攝影測量考試重點

1、1.普通測量存在的兩大問題：在待測物上放置標尺或棱鏡。在待測點周圍找到至少兩個已知點，任意兩點必須通視。2.攝影測量學（Photogrammetry）是利用光學攝影機獲取的像片，經(jīng)過處理以獲取被攝物體的形狀大小位置及其相互關(guān)系的一門學科。3. 攝影測量與遙感是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達進行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學和技術(shù)。4.攝影測量學的作業(yè)過程：傳感器，物體，解譯。5.DEM (Digital Elevation Model)正射影像圖（DOM）DLG6.按距離遠近航天攝影測量航空攝影測量地面攝影測量近景攝影測量顯微攝影測量按用途地形攝影

2、測量非地形攝影測量按處理手段模擬攝影測量解析攝影測量數(shù)字攝影測量。7.攝影測量：特點，無需接觸物體本身獲得被攝物體 信息由二維影象重建三維目標 面采集數(shù)據(jù)方式 同時提取物體的幾何與物理特性8,攝影測量：步驟航空攝影航測外業(yè)內(nèi)業(yè)加密4D產(chǎn)品生產(chǎn)9攝影測量學的三個發(fā)展階段模擬攝影測量(1851-1960)解析攝影測量(1950-1980)數(shù)字攝影測量(1970-現(xiàn)在）10模擬攝影測量；利用光學/機械投影方法實現(xiàn)攝影過程的反轉(zhuǎn)，用兩個/多個投影器模擬攝影機攝影時的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實際地形表面成比例的幾何模型，通過對該模型的量測得到地形圖和各種專題圖11模擬攝影測量主要的特征形成了比較完整的攝影測量學

3、的基本概念。根據(jù)像片變成地形圖的作業(yè)過程及需要，生成了大量復雜、昂貴的攝影測量儀器。根據(jù)儀器及測量原理的不同形成較完整的像片變?yōu)榈匦螆D的測繪方法（單片測圖法、分工法測圖、綜合法測圖）12數(shù)字攝影測量計算機硬、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，使功能增強，成本降低，并為編制大型軟件提供平臺20世紀70年代：數(shù)字攝影測量萌芽階段20世紀80年代：數(shù)字攝影測量原型研究階段20世紀90年代：真正推出可用于生產(chǎn)的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)13數(shù)字攝影測量：基于攝影測量的基本原理，通過對所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進行處理，自動（半自動）提取被攝對象用數(shù)字方式表達的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品14攝影測量：

4、基本關(guān)系式，表達像點與地面點之間關(guān)系，影像中的幾何信息，模型重建，幾何量測，地物幾何位置15在小孔處安裝攝影物鏡，在像平面處放置感光材料，物體的入射光線經(jīng)物鏡后投射到感光材料上，經(jīng)攝影處理形成光學影像。16中心投影有兩種狀態(tài)：1）投影平面和物點在投影中心的兩側(cè)，此時像片為負片。2）投影平面和物點在投影中心的同一側(cè)，此時像片為正片。3）無論像片處在正片還是負片，像點與物點之間的幾何關(guān)系不變。17共軛光線：在由物點發(fā)射的諸入射光線和經(jīng)物鏡出射的諸成像光線中，有一對共軛光線，其入射光線與主光軸的夾角和出射光線與主光軸的夾角相等。此時，共軛光線與主光軸的交點分別為k和k“， 分別稱為前節(jié)點S（物方節(jié)點

5、）和后節(jié)點S（像方節(jié)點）。共軛光線表達了像點和物點之間一一對應(yīng)的關(guān)系 18量測攝影機的基本要求 物鏡要求具備良好的光學特性：物鏡的畸變差要小，分辨率要高，透光率強。機械結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定。航空攝影機應(yīng)同時具備攝影過程的自動化裝置，使安裝在飛機上的此類攝影機能對地面連續(xù)的進行攝影。19量測攝影機的特征：量測用攝影機的像距（像片主距）是一個固定的已知值。1航攝儀焦距：物鏡中心（物鏡節(jié)點）到焦點的距離，像片主距：物鏡中心（物鏡后節(jié)點）到像平面的距離用于測繪地形的航攝儀，攝影的物距要比像距大的多，攝影時攝影物鏡固定調(diào)焦于無窮遠點處，因此，像距是一個定值，約等于航攝儀物鏡的焦距（Focal length）。2攝

6、影機像面框架上有框標標志(fiducial marks)：像平面與物鏡的主光軸垂直，同時像平面也是一個框標平面，因此像點在像片平面上的位置，可以根據(jù)像片上的框標坐標系來確定。航攝像片為量測像片，有機械框標和光學框標航攝像片的大小為18cm18cm, 23cm23cm3內(nèi)方位元素(Interior orientation elements)的數(shù)值是已知的：像主點（Principal point）：攝影機主光軸與像平面的交點。像片主距（ f ）：攝影機物鏡后節(jié)點到到像平面的距離。20像場：物鏡焦面上中央成像清晰的范圍像場角：像場直徑對物鏡后節(jié)點的夾角常角：(像場角100。)21攝影測量學利用光學攝

7、影機獲取的像片，經(jīng)過處理以獲取被攝物體的大小、形狀、位置、特性及其相互關(guān)系的一門學科。22視攝影像片水平、地面取平均高程時，像片上的線段 l 與地面上相應(yīng)的水平距L 之比為攝影比例尺。f為攝影機主距，H為航高23像片比例尺：在同一高度上進行空中攝影，所得像片的比例尺基本上是一致的。但由于空中氣流或其它因素的影響，會使攝影比例尺發(fā)生變化。如果相鄰兩像片的比例尺相差太大，則會影響像對的立體觀察。相鄰兩像片的比例尺之差超出航測儀器的允許范圍時，則無法進行作業(yè)，為此，攝影比例尺的變化要有一定的限制。測量規(guī)范規(guī)定同一航帶內(nèi)最大航高與最小航高之差不得大于30m；攝影區(qū)域內(nèi)實際航高與設(shè)計航高之差不得大于50

8、m。航高：指攝影飛機在攝影瞬間相對于某一水準面的高度，從該水準面起算向上為正。航高分為相對航高和絕對航高。24相對航高是指攝影機物鏡相對于某一基準面的高度，常稱為攝影航高。它是相對于被攝區(qū)域內(nèi)地面平均高程基準面的設(shè)計航高。絕對航高是相對于平均海平面的航高，是指攝影機瞬間的真實海拔高度。25攝影比例尺的選擇：攝影比例尺?？刂茢z影計劃設(shè)計時的像片比例尺。比例尺的選取與成圖比例尺、攝影測量內(nèi)業(yè)成圖方法和成圖精度等因素有關(guān)。26攝影基線：航向相鄰兩個攝影站間的距離26攝影測量生產(chǎn)對攝影資料的基本要求1、影像的色調(diào)影像的色調(diào)：（清晰，色調(diào)一致）2、像片傾角 垂直攝影：以測繪地形圖為目的的空中攝影多采用垂

9、直攝影的方式。要求航攝機在曝光的瞬間物鏡主光軸垂直于地面。像片傾角要小于 2 3 攝影瞬間攝影機的主光軸近似與地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于30，夾角為像片傾角3、像片重疊像片重疊度。攝影測量使用的航攝像片，要求沿航線飛行方向兩相鄰像片上對所攝地面有一定的重疊影像，這種重疊部分稱為航向重疊度(heading overlap)。對于區(qū)域航空攝影而言，要求兩相鄰航帶之間也需要有一定的影像重疊，這種重疊部分稱為旁向重疊度(side overlap)。像片的重疊部分是立體觀察和像片連接所必須的條件。4、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，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲

10、的折線，稱航線彎曲。航線彎曲度：航線最大彎曲矢量與航線長度之比的百分數(shù)。要求航線彎曲度3%5、像片旋角相鄰像片的主點連線與像幅航線方向框標連線間的夾角稱為像片旋角。要求像片旋角6像片旋角過大會減少立體像對的有效范圍27中心投影的基本知識投影：用一組假象的直線將物體向幾何面投影。投影射線：投影的直線。投影平面：投影的幾何面。投影射線會聚于一點的投影稱為中心投影投影射線的匯聚點S稱為投影中心。投影射線平行于某一固定方向的投影的投影稱為平行投影 航攝像片為中心投影，地形圖為正射投影28地形圖的特點：1、地形圖上任意兩點間的距離與相應(yīng)地面點的水平距離之比為一常數(shù)（成圖比例尺）。 2、由地形圖上任意一點

11、引出的兩方向線之間的夾角，等于地面上對應(yīng)的水平角。29 航攝像片的特點：當像片傾斜、地面起伏時，地面點在航攝像片上構(gòu)像相對于理想情況下的構(gòu)像所產(chǎn)生的位置差異稱像點位移30由于存在像片傾斜和地形起伏兩種誤差的影響，致使影像發(fā)生幾何變形，反映為影像比例尺有不同的變化，相關(guān)方位也發(fā)生變化。若利用航攝像片制作正射影像圖時，必須消除傾斜誤差和投影誤差，統(tǒng)一像片上各處比例尺，使中心投影的航攝像片轉(zhuǎn)化為正射投影的影像。31航攝像片與地形圖的區(qū)別比 例 尺：地形圖屬于正射投影，具有統(tǒng)一比例尺，即地形圖上所有的圖形不僅與實際形狀完全相似，而且其方位也保持不變。航片屬于中心投影，因存在像片傾斜和地形起伏誤差的影響

12、，導致影像有變形，無統(tǒng)一比例尺。表示方法：地形圖為線劃圖，它是按照成圖比例尺所規(guī)定的各種符號、注記和等高線來表示地物、地貌的。航攝像片為影像圖，表示為影像的大小、形狀和色調(diào)。表示內(nèi)容：地形圖用相應(yīng)的符號和文字、數(shù)字注記表示，而在像片上是表示不出來的；地圖需要綜合取舍，只表示那些經(jīng)選擇的有意義的地物，而像片展示所有地物的全部影像。幾何差異：航攝像片可組成像對立體觀察攝影測量的主要任務(wù)之一：把地面按中心投影規(guī)律獲取的攝影比例尺航攝像片轉(zhuǎn)換成以測圖比例尺表示的正射投影地形圖33航攝像片上的特殊的點線面 將空間點、線做中心投影，在投影平面P上得到一一對應(yīng)的點、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一對應(yīng)的投影關(guān)系

13、稱為透視變換。34透視變換的特性：同素性幾何元素的種類不發(fā)生變化；互換性像與物互換性；結(jié)合性直線的交點投影仍為直線的交點。34點：攝影中心S、像主點o、地主點O、 像底點n、地底點N、等角點c、地面等角點C、主合點i 面：地平面E、像平面P、主垂面W、真水平面Es線：透視軸（跡線）TT、主光軸SoO、主垂線SnN 基本方向線VV、主縱線vv 、等角線ScC 、主合線hihi、主橫線hoho、等比線hchc 35點：攝影中心 像主點o地主點O像底點n地底點N等角點c地面等角點C主合點i主遁點J 面：地面E像片面P主垂面W真水平面Es線：跡線TT 主光線SoO 主垂線SnN 攝影方向線VV主縱線v

14、v等角線ScC主合線hihi主橫線hoho等比線hchc35底點特性鉛垂線在像平面上的構(gòu)像位于以像底點n為輻射中心的相應(yīng)輻射線上36等角點特性在傾斜像片和水平地面上，由等角點c和C所引出的一對透視對應(yīng)線無方向偏差，保持著方向角相等。在傾斜像片上以等角點c為角點量測的某一角度可用于代替在地面上用C為測站實測的角度。37等比線特性等比線的構(gòu)像比例尺等于水平像片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影響38像空間坐標系是描述像點在像空間位置的坐標系。其以攝影中心S為原點，x、y軸與像平面坐標系的x、y軸平行，Z軸與主光軸重合，形成像空間右手坐標系S-xyz，每個像點的Z坐標都等于 -f，而x，y坐標就是像點在

15、像平面坐標x，y。 像空間直角坐標系是隨著每張航攝像片攝影瞬間的空間方位而定的。所以，不同航攝像片的像空間直角坐標系是各自獨立的。39 像空間輔助坐標系由于各像片的像空間坐標系不統(tǒng)一，計算困難，為此，需要建立一種相對統(tǒng)一的坐標系，稱為像空間輔助坐標系。它是像空間和物空間過渡性的右手坐標系，用S uvw表示，其坐標原點任取攝影中心S，坐標軸依情況而定。40通常像空間輔助坐標系（S-XYZ）三種選取方法：（1）取u、v、w軸系分別平行于地面攝影測量坐標系D-XYZ；（2）以每條航帶第一條像片的像空間坐標系作為像空間輔助坐標系。（3）以每個像對的左片攝影中心為坐標原點，攝影基線方向為u軸，以攝影基線

16、及左片主光軸構(gòu)成的平面作為uw平面，過原點且垂直于uw平面的軸為v軸構(gòu)成右手直角坐標系。40地面測量坐標系（T X t Y t Z t ）地面測量坐標系是指空間大地基準下的高斯-克呂格3帶或6帶（或任意帶）投影的平面直角坐標系（如1980西安坐標系和1954北京坐標系）與定義的從某一基準面量起的高程系（1956年黃海高程和1985國家基準高程），兩者組合而成的空間左手直角坐標系。41地面攝影測量坐標系（D X Y Z ）由于攝影測量坐標系是右手系，而地面測量坐標系是左手系，需要在兩種坐標系之間建立一個過渡性坐標系，稱為地面攝影測量坐標系。42內(nèi)方位元素（interior orientation

17、 elements 在S-xyz中)確定攝影中心與像片之間相關(guān)位置關(guān)系的參數(shù)稱為影像的內(nèi)方位元素。利用內(nèi)方位元素可將像點在框標坐標系 P x y 中的量測坐標轉(zhuǎn)換為像空間坐標系中的坐標 S x y z ，用于解析計算。43外方位元素（ exterior orientation elements 在恢復像片內(nèi)方位元素的基礎(chǔ)上，在地面空間直角坐標系中確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù)稱為外方位元素。一張像片有6個外方位元素。3個直線元素和3個角元素。44在理想情況下，攝影瞬間像點、投影中心、物點位于同一條直線上，描述這三點共線的數(shù)學表達式稱之為共線條件方程。45共線條件方程的應(yīng)用求像底點

18、坐標單像空間后方交會攝影測量的投影基礎(chǔ)航空影像模擬仿真光束法平差的函數(shù)模型利用DEM制作數(shù)字正射影像圖求像點位移利用DEM進行單張像片測圖45傾斜誤差定義同攝站同主距的傾斜像片和水平像片沿等比線重合時,地面點在傾斜像片上的像點與相應(yīng)水平像片上像點之間的直線移位。幾何學上，等比線可以視為是傾斜像片與同主距水平像片的交線。在傾斜像片上從等角點出發(fā)，引向任意像點的方向線，其方向角與水平像片上相應(yīng)方向線的方向角恒等。46以等角點為原點，水平像片上像點的方向線與對應(yīng)的傾斜像片上像點的方向線的偏差。過等角點c在傾斜像片和水平像片上分別引繪的同名地物點的方向角相等，即無方向偏差。47投影誤差定義當?shù)孛嬗衅鸱?/p>