法）、光学图解法（分工法）、图解纠正法，常规纠正适用于平坦地 区或起伏不大的丘陵地区；2）微分纠正，又名缝隙纠正，适用于任何地区；3）数字影像纠正适用于任何 地区与各种摄影。第二类纠正仪所要满足的几何条件有：1）像片主纵线应位于仪器主垂面内；2）投影中心至主合点i的距离：iS2=iS

10、l=f/Sina ； 3）纠正仪承 影面应与通过真水平线和纠正仪物镜组成的平面平行，即 E2/iS2； 4）保持主合点到透视轴的距离不变， 即 iV=S1I1=H/M*Sina 。光学条件光距条件：物镜的成像公式： 1/f = 1/D + 1/d （高斯公式）牛顿透镜公式： X*x=f2交线条件：光距条件是物面与相面平行时获得清晰影像的条件；当物面与相面不平行时，在满足光距条件 的前提下，需要保证P、Q、E三面交于一线。（证明）五个自由度：比例尺缩放、承影面倾斜、像片盘旋转、像片纵向偏心、像片横向偏心。 像片平面图：将某一区域内的纠正像片，依次拼接在一块图板上经整饰得到整幅的平面图。分带纠正：

11、为了限制投影差，根据高程将航片所摄地区按Q限值分为若干高程带，取每带的中间高程面为 基准面；然后对每个基准面分别纠正晒像，最后经镶嵌取得纠正像片，这一技术过程称为分带纠正。纠正系数n=m/M=H/Mf （不同平均高程面有不同的纠正系数）用不同的纠正系数n进行纠正，将每带的纠正 片的有用部分（右图实线）镶嵌即得一张统一比例尺的纠正像片。分带纠正的作业过程：1）确定带距 2）计算带数 3）纠正点上进行投影差改正 4）纠正和晒像 5）镶嵌 生理视差：在双眼观察时，当远近两物点和眼基线在同一个平面内，则两物点在两眼网膜窝上的构象的差 别，成为生理视差。（生理视差越明显，立体视觉越清晰） 人造立体视觉：

12、借助于空间物体的影像，按照一定的条件进行双象观察，即可获得的空间物体的立体视觉， 称之为人造立体视觉。立体效果：正立体效应（左眼看左片，右眼看右片）； 反立体效应（左看右，右看左）； 零立体效应（像 片各自转 90 度）像对的立体观察： 1）立体镜式：借助光学系统使人眼分像观察 2）叠映式：将左右两像片影像投影到同 一个承影面上，通过一些措施实现分像观察 （互补色法，光闸法，偏振光法） 立体像对：由相邻摄站所摄取的具有重叠度的一对像片。模拟法立体测图的基本思想：利用立体像对的两张像片，根据摄影过程中的几何反转原理，进行灯光照射 投影，建立起缩小的地面几何模型，借助于对几何模型的量测，测绘出符合

13、比例尺要求的地形图。全能型立体测图仪：在摄影测量中，根据模拟空中摄影的过程（摄影过程的几何反转）的基本思想，所设 计的立体测图仪，称为模拟型立体测图仪，我国习惯称为全能型立体测图仪。相对定向：首先恢复两张像片的相对位置，借助于重叠范围内的五个定向点的同名投影线对对相交来实现 整个重叠范围内所有同名投影射线对对相交，建立几何模型的作业过程。 相对定向元素：确定像对中两像片相对空间位置的若干独立元素（5 个） 1）单独像对， 1、kl、 2、k2、w2； 2）连续像对，by、bz、0、w、k。 绝对定向：完成了相对定向后，并没有恢复两张像片的外方位元素，而建立起来的几何模型，它的比例尺 和空间方位

14、都是任意的，即模型可能是倾斜的，因此还要确定模型比例尺，并将模型置平，然后将模型坐 标纳入地面坐标系中去的作业过程）。绝对定向元素：确定相对定向所建立的几何模型的比例尺和恢复模型的空间方位的若干独立元素（7 个） 投影基线b,模型平移Xs、Ys、Zs、模型旋转Q、0 （绕仪器X、Y轴分别旋转）K （旋转底图）。 绝对定向元素绝对时至少需要2个平高点和1个高程点而日要求这些点不位于一条直线上。 定向点：在立体像对中，用来进行相对定向的像片控制点。相对定向不定性：在特殊情况下，即使消除了五个定向点的上下视差，可是并未恢复两张像片的相对位置， 这一现象使得立体摄影测量中的空间交会产生不定解，该现象称

15、为相对定向的不定性。产生的原因：摄影基线 B 与摄影地区的地形所形成的圆柱体表面重合。 避免措施：在起伏很大的地区摄影时，要横跨主要河流和山谷布置航线，或采用特宽角摄影机进行摄影。 测绘地物、地貌前提条件：在立体测图仪，经过恢复内外方位元素的像片内定向、像对的相对定向、模型 的绝对定向以后，建立起与地面相似的几何模型，具备了量测的各项要求。立体测图仪的测图内容：测绘地物、测绘等高线、测定高程注记点 立体测图仪的工作过程：在立体观察条件下，用浮游侧标切准模型点，通过仪器的传动机件传输到与主机 相连的绘图桌上，在底图的相应位置确定该物点的确切位置。空中三角测量（航测内业加密）：在室内应用摄影测量方法，只借助于少量的地面控制点，利用像片间的内 在几何关系，来求测图时所需控制点之地面坐标的工作。必要性：绝对定向所需控制点全在野外测量，工作量大，不经济、不合算，而且往往十分困难。 立体测图仪：用光学机械方式模拟的解决摄影过程“几何反转”原理的仪器 分类：模拟测图仪，解析测图仪，机助测图仪模拟测图仪（按投影方式分）：光学投影类、机械投影类、光学机械投影类。交会方式有直接交会和间接交 会两种。模拟测图仪组成部分：1）投影系统，作用：建立投影光束，建立地图立体模型；2）观测系统，包括观察系统