攝影測(cè)量課件(武大)(緒論)

緒論《攝影測(cè)量學(xué)》（上）第一章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測(cè)量教研室主要內(nèi)容一、攝影測(cè)量學(xué)的定義與任務(wù)二、攝影測(cè)量學(xué)的發(fā)展歷程三、本課程的主要內(nèi)容定義分類平臺(tái)特點(diǎn)任務(wù)§1.1攝影測(cè)量學(xué)的定義與任務(wù)通過(guò)攝影，進(jìn)行測(cè)量A（X、Y、Z）OZXY1212遙感影像地形圖傳統(tǒng)攝影測(cè)量學(xué)定義攝影測(cè)量學(xué)是利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的像片，經(jīng)過(guò)處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、特性及其相互關(guān)系的一門(mén)學(xué)科攝影測(cè)量與遙感定義1988年ISPRS在日本京都第16屆大會(huì)上定義：攝影測(cè)量與遙感是對(duì)非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達(dá)進(jìn)行記錄、量測(cè)和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門(mén)工藝、科學(xué)和技術(shù)ISPRS(InternationalSocietyofPhotogrammetryandRemoteSensing)：PhotogrammetryandRemoteSensingistheart,scienceandtechnologyofobtainingreliableinformationfromnoncontractimagingandothersensorabouttheEarthanditsenvironment,andotherphysicalobjectsandprocessesthroughrecording,measuring,analyzingandrepresentation.

攝影測(cè)量學(xué)：定義各種類型傳感器被攝物體影像通過(guò)量測(cè)和解譯過(guò)程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31攝影經(jīng)緯儀RC30框幅式航攝儀ADS40數(shù)字航攝儀攝影測(cè)量學(xué)：定義各種類型傳感器被攝物體影像通過(guò)量測(cè)和解譯過(guò)程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31攝影經(jīng)緯儀近景影像航空光學(xué)影像ADS40數(shù)字航空影像攝影測(cè)量學(xué)：定義各種類型傳感器被攝物體影像通過(guò)量測(cè)和解譯過(guò)程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM正射影像圖三峽正射影象圖：三條航帶、175張航空影像三峽景觀圖：三條航帶、175張航空影像三維景觀圖BeijingAsianGamesCluster北京城市景觀（亞運(yùn)村）攝影測(cè)量：分類航天攝影測(cè)量航空攝影測(cè)量地面攝影測(cè)量近景攝影測(cè)量顯微攝影測(cè)量地形攝影測(cè)量非地形攝影測(cè)量模擬攝影測(cè)量解析攝影測(cè)量數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量按距離遠(yuǎn)近按用途按處理手段遙感平臺(tái)高度目的、用途其它航天飛機(jī)240～350km不定期地球觀測(cè)、空間實(shí)驗(yàn)

無(wú)線電探空儀100m～100km各種調(diào)查（氣象等）

超高度噴氣機(jī)10000～12000m偵察、大范圍調(diào)查

中低高度飛機(jī)500～8000m各種調(diào)查、航空攝影測(cè)量

飛艇500～3000m空中偵察、各種調(diào)查

直升機(jī)100～2000m各種調(diào)查、航空攝影測(cè)量

無(wú)線遙探飛機(jī)500m以下各種調(diào)查、航空攝影測(cè)量飛機(jī)、直升機(jī)牽引飛機(jī)50～500m各種調(diào)查、航空攝影測(cè)量牽引滑翔機(jī)系留氣球800m以下各種調(diào)查

索道10～40m遺址調(diào)查

吊車(chē)5～50m地面實(shí)況調(diào)查

地面測(cè)量車(chē)0～30m地面實(shí)況調(diào)查車(chē)載升降臺(tái)攝影測(cè)量與遙感：平臺(tái)攝影測(cè)量：特點(diǎn)無(wú)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(biāo)面采集數(shù)據(jù)方式同時(shí)提取物體的幾何與物理特性攝影測(cè)量：任務(wù)之一地形測(cè)量領(lǐng)域各種比例尺的地形圖、專題圖、特種地圖正射影像地圖、景觀圖建立各種數(shù)據(jù)庫(kù)提供地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)攝影測(cè)量：任務(wù)之二非地形測(cè)量領(lǐng)域生物醫(yī)學(xué)公安偵破古文物、古建筑變形監(jiān)測(cè)軍事偵察礦山工程

準(zhǔn)確恢復(fù)兩張影像的位置關(guān)系快速確定兩張影像上的同名點(diǎn)S1a2a1S2A§1.2攝影測(cè)量學(xué)的發(fā)展歷程1839年，阿拉戈發(fā)明攝影術(shù)為攝影測(cè)量提供了基本手段1851年，法國(guó)陸軍上校勞賽達(dá)提出交會(huì)攝影測(cè)量并測(cè)繪了萬(wàn)森城堡圖，標(biāo)志著攝影測(cè)量的開(kāi)始1858年，法國(guó)攝影師納達(dá)爾乘坐氣球在巴黎郊外80m上空拍攝了世界上第一張航空影像1860年，美國(guó)人布萊克利用濕板拍攝了波士頓的航空像片1885年，法國(guó)人乘坐氣球從2000英尺高空拍攝了巴黎的航空像片1903年，萊特兄弟發(fā)明了飛機(jī)使航空攝影和航空攝影測(cè)量成為可能1906年，美國(guó)人勞倫仕用17只風(fēng)箏吊著巨型相機(jī)拍攝了舊金山大火第一次世界大戰(zhàn)期間，首臺(tái)航攝儀的問(wèn)世、立體坐標(biāo)量測(cè)儀和1318立體測(cè)圖儀的使用，真正開(kāi)始了攝影測(cè)量學(xué)攝影測(cè)量學(xué)的起源模擬攝影測(cè)量(1851-1970)解析攝影測(cè)量(1950-1980)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量(1970-現(xiàn)在）攝影測(cè)量學(xué)的三個(gè)發(fā)展階段模擬攝影測(cè)量光學(xué)像片光學(xué)機(jī)械測(cè)圖儀器人工建立立體模型人工量測(cè)和解譯機(jī)械繪圖圖解線劃地圖像片影像地圖利用光學(xué)/機(jī)械投影方法實(shí)現(xiàn)攝影過(guò)程的反轉(zhuǎn)，用兩個(gè)/多個(gè)投影器模擬攝影機(jī)攝影時(shí)的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實(shí)際地形表面成比例的幾何模型，通過(guò)對(duì)該模型的量測(cè)得到地形圖和各種專題圖單片測(cè)圖分工法測(cè)圖綜合法測(cè)圖光學(xué)糾正儀SEG-1HJ-24WildA10模擬立體測(cè)圖儀解析攝影測(cè)量1954年，第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世1957年，海拉瓦博士提出解析測(cè)圖儀的思想，標(biāo)志著解析攝影測(cè)量的開(kāi)始20世紀(jì)70年代末至90年代初，解析攝影測(cè)量發(fā)展的鼎盛時(shí)期解析攝影測(cè)量光學(xué)像片解析測(cè)圖儀器計(jì)算機(jī)建立立體模型人工量測(cè)和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型像片影像地圖以電子計(jì)算機(jī)為主要手段，通過(guò)對(duì)攝影像片的量測(cè)和解析計(jì)算方法的交會(huì)方式來(lái)研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測(cè)量產(chǎn)品的一門(mén)科學(xué)解析空三解析測(cè)圖儀數(shù)控正射儀德國(guó)Zeiss廠C-100型解析測(cè)圖儀瑞士Kern廠DSR-1型解析測(cè)圖儀瑞士WILD廠OR-1型數(shù)控正射投影儀德國(guó)Zeiss廠Z-2型數(shù)控正射投影儀坐標(biāo)量測(cè)儀數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，使功能增強(qiáng)，成本降低，并為編制大型軟件提供平臺(tái)20世紀(jì)70年代：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量萌芽階段20世紀(jì)80年代：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原型研究階段20世紀(jì)90年代：真正推出可用于生產(chǎn)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量數(shù)字影像數(shù)字測(cè)量攝影系統(tǒng)自動(dòng)建立立體模型自動(dòng)量測(cè)和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型數(shù)字影像地圖數(shù)據(jù)庫(kù)基于攝影測(cè)量的基本原理，通過(guò)對(duì)所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進(jìn)行處理，自動(dòng)（半自動(dòng)）提取被攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)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)品計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)字圖像處理影像匹配模式識(shí)別DPW3-DmouseCrystaleyesVirtualPhotogrammetrynowisavailableSupresoftVirtuoZoNTVirtuoZo

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX-4A數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站像素工廠發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝影測(cè)量像片物理投影模擬測(cè)圖儀手工操作模擬產(chǎn)品解析攝影測(cè)量像片數(shù)字投影解析測(cè)圖儀機(jī)助作業(yè)員操作模擬產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量數(shù)字化影像數(shù)字影像數(shù)字投影計(jì)算機(jī)自動(dòng)化操作+作業(yè)員干預(yù)數(shù)字產(chǎn)品模擬產(chǎn)品攝影測(cè)量三個(gè)發(fā)展階段的特點(diǎn)講授內(nèi)容與其他課程的關(guān)系學(xué)習(xí)要求§1.3本課程的主要內(nèi)容攝影測(cè)量作業(yè)流程FilmprocessingindarkroomFCIRColorB&WStereoplotterFilmsusedalternativelyAllspectralchannelssimultaneouslyGISDEMOrthophotosMappingRevisionVisualizationImageanalysisClassification

Digitalwork-stationGroundprocessingFilmbasedworkflowRC30DirectdigitalworkflowADS40PrinterColorMSB&WArchivesystemColorFCIRB&WDSW500scannerFilmMassMemory攝影測(cè)量：基本關(guān)系式表達(dá)像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間關(guān)系影像中的幾何信息地物幾何位置模型重建幾何量測(cè)xyXYZXYZa

(x,y)xyzS(Xs,Ys,Zs)A(X,Y,Z)共線條件單像攝影測(cè)量：理論基礎(chǔ)xyXYZ已知量未知量共線方程XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2共面條件立體攝影測(cè)量：目的x1y1XYZ已知量未知量x2y2攝影測(cè)量基礎(chǔ)：講授內(nèi)容影像獲取成果表達(dá)影像處理What?Where?WhatChange?

第一章緒論

(2學(xué)時(shí))攝影測(cè)量學(xué)的定義、任務(wù)和發(fā)展過(guò)程

第二章投影幾何基礎(chǔ)知識(shí)

(6學(xué)時(shí))投影的分類與透視變換、透視變換成圖第三章單張像片解析

(20學(xué)時(shí))像片的內(nèi)外方位元素、像點(diǎn)位移、常用坐標(biāo)系、像點(diǎn)坐標(biāo)變換旋轉(zhuǎn)矩陣、空間坐標(biāo)變換、共線條件方程、單片空間后方交會(huì)

第四章立體觀察與立體量測(cè)

(6學(xué)時(shí))人體的立體視覺(jué)、人造立體視覺(jué)、像對(duì)的立體觀察與量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)及系統(tǒng)誤差改正

第五章立體像對(duì)解析

(6學(xué)時(shí))共面條件方程、解析相對(duì)定向、空間前方交會(huì)單元模型的絕對(duì)定向

第六章經(jīng)典解析空中三角測(cè)量

(10學(xué)時(shí))像片連接點(diǎn)設(shè)置、自由航帶網(wǎng)的建立、光束法區(qū)域網(wǎng)平差

第七章解析空中三角測(cè)量的精度與可靠性分析

(6學(xué)時(shí))理論精度和實(shí)際精度的評(píng)定方法單個(gè)備選假設(shè)下的可靠性理論、粗差檢測(cè)方法（數(shù)據(jù)探測(cè)法、選權(quán)迭代法）

第八章解析空中三角測(cè)量最新發(fā)展

(6學(xué)時(shí))GPS輔助空中三角測(cè)量DGPS/IMU直接傳感器定向與輔助空中三角測(cè)量課堂教學(xué)

(62學(xué)時(shí))課間實(shí)習(xí)

(10學(xué)時(shí))參考書(shū)

1、李德仁等編，《基礎(chǔ)攝影測(cè)量學(xué)》，測(cè)繪出版社2、李德仁等編，《攝影測(cè)量與遙感概論》，測(cè)繪出版社3、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測(cè)量學(xué)》，測(cè)繪出版