攝影測量PPT第一講

1、攝影測量學攝影測量學u定義u分類u平臺u特點u任務1.1 攝影測量學的定義與任務攝影測量學的定義與任務遙感影像地形圖傳統(tǒng)攝影測量學傳統(tǒng)攝影測量學定義定義攝影測量學是利用光學攝影機獲取的像片，經過處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、特性及其相互關系的一門學科攝影測量與遙感攝影測量與遙感定義定義19881988年年ISPRSISPRS在日本京都第在日本京都第1616屆大會上定義：屆大會上定義：攝影測量與遙感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ISPRSISPRS( (International Soc

2、iety of Photogrammetry and Remote SensingInternational Society of Photogrammetry and Remote Sensing攝影測量學：攝影測量學：定義定義各種類型各種類型傳感器傳感器被攝物體被攝物體影像影像通過量測和通過量測和解譯過程解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31 攝影經緯儀RC30 框幅式航攝儀ADS40 數(shù)字航攝儀攝影測量學：攝影測量學：定義定義各種類型各種類型傳感器傳感器被攝物體被攝物體影像影像通過量測和通過量測和解譯過程解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信

3、息自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31攝影經緯儀近景影像攝影測量學：攝影測量學：定義定義各種類型各種類型傳感器傳感器被攝物體被攝物體影像影像通過量測和通過量測和解譯過程解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM正射影像圖正射影像圖三峽正射影象圖：三條航帶三峽正射影象圖：三條航帶 、175175張航空影像張航空影像三峽景觀圖：三條航帶三峽景觀圖：三條航帶 、175175張航空影像張航空影像三維景觀圖三維景觀圖北京城市景觀（亞運村）攝影測量：攝影測量：分類分類航天航天攝影測量攝影測量航空航空攝影測量攝影測量地面地面攝影測量攝影測量近景近

4、景攝影測量攝影測量顯微顯微攝影測量攝影測量地地 形形攝影測量攝影測量非地形非地形攝影測量攝影測量模擬模擬攝影測量攝影測量解析解析攝影測量攝影測量數(shù)字數(shù)字攝影測量攝影測量按距離遠近按距離遠近按按 用用 途途按處理手段按處理手段遙感平臺高度目的、用途其它航天飛機240350km不定期地球觀測、空間實驗 無線電探空儀100m100km各種調查（氣象等） 超高度噴氣機1000012000m偵察、大范圍調查 中低高度飛機5008000m各種調查、航空攝影測量 飛艇5003000m空中偵察、各種調查 直升機1002000m各種調查、航空攝影測量 無線遙探飛機500m以下各種調查、航空攝影測量飛機、直升機牽

5、引飛機50500m各種調查、航空攝影測量牽引滑翔機系留氣球800m 以下各種調查 索道1040m遺址調查 吊車550m地面實況調查 地面測量車030m地面實況調查車載升降臺攝影測量與遙感：攝影測量與遙感：平臺平臺攝影測量：攝影測量：特點特點v無需接觸物體本身獲得被攝物體信息無需接觸物體本身獲得被攝物體信息v由二維影象重建三維目標由二維影象重建三維目標v面采集數(shù)據(jù)方式面采集數(shù)據(jù)方式v同時提取物體的幾何與物理特性同時提取物體的幾何與物理特性攝影測量：攝影測量：任務之一任務之一 地形測量領域地形測量領域 各種比例尺的地形圖、專題圖、各種比例尺的地形圖、專題圖、特種地圖特種地圖 正射影像地圖、景觀圖正

6、射影像地圖、景觀圖建立各種數(shù)據(jù)庫建立各種數(shù)據(jù)庫提供地理信息系統(tǒng)和土地信息系提供地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)所需要的基礎數(shù)據(jù)統(tǒng)所需要的基礎數(shù)據(jù)攝影測量：攝影測量：任務之二任務之二 非地形測量領域非地形測量領域生物醫(yī)學生物醫(yī)學公安偵破公安偵破古文物、古建筑古文物、古建筑建筑物變形監(jiān)測建筑物變形監(jiān)測u模擬攝影測量u解析攝影測量u數(shù)字攝影測量1.2 攝影測量學的發(fā)展歷程攝影測量學的發(fā)展歷程v1839年年，法國人達蓋爾發(fā)明攝影術為攝影測量提供了基本手段，法國人達蓋爾發(fā)明攝影術為攝影測量提供了基本手段v1851年年，法國陸軍上校勞賽達提出交會攝影測量并測繪了萬森城堡，法國陸軍上校勞賽達提出交會攝影測量并測繪

7、了萬森城堡圖，標志著攝影測量的開始圖，標志著攝影測量的開始v1858年年，法國攝影師納達爾乘坐氣球在巴黎郊外，法國攝影師納達爾乘坐氣球在巴黎郊外80m上空拍攝了世界上空拍攝了世界上第一張航空影像上第一張航空影像v1860年年，美國人布萊克利用濕板拍攝了波士頓的航空像片，美國人布萊克利用濕板拍攝了波士頓的航空像片v1885年年，法國人乘坐氣球從，法國人乘坐氣球從2000英尺高空拍攝了巴黎的航空像片英尺高空拍攝了巴黎的航空像片v1903年年，萊特兄弟發(fā)明了飛機使航空攝影和航空攝影測量成為可能，萊特兄弟發(fā)明了飛機使航空攝影和航空攝影測量成為可能v1906年年，美國人勞倫仕用，美國人勞倫仕用17只風箏

8、吊著巨型相機拍攝了舊金山大火只風箏吊著巨型相機拍攝了舊金山大火v第一次世界大戰(zhàn)期間第一次世界大戰(zhàn)期間，首臺航攝儀的問世、立體坐標量測儀和，首臺航攝儀的問世、立體坐標量測儀和1318立體測圖儀的使用，真正開始了攝影測量學立體測圖儀的使用，真正開始了攝影測量學攝影測量學的起源攝影測量學的起源u模擬攝影測量階段模擬攝影測量階段 (1851-1970(1851-1970) )u解析攝影測量階段解析攝影測量階段 (1950(1950-1980)-1980)u數(shù)字攝影測量階段數(shù)字攝影測量階段 (1970(1970- -現(xiàn)在）現(xiàn)在）攝影測量學的三個發(fā)展階段攝影測量學的三個發(fā)展階段模擬攝影測量模擬攝影測量光光

9、 學學像像 片片光學機械光學機械測圖儀器測圖儀器人工建立立人工建立立體模型體模型人工量測人工量測和解譯和解譯機械繪圖機械繪圖圖解線劃地圖圖解線劃地圖像片影像地圖像片影像地圖利用光學利用光學/ /機械投影方法實現(xiàn)攝影過程的反轉，用兩個機械投影方法實現(xiàn)攝影過程的反轉，用兩個/ /多個投多個投影器模擬攝影機攝影時的位置和姿態(tài)構成與實際地形表面成比影器模擬攝影機攝影時的位置和姿態(tài)構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單片測圖分工法測圖綜合法測圖光學糾正儀SEG-1HJ-24Wild A10 模擬立體測圖儀解析攝

10、影測量解析攝影測量v1954年年，第一臺電子計算機問世，第一臺電子計算機問世v1957年年，海拉瓦博士提出解析測圖儀的思想，標，海拉瓦博士提出解析測圖儀的思想，標志著解析攝影測量的開始志著解析攝影測量的開始v20世紀世紀70年代末至年代末至90年代初年代初，解析攝影測量發(fā)展，解析攝影測量發(fā)展的鼎盛時期的鼎盛時期解析攝影測量解析攝影測量光光 學學像像 片片解解 析析測圖儀器測圖儀器計算機建立計算機建立立體模型立體模型人工量測人工量測和解譯和解譯自動記錄自動記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型數(shù)字高程模型像片影像地圖像片影像地圖以電子計算機為主要手段，通過對攝影像片的量測和解析計算以電子計算機

11、為主要手段，通過對攝影像片的量測和解析計算方法的交會方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、方法的交會方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質及其相互關系，并提供各種攝影測量產品的一門科學性質及其相互關系，并提供各種攝影測量產品的一門科學解析空三解析測圖儀數(shù)控正射儀德國德國Zeiss廠廠C-100型解析測圖儀型解析測圖儀瑞士瑞士Kern廠廠DSR-1型解析測圖儀型解析測圖儀瑞士瑞士WILD廠廠OR-1型數(shù)控正射投影儀型數(shù)控正射投影儀德國德國Zeiss廠廠Z-2型數(shù)控正射投影儀型數(shù)控正射投影儀數(shù)字攝影測量數(shù)字攝影測量v計算機硬、軟件技術的飛速發(fā)展，使功能增計算機硬、軟件技術的飛速發(fā)展

12、，使功能增強，成本降低，并為編制大型軟件提供平臺強，成本降低，并為編制大型軟件提供平臺v20世紀世紀70年代：數(shù)字攝影測量萌芽階段年代：數(shù)字攝影測量萌芽階段v20世紀世紀80年代：數(shù)字攝影測量原型研究階段年代：數(shù)字攝影測量原型研究階段v20世紀世紀90年代：真正推出可用于生產的數(shù)字年代：真正推出可用于生產的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)攝影測量系統(tǒng)數(shù)字攝影測量數(shù)字攝影測量數(shù)數(shù) 字字影影 像像數(shù)字測量攝數(shù)字測量攝影系統(tǒng)影系統(tǒng)自動建立自動建立立體模型立體模型自動量測自動量測和解譯和解譯自動記錄自動記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型數(shù)字高程模型數(shù)字影像地圖數(shù)字影像地圖數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫基于攝影測量的基本原理，

13、通過對所獲取的數(shù)字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)字產品和目視化產品何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產品和目視化產品計算機技術數(shù)字圖像處理影像匹配模式識別DPW3-D mouseCrystal eyesVirtuoZo 數(shù)字攝影測量系統(tǒng)JX-4A數(shù)字攝影測量工作站發(fā)展階段發(fā)展階段原始資料原始資料投影方式投影方式儀器儀器操作方式操作方式產品產品模擬模擬攝影測量攝影測量像片像片物理投影物理投影模擬測圖儀模擬測圖儀手工操

14、作手工操作模擬產品模擬產品解析解析攝影測量攝影測量像片像片數(shù)字投影數(shù)字投影解析測圖儀解析測圖儀機助機助作業(yè)員操作作業(yè)員操作模擬產品模擬產品數(shù)字產品數(shù)字產品數(shù)字數(shù)字攝影測量攝影測量數(shù)字化影像數(shù)字化影像數(shù)字影像數(shù)字影像數(shù)字投影數(shù)字投影計算機計算機自動化操作自動化操作+作業(yè)員干預作業(yè)員干預數(shù)字產品數(shù)字產品模擬產品模擬產品攝影測量三個發(fā)展階段的特點u講授內容u與其他課程的關系u學習要求1.3 本課程的主要內容本課程的主要內容攝影測量作業(yè)流程Filmprocessingin darkroomFCIRColorB&WStereo plotter Films used alternativelyAl

15、l spectral channels simultaneouslyGISDEMOrthophotosMappingRevisionVisualizationImage analysisClassificationDigitalwork-stationGroundprocessingFilm based workflow RC30Direct digital workflow ADS40PrinterColorMSB&WArchivesystemColorFCIRB&WDSW500scanner FilmMass Memory攝影測量：攝影測量：基本關系式u表達像點與地面點之間

16、關系表達像點與地面點之間關系影像中的影像中的幾何信息幾何信息地物幾何位置地物幾何位置模型重建模型重建幾何量測幾何量測xyXYZXYZa (x,y)xyzS(Xs, Ys, Zs)A(X,Y,Z)共線條件SSSZZYYXXzyxR單像攝影測量單像攝影測量：理論基礎xyXYZ已知量已知量未知量未知量共線方程共線方程XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2共線條件立體攝影測量：立體攝影測量：目的x1y1XYZ已知量已知量未知量未知量x2y2影像獲取影像獲取成果表達成果表達影像處理影像處理What?Where?What Change?參考書參考書1 1、李德仁、李德仁 等編，基礎攝影測量學，測繪出版社等編，基礎攝影測量學，測繪出版社2 2、李德仁，鄭肇葆、李德仁，鄭肇葆 編著，解析攝影測量學，測繪出版社編著，解析攝影測量學，測繪出版社3 3、錢曾波、錢曾波 編，解析空中三角測量基礎，測繪出版社編，解析空中三角測量基礎，測繪出版社4 4、袁修孝、袁修孝 著，著，GPSGPS輔助空中三角測量原理及應用，測繪出版社輔助空中三角測量原理及應用，測繪出版社5、李德仁，袁修孝、李德仁，袁修孝 著，誤差處理與可靠性理論，武漢大