摄影考试复习资料

1、工程摄影测量复习要点目录一、概述（概念）3二、摄影设备性能（摄影机分类）3三、近景摄影测量的摄影方式（拍摄相关）5四、近景摄影测量的控制（控制点布设）8五、基于共线条件方程的近景影像处理方法（空三）9六、近景摄影机的检校13七、杂项及工程作业流程（基本流程）13一、概述近景摄影测量通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动状态。包括：矿山、水利等工程领域，古文物（古建筑）重建领域、工业制造领域等。近景摄影测量与航空摄影测量的比较：1 .测量目的不同。并不注重目标物的绝对位置。2 .被测量目标物不同。近景摄影测量注重小目标，航空注重地形等。3 .目标物纵深尺寸与摄影距离比的变化范围不同。近景

2、变化范围大，航空变化范围小。4 .影像获取设备不同。航空摄影以航摄仪为主；近景摄影除各种量测摄影/像机外，还有各类非量测摄影/像机，如X光机、普通相机、CCDf目机等。5 .控制方式不同。航空摄影测量的控制方式以控制点为主，且多为明显的地面点；近景摄影测量除控制点方式外，还有相对控制方式，且常常使用人工标志。6 .近景摄影测量适合动态目标。7 .摄影方式不同。航空摄影为近似竖直摄影方式；近景摄影除正直摄影方式外，还有交向摄影方式等。近景摄影测量技术的优点1、瞬间获取被测目标的大量几何和物理信息，适合于测量点数众多的目标；2、非接触测量手段，可在恶劣条件下作业；3、适合于动态目标测量近景摄影测量

3、技术的不足1、技术含量高，需较昂贵设备和高素质人员2、对所有测量目标并非最佳技术选择；影响近景摄影测量精度的因素1、像点坐标的质量（影像获取设备的性能、像点坐标量测精度、系统误差的改正程度等）；2、摄影条件（照明、标志）、摄影方式、控制质量；3、图像处理与摄影测量处理的能力、水平，如人工量测与自动量测。二、摄影设备性能1、量测摄影机专为测量目的而设计制造，相机结构严谨，经过严格检校;内方位元素已知，或可记录；光学畸变差小，附有畸变差值；具有外部定向设备；有机械或光学框标；米取措施压平底片。2、格网摄影机具备量测摄影机的性能；具有改正底片变形标准位置格网3、半量测摄影机不具备量测摄影机的性能；具

4、有改正底片变形的格网。（对非量测摄影机加装格网）4、非量测摄影机不是专为测量目的而设计制造，结构不严谨；内方位元素未知且不能记录；无外部定向设备；光学畸变差大；无改正底片变形的措施；使用方便；普及，社会拥有量大。非量测摄影机：普通135、120型相机，高速摄影机、X光机、电影摄影机等。航空胶片相机的不足底片冲洗：需要暗室，需要时间，无在线查看能力数字化需要扫描：需要时间长、影像质量降低运输、存档：运输不便保管：容易变质，随时间影像质量不断下降固态摄像机的特点1、全固化，体积小，重量轻；2、像元几何位置精度高，且不会变动（不需要框标标定内方位元素，不需要格网改正底片变形）；3、具有快速的影像获取

5、速度，普通CCEM像机可达到25-30幅/每秒;4、像幅小一般:1/21/3英寸（12.7mm8.47mm寸角线长度）；中等大小：1.25英寸(31.75mm)较大幅面:3.34英寸(84.84mm)5、存在电学误差。CCCEI态摄像机的分类按结构分为：线阵CCD®机(单线阵、双线阵、三线阵)，面阵CCDlf机;按性能分为：标准视频幅面摄像机，高分辨率电视摄像机，静止视频画面照相机。CCDfCMOS勺对比。CMO的感光度会低于CCDCCDW感器的分辨率通常会优于CMO毂感器CMO毂感器的噪点多，影响图像品质。CMO的耗电量仅为CCD勺1/8到1/10。CCDW感器的制造成本高于CMO

6、浅感器。三、近景摄影测量的摄影方式1、正直摄影摄影时两摄影机主光轴相互平行且垂直于摄影基线的摄影方式特点：影像对的“变形”由物体表面的“起伏”产生，比较符合于人眼观察，因此尤其适合于模拟摄影测量。不可能100焕合。2、交向摄影两摄影机主光轴大体位于同一平面内且不平行、不同时垂直于摄影基线的摄影方特点：影像对的“变形”由物体表面的“起伏”和交向角共同产生，不太符合人眼观察，适合于数字摄影测量。可采用100炖叠方式。3、等偏摄影摄影基线两端摄影机主光轴保持水平,相对于摄影基线的垂线偏转同一角度的摄影，分为左偏摄影和右偏摄影.4、等倾摄影摄影基线两端摄影机主光轴保持平行，且相对于水平面倾斜相同角度的

7、摄影.精度分析为提高精度，应尽可能拍摄摄影基线大的像对为提高精度，应尽可能拍摄摄影比例尺大的像片，即尽可能减小摄影距离，选用主距大的摄影机为提高精度，应尽可能提高像点坐标的质量，包括像点坐标的量测质量、剔除各类系统误差的能力一般情况下，摄影方向的中误差最大，常以mZ估算精度曝光时间的确定经验法使用测光表试片法推算比较法：用一架可以自动测光的普通相机推算近景摄影机的正确曝光时问。立体像对的获取方法1、使用立体摄影机或立体摄影系统2、使用两台单个摄影机3、使用单个摄影机移动相机法；移动目标法；旋转目标法；投影标准格网法；利用分光装置法（同一物镜法）动态目标立体像对获取方法对动态目标拍摄立体像对，需

8、要两台或以上的摄影机在同一时刻对此动态目标进行摄影，即同步摄影。同步的标准是考察两摄影机在拍摄的瞬间，由于曝光不在绝对的同一时刻，造成运动目标在影像上的位移是否可以容忍。1、同步快门2、记时装置3、频闪照明4、立体摄影的同一物镜法被测物体的表面处理（色调单一、缺乏纹理的目标）目的：是为了提高影像的识别能力，包括人工识别和自动识别。1、利用投影设备将光栅、格网、及图案、图象投影到物体表面，形成人工纹理;2、利用激光经纬仪、激光笔，按一定规则将激光投射到被测目标上，形成人工纹理；3、在被测目标表面粘贴人工标志，形成人工纹理；4、在被测目标表面上绘制人工纹理；照明原则1、使用自然光时，要照度均匀，避

9、免出现反差过大的现象；2、使用人工光源时照明灯要布置适宜；3、有些情况下要注意局部照明，如黑暗情况下的控制点、标准尺照明；4、特殊光源的使用。标志近景摄影测量中大量使用人工标志。标志点既可以用作控制点，也可以用作待定点。外出作业1、现场考察拍摄之前应该对现场进行考察，主要包括以下内容：a、被拍摄物体周围环境考察b、选择拍摄距离和拍摄地点c、根据被拍摄物体特点和拍摄距离选择合适相机镜头d、根据相机的视场角和被摄物体成像的范围设计控制点分布图等2、制定拍摄计划经过现场考察并选取合适的相机镜头之后，就必须制定拍摄计划，主要包括以下几个内容：a、根据被摄物体特点确定摄站个数b、根据视场角和基线长度，确

10、定每个摄站上要拍摄的像片数摄站设立的注意事项设立守则1：摄站应均匀分布在被摄物体宽度的中心位置。设立守则2：摄站间的距离应当为平均摄距的1/10。3、布置控制点为了使拍的的照片可供量测，并且可提供高的量测精度，那么我们在外业拍摄的时候必须给所拍摄对象布置控制点。控制点的布设注意事项：布设守则1:控制点分布均匀。布设守则2:控制点尽可能布于拍摄物体（测量对象）四周4、拍摄影像a、平行摄影适用于距离较近，宽角摄影。平行摄影的照片重叠度要有80%且每个摄立上只摄取1-2张影像b、旋转摄影适用于距离较远，常角摄影。旋转摄影的重叠度要有60%且每个摄站上摄取的相同序号的相片所拍摄的区域应是同一区域。拍摄

11、的注意事项1、不要把天空水面拍入照片太多，不利于匹配，被拍摄对象最好占满整个相幅，最少不能少于1/3o2、相邻摄站距离为拍摄距离的1/10左右为宜。3、拍摄时相机镜头焦距打到无穷远，选择手动变焦，光圈快门可以使用自动（以拍摄的照片清晰为前提）4、拍摄时，摄站要从左向右，影像从左向右旋转，旋转摄影时，每个摄站的影像数目不超过9张，避免影像变形过大。5、拍摄的方向尽量与目标物正对，拍摄方向与目标物夹角过大，变形越大。6、影像采集时，仰角小于45度。7、不要站在平地拍地面，影像变形过大。8、确保控制牌在布设、测点至拍摄的过程中不发生位移相机操作1、相机的选择2、镜头的选择常用设置：焦距、光圈、景深光

12、圈与拍摄效果之间的关系：光圈大(景深浅)、光圈小(景深深)拍摄的基础是稳定地掌握相机，不要发生抖动。掌握相机最重要的是按下快门时防止发生抖动现象。四、近景摄影测量的控制1、目的(1)、把所构建的近景摄影测量网纳入到给定的物方空间坐标系中；(2)、利用多余的控制(包括控制点和相对控制)加强近景摄影测量网的强度;(3)、利用多余的控制点和相对控制检查近景摄影测量的精度和可靠性。2、控制点与相对控制(1)、控制点控制点通常是布设在被测目标上或其周围的已知坐标的标志点。(2)、相对控制相对控制是指在近景摄影测量中布置在物方空间的未知点问的某种已知几何关系。控制点的一般测量方法(3)、前方交会十三角高程

13、方法3、测站点的确定不关注坐标系的绝对位置，为自由坐标系。两个测站的情况下，确定基线间长度即可确定两测站的坐标。基线的确定方法：(1)、钢尺、皮尺；(2)、钿瓦尺；(3)、测距仪；(4)、标准尺法。有关注意事项(1)、起始方向线的确定方法a、对称目标法；b、内标志法；c、外标志法；d、旋转仪器法；e、平行光管法；2、测站高差的确定a、经纬仪水准法；b、引点测高差法；c、若基座变动，须重新确定高差。室内控制场建立的目的(1)、用于摄影机检定(2)、用于摄影测量理论的研究(3)、用于实测目标形状或运动状态室内控制场的布设原则(1)、足够数量的三维控制点；(2)、控制点应分布均匀，在空间上有足够延伸

14、;(3)、留有摄影空间；活动控制系统称为活动控制系统定义：均匀分布有一定数量已知坐标的控制点的可携带框架,目的：1、被测目标较小，数量较多且处在不同的位置；2、不宜采用常规测量方法在现场实施控制测量；3、用于长途运输后摄影机的检校。方法：1、普通工程测量方法2、三维坐标量测仪测量3、摄影测量方法相对控制主要的相对控制形式距离相对控制(点与点之间距离)平面相对控制(共面)直线相对控制(共线)角度相对控制相对控制的使用可采用两种方式处理：1 .相对控制看作观测值，此时应列误差方程式与其它误差方程式一并解算；2 .相对控制看作真值，此时所列方程式为制约条件，加强所构建模型的强度;五、基于共线条件方程

15、的近景影像处理方法近景摄影测量的三种处理方式模拟法、解析法、数字法解析法近景摄影测量按处理方法的原理又可分为：a.基于共线条件方程的解析处理方法（最重要、应用最广泛）b.基于共面条件方程的解析处理方法c.基于直接线性变换的解析处理方法d.基于其它原理的解析处理方法（基于角锥体原理的空间后交前交、平行线相对控制的空间后交）基于共线条件方程的解析处理方法1 .空间后方交会解法（单片空间后方交会解法、多片空间后方交会）2 .多片空间前方交会解法3 .空间后方交会-前方交会解法4 .光线束解法共线条件方程的像点误差方程一般式近景摄影测量的多片空间前方交会解法定义：根据已知内、外方位元素的两张或两张以上

16、的像片，将待定点的像点坐标视作观测值，按共线条件方程逐点解算待定点物方空间坐标的过程。影响精度的因素：1、网的几何构形，包括像片张数、布局、交会角；2、像点坐标的质量；3、各像片外方位元素的测定精度；4、摄影机内方位元素的检定水平。近景摄影测量的单像空间后方交会解法定义：根据一张像片覆盖的一定数量控制点的物方空间坐标及其像点坐标，按共线条件方程解算该像片的内、外方位元素以及其它附加参数的过程。影响精度的因素：1、控制点的数量、分布及精度；2、像点坐标的量测精度；3、控制点对应像点在像片上的分布；近景摄影测量的光线束解法定义：把控制点的像点坐标、待定点的像点坐标以至其它内外业量测数据的一部分或全

17、部均视作观测值，按共线条件方程整体地同时地解算它们的最或是值和待定点的物方空间坐标的解算方法。光线束法与空间后方交会-空间前方交会解法的区别：1、空间后方交会-空间前方交会解法分步解求，光线束法为整体解算；2、空间后方交会-空间前方交会解法中待定点的像点坐标对外方位元素的确定不起作用；光线束法中，待定点的像点坐标对外方位元素的确定有很大影响。几种不同的光束法1、控制点坐标视作真值且实地不测外方位元素的光线束解法（待求解）适用条件：在被测目标上或周围可以布设稳固的控制点，分布合理，控制点精度好；使用量测摄影机，同一调焦距，或使用检校过的非量测相机，同一调焦距;不具备实地准确量测或记录外方位元素的

18、条件2、无控制点且外方位元素视作观测值的光线束解法适用条件：在被测目标上或周围无法或不易布设控制点；使用量测摄影机，同一调焦距，或使用检校过的非量测相机，同一调焦距;实地可量测外方位元素，但精度不高，将其认做观测值；3、控制点物方坐标及外方位元素均视作观测值的光线束解法适用条件：在被测目标上或周围布设有控制点，但看作观测值；使用量测摄影机，同一调焦距，或使用检校过的非量测相机，同一调焦距;实地可量测外方位元素，但精度不高；4、含相对控制的光线束解法两种相对控制处理方式：相对控制看作观测值，此时应列误差方程式与其它误差方程式一并解算；相对控制看作真值，此时所列方程式为制约条件，加强所构建模型的强

19、度;直接线性变换解法定义：直接线性变换解法是建立像点的“坐标仪坐标（像素坐标）”和相应物点的物方空间坐标直接的线性关系的解法.特点：1、不需归心、不需内定向；2、不需要方位元素的初始值（因为是线性的）；3、物方空间需布置一组控制点；4、特别适合于处理非量测相机所摄影像（当然量测相机更好）；5、本质是一种空间后交（解参数）-前交解法（求物方点坐标），但具体形式不一样。数字影像内定向：1、数字影像像素坐标系不同于像平面坐标系，需要通过内定向建立像素坐标系与像平面坐标系的关系。2、由数字相机直接获取的数字影像具有简单的内定向关系（通过对光学航片的扫描得到的数字化航片则需要识别和量测框标的像素坐标，结

20、合相机检校数据进行内定向）。性质：1、本质是一种空间后方交会-空间前方交会解法。2、用物方空间布置的控制点解求li系数（相当于后方交会）3、用解求的li系数和两张以上像片中待定点的坐标仪坐标解求待定点的物方空间坐标。10控制点空间分布的要求：控制点在空间分布均匀；在像片上的构像范围大摄站位置安置的要求：摄站点不能与物方坐标系原点重合；原因是解算过程存在A值的解算影响精度的因素：像点坐标量测精度；控制点的数量、质量、分布；两像片主光轴的交会角（交会图形）；像片张数；非线性畸变误差的改正程度；近景摄影测量的其他解析处理方法* 基于共面条件方程式的近景摄影测量解析处理方法* 基于角锥体原理的空间后方

21、交会-前方交会解法（1,2）* 基于被测目标平行线垂直线组的摄影机检校方法* 伪视差法* 近景摄影测量的空间相似变换畸变差改正的两种方法：1、按三点共线条件处理2、物方平行线在相片的构像交于灭点基于空间四元数的空间后方交会解法本文的基本思路为:先求出摄站点与控制点的距理然后利用单位四元数表示旋转，从而获得旋转矩吊,得至阱方位角元索；最后再求出短站点的坐标。一基于角锥体原理的空间后方交会-前方交会解法近景掇影测母中*基1"以摄影中心为顶点的两根构像光线的像方用应与其物K角相等”原理的空间后交前交解折处理方法,称之为角傕体原理的空间后方交会-前方交会解法以摄影中心作为顶点依次连接像点及像

22、11六、近景摄影机的检校定义检查和校正摄影机内方位元素和光学畸变系数的过程检校内容1、摄影机主点位置（X0,Y0）和主距f的测定；2、光学畸变系数的测定；3、调焦后主距变化的测定；4、调焦后畸变差变化的测定；5、摄影机框标坐标系的测定；6、摄影机偏心常数的测定；7、立体摄影测量系统的检校；8、摄影机同步精度的测定。光学畸变差的概念摄影机物镜系统设计、制作和装配中所引起的像点偏离其理想位置的点位误差称为光学畸变差。分为径向畸变差和偏心畸变差检校方法1 .光学试验室检校法2 .试验场检校法-控制场法（大量已知控制点）3 .在任检校法（完成摄影测量任务的同时，实施检校。）4 .自检校法（光线束自检校

23、平差解法是一种无需控制点以求解内方位元素和其他影响光束形状的要素的近景摄影机检校法）5 .恒星检校法七、杂项及工程作业流程12图L1城市地区三触褰面亶建基本流程,密集点云匹配与空三匹配的区别-空三匹配无外方位元素支撑，特征点局部的变形僖息完全需要通过影像信息自适应解求；但是空三匹配不要求影像间所有的点都实现四配,只要匹配点分布合理即可；密集匹配有外方位元素支撑，特征点局部的变形信息可以依靠外方位元素解求得到；但是密集匹配需要匹配影像上几乎所有点，此时遮挡将会造E常严重的影响.13篓视空中三角测盘密集四配点云立体/DOM测圄自动三维重建空中三角测量对特征提取的要求 可重复性：在同一景物不同成像间的影像重叠区域内，特征能够尽可能多的楹同一算法提取出来. 显著性：特征所在的邻域包含较多的灰度变化和信息量.能够比较容易与其它特征迸行区分， 可定位性：特征的像平面位置可以比较准确和可靠的标示出来，不会出现模棱两可的状况。数量够多：特征的数量要能够满足应用的需要，并且可以比较容易通过参数来调整特征的提取数量. 分布性好：在拍摄景物自身特征满足条件的情况下，影像特征能够比较均匀的分布在影像各处.局部性：特征跨越的影像范围不能太大,方便影像匹配算法中的几何变形处理.14J空中三角测量 特征描述（也成为