第一章绪论摄影测量学分类1根据摄影机平台的位置：航天摄影测量、航空、地面、水下2. 与被测目标距离远近：航天、航空、地面、远景、显微3按用途分为：地形、非地形摄影测量学的三个阶段模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量摄影测量学的目的：测制各种比例尺的地形图摄影测量学的特点：在像片上进行量测和解译，无需接触被摄物体本身，因而很少受自然和 地理条件的限制，而且可摄得瞬间的动态物体影像。摄影测量学的主要任务：测制各种比例的地形图、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航空摄影测量优点：成图速度快，精度高，不受气候和季节的限制遥感定义：指通过某种传感器装置，在不与被研究对象直接接触下获取某特征信息，并对这 些信息进行提取，加工、表达和应用的一门科学和技术遥感技术：传感器技术；信息传输技术；信息处理、提取和应用技术；目标特征的分析与测 量技术遥感技术分类：1.波谱性质：电磁波遥感技术、声呐、物理场2. 感测目标的能源作用：王动、被动3记录信息的表达形式：图像式、非图像式4.使用平台：航天、航空、地面5应用领域：地球资源、环境、气候、海洋、第三章摄影测量基础知识正射投影：若投影光线相互平行且垂直于投影面，称为正射投影 中心投影：若投影光线会聚于一点，称为中心投影像片重叠：为了满足测图的需要，在同一条航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠， 称为航向重叠，相邻航线也应有足够的重叠，称为旁向重叠摄影比例尺：航摄像片上一线段为L的影像与地面上相应线段的水平距离L之比 绝对航高：摄影瞬间摄影机的物镜中心，相对于平均海水面的航高 相对航高：相对于其他某一基准面或某一点的高度均为相对航高 测量生产对摄影资料的基本要求1. 影像的色调2.像片重叠3.像片倾角4.航线弯曲5.像片旋角内方位元素：摄影中心与像片之间相关位置的参数包括三个参数：f X.。Y。外方位元素：摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数包括六个参数：Xs Ys Zs w q k方向余弦：像空间坐标系与像空间辅助坐标系相应两坐标轴系间夹角的余弦值 像点位移：地面点在像片上构像的点位偏离了应有的正确位置，产生了像点位移2.航片和地形图的区别：比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺表示方法：地图为线划图，航片为影像图表示内容：地图需要综合取舍几何差异：航摄像片可组成像对立体观察3摄影测量的特点：1、物体本身获得被摄物体信息2、由二维影象重建三维目标3、面采集数据方式4、同时提取物体的几何与物理特性章双像立体测图基础与立体测图相对定向：确定一个立体像对两像片的相对位置的元素称为相对定向绝对定向：借助已知的地面控制点对模型进行平移、旋转与缩放使其变为地面模型七个参元 素Xs Ys Zs坐标原点的平移量入模型缩放比例因子Q O K两个坐标系的三个转角 立体模型的绝对定向：要确定立体模型在实际物空间坐标系中的正确位置，需要把模型点的 像空间辅助坐标转化为物空间坐标。这需要借助于物空间坐标为已知的控制点来确定空间辅 助坐标系与实际物空间坐标系之间的变换关系，称为立体模型的绝对定向。第五章摄影测量解析基础解析摄影测量的主要目的：求解待定点的地面坐标获取像片外方位元素方法：雷达、GPS、WS、星相摄影机单像空间后方交会：利用三个已知地面控制点的坐标，与其影像上对应的三个像点的影像坐 标，根据共线方程，反求该像片的六个外方位元素空间后方交会解算过程1. 获取已知数据2量测控制点的像点坐标3确定未知数的初始值4计算旋转矩阵R5. 逐点计算像点坐标的近似值6.组成误差方程7.组成法方程式8.求解外方位元素9检查计算是否收敛空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地 面坐标的方法双像解析摄影测量：就是利用解析计算的方法处理一个立体像对的影像信息，从而获得地面 点的空间信息。步骤如下；1、野外像片控制测量2、量测像点坐标3、空间后方交会解算两像片的外方位元素4、空间前方交会计算待定点地面坐标并转换为大地坐标解析法绝对定向：就是利用已知的地面控制点，从绝对定向的关系式出发，解求上述七个绝 对定向元素双像解析摄影测量有哪三种方法？各有何特点？1）三种方法：1单像空间后方交会T外方位元素双向前方交会T待定点地面坐标2立体像对的相对定向T同名光线对对相交模型的绝对定向T待定点地面坐标3立体像对光束法严密解（一步定向法）双像解析摄影测量三种解法的比较： 第一种方法前交的结果依赖于空间后方交会的精度，前交过程中没有充分利用多余条件进 行平差计算； 第二种方法计算公式比较多，最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度,用这种 方法的解算结果不能严格表达一幅影像的外方位元素； 第三种方法的理论最严密、精度最高方法严密性控制点要求使用场合后父-前父法点位精确度取决于外 方位元素精度 没有利用多余条件3个平高点已知像片外方位元素相对定向-绝对 定向点位精度取决于相对 定向绝对定向精度2个平咼点+1个高程点航带法加密一步定向法理论最严密 精度最高2个平咼点+1个高程点光束法加密为了求解相对定向元素，是否需要地面控制点？为什么？不需要.相对定向只是确定像对内在的几何关系，恢复两张像片摄影时的相对位置和姿态, 只需测量至少5对同名像点，而不需要地面控制点.第六章解析空中三角测量1意义不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外测量工作量 不受通视条件限制区域内部精度均匀，且不受区域大小限制2. 目的：为4D产品生产提供定向控制点和像片定向参数；进行三、四等或等外三角测量点位的测定；用于地籍测量，测定大范围界址点的统一坐标；计算单元模型中大量地面点坐标；解析近景摄影测量和非地形摄影测量3像点坐标误差改正的目的：消除系统误差影响，防止误差累积，提高数据精度解析空中三角测量：就是以像片上量测的像点坐标为依据，采用较严密的数学模型，按最 小二乘法原理，用少量地面控制点为平差条件，用数字电子计算机解算测图所需地面控制点 的空间坐标。要将空中摄站及影像放到整个的加密网中，起到点的传递和构网作用，故被称 为空中三角测量。航带法基本思想：首先要把许多立体像对所构成的单个模型连接成航带模型，然后，把一个航带模型视 为一个单元模型进行解析处理，纳入到测图坐标系中，确定加密点的三维坐标。主要步骤及过程：1、像点坐标量测与系统误差改正。2、连续法相对定向建立单个模型。3、航带内各立体模型利用公共点进行连接，建立起来统一的航带网模型一一模型连接。4、航带网模型的绝对定向5、航带网模型的非线性改正6、加密点坐标计算 光束法区域网基本思想：以一个摄影光束(即一张像片)作为平差计算基本单元，以共线方程作为平差的基础方 程，通过各个光束在空间的旋转和平移，使模型之间公共点的光线实现最佳的交会，并使整 个区域纳入到已知的控制点坐标系统中去，在影像公共点坐标应相等，控制点加密坐标应与 地面摄测坐标一致的条件下，保持误差平方和最小的情况下，解求得各像片的外方位元素和 加密点的地面坐标。独立模型法区域基本思想利用相对法单独定向，建立单元模型后，把单元模型视为刚体，利用各单元模型彼此间 的公共点连成一个区域，在连接过程中，每个单元模型只能作平移、缩放、旋转，这个过程 可以通过单元模型的三维线性变换来完成。第七章数字地面模型及其应用数字地面模型 DTM数字高程模型 DEM1. DEM的概念：DTM是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数 字描述。如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)。 高程是地理空间中的第三维坐标。数据点：数据点是建立数字高程模型的基础，模拟地表面的数字模型函数关系式的待定参数就是 根据这些数据的已知信息(X Y Z)，获取这些数据点可直接取自地形表面或是间接取自地形 表面的模拟模型。四种方法1由现有地形图上采集2由摄影测量方法采集3. 野外实地测量4由遥感系统直接测得DEM的数据处理包括：数据格式转换、坐标系统变换、数据编辑、栅格数据转换为矢量数据、数据分块数字高程模型数据内插方法：移动曲面拟合法、线性内插、双线性内插、多面函数内插法、分块双三次多项式内插法 DEM的数据内插：就是根据参考点上的高程求出其他待定点上的高程。DEM数据压缩中常用的方法有整型量存贮、差分映射及压缩编码等。DEM在测绘中的应用一、基于矩形格网的DEM多项式内插二、基于矩形格网的面积、体积计算不规则三角网TIN建立方法有两个1. 角度判断法过程1将原始数据分块，以便检索所处理三角形的临近的点，不必检索所有的数据2确定第一个三角形3. 三角形的扩展a：向外扩展的处理b:重复与交叉的检测2. 狄洛尼三角网法(不是很重要)第八章全数字摄影测量基础影像灰度：又称光学密度，在摄影底片上，摄影的灰度值反映了它的透明程度，即透光的能 力D=lgO. 般在0.3-1.8之间数字影像：是以象元为单位，以灰度值表示的灰度矩阵。.获取方法：可以直接从空间飞行器中的扫描式传感器产生，也可以利用影像数字化器对摄 取的光学像片经过采样和量化而获取重米样当欲知不位于矩阵(采样)点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，此时称为重 采样。影像的旋转、纠正都要涉及重采样。数字影像重采样方法：1.双线性插值法2双三次卷积法3最临近像元法分析对比常用的三种影像重采样方法.(1) 最邻近像元法最简单，计算速度快且能不破坏原始影像的灰度信息。但其 几何精度较差。最大可达0.5像元。(2) 双线性内插值法计算量大，但缩放后图像质量高，不会出现像素值不连续 的情况。由于双线性插值具有低通滤波器的性质，使高频分量受损，所以可 能会使图像轮廓在一定程度上变得模糊。(3) 前两种方法几何精度较好，但计算时间较长，特别是双三次卷积法较费时， 在一般情况下用双线性插值法较宜。基于灰度的数字影像相关方法：1相关系数法2协方差法3最小二乘影像相关核线相关：沿核线寻找同名像点同名核线：核面与两像片面的交线为什么要进行核线相关？核线相关能沿着x，y方向搜索同名像点的二维相关问题转换为沿同名核线搜索同名像点 的一维相关问题，从而大大减少了计算工作量同名核线的确定1共面条件法 2基于数字影像几何纠正法提取核线数字摄影测量系统：是基于数字影像或数字化影像来完成摄影测量作业的所以软、硬件组成 的系统。数字摄影测量系统主要功能：1.像片扫描数字化2影像处理3内、外定向4. 几何操作、坐标测量、影像配对5.空中三角测量6.GIS GPS 遥感等方面第九章像片纠正与正射影像图像片纠正：对原始的航摄像片或数字影像进行处理，获取相当于水平像片的影响或数字正射 影像.像片纠正方法：1.光学机械纠正法2光学微分纠正3数字微分纠正数字微分纠正：第一种解释：直接利用计算机对数字影像进行逐个像元的微分纠正，称为数 字微分纠正第二种解释：根据有关的参数和数字地面模型（DTM