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课程概况课程 名称摄影测量学课程编号总计: 学时 讲课: 54 学时学 分 类别必修课() 选修课( ) 理论课( ) 实验课( ) 任课 教师常成职称助教授课 对象专业班级: 16无人机专业基本 教材 和主 要参 考资 料教材: 龚涛等 . 摄影测量学 . 武汉大学出版社, 2013.10 主要参考资料: 朱肇光等编,摄影测量学 李德仁等编,摄影测量与遥感概论 张祖勋等编,数字摄影测量学教学 目的 要求通过本课程的学习,使学生对模拟摄影测量、解析摄影测量和全数 字摄影测量的基本概念、基本理论和方法有比较系统的认识和正确的理 解,掌握利用摄影测量方法获取点位信息及测绘地形图的基本过程。逐 步培养学生的空间想象能力、抽象思维能力和自学能力;训练学生抽象 概括问题的能力和综合运用知识分析解决问题的能力,为今后的学习与 工作打下扎实的理论基础。教学 重点 难点重点:摄影测量的基本定义、分类、任务与发展;航空影像的获取 方法;中心投影的基本知识;航片上的重要点、线、面;摄影测量的常 用坐标系;像片内、外方位元素;像点空间直角坐标变换;中心投影构 像方程;像点位移;双像立体测量;共面条件方程;空间前方交会;空 间后方交会;解析相对定向、绝对定向;解析空中三角测量;数字高程 模型的基本概念;数字影像及数字影像匹配的概念;核线影像的制作方 法;基于灰度的影像匹配算法;最小二乘法影像匹配算法;数字微分纠 正的概念;正射影像的制作。 难点:像片内外方位元素、像点空间直角坐标变换、中心投影构像 方程的建立及应用;摄影测量过程的几何反转;空间后方交会;解析相 对定向、绝对定向;解析空中三角测量;数字高程模型内插;影像匹配; 正射影像制作摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第一章绪论 上一课次 教学内容提要 本课次教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):1. 掌握摄影测量学的定义、分类方法及主要任务; 2. 了解航天、航空、地面和近景摄影测量各自的主要任务; 3. 了解摄影测量学产生、发展的过程和现状;理解摄影测量发展的三个阶 段及各阶段的特点,理解摄影测量学的基本理论依据。 4. 了解影像信息学的概念; 5. 了解本课程的主要学习内容,建立对摄影测量学的总体认识,培养对测 绘科学的学习兴趣。 教学重点及难点: 重点:摄影测量学的定义、分类方法、特点、相互联系;摄影测量学的发 展阶段及各阶段的特点 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计(含时间分配)方法及手段本课程介绍5 摄影测量学的定义与任务10 摄影测量学的分类、发展历史20 摄影测量学的主要阶段及特点20 航空摄影测量成图的方法10 影像信息学10 摄影测量学与其他测绘学科的关系10 本课程的主要学习内容7 内容总结与下讲内容预习安排3课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法, 使用多媒 体教学手段作业和思考题: 1. 什么叫摄影测量学? 2. 摄影测量是如何分类的? 3. 摄影测量学经历了哪几个发展阶段,各阶段有何特点? 课后小结: 通过本次课程讲解,使学生掌握摄影测量学的基本概念及分类,了解摄影 测量学的发展历史及其与其他测绘学科的关系,明确学习目标。摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习题 课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第二章 影像获取 上一课次 教学内容提要摄影测量学的定义、任务及分类,摄影测量发展的三个阶段及 特点 本课次教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 1. 了解摄影测量中的影像类型; 2. 掌握摄影原理;3. 熟悉摄影机的构造; 4. 掌握量测量摄影机的特点; 5. 理解遥感的基本概念; 6. 了解常用的遥感数据。 教学重点及难点: 重点:摄影原理,量测摄影机的构造及特点;遥感数据获取的基本原理; 常用的遥感数据 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计(含时间分配)方法及手段上堂课内容回顾5 摄影原理5 航空摄影机的构造20 摄影机种类20 遥感基本概念10 常用的遥感数据32 内容总结与下讲内容预习安排3课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法,使用多 媒体教学手段作业和思考题: 1. 摄影的基本原理是什么? 2. 量测用摄影机具有哪些特点? 3. 影像上的框标在摄影测量中具有哪些作用? 课后小结: 借助实际的航片及遥感影像,使学生对摄影测量的数据源有一个清晰的理解。摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第三章 摄影测量基础知识 3.1航空摄影3.2中心投影的基本知识3.3航摄像片 上特殊的点、线、面 上一课次 教学内容提要摄影原理、量测用摄影机特点、遥感原理本课次教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 1. 了解航空摄影前的准备工作; 2. 掌握空中摄影方式; 3. 掌握摄影测量生产对摄影资料的基本要求,了解空中摄影质量的评定; 4. 掌握投影、平行投影、垂直投影、中心投影的概念;掌握中心投影的特性; 5. 掌握透视变换中的重要的点、线、面及其特性; 6. 了解透视变换作图方法。教学重点及难点: 重点:航空摄影的过程;摄影测量对摄影的基本要求;中心投影概念;航摄像 片上的点、线、面 难点:航摄像片上的重要点、线、面 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计(含时间分配)方法及手段上堂课内容回顾5 摄影前的准备工作15 空中摄影5 摄影测量生产对摄影资料的基本要求25 中心投影及其特性15 透视变换中的重要点、线、面17 透视变换作图10 内容总结与下讲内容预习安排3课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法,使用多 媒体教学手段作业和思考题: 1. 摄影测量对摄影资料有哪些要求? 2. 什么是中心投影?中心投影具有哪些特征? 3. 以倾斜航摄像片为例,请作图表示摄影中心、像主点、像底点、等角点、地 底点、灭点、主纵线、等比线以及主垂面的相互关系,并加以必要的符号和文 字说明。 课后小结: 通过动画效果可以增加学生对重要点、线、面的认识摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第三章 摄影测量基础知识 3.4摄影测量中常用的坐标系3.5航摄像片的内、外方位元素 3.6像点坐标变换 上一课次 教学内容提要摄影测量对摄影的要求;中心投影的特性;透视变换中的重要 点、线、面 本课次教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 1. 掌握摄影测量中常用的五种坐标系; 2. 掌握像片内、外方位元素的定义和作用; 3. 掌握像点平面坐标变换方法; 4. 掌握旋转矩阵特性及构成方法。 教学重点及难点: 重点:常用的五种坐标系;像片内、外方位元素;像点平面坐标变换;旋转矩 阵构成难点:像片外方位角元素的三种转角系统;旋转矩阵的构成 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计(含时间分配)方法及手段 上讲内容回顾5 常用的坐标系统20 像片的方位元素30 像点平面坐标变换10 旋转矩阵25 内容总结与下讲内容预习安排5课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法,使用多 媒体教学手段作业和思考题: 1. 摄影测量中常用的坐标系有哪些?其原点和轴向如何定义? 2. 什么叫像片的方位元素?像片内方位元素有什么作用? 3. 三种外方位角元素系统中,哪些量确定了主光轴的指向? 4. 正交矩阵有哪些特性? 5. 若已知 a2,a3,b3,求旋转矩阵其它元素。 课后小结: 从描述像点和地面点的位置的角度讨论常用的坐标系统;从构建投影方程 参数的角度讨论像片的方位元素;探讨不同坐标系统下点的变换关系;为后续 章节的学习奠定基础。摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第三章 摄影测量基础知识 3.6 像点坐标变换(空间直角坐标变换);3.7 中心投影构像方程 上一课次 教学内容提要常用的坐标系统;像片的方位元素;旋转矩阵本课次教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 1. 掌握空间直角坐标变换方法; 2. 掌握共线条件方程定义; 3. 掌握共线条件方程的推导过程; 4. 熟悉共线条件方程的一些应用。 教学重点及难点: 重点:空间直角坐标变换;共线条件方程的定义与推导 难点:共线条件方程式的推导 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计(含时间分配)方法及手段上讲内容回顾10 空间直角坐标变换20课堂提问 课堂教学采用共线条件方程定义5 共线条件方程公式推导30 共线条件方程的应用15 平坦地区的构像方程10 内容总结与下讲内容预习安排5启发式与讨论 相结合的教学 方法,使用多 媒体教学手段作业和思考题: 1. 什么是共线条件方程?式中各符号的含义。 2. 推导“用像点坐标表示地面点坐标的共线条件方程”。 课后小结:摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第三章 摄影测量基础知识 3.8航摄像片上的像点位移课堂习题讨论 上一课次 教学内容提要共线条件方程式的定义,各符号的含义,共线方程的作用本课次教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 1. 理解由于像片倾斜和地形起伏造成的像点位置的变化; 2 掌握倾斜误差特性; 3. 掌握投影误差特性; 4. 掌握获取理想像片的基本思路。 5. 通过课堂练习巩固学生对所学知识的理解与掌握。 教学重点及难点: 重点:倾斜误差、投影误差 难点:误差公式推导 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计(含时间分配)方法及手段 上讲内容回顾10 像点位移定义5 倾斜误差20 投影误差20 课堂讨论38 下讲内容预习安排2课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法,使用多 媒体教学手段 课堂习题与讨 论采用例题选 讲、启发式教 学 作业和思考题:1. 如何将起伏地区的倾斜像片改算为理想状态的构像? 课后小结: 通过习题加深学生对所学知识的理解,习题可选用外校的一些考研题摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习题 课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第四章 双像立体测图基础与立体测图 4.1人眼立体视觉原理4.2像对的立体观察与量 测4.3立体像对与双像立体测图 上一课次 教学内容提要倾斜误差、投影误差的定义及其特性本课次教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 1. 了解人眼视觉的特性; 2. 熟悉人造立体视觉的条件; 3. 掌握立体观察、立体量测的方法; 4. 掌握立体像对的基本概念; 5. 熟悉立体测图方法 教学重点及难点: 重点:人造立体视觉应满足的条件,立体观察、立体量测方法,立体像对的基 本概念, 教 学 基 本 内 容 与 教 学 设 计(含时间分配)方法及手段上讲内容回顾5 人眼视觉原理15 立体观察15 立体量测10 立体像对的定义5 立体像对上的重要点、线、面15 立体摄影测量的基本原理10 双像立体测图介绍15 内容总结与下讲内容预习安排5课堂提问 课堂教学采用 启发式与讨论 相结合的教学 方法,使用多 媒体教学手段作业和思考题: 1. 构建人造立体视觉应满足的条件有哪些? 课后小结:摄影测量学课程教案授课时间课次 授课方式 (请打)理论课讨论课实验课习 题课其他课时 安排2授课题目(教学章、节或主题): 第四章 双像立体测图基础与立体测图 4.4立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素4.5模 拟法立体测图 上一课次 教学内容提要人造立体视觉、立体
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