摄影测量学 第1章 绪论

摄

影

测

量

学第

一

章

绪

论1.1摄影测量学的定义、任务1.2

摄

影

测

量

学

的

发

展1.3

影

像

信

息

学1.4

本课程学习要点1.1

摄

影

测

量

学

的

定

义

与

任

务义

类

台

点

务定

分

平

特

任Photogramnetry生鲜转辑目

前

获

取

全

要

素

地

理

空

间

信

息最

置

要

、

最

快

捷

，使

用

最

广

泛

的

子

段摄

影

测

量

学……H量专

统

摄

影

测

量

学

定

义摄影测

量

学

是

利

用

光

学

摄

影

机

获

取

像片

，

经过

处

理

以

获

取

被

摄

物

体

的

形

状

、大

小、

位

置、

特

性

及

其

相

互

关

系

的

一

门

学

科

。摄

影

测

量

与

遥

感

定

义国际摄影测量与遥感协会ISPRS)1998年给摄影

测

量

-

与

遥

感

的

定

义

是

：摄

影

测

量与遥感是从非接触成像和其它传感器系统，

通

过

记

录

、

量

测、

分

析

与

表

达

等

处

理，

获取地

球及其

环境和其它物体可靠信息的工艺、

科

学

与

技

术

.其

中

，

摄

影

测

量

侧

重

于

提

取几何信息，

遥

感

侧重于提

取物

理

信

息。

也

就

是

说

，摄影测量是

从

非

接

触

成

像

系

统

，

通

过

记

录、

量

测、

分

析与表

达

等

处

理，

获

取地

球

及

其

环

境

和

其它

物体的

几

何

、

属

性

等

可

靠

信

息

的

工

艺

、

科

学

与

技

术

.自

然

物

体

及

其

环

境

的

可

靠

信

息通

过

量

测

和

解译过

程DEM

DLG

DRGDOM各种类型

传

感

器被

摄

物

体

影

像摄

影

测

量

学

：

定

义DEM(数字高程模型)是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线

、

坡度

图

等信息，

同

时

它本身还是制作DOM

的

基

础数据。DLG(

数

字

线

划

图DigitalLineGraphic)是现

有地

形图

要

素

的

矢

量

数

据

集，

保

存

各

要

素

间的

空

间

关

系

和

相

关

的属性信息，

全面地描述地表目标。DRG

(数字栅格地图Digital

Raster

Graphic)

是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件。DOM

(

数

字

正

射

影

像图DigitalOrthophotoMap)

是利用DEM对

影

像

，经

逐

像

元

进

行

投

影

差

改

正

、

镶

嵌

，按国家

基本比例尺地

形

图

图

幅

范

围

剪

教

生

成

的

数

字

正

射

影

像

数

据集

。摄影经纬仪P31RC30

框幅式航摄仪摄

影

测

量

学

：

定义各

种

类

型

被

摄

物

体

通

过

量

测

和传

感

器

影

解

译

过

程自

然

物

体

及

其

环

境

的

可

靠

信

息DEM

DLG

DRGDOMP31

摄

影

经

纬

仪

近

景

影

像航空光学影像ADS40数字航空影像自

然

物

体

及

其

环

境

的

可

靠

信

息通

过

量

测

和

解

译

过

程DEM

DLG

DRGDOM被

摄

物

体

影

像各

种

类

型

传

感

器摄

影

测

量

学

：

定

义三峡正射影象图：三条航带、175张航空影像正射影像图三峡景观图：三条航带、175张航空影像三维景观图BeimgAsèm

Cames

Clusten北京城市景观(亚运村)研

究

内

容

：0

获

取

被

研

究

物

体

的

影

像；0单张像片和多张像片处理的理论、

方法、设备和技术；〇

如

何

用

图

形

、

图

像

或

数

字

形

式

表示

所

测

成

果按

用

途按摄影距离远近按处理手段地

形

摄

影

测

量

非地形摄影测量航天摄影测量

航空摄影测量

地面摄影测量

近

景

摄

影

测

量

显微摄影测量模拟摄影测量解

析

摄

影

测

量

数

字

摄

影

测

量摄

影

测

量

学

：

分

类按

用

途

分

：地形摄影测量：研究对象为地球表面形态，

主要是根据像片测绘地形图。非地形摄影测

量

：

专题科学

研

究

与

考察，如资源调查、变形观测、考古、医学等

。地形摄影测量应用：

湖甸地形图利用航空像片测制地形图摄影测量技术用于考古按

摄

影

距

离

分

：航天摄影测量：利用航天器如人造地球卫星及高空

飞

机航空摄

影

测

量：利用机载摄影

机

对

地

面进

行拍

摄地

面

摄

影

测

量：利

用地

面

摄

影

经

纬

仪近

景

摄

影

测

量：

一般距

离

在100米以内显

微

摄

影

测

量：

距

离

更

小平

合高

度目的、用途其它航天飞机240～350km不定期地球观测、空间实验无线电探空仪100m～100km各种调查(气象等)超高度喷气机10000～12000m侦察、大范围调查中低高度飞机500～8000m各种调查、航空摄影测量飞艇500～3000m空中侦察、各种调查直升机100～2000m各种调查、航空摄影测量无线遥探飞机500m以下各种调查、航空摄影测量飞机、直升机牵引飞机50～500m各种调查、航空摄影测量牵引滑翔机系留气球8

0

0

m

以

下各种调查索道10～40m遗址调查吊车5～50m地面实况调查地面测量车0～30m地面实况调查车载升降台摄

影

测

量

：

平

台按

处

理

的

技

术

手

段

分

：模

拟

摄

影

测

量角军析摄

影

测量数

字

摄

影

测

量摄

影

测

量

：

特

点○

无需接触物体本身，

受自然和地理等条件的艮

制

少○

信息

丰

富、

逼

真○获取资料速度快，能反应物体不同时期动态

变

化，

有

良

好

的

量

测

精

度〇

只要物

体能

被成

像

，都

可

使

用

摄

影

测

量

的

方法

和

技

术

解

决

某

一

方

面

的

问

题□

地

形

测

量

领

域各种比例尺的地形图、专题图、特种地图

、

正

射

影

像

地图

、

景观图—

建

立

地

形

数

据

库为地理信息系统、各种工程应用提供基

础

测

绘

数

据摄

影

测

量

：

任

务摄

影

测

量

：

任

务非

地

形

测

量

领

域·

生

物

医

学●

公

安

侦

破o

古

文

物

、

古

建

筑

·建

筑

物

变

形

监

测Biolegy考店(6nelrenlogy)PhotoodelerPro:fonteidopmt3.967DiitanceinXYZ

-3.689

-1.391禁(Fonernsics)Prer

FinsLpmr-[Phete:1(1:2.5)=Pa120009:ertsntsdieetsbis.

回

阔

田犯

罪

微pbS

Pheteweseter国Axx多

测DefemnnefemTTetsnretem)摄

影

测

量

与

遥

感

的

关

系相

同

点摄影测量学作为一个成熟的学科，

已有一百

五

十

年

左

右

的

发

展

央

了

。

遥

感

作

为

现

代

高

科

技

只

有四

十

多

年

左

右

的

发

展

史

。

但两

者

科技

内

容，

包

括

理

论

基

础，

技

术

手

段，

生

产

设

备，

应

用目的等已趋于一致，共同发展形成影像信息

科学

。以

卫

星

传

感

器

成

像

为

主

；(具有宏观特性，光谱特征，时相特征)遥

感

以编制中小比例尺专题图为主(随着高分辨率卫星影像的出现，

遥感也开

始应用于大比例尺测图);以

影

像

物

理

信

息

的

处

理

为

主

；以各

行

业

、

部门

专业

应用为

主。以航空摄影成像为主;以

测

绘

大

比

例

尺

地

形图

为

主

；以影像几何信息的处理为主；以提供

区

域

基

础

地

理

信

息

服

务

为

主2)

差

异摄

影

测

量1.2

摄

影

测

量

学

的

发

展>

模拟摄

影

测

量>

角

军

析

摄

影

测

量数

字

摄

影

测

量Anotherwingthehouseloft

oteslantingu,FofhdbarnPear

tree

&patch-of

skyshowing摄

影

测

量

学

的

起

源>1837年，法国人尼普斯Niépce和达盖尔(Jacques

Daguerre)发明了

摄影术。为摄影测量提供了基本手段。pper

e

leseJ.NNiepce(1765-1833)world'sfirstphotographicimage(JNNiepcetanew>

1851,法国陆军上校劳赛达特提出的交会摄影测

量并发明了测量仪器，被称为摄影测量的起点。>

1858年，法国摄影师纳达尔乘坐气球在巴黎郊外

80m

上空拍摄了世界上第一张空中像片。>

1860年，美国人布莱克在气球上，从365

米高空

拍摄了波士顿的像片。>1885年，法国人乘坐气球从2000英尺高空拍摄了巴黎的航空像片>

1903年，莱特兄弟发明了飞机，为航空摄影的发

展提供了可靠的平台；>

1909年，莱特兄弟在机翼上安放照相机，拍下了

世界第一张真正意义上的航空像片>

第一次世界大战期间，首台航摄仪的问世、立体

坐标量测仪和1318立体测图仪的使用，真正开始了摄影测量学摄

影

测

量

学

的

三

个

发

展

阶

段>

模

拟

摄

影

测

量

阶

段(1

8

51

-

1

9

7

0

)>

解

析

摄

影

测

量

阶

段

(1950-1980)数字摄

影

测量

阶

段

(

1

9

7

0

-

现

在

)模

拟

摄

影

测

量利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比

例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图人工建立立体模型人工量测和

解

译机械绘图光像·单片测图·分工法测图综合法测图图解线划地图

像片影像地图光学机械

测图仪器学片光

学

纠

正

仪Wild

A10

模

拟

立

体

测

图

仪带模

拟

摄

影

测

量

阶

段

特

点：优点：直观，有助于了解和学习摄影测量原理缺点：精度低，对原始资料限制大，只提供图军

产

品角

军

析

摄

影

测

量>在模拟法摄影测量仪器大量研制时期，丘尔奇在30年代开始研究

解

析法

空

间

前

方

交

会

、

后

方

交

会

和

双点交会。>1

9

5

4

年

，

第

一

台

电

子

计

算

机

问

世>1957年，海拉瓦博士提出解析测图仪的思想，标志着解

析

摄

影

测

量

的

开

始>20

世

纪

7

0

年

代

末

至

9

0

年

代

初

，

解

析

摄

影

测

量

发

展

的鼎

盛

时

期1961年，意大利0MI公司与美国Bendix公司合作，制造出第一台解析测图AP-1,以后又不断改进，

生产

了

一

批

不

同

型

号

的

仪

器

。1976年，在赫尔辛基召开的国际摄影测量学会大会上，展出了8种型号的解析测图仪，

使其成为摄影测量的主要仪器。角

军

析

摄

影

测

量以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算

方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、

性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学计

算

机

建

立

立体模型人

工

量

测

和解译自动记录数字线划地图

数字高程模型

像片影像地图●

解

析

空

三解

析

测

图

仪●

数

控

正

射

仪解

析测图仪器学

片光

像C

100

Planicomp德国Zeiss厂C-100型解析测图仪瑞士Kern厂DSR-1型解析测图仪IEERBRUGGZ2

Orthocomp德国Zeiss厂Z-2型数控正射投影仪数

字

摄

影

测

量计算机硬、软件技术的飞速发展，使功能增强，成本降低，并为编制大型软件提供平台20世纪70年代：数字摄影测量萌芽阶段onLa

on

年

仁

。

数字摄影测量原型研究阶段20世纪90年代：真正推出可用于生产的数字

摄影测量系统武大的王之卓教授于1978年提出了全数字自动化测图系统的设想与方策，并于1985年完成了全数字自动化测图软件WUDAMS。基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，

自动(半自动)提取被摄对象用数字方式表达的

几

何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品数

字

摄

影

测

量数

影计

算

机

技

术数

字

图

像

处

理乡像飞三酉配模

式

识

别6DPW自动建立

立体模型自动量测

和解译自动记录数字线划地图数

字

高

程

模

型

数字影像地图

数

据

库数字测量摄

影系统字

像4VirtuoZo

数字摄影测量系统

preseftWuoZoNTristaleyesHT3-D

mouseVortowalPhotogrnwvetrywvowisavraillwbleJX-4A

数

字

摄

影

测

量

工

作

站发

展

阶

段原

始

资

料投

影

方

式下义号暑操

作

方

式产

品摄模影拟测量象

片物

理

投

影模

拟测

图

仪作

业

员

手工模

拟

产

品角军析摄

影

测

量1象片数

字

投

影角军析测

图义机

助

作

业员

操

作模

拟

产

品数

字

产

品数

字摄

影

测

量数

字

影

像数

字

化

影像数

字

投

影计

算

机自

动

化

操作

+

乍业

员

干预数

字

产

品模

拟

产

品摄

影

测

量

三

个

发

展

阶

段

的

比

较1.3

影

像

信

息

学摄

影

测

量

与

遥

感

成

为

地

理

信

息

系

统

技

术中数据采集的重要手段，地理信息是摄影

测量-与

遥

感

数

据

存

储

、管

理

、

表

达

和

应

用

重要平台，二者的有机结合促进了影像信息

学

的

形

成。乡

像

信

息

科

学

是

一门记

录

、

存

贝

贮

、传输、量测、处理、解译、分析和显示由非接触传感器影像

获

得

的

目标

及

其

环

境信息的科学

、

技术

及

经

济

实

体。按

照

王

之

卓

教

授

的

定

义：InformaticsIconic感景

显

微可见光像片数字景乡像2乡象多

彩光

色谱

乡雷达图像红外远红外*

数

-

图

像

处

理*

景

乡

像

D

匹

配*

影

像

理

解*

乡

像

分

析*

高

精

度

定

位*

专

家

系

统*GIS

理

论

和GIS

应

用量然地形图目视化产品娄女表修**栅计

格

和影

出地

图自

动

综

合专是页

图剖面图透视图正射景乡

像图其它自视品4微观模

拟

法

摄

影

测

量其他来自目标的自

然

、

社

会

信

息

CAD,CAM

(

改

造

百

然

)*

女

字

化*

模

型

识

别EM数字花产品(

空

间

信

息

系

统

)女

图数字景观模型GIS1

5女

乡像器平

合成

像

机

型遥

运亢大航感感感研土地王求表面图

像

女

理人景乡益

森析感数字摄景乡红像

外形

象出输究

显产品*

传*

传

*

遥象生物对

体牛特禾中细月包数

据图像造乡图开*工

程

测

量

学、

地

籍

测

量

学、

海

洋

测

绘

学

、军事测绘学等。摄

影

测

量

学

在

测

绘

学中，

发

展

历

史

相

对较短，

但是，

它与新型科学有着血缘关

系，它的发展必然影响整个测绘学科的发展

。>报影测量学与其他测绘学科的类系测

绘

学

是

研

究

地

球

与

地

表

信

息

的

一

种科

学

。

根

据

目

前

的

发

展

，

测

绘

可

分

为

大

地测量-学、

摄

影

测

量

与

遥

感

学

、地

图

制

图

学、>1、与大地测量学的类系大地测量学的主要任务：

确定国家大地

原点

与水准

点，

建

立国

家

和

地区

大

地

和

高

程

控

制

网

，

以满

足

测

图

控

制

的

需

要

。摄

影

测

量

是

测

绘

地

形图

的

主

要

方

法，

为了满足测图的需要，

除

国家级控制

网

外

，

还

需

要

一

些

测图

必

需

的

控

制

点，

以

满

足

空

三

加

密中

控

制

点的

要

求。

而

高

精

度

的

解

析

空中

三

角

测

量，

其精度可达三、

四等大地点的要求，

为大地测量增加了新的加密

控

制

点的

方

法

。>2、与地图制图学的关系地图

制图

是

根

据

测

量

资

料

与

其

他

地

学

、人文、资源、经济等信息，

编制成各种比例尺

的

地

形

图

与

专

题

图

。现代

的

航

空

摄

影

测

量

学和

航

天

遥

感

资

料是

编

制

现

势

性

强

的

地

图

的

主

要

方

法

。>3、与工程测量学的关系工

程

测

量

是

以

工

程

建

设

为

对

象

的

测

绘

工

作

。

主要任务是工

程

规

划

、

施

工

和

管

理

个

阶

段

的

测

绘

工作。包括大比例尺地形图测绘，

施工放样，

设备

安装，竣工检测，

变形观测等。摄

影

测

量

是

测

绘

方

法中

的

一

种

先

进

技

术

。

各

种

竣工检测，变形观测，是非地形摄影测量的主要任夸。摄影测

量

是

工

程

摄

影

测

量

学

的

主

要

技

术

基

础

课

。其数字化产品可用于工程设计优化方案的选择和工程

规

划

设

计

的

自

动

化

。>4、与地籍测量学的吴系地藉

测

量

是

为

了

合

理

开

发

利

用

土

地

资源，

了

解

土

地

资

源

现

状，

进

行

土地

管

理

、

评价、开发，建立土地信息系统，

为规划、

决策、

管

理

服

务

的

理

论、

技

术

和

方

法

。全国性大面积的地藉测量工作，应该以

摄

影

测

量

方

法

为

主

。

通过学匀，

学生应获得像片解析的基础知识和用摄影测量方

法

进

行

点

位

测

定