摄影测量案头

1、甘肃工业职业技术学院 教案顺序号1授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第 1 节授课方法讲授授课章节名称第一章 -绪论教学目的了解摄影测量的定义.任务及其发展的三个阶段教学重点与难点摄影测量的主要特点及其分类更改、补充删节内容测绘科学研究的对象： (Research Subjects)主要是地球的形状、大小和表面上各种物质的几何形状极其空间位置。其目的是为人们了解自然和改造自然服务。使用教具教材课外作业P5复习思考题1，2，3，7课后笔记摄影测量与遥感（ Photogrammetry &Remote Sensing, Abbr. Photogra mmetry&RS）其定义：是对非接

2、触传感器系统获取的影像与数字表达的记录进行量测与解译的过程，获取自然物体环境可靠信息的一门工艺、科学和技术。主要用于资源与环境的调查，为国土、农业、气象、环境、地质、海洋等部门服务。检查意见 签字教 学 过 程 设 计Principle of PhotogrammetryotograPhotogrammetry & Video Camera摄影测量学定义与任务Photogrammetry Definition and Tasks一、定义： (Definition)摄影测量学是通过影像研究的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。其包括的内容有：获取被研究对象的影像，单张和多张像片处理的理论、

3、方法、设备和技术，以及将所测的成果如何用图形、图像或数字表示。二、主要任务：（ Main Tasks）测制各种比例尺的地形图，建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地 息系统提供基础数据。因此，它受到地形测量、地图制图、数字测图、测量数据库和地理信息系统科学发展的影响。三、特点：（ Features）是在像片上进行量测和解译，无需接触物体本身，因而很少受到自然和地理的限制。四、摄影测量与遥感（ Photogrammetry &Remote Sensing, Abbr. Photogra mmetry&RS）其定义：是对非接触传感器系统获取的影像与数字表达的记录进行量测与解译的过程，获取自然物

4、体环境可靠信息的一门工艺、科学和技术。主要用于资源与环境的调查，为国土、农业、气象、环境、地质、海洋等部门服务。五、摄影测量学的分类： (Photogrammetry Classifications)按摄影距离的远近分：航天、航空、地面、近景和显微。按用途分：地形和非地形。按处理技术手段分：模拟法、解析法和数字法。甘肃工业职业技术学院 教案顺序号2授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第 2 节授课方法讲授授课章节名称1.第二章:摄影的基本知识与影像误差处理教学目的掌握摄影测量的原理及空间中的基本要求.教学重点与难点摄影测量的原理和航空影像.更改、补充删节内容.空中摄影质量的评定：（

5、Quality Evaluation for Photogrammetryy）评定项目：1、负片上影像是否清晰，框标影像是否齐全，像幅四周指示器件的影像（如水准气泡等）是否清晰可辨。2、由于太阳高压角的影响，地物阴影长度是否超过规定，地物阴暗和明亮部分的细部能否辨认。3、负片上是否存在云影、划痕、折伤和乳剂脱落等现象。4、负片上的黑度是否符合要求，影像反差不仅超限。使用教具教材课外作业P27复习思考题1，2，4课后笔记对摄影基本概念作简要回顾；认真总结航摄与摄影测量对摄 影的基本要求。检查意见 签字教 学 过 程 设 计Principle of PhotogrammetryotograPhot

6、ogrammetry & Video Camera一、摄影原理：（ Principle of Photograph）图2-2摄影是根据小孔成像原理，用一个摄影物镜代替小孔，在像面处放置感光材料，物体的投射光线经摄影物镜后聚焦于感光材料上，感光材料受成像光线的光化学作用后生成潜像，再经过摄影处理得到光学影像。主要工具是摄影机。感光材料上的影像，称为像片。其光线效果示意图如图2-2所示。 二、摄影机： (Video Camera)摄影机的结构形式很多，其基本结构大致相同，它可由镜箱和暗箱两个基本部件组成。摄影物镜，摄影物镜是一个复杂的光学系统，由多个透镜组合而成，在摄影时起到成像和聚光作用。物镜的

7、成像公式：如图 2-3所示，在由物点发射的诸入射光线和经物镜出射的诸成像光线中，有一对共轭光线，其入射光线与主光轴的尖角和出射成像光线与主光轴的尖角恰好相等，此时，共轭光线与主光轴的交点分别为 ，称为物方节点或前方节点和像方节点或后方节点。由光学成像公式可知： （ 为物距, 为像距, 为物距），此为构像公式。图2-3快门：是控制曝光时间的机件装置，起遮盖投射光线经物镜进入镜箱体内的作用，有中心快门和帘式快门两种。在物镜筒上有一个控制曝光时间的套环，上面刻有曝光时间序列， B 1 2 4 8 15 30 60 125 300，这些数值是以秒单位的曝光时间倒数，如60表示160秒，B是1秒以上的曝

8、光标志，有些设有长时间曝光标志T门。三、摄影机简介： (Brief Introduction of Video Camera) 按使用目的分为专业和普通，量测用的摄影机属专业摄影机。普通摄影机：有低级到高级的摄影机，但软片不外于两种， 120软片和135软片，彩色像片贯用135软片。量测用摄影机：这类指的是航空摄影机，地面摄影测量用的摄影经纬仪以及近景摄影测量学用的摄影机，这类摄影对光学特性机械结构稳定性能等都有较高要求。特点之一：像距是一个固定的已知值，几乎等于焦距。特点之二：像面框架上有框标标志。特点之三：内方位元素数值是已知的，摄影机物镜后节点到像片元点的垂距称为主距，也叫像片主距。航摄

9、与摄影测量对摄影的基本要求一、航空摄影：（ Aerial Photogrammetry）采用摄影测量方法测制地形图，必须要对测区进行有计划的空中摄影，要求航空摄影测量收音机稳定性好，要保持一定的飞行高度和航线的直线性。以测绘地形为目的的空中摄影多采用竖直摄影，要求飞机曝光时主光轴保持垂直于地面，但总会有倾角，按规定要求倾角应小于 2-3。竖直航空摄影分为面积、条状地带、独立地块三种。如图2-7所示。二、摄影测量对空中摄影的基本要求： (Basic Request for Photogrammetry)图 2-7空中摄影的成果的质量优劣，直接影响摄影测量学过程的繁简，摄影测量成图的工效和精度，因

10、此，摄影测量对空中摄影提出一些质量要求，即摄影质量和飞行质量的基本要求。 摄影比例尺：由于空中飞流或其他因素的影响，会使摄影时收音机生升降，因而使摄影比例尺发生变化，如果相邻两像片的比例尺相差太大，会影响到像对的立体观察，因而，应有一定限制范围。实践表明，摄影比例尺与成图比例尺的对应关系如表 2-2所示，在航摄成图时，此表可作为参考。 按照摄影测量要求，比例尺分母的相对误差不应超过5，因此，航高差应限制为 。比例尺类别航摄比例尺成图比例尺大比例尺1：20001：30001：5001：40001：60001：10001：80001：120001：2000中比例尺1：150001：200001：5

11、0001：100001：250001：100001：250001：30000小比例尺1：200001：300001：250001：350001：550001：50000表2-2像片重叠度：摄影测量使用的航片，要求沿航线方向两相邻像片上对所摄地面有一定的重叠影像部分称为航向重叠度。 对于区域摄影要求两相邻航带像片之间也有一定的影像重叠，称为旁向重叠度。重叠度是以像幅边长的百分数表示。一般情况下，航向重叠度不小于 53，最好在60-65；旁向重叠度不小于15，最好在15-30。如图2-8所示。 图 2-8航带弯曲：航带弯曲度是指航带两端像片主点之间的直线距离 与偏离该直线最远的像主点到该直线垂距

12、的比，即 。航带弯曲度一般不超过3。像片旋偏角：相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角，用 表示。 甘肃工业职业技术学院 教案顺序号3授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第3 节授课方法讲授授课章节名称 第三章 单张航摄像片解析 教学目的，研究被摄景物在航摄像片上的成像规律，像片上影像与所摄物体之间的数学关系，从而建立像点与物点的坐标关系式。像片解析是摄影测量的理论基础。教学重点与难点中心投影与正射投影的用途，航摄像片上的点，线，面之间的关系。更改、补充删节内容透视变换中的一些重要点，线，面及特性使用教具 教材课外作业中心投射与正射投影的基本概念。检查意见 签

13、字： 教 学 过 程 设 计 Principle of PhotogrammetryotograPhotogrammetry & Video Camera一、概述：（ Summarization）像片解析是用数学分析的方法，研究被摄景物在航摄像片上的成像规律，像片上影像与所摄物体之间的数学关系，从而建立像点与物点的坐标关系式。像片解析是摄影测量的理论基础。二、中心投影和正射投影：（ CenterProjection and Ortho-Projection）投影有中心投影和平行投影两种，而平行中又有斜投影与正射投影之分。当投影光线汇聚与一点时，称为中心投影；当诸投影光线都平行于某一固定方向时，

14、这种投影称为平行投影。其中，当投影射线与投影平面成斜交，称为斜投影；当投影射线与投影平面成正交，称为正射投影。测量中，地面与地形图的投影属正射投影，地形图数学特征：1、 图上任两点距离与相应点之水平距离之比为一常数，等于图比例尺。2、图上任一点引出的两方向线间夹角等于地面上对应的水平角。三、航摄像片是摄区地面的中心投影：（ Center-Projection for Photograph Area）从几何意义上说，航摄时的物方主点相当于投影中心，像片平面是投影平面，像片平面上的影像就是摄区地面点的中心投影。摄测的主要任务之一，就是把地面按中心投影规律获得的摄影比例尺像片，转换成按图比例尺要求的

15、正射投影地形图。四、中心投影的正片位置和负片位置：（ Positive Position and Negative Position of CentralProjection）中心投影有两种状态：1、投影平面和物点位在投影中心的两侧，如同摄影时的情况，此时像片叫负片，像片位置叫负片位置。2、投影平面与物点在投影中心的同一侧，正片，正片位置。甘肃工业职业技术学院 教案顺序号4授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第 4 节授课方法讲授授课章节名称3.4摄测中常用的坐标系，航片的内、外方位元素。教学目的 掌握摄影测量的坐标系与航片的内，外方位元素。教学重点与难点 摄影测量的坐标系。更改、补

16、充删节内容物方空间坐标系使用教具教材课外作业几种像方空间坐标系。课后笔记为解求像点与相应物点之间的数学关系式，常需进行一系列的坐标变换，由此，必然涉及到各种坐标系统的建立。下面介绍摄测中常用的直角坐标系。检查意见 签字教 学 过 程 设 计 Principle of PhotogrammetryotograPhotogrammetry & Video Camera为解求像点与相应物点之间的数学关系式，常需进行一系列的坐标变换，由此，必然涉及到各种坐标系统的建立。下面介绍摄测中常用的直角坐标系。像平面上的直角坐标系： ( )一般有如下几种形式：框标坐标系：依像片上相应框标连线作为基准而建立的直角

17、坐标系，正方向为右手定则。如图3-11所示。图 3-11辅助点坐标系：沿航线方向上框标附近找一个明显点 ,以 为 轴，正方向为右手定则。如图3-12所示。图 3-12像平面直角坐标系：以像主点 为坐标原点， 轴与框标坐标系的 轴方向平行。如图3-13所示。图 3-13以主纵线为 轴的直角坐标系：主纵线为 轴,像水平线为 轴, 正方向为右手定则。如图3-14所示。像空间直角坐标系 :（ ）取投影中心 为坐标原点,轴 与 重合, 平行像平面坐标系,正方向为右手定则。如图3-15所示。图 3-15像空间辅助坐标系 :（ ）取投影中心 为坐标原点, 轴 为铅垂，航线为 轴。正方向为右手定则。如图3-1

18、6所示。甘肃工业职业技术学院 教案顺序号5授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第5 节授课方法讲授授课章节名称第三章 6,7,8节教学目的掌握中心投影构想方法及单张想片空间后方交会的计算教学重点与难点空间后方交会的具体计算过程：（Specific Calculation Procedure in Space Rear Resection ） 1.获取原始数据，从摄影资料中查取平均航高与摄影机主距；从外业测量成果中获取地面控制点的地面测量坐标，或转换为地面摄测坐标。 2.用摄影测量仪器立体坐标仪，量测控制点的像点坐标。 3.确定未知数的初始值：在竖直摄影情况下，三个角元素取： ，三个直

19、线元素取：式中：为比例尺分母， 控制点个数， 为四角的四个控制点坐标的平均值。4.用三个角元素的初始值，代入（3-12）可计算各方向余弦并组成旋转矩阵。5.用未知数的初始值和控制点的地面坐标，代入共线方程，逐点计算像点坐标的近似值 。6.计算每个点的常数项 7.将求得的外方位元素的改正数与规定的限差比较，若小于限差时，则迭代计算完成，否则用未知数的新值作为近似值，重复4-10步骤计算，直到满足要求为止。更改、补充删节内容由像片倾斜引起的方向偏差。在以主纵线为轴的直角坐标系中，为像片倾斜引起的方向偏差，是由于像片倾斜使得各地面点在航摄像片上的构像位置产生了位移而导致的。在一张航片上，有三种情况无

20、方向偏差：1.等比线上任两点的连线；2.以等角点为顶点的辐射线或过等角点的直线上的任两点的连线；3.当两点位于某一条像水平线上时。使用教具教材课外作业P63复习思考题4，5，6，7课后笔记归纳起来，地形起伏像点位移的特征为：（1）地形起伏像点位移是地面点相对于所取基准面的偏差而引起的。随地面点的高差值不同而各异。（2）以误差值表示，表现在像底点为辐射中心的方向线上（3）符号与该点的高差符号相同，正高差引起的是由像点朝向像底点引入值来改正。（4）在保持像片摄影比例尺不变时，位移量随上升而下降。（5）由像底点引出的辐射线不会出现因地形起伏像点位移引起的方向偏差。（6）水平像片上存在有地形起伏像点位

21、移。检查意见 签字教 学 过 程 设 计 Principle of PhotogrammetryotograPhotogrammetry & Video Camera 单张像片的空间后方交会Spatial Rear Resection of Single Photograph一、基本公式：（Basic Formulas）利用航片上的三个以上像点坐标和对应地面点坐标，计算像片外方位元素的工作，称为单张像片的空间后方交会。进行空间后方交会计算，常用的一个基本公式是像点、投影中心和物点三点共线的共线方程：式中： 为地面点的像点坐标；可通过摄影仪器量测取得。 为地面点的地面测量坐标或地面摄测坐标，可用

22、普通方法得到，或通过坐标变换取得。 为摄影主距，从鉴定表中查取。共线方程中的未知数，就只有六个外方位元素。因此，进行空间后方交会，至少应有三个已知三维坐标的地面控制点。但共线条件方程的严密关系式是非线性函数，为了便于计算机处理，对它进行线性化，然后按泰勒级数展开取至一次项。将上式按泰勒级数展开取小值一次项，当采用 系统时为下面的形式：式中， 为函数的近似值， 为改正数，各待定值的系数为函数的偏导数。经一系列化简推导后得竖直摄影情况下的共线方程线性化形式： 甘肃工业职业技术学院 教案顺序号6授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第 6 节授课方法讲授授课章节名称第四章 立体观察和立体量测

23、教学目的了解、掌握立体观察和立体测量教学重点与难点立体效应的转换：（Transformation of Cubic Effect）在满足上述观察条件基础上，两张像片有三种不同放置方式，因而产生了三种立体效应。即正立体、反立体，零立体效应。1.正立体。左方摄影站获得的 放在左方，用左眼观察；右方摄影站获得的 放在右方，用右眼观察。就得到一个与实物相似的立体效果。此立体效应为正立体。2.反立体。左方摄站的 放在右边，用右眼观察；右方摄站 放在左边，用左眼观察或在组成正立体后，将左右片各旋转180度，这时观察到的立体影像恰好与实物相反，这种立体效应称之为反立体。3.零立体效应。将正立体情况下的两张像

24、片，中各自的平面内按同一方向旋转90度，使得像片上纵横坐标互换了方向，因而失去了立体感觉成为一个平面图像。这种立体视觉，称为零立体效应。更改、补充删节内容人眼为什么能观察景物的远近呢？如图4-2所示， 点在两眼中的构像分别为 ，而 点在两眼中的构像分别为 ；则 点的左右坐标差 B点 ，则有： ， 称为左右视差较，而 称为生理视差，科学研究表明：由交会角不同而引起的生理视差通过人的大脑就能作出物体远近的判断。因此，生理视差是人双眼分辨远近的根源。这种生理视差正是物体远近交会角不同的反映。图4-2人眼的分辨能力与观察能力：（Person Eye Discrimination & Observati

25、on Ability）人眼的分辨力是由视神经细胞决定，若两物点的影像落在同一视神经细胞内，人眼就分不出这两个像点，即不能分辨这是两个物点，视神经细胞直径为0.0035mm，相当于水晶体张角为45”，所以单个人眼观察两点间的分辨力为45”，如果观察的是平行线，则提高为20”，而实验证明，双眼观察比单眼观察提高 。所以观察点状物体的分辨力为45/ =30，观察线状物体分辨力为20/ =12。使用教具教材课外作业P74复习思考题2，5，6，10课后总结：人造立体视觉；立体观察条件；立体量测的基本过程。课后笔记摄影测量学中，广泛应用人造立体的观察，归纳有四个条件：1、由两个不同摄站点摄取同一景物的一个

26、立体像对。2、一只眼睛只能观察像对中的一张像片，即双眼观察像对时必须保持两眼分别只能一张像片观察，这一条件称为分像条件。图4-33、两眼各自观察同一景物的左右影像点的连线应与眼基线近似平行。 4、像片间的距离应与双眼的交会角相适应。检查意见 签字教 学 过 程 设 计 Principle of PhotogrammetryotograPhotogrammetry & Video Camera一、用立体镜观察立体：（To Observe Cube through Stereoscope） 观察立体像对时，一种是直接观察两张像片，构成立体视觉，它是借助立体镜来达到分像的。另一种是通过光学投影方法获

27、取。 用立体镜观察立体。立体镜的主要作用是一只眼睛能清晰地只看一张像片的影像，目前得到了广泛应用。最简单的是桥式、反光立体镜。观察立体时，看到的立体模型与实物不一样，主要是在竖直方向夸大了，地面起伏变高，这种变形有利于高程的量测。由于量测的是像点坐标，用它来计算高差，观察中虽然夸大了高差，但量测像点坐标没变，所以对计算的高差没影响。二、重叠影式观察立体：（To Observe Cube through Superimposed Image） 当一个立体像对的两张像片在恢复了摄影时的相对位置后，用灯光照射到像片上，其光线通过像片投射至承影面上，两张像片的重叠影像相互重叠。如何满足一只眼睛只看到一

28、张像片的投影影像来观察立体影像呢？这就要用到“分像”的方法，常用的方法有互补色法、光闸法和偏振法。 像对的立体量测Cubic Surveying for Image Pairs摄影测量学不仅要在室内能观察到构成的地面立体模型，而且要在模型上进行量测，以确定地面点的三维坐标。这就要求在立体像对上进行量测。量测中分别用双测标和单测标两种。一、双测标量测法：（Double-marks Surveying Method）双测标量测法是用两个刻有量测标准的测标放在两张像片上，或放置在左右像片观察光路中，当立体观测像片对时，左右两个测标构成一个空间测标，当左右测标分别在左右像片的同各地物点上时，就构成测标

29、与该地物点相贴，此时，移动像片或观测系统的手轮可直接读出该点量测坐标系中的坐标或者以测标切到某一高程，用左右手轮运动，保证测标沿立体模型表面紧贴移动，即可举动测图设备绘出等高线。甘肃工业职业技术学院 教案顺序号7授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第7 节授课方法讲授授课章节名称第五章 双像解析摄影测量，第1.2.3节教学目的了解、掌握双向摄影测量的概念、方法、作用教学重点与难点空间后方交会与前方交会求解地面点坐标的计算方更改、补充删节内容从第三章中已知中心投影的构像条件方程式，即物点、投影中心和相应像点的坐标关系为：当像片内方位元素一定时，上式表示地面上一点 ，在像片上就有相应像点

30、 ，这相当于摄影的过程，即物点经由投影中心到像点的过程。同时可把上式变换为：上式表示由像点经投影中心到相应物点的投影过程。从上式看，唯一确定物点的三维空间坐标，必须要从不同摄站对同一地物摄影，获得具有一定重叠度的像片对，按照构像方程分别对各像片的同名像点组成条件方程组，通过计算解求相应物点的三维坐标。使用教具教材课外作业利用单张像片的空间后方交会与立体像对的前方交会方式求解物点的三维坐标课后笔记立体像对的空间前方交会公式一、公式的推导过程：（Formula Inference Procedure）假定在空中和两摄站对同一地面进行摄影，获得一个立体像对，如图5-2，选定一空间直角坐标系 与航向一

31、致，像空间辅助坐标系 , 在中坐标为 ,两摄站点的坐标差 就是在该坐标系中的基线分量,即 , 在 的坐标为 相应像点 在 中坐标为 在 中的坐标为 ,只要已知各像片的姿态角。从上图中相似三角形关系可得两投影线关系：式中为点投影系数，它们表示 点在左右像片构像的航高（相对航高）与该点的像空间辅助坐标系的 值的比值。不同点其投影系数不同，由于 的存在，同一点在左右像片上的系数也不同。据前式，得前方交会公式：就是利用立体像对确定地面点空间坐标的计算公式，即立体像对前方交会公式。当已知两像片的外方位元素时，就可利用该式逐点计算出地面点的坐标。上列公式可编程实现。检查意见 签字教 学 过 程 设 计 P

32、rinciple of PhotogrammetryotograPhotogrammetry & Video Camera空间后方交会与前方交会求解地面点坐标的计算方法当通过摄影，获得一个立体像对后，采用空间后方交会与前方交会方法计算点的空间坐标时，其具体的作业步骤如下：一、像片野外控制点量测：(To Survey Field-Control-Point of Photogrammetryy)一个立体像对采用空间后方交会与前方交会方法计算点的空间坐标时，像对内必须具有一定数量的地面控制点坐标。一般，在一个像对的重叠范围内选取四个明显地物点，然后用普通测量的方法，求出它们各自的地面坐标 。二、像

33、点坐标的量测：(To Survey Image-Point Coordinate)用立体坐标量测仪对像点进行坐标量测，通过量测可得到各像点在左右像片上的坐标值。 三、空间后方交会确定像片的外方位元素。(To Confirm Exterior Orientation Elements of PhotogrammetryotograPhotogrammetryy by Space Rear Resection)立体像对内有了一定数量的地面点坐标及其相应像点坐标，两张像片可各自进行空间后方交会，其计算方法可按第三章有关方法进行，可得左右像片各自的六个外方位元素：。具体工作可编程完成四、空间前方交会计

34、算所求点的地面坐标。（To Calculate Terrain Coordinate of Demanded Point by Space Front Resection） 先计算R1,R2。然后用各自像片外方位元素中的线元素计算 ,然后用空间前方交会公式进行计算可得出结果。 甘肃工业职业技术学院 教案顺序号8授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第8节授课方法讲授授课章节名称第五章；第4-5节教学目的了解、掌握立体像对的相对定向和立体模型的绝对定向教学重点与难点单模型光束法整体求解更改、补充删节内容由于有多余观测，按最小二乘法计算，则需将 式变为误差方程式的形式。在处理中常把 视为观

35、测值。 按最小二乘法的定义：其误差方程式为：写成总体误差方程的矩阵形式为：。考虑观测值为等权，则法方程式为：。使用教具教材课外作业无课后笔记法方程式的解为：。上述求解过程，可编程在计算机上完成。具体计算过程：1、原始数据的输入及像点坐标的预处理。 2、确定相对定向元素的初始值。 3、根据确定的初始值，分别计算左右片的方向余弦值，组成各自旋转矩阵，再按式进行坐标变换，计算左右像片上同名像点的像空间辅助坐标和 。 4、逐点计算定向点的上下视差 。 5、逐点按相对定向方程式，组成定向点的误差方程式的系数矩阵 。 6、逐点组成法方程式的系数矩阵（ ），常数项矩阵（ ）。 7、法方程式求解。 8、计算相

36、对定向元素的新值。 9、计算判断所有未知数的改正值是否小于限差。 ，超限时重复3-8步，直到小于限差为止。检查意见 签字教 学 过 程 设 计单模型光束法整体求解一概念：（Concept） 在立体像对内同时解求两像片的外方位元素和地面点的坐标，把外方位元素和模型点坐标放在一个整体内进行，称为光束法，也叫一步定向法。它是以共线条件方程为基础，以待定点和像片的外方位元素为未知数，按共线条件统一组成误差方程式，同时解求像对中两像片的外方位元素和待定点坐标。 二、单模型光束法整体求解具体过程：（Specific Procedure for Integral Solution by Rays Buddl

37、e Method of Single Model） 如前述当内方位元素已知时，共线方程式可变为：此时把像片外方位元素和地面点坐标均看作未知数。上式为非线性函数，作线性化，则一次项展开式为：据第三章第六节公式（3-32）线性化求得上述公式中的各偏导数，然后代入之，则可构成误差方程式。 一个立体像对中，任一点可列出两组像点误差方程式，对于控制点而言，其 为已知，则 ，一个立体像对有12个外方位元素为未知数，一个模型点有三个未知数，它在左右像片上构像。甘肃工业职业技术学院 教案顺序号9授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第 节授课方法讲授授课章节名称6-1模拟法立体测图。教学目的模拟法立体

38、测图的基本原理。教学重点与难点模拟法立体测图，模拟法立体测图。更改、补充删节内容模拟测图仪的总体结构，一般可分为投影系统、观测系统、绘图系统与外围设备四大部分。.投影系统，观测系统，绘图系统，外围设备。使用教具教材课外作业航测立体测图有那几种方法。课后笔记解析测图仪的优点：精度高，功能强，.效率高，机助绘具有图功能，便于实现测图自动化。检查意见 签字教 学 过 程 设 计一、解析测图仪的组成：（Composition of Analytical Stereoplotter）解析测图仪是由一台精密立体坐标量测仪、电子计算机、数控绘图桌、相应的接口设备和伺服系统、软件系统以联机方式组成。电子计算机

39、是它的核心。用数学方式解算立体像对上像点坐标与相应模型点的三维坐标，通过数学模型，建立像点、投影中心、物点三点共线，完成点位、断面、地物与等高线的量测任务。成果记录在磁带上，是一种数字化产品，通过数字绘图桌绘出图解式地形原图。基本组成如图8-16所示。二、解析测图仪的优点：（Merits of Analytical Stereoplotter）与各种模拟测图仪比较，解析测图仪有如下明显的优点：1.精度高。由于解析测图仪光机部分构造简单，机械运动少，易于做成稳定的结构。偶然误差的影响可通过平差配赋。仪器的最小读数为12 。2.功能强。3.效率高。4.具有机助绘图功能。5.便于实现测图自动化。6.

40、便于建立地图数据库。三、解析测图仪的原理：（Principle of Analytical Stereoplotter）解析测图仪是用计算机进行解算，但输入坐标的方式有两种：一是输入物方坐标，用计算机解算相应的像点坐标，并驱使像片盘达到像点的位置。二是用坐标仪输入像点坐标，计算机求出相应物点的坐标。实践证明，输入物方坐标更加灵活实用，所以大多数解析测图仪都属于这一类。图8-17为输入模型坐标计算像点坐标的解析测图仪工作原理。像片放在像片盘上后，由观测者在键盘上把摄影机主距、物镜畸变差、大气折光差、地球曲率等必要的数据输入，并输入像片四个框标的理论值。单像观测每个像片的四个框标，计算机即可进行内

41、定向，确定像主点位置，进行像片坐标与仪器架坐标之间的换算，以及底片变形参数的计算。解析相对定向中，立体观测六个或更多标准点位的定向点坐标，用平差方法解算出相对定向元素。输入控制点坐标后，观测控制点的像点坐标，即可进行解析绝对定向，从而求出航摄像片的六个外方位元素。有了内、外方位元素。有了内、外方位元素后，作业员操纵手轮和脚轮，输入模型坐标X，Y，Z，计算机即按照共线方程。计算像点坐标x,y。由伺服系统控制两像片架运动，使测标对准相应的像点。立体观测中，测标应与该点相切。图桌坐标，由伺服系统驱动描图笔进行测图。它是一种数字导杆方式。甘肃工业职业技术学院 教案顺序号10授课班级授课日期11年 月

42、日 第 周 星期 第 10 节授课方法讲授授课章节名称第七章：7-1像片纠正的概念与分类，数控微分纠正制作正射影像图。教学目的掌握像片纠正的原理及分类。教学重点与难点理解像片纠正的概念。更改、补充删节内容直接式光学投影微分纠正，间接式光学投影微分纠正。使用教具教材课外作业P240复习思考题1，2，5。课后笔记像片纠正的概念及分类；平坦地区的像片纠正方法及过程；起伏较小地区的像片纠正与投影转绘。检查意见 签字教 学 过 程 设 计，像片纠正的原理：（Principle of Photogrammetryoto Rectification）像片纠正的实质是将像片的中心投影变换为成图比例尺的正射投影

43、，实现这一变换的关键是要建立或确定像点与相应图点的对应关系，这种关系可以按投影变换用中心投影方法建立，也可以按数字解析方法用函数式确定二，像片纠正的分类：（Classification of Photograph Rectification）按其原理和方法，可分为：1.常规像片纠正方法：是用投影变换来解决平坦地区和起伏较小的丘陵地区的像片纠正。使用的方法有光学机械法纠正，光学图解纠正（投影转绘）和图解纠正。2.微分纠正方法：又称正射投影技术，它是以图底的缝隙即线元素（或面元素）为纠正单元，适用于起伏地区与山地制作正射影像图，又分为直接式（中心投影式）微分纠正与间接式（函数式）微分纠正。3.数字

44、纠正方法：数字纠正方法是以像素为纠正单元，用计算机通过数字图像变换完成像片纠正，纠正时首先要建立像素与图点间的坐标对应关系，然后进行灰度值的摄影测量内插获得正射影像图上各点的灰度值。三，像片平面图的制作与质量评定：（Manufacture & Quality Evaluation of PhotogrammetryotograPhotogrammetry Plan GraPhotogrammetryics）1.像片平面图的制作：纠正仪完成像片纠正后，承影面的投影影像经曝光晒像和摄影处理能获得图比例尺的正射投影像片，各张纠正像片按其重叠影像拼接起来经切割镶嵌后就能制作成像片平面图。除上述的切割镶

45、嵌法外，还有一种光学镶嵌法。光学镶嵌是在纠正对点后将纠正的影像逐片直接晒印到事先用整张像纸裱糊好的图板上，经摄影处理便能得到整幅图的纠正影像。2.质量评定：每幅像片平面图制作完成后要进行全面的检查和质量评定。(1)图面质量的检查：a、影像的色调是否均匀一致；b、切割线或光学镶嵌的拼接线是否密合，有无影像的重复和丢失；c、切割镶嵌打纠正点小孔时，是否打掉了重要地物；d、图面整饰与各项注记是否正确、齐全。(2)数学精度：a、纠正点与控制点的检查； b像片接边与图幅接边差的检查。甘肃工业职业技术学院 教案顺序号11授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第11 节授课方法讲授授课章节名称第八章

46、：数字摄影测量基础教学目的掌握数字摄影测量的概念教学重点与难点摄影测量学是各分支学科的技术基础课或专业课，其间有着不可分割的关系。更改、补充删节内容摄影测量学也可测绘大地例尺地形图，各种竣工检测，变形观测，则是非地形摄影测量学的主要任务，因此，摄影测量学应是工程测量学的主要技术基础课使用教具教材课外作业P5复习思考题1，2，3，7课后笔记P5复习思考题1，2，3，7检查意见 签字教 学 过 程 设 计.数字摄影测量（ Digital Photogrammetry）: Concept:从摄影测量与遥感所获取的数据中采用数字化影像或数字影像在计算机中进行各种数值、图形和影像处理，以研究目标的几何和

47、物理特性，从而获得各种形式的数字化产品和目视化产品。 Contents: A.自动影像匹配与定位，又称之为全自动化测图系统；B.自动影像判读，又称之为数字图像分类处理。 VirtuoZo Software System:能完成从自动三角测量（AAT）到测绘各种比例尺数字线划图DLG、DEM、DOM、DRG（4D）的生产，同时也是3S集成、三维景观、城市建模和GIS的空间数据采集等最强有力的操作平台。Real-Time Photogrammetry:主要用于医学诊断、工业过程的自动控制和机器人视觉方面，在陆地车载或空中机载、星载系统中利用GPS定位系统和CCD摄像技术，可实时直接的为GIS获取所

48、需数据与信息，对军用和民用都有非常重要的意义。 二， 摄影测量是测绘地形图的主要方法，因此相互有着密切的联系。 控制、测图、制图是测绘地形图的三大部分，大地测量除布置国家级控制网外，还需做一些测图需要控制点，而摄影测量中的地面数字模型为重力改正提供了较好的地面模型，遥感技术为地球板块学说提供了科学手段。全数字摄影测量系统virtuo zo NTVirtuoZo NT系统简介ISPRS的名誉会员，中国科学院院士，武汉大学（原武汉测绘科技大学）教授王子卓与1978年提出了“全面数字化自动测图系统研究方案。由武汉大学教授张祖勋主持研究可开发，1985年完成了WUDAMS1.0版本。甘肃工业职业技术学

49、院 教案顺序号12授课班级授课日期11年 月 日 第 周 星期 第12 节授课方法讲授授课章节名称第九章：解析空中三角摄影测量基础教学目的了解解析空中三角摄影测量的原理、方法、应用教学重点与难点熟练掌握三角测量在实际中的应用更改、补充删节内容根据透视旋转定律，用五个要素 确定投影位置，虽然没有恢复内方位元素，投影光束与摄影光束形状不相似，但是承影面上能得到正确的纠正影像，这五个要素归纳为像片纠正的几何条件为：1.像片的主纵线应位于中心投影的主垂面内，即恢复 ；2.像片的真水平线应位于通过投影中心而平行于承影面的合面内，即恢复 ；3.像片主合点与投影中心的连线应位于中心投影的主垂面内，即恢复 。

50、以上三条能恢复变换光束纠正时像片的安放位置。 使用教具教材课外作业练习用光线束法解析空中三角测量课后笔记目前各种解析测图仪均包括下列基本应用软件：a.解析内定向。b.解析相对定向。c.解析绝对定向。d.一步定向（单模型光束法严密解求）e.模型的存贮与恢复。f.点观测。g.采集数字地面模型数据。h.面积、体积和矢量计算i.空中三角测量。j.机助测图。检查意见 签字教 学 过 程 设 计 微分纠正Differentiate Rectification对于起伏较大的丘陵与山地用分带纠正难以进行时，则采用微分纠正的方法，即在图底上选用一定长度的狭窄缝隙作为纠正单元进行纠正。微分纠正是解决山地与丘陵地区用航片编制正射影像图的一种有效的成图方式。按其纠正原理可分为直接式光学投影微分纠正和间接式光学投影微分纠正两种。一、直接式光学投影微分纠正：（Optical-Projection Differential Rectification Directly）航片恢复内外方位元素后，图底上取缝隙为纠正单元，并按照地面点的高程不断变化缝隙的投影高度，与此同时将像片投影的