近景摄影测量总结

第一篇：近景摄影测量总结

1、近景摄影测量是摄影测量与遥感学科的一个分支它通过摄影手段以确定地形以外目标的外形和运动状态。主要包括古文物古建筑摄影测量、工业摄影测量、生物医学摄影测量三个部分。

2、近景摄影测量与航空摄影测量的比较

1、相同点基本原理相同模拟处理方法、解析处理方法、数字影像处理方法基本相同 某些内业摄影测量仪器的使用。

2、不同点 1）测量目的不同。航空摄影测量以测制地形、地貌为主注重其绝对位置近景摄影测量以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的并不注重目标物的绝对位置。2）被测量目标物不同。航空摄影测量目标物以地形、地貌为主近景摄影测量目标物各式各样、千差万别3）目标物纵深尺寸与摄影距离比的变化范围不同。4）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。5）影像获取设备不同。6）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。7）近景摄影测量适合动态目标

3、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。

4、近景摄影测量技术的不足

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--当不能获得质量合格的影像--当待测量点数稀少

5、近景摄影测量精度统计的方法 衡量精度的基本指标是被测点的坐标中误差精度

1、估算精度:摄影前按控制方式、条件等的理论估算精度

2、内精度:影像处理时按方程组健康度直接计算

3、外精度:用多余控制点或条件客观的精度检验

6、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。

7、摄影测量常用坐标系 大地坐标系、摄影测量物方坐标系、像空间辅助坐标系、像空间坐标系、像平面坐标系。其中近景摄影测量常用坐标系有摄影测量物方坐标系、像空间坐标系、像空间辅助坐标系、像平面坐标系

8、像片内外方位元素

1、内方位元素 恢复摄影时光束形状的要素包括像主点在“框标坐标系”的坐标(x0 , y0)及像片的主距 f

2、外方位元素 确定摄影光束在物方空间坐标系中的位置与朝向的要素包括三个直线元素XS , YS , ZS描述摄影中心在物方空间坐标系中的位置以及三个角元素φωκ描述摄影光束在物方空间坐标系中的朝向。

10、共面条件方程式共面条件方程式描述了摄影基线及同名光线位于同一平面内的几何关系它是影像解析计算的另一个基本关系式。按照共面条件方程式可形成近景摄影测量处理一种的方案即按照内定向、相对定向、绝对定向顺序处理的方案。

11、影像获取设备分类 1摄影设备 量测摄影机 格网量测摄影机 半量测摄影机 非量测摄影机 2 摄像设备 CCD相机 电视摄像机 高分辨率电视摄像机

12、量测摄影机 专为测量目的而设计制造结构严谨经过严格检校 内方位元素已知可记录 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 采取措施压平底片

13、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

14、半量测摄影机 不具备量测摄影机的性能具有改正底片变形的格网对非量测摄影机加装格网

15、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。

16、立体量测摄影机 在固定长度的摄影基线杆两端装配两台量测摄影机主光轴平行且都

与摄影基线垂直的设备称为立体量测摄影机 立体量测摄影机所摄像对是正直摄影立体像对

17、改变摄影机主距的方法 1连续调焦改变主距2更换垫圈改变主距3更换镜头改变主距

18、近景摄影测量的摄影方式 主要有正直摄影、交向摄影还有等偏摄影、等倾摄影。

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

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式。交向摄影适合于解析法及数字近景摄影测量常采取100%重叠方式

3、正直摄影与交向摄影 正直摄影特点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%重合。交向摄影特点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%重叠方式。

19、等偏摄影与等倾摄影 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.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摄影.20、“航带网或区域网”摄影 基于交向摄影的多摄站摄影 特点获取被测目标多张相互重叠的像片 目的大幅度提高摄影测量精度与可靠性

21、正直摄影方式的精度估算式 推算自己看书 设正直摄影像对以左摄影中心为原点两摄影中心的连线摄影基线作为X轴。设物方有一点AX,Y,Z在两张像片上的对应像点为a1,a2。几点结论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

22、调焦距D摄影中心与调焦最清晰点之间的距离。通俗的说即为摄影中心与被摄物体之间的距离,简称物距。

23、超焦距H 超焦点距离、无穷远起点 给定光圈和模糊圈的大小当摄影机调焦到无穷远时 从摄影中心开始的某一距离到无穷远范围内的景物成像都是清晰的这一距离称为超焦距。此清晰点称为无穷远起点。

24、景深ΔD：给定光圈和模糊圈大小被摄影空间能够获得清晰构像的深度范围.景深ΔD为沿光轴方向的后景距D2与前景距D1的差值,ΔD=D2-D1。超焦距H与景深ΔD成反比

25、曝光时间的确定

1、方法A、经验法B、使用测光表C、试片法D、推算比较法

2、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间。已知用普通相机测光时正确的曝光参数为相机上安置的感光度为s光圈号数为k测得的曝光时间为t 光圈优先近景摄影机使用的底片感光度为S安置光圈号数为K则应安置的正确曝光时间T为T=s/S*(K/k)2*t26、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a、移动相机法b、移动目标法c、旋转目标法d、投影标准格网法e、利用分光装置法（镜面摄影法，同一物镜法）

27、同步摄影 对动态目标拍摄立体像对需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。

28、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。

29、动态目标立体像对获取方法

1、同步快门 机械同步快门※电子同步快门

2、记时装置

3、频闪照明 主动频闪照明 被动频闪照明

4、立体摄影的同一物镜法（基线短）

30、被测物体的表面处理 对近景摄影测量的大多数目标无需进行表面处理。而对色调单

一、缺乏纹理的目标需进行表面处理。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。

31、被测物体的表面处理的方法 ※色调单

一、缺乏纹理的目标

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

32、照明原则

1、使用自然光时要照度均匀避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。

33、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。

34、标志分类

1、按用途分a 控制点 b 待定点 c 检查点、按外形分a平面型标志 b 立体标志

3、按质地分a 纸质 b 金属 c 搪瓷

4、按是否发光分a 主动发光标志 b 被动发光标志

5、按色彩分a 黑白标志 b 彩色标志。

35、人工标志的设计

1、大小a、标志构像大小一般为0.05—0.2mm;b、标志构像与测标相比 标志构像直径/测标直径=5/3;c、对数字影像标志构像应包括十余个像素。

2、外形及图案根据测量目标及测量环境决定。

36、近景摄影测量控制的目的

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。

37、控制点与相对控制控制点与相对控制是近景摄影测量中使用的两类控制。

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间的某种已知几何关系。如已知的长度已知的角度未知点位于同一平面未知点位于同一直线

38、控制点的测定精度要求 待定点坐标的中误差m由控制点坐标中误差m控和摄影测量中误差m摄组成。M=sqrt(m控2+m测2)为使控制点坐标中误差m控对待定点坐标的中误差m不产生影响应使 m控

39、控制点的一般测量方法 前方交会+三角高程方法 前方交会测量控制点的平面坐标三角高程测量控制点的高程原理方法精度分析均自己看书复习

40、基线的确定方法

1、钢尺、皮尺

2、铟瓦尺

3、测距仪

4、标准尺法。

41、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

42、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

3、留有摄影空间

43、活动控制系统 均匀分布有一定数量已知坐标的控制点的可携带框架称为活动控制系统。

44、建立活动控制系统的目的

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。

45、活动控制系统的测量方法

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

46、近景摄影测量的三种处理方式 1模拟法近景摄影测量 2解析法近景摄影测量 3数字近景摄影测量

47、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)

48、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

50、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。

52、近景摄影测量的多片空间前方交会解法影响精度的因素

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。

53、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。

55、近景摄影测量的单像空间后方交会解法影响精度的因素

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

56、多片后方交会条件相机内方位元素与畸变系数不变。即摄影时不进行相机调焦操作在不同的位置对物方控制点摄影。

57、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。

58、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。

59、几种典型的光线束解法

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)a)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条件

2、无控制点且外方位元素视作观测值的光线束解法a)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a)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含相对控制的光线束解法中相对控制的使用可采用两种方式处理 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度

60、直接线性变换解法的特点

1、不归心、不定向；

2、不需要方位元素的起始值；

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；

5、本质是一种空间后交前交解法。

61、近景摄影机检校：检查和校正摄影机内方位元素和光学畸变系数的过程

62、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；

7、立体摄影测量系统的检校；

8、摄影机同步精度的测定；

6、摄影机偏心常数的测定；

63、主距： 物镜系统摄影中心到影像平面间的垂直距离，称为主距;

64、主点： 物镜系统摄影中心向影像平面间作垂线，垂足称为主点;

65、自准直主点:物镜系统与垂直此光轴的理想像平面的交点。

66、光学畸变差：径向畸变差、偏心畸变差（包括非对称径向畸变差、切向畸变差）

67、径向畸变使构像点沿向径方向偏离其准确理想位置。根据系数的正负，又可分为桶形畸变和枕形畸变两类。

68、检校方法：光学实验室检校法（准直管）试验场检校法（控制场）在任检校法 自检校法 恒星检校法

69、实验场检校的主要算法：单像空间后方交会 多片空间后方交会 直接线性变换解法 自检校光束法平差

79、在任检校法：在完成摄影测量任务的同时，实施检校。也就是在解求待定点物方坐标的同时，完成内外方位元素和畸变系数的解算。

80、自检校法：无需物方控制点的检校方法。计算机视觉界经常采用

81、恒星检校法：对恒星摄影，实施摄影机的检校。利用恒星的天球坐标作为参考坐标，量测恒星的影像坐标，根据恒星成像的大小和亮度选择恒星用于解算相机参数。

第二篇：论文-近景摄影测量-1.1研究的背景和意义

1.1 研究的背景和意义

中国古建筑是世界上延续历史最长、分布地域最广、风格非常显明的独特建筑体系，蕴含着丰富的文化价值、历史价值及艺术价值，是古代人们劳动与智慧的结晶，是几千年文化传承与发展的沉积。[1] 罗哲文,中国古代建筑[M],上海:上海古籍出版社,2001随着

社会经济的不断发展，人们生活水平及品位的日渐提高，人们对那些经过几千年风风雨雨而最终保留下来的古代建筑的保护也越来越重视。古建筑测绘作为古建筑保护过程中不可或缺一个重要环节，也越来越备受关注。

古建筑测绘是测绘学在文化遗产保护领域中建筑遗产记录，监测以及保护工程实施等方面的直接应用，其为古文物建筑的保护提供科学记录的档案，是保护工作科学、有效的进行同时又为建筑历史与理论研究、建筑史教学提供翔实的基础资料，为继承发扬传统建筑文化、探索新的现代建筑创作提供借鉴。[]左光之, 古建筑测绘教学的研究与探讨在古建筑测绘中近景摄影测量方法对于古建筑的保护、维修或

重建工程是最合适和最理想的方法，也是其他方法无法替代的。摄影测量的有着悠久的历史，目前数字近景摄影测量最有极大的潜力和灵活性。在古文物、古建筑领域，自动的或半自动的数字近景摄影测量系统是一强有力的工具，可用于古文物、古建筑的重建、修复、维护、研究和资料记录等。[]李振涛、许妙忠，数字近景摄影测量在古建筑物重建中的应用研究[B], 测绘信息与工程，2007.32(4),P8

为了满足古建筑保护的需要，本文综合考虑古建筑测绘对古建筑保护的重要意义，分析了目前古建筑测绘中最合理和最理想的测量方法——数字近景摄影测量，并结合PhotoModeler Scanner软件在三维建模和测量中的应用，提出了将数字近景摄影测量结合PhotoModeler Scanner软件运用到古建筑测绘中，以便为古建筑的重建、修复、维护及研究获取第一手资料。

第三篇：摄影测量实习总结

《摄影测量学》是测绘工程专业重要的专业课程。按照培养目标和教学大纲的要求，本课程进行了一周的课程实习。旨在通过本次课程实习来加深对摄影测量学的基础理论、测量原理及方法的理解和掌握程度，切实提高同学们的实践技能。并达到将所学的各章节知识融会贯通，基本能够综合运用已学知识来解决一些实际问题的目的。要求每位同学在实习老师的指导下能独立完成各项实习内容，尤其应熟练操作各种摄影测量仪器，掌握解析摄影测量的全过程，了解数字摄影测量的主要内容及发展趋势。

本次实习院领导予以足够的重视和精心的安排，老师调节好各个方面的关系，给我创造最好的实习环境。在第一天的实习动员会上，赵老师就本次实习的意义、要求实习注意事项等方面作了明确的阐述，同时，也就本次实习内容和实习步骤作了说明。在其后的实习过程中，学生实习目的明确、主动积极、不怕吃苦、勇于承担重任，这些现象说明本次实习动员会起到了很好的效果，是顺利完成实习的基础。随着摄影测量与遥感技术蓬勃发展，同学们对摄影测量学产生了浓厚的学习兴趣，激发他们的学习热情，纷纷表示要好好珍惜这次难得实习机会，尽量学到更多得有用东西，充分感受测绘科技发展带来的革命性的变革，为今后走上工作岗位奠定坚实基础。通过本次实习，我们更加认识到摄影测量学要有扎实的理论知识和熟练的软件操作能力。

为使学生明确本次实习的总体任务及每一实习项目具体的作业程序、作业方法，指导教师在各项实习内容开展之前进行集中讲解，做到任务明确、过程清晰；实习过程中，分组指导和定期集中讨论相结合，启发学生解决作业中出现的实际问题。本次实习不仅使学生理论知识得到巩固、操作能力得到加强，同时也使学生运用知识的能力得到提高。

在实习过程中不免出现些错误和困难，但是我们都没有因此而放弃。我个人觉得在实习过程中细心是非常必要的，例如在选择同名点时，一不小心就有可能将同名像点找错。还有在影像匹配后编辑时，如果我们不细心，在没有保存我们成果的情况下就关闭了窗口，我们的成果就会因我们的粗心大意而失去。所以我认为养成一个细心严谨的态度是非常必要的，这将减少一些不必要的错误和损失。其实，我觉得本次实习没有什么特别困难的地方，只要大家能够做到认真细心，我们的实习就会很顺利。

本次实习让我深深体会到，理论指导实践这一真理。在本次实习中，我发现我们要做的工作其实很简单，只要点击有关的按钮，计算机就自动帮我们完成要做的工作了。但是，如果我们没有扎实的基础知识，就无法正常并顺利地操作计算机去完成我们要的指令操作。当我们再次遇到类似的问题时就无法解决了。对于我们来说，如果只有理论知识，而实践操作为零，那也只是纸上谈兵；但是指挥操作，不懂理论知识，那也不能独立完成工作。所以，我们要好好学习理论知识，这样才能指导实践，加强我们的动手能力。将来毕业了，才能是个合格的测绘工作人员。

时间飞逝，五天的实习就这样结束了。虽然只有五天的实习，我从中学到了许多在课堂中无法学会的指示，理解了许多在课堂上无法理解的知识。很珍惜这五天的实习，让我更加清晰的认识了摄影测量学这门学科，进一步了解了相关软件的操作和使用，锻炼了我的动手能力。最后，很感谢老师给我们提供的实习机会，每天不辞辛苦的陪伴着我们，给我们技术上的指导，生活上的管理。虽然，本次实习在学校机房，但依然当不住寒冬的侵袭，老师这样陪伴着我们，让我很感动。我知道只有优秀的实习报告与成果才能回报老师的辛欣工作，与默默付出。我相信，我的实习总结会让老师得到安慰，觉得一些付出都是值得的了。在今后的工作和学习中，这次实习会给我源源不绝的动力和力量，我相信我会更加自信的面对今后的生活和工作，更加努力的学习和工作。

第四篇：摄影测量总结

第二章、单张航摄像片解析

1.摄影的原理是按小孔成像原理进行的。

2.航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，成为航摄机主距，常用f表示。（因为相对于行高，它趋近于无穷远成像，所以主距等于摄影机物镜的焦距）

3.航摄像片倾角：航摄机向地面摄影时，摄影物镜的主光轴偏离铅垂线的夹角，称为航摄像片倾角。

4.航摄片比例尺：f/H（航摄机主距与行高的比值，因为是相似三角形所以三边比值都是航摄比例尺），航摄比例尺越大，照片越清楚。因为实际情况往往不垂直所以表示为：1/m≈f/H

5.像片重叠度：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，一般为60%以上。相邻航线的重叠称为旁向重叠，一般在24%以上。

6.把一条航线的航摄像片根据地物景象叠拼起来，每张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现弯弯曲曲的折线，称为航线弯曲。航线在地面上的投影称为航迹。实际航线与设计航线之间的夹角称为航迹角。

7.像片旋角：在一张相邻像点连线与同方向框标连线间的夹角。

8.航摄像片上的点线，p15

9.像方坐标系：像平面坐标系、像空间坐标系、像空间辅助坐标系（重点是图p16-p17）物方坐标系：摄影测量坐标系、地面测量坐标系、地面摄影测量坐标系（p17-p18）

10.航摄像片的内、外方位元素：

内方位元素：描述摄影,中心与像片之间相关位置的参数，包括：f，像片框标坐标x0，y0外方位元素：在恢复了内方位元素的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数（重点：书中的几张图p19-p21）

11.空间直角坐标变换

首先进行平面坐标的转换，之后进行空间坐标转换（公式：2-3）

方向余弦φωκ角的关系：（公式：2-3,2-4）

方向余弦φ’ω’κ’角的关系：（公式：2-6）

方向余弦A,α,κ角的关系：（公式：2-8）

12.中心投影的构像方程式(共线方程的建立)

通过航摄片比例，建立地面摄影测量坐标系、像空间辅助坐标系建立的比例关系，进而进行公式计算（公式：2-11）

13．航摄像片的像点位移：当航摄像片有倾角或地面有高差时，像片与理想情况产生的差异。产生原因：像片倾斜、地形起伏、物理因素（前两个为重点）

14.单张像片空间后方交会（公式2-11）

后方交会计算中的误差方程和法方程及精度（p35）

第三章、双像解析摄影测量

1.人眼的立体视觉：由于人的两只眼睛存在间距（平均值为6.5cm），因此对于同一景物，左右眼的相对位置（relative position）是不同的，这就产生了双目视差，即左右眼看到的是有差异的图像。

2.人造立体视觉：空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的像片产生生理视差，重建空间景物的立体视觉，所看到的空间景物称为立体影像，产生的立体视觉称为人造立体视觉。

构成人造立体视觉的条件：

两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对；

每只眼睛必须只能观察像对的一张像片；

两像片相同景物的连线与眼基线应大致平行

两像片的比例尺应相近（<15%），否则就要应用ZOOM系统进行调节

3.立体观察：立体镜观察，叠映影像的立体观察，双目镜观测光路的立体观察】立体量测：借助立体观测装置与测量的侧标和量测计量工具

量测像点坐标的仪器：HCT-1型立体坐标量测仪、精密立体坐标量测仪

4.解析的方法处理立体像对的常用方法（第三章概述）：

（1）利用像片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空间坐标。

（2）利用立体像对的内在几何关系，进行相对定向，建立与地面相似的立体模型，计算出模型点的空间坐标。再通过绝对定向，将模型进行平移、旋转、缩放，把模型纳入到规定的地面坐标系中，解求出地面目标的绝对空间坐标。

（3）利用光书法双向解析摄影测量来解求地面目标的空间坐标。这种方法将待求点与已知外业控制点同时列出误差方程式，统一进行平差解求。

5.立体像对的前方交会

意义：因为在单张像片建立的共线方程x，y只能列出两个方程式，而使用立体像对上的两同名像点的坐标x1，y1，x2，y2，可以列出四个方程，从而求出三个未知数。

定义：由立体像对中两张像片的内、外元素和像点坐标来确定相应地面店的地面坐标系的方法

过程：1，两张像片分别建立比例关系式2，求出两张像片的投影系数3，前两步联立解求坐标（y需要两个投影系数求出坐标的平均值）

6.空间后交、前交方法的联合计算

1.野外像片控制测量：在影像重叠部分找出四个控制点，确定他是何种地物，然后在野外常规方法测量出四个控制点的地面测量坐标。

2.用立体坐标量测仪量测像点的坐标

3.空间后方交会计算像片外方位元素

4.空间前方交会计算未知点地面坐标

7.解析法相对定向

用于描述两张像片相对位置和姿态关系的参数，称为相对定向参数。用解析计算的方法解求相对定向元素的过程，称为解析法相对定向。

坐标系的选择通常有两种形式：连续相对定向坐标系和单独像对坐标系，相应的相对定向元素分为连续像对相对定向元素和单独相对相对定向元素

连续像对相对定向元素：左像片：X,Y,Z,=0，ΦΩΚ=0，右像片：X=b，Y=b，Z=b，ΦΩΚ——所以连续相对定向元素：b，b，ΦΩΚ(图3-12)

单独像对坐标系：X,Y,Z,=0，Φ，Ω=0，Κ=0，右像片：X=b，Y=b=0，Z=b=0，ΦΩΚ——相对定向元素：Φ1 Κ1 Φ2 Ω2 Κ2（图3-13）

8.解析法相对定向原理：共面条件：B·(S1a1×S2a2)=0

9.相对定向解算：公式

10.解析法绝对定向：把模型点的摄影测量坐标转化为地面测量坐标，借助已知地面控制点。（主要工作是坐标转换工作）

11.光束法双像解析摄影测量：用已知的少数控制点以及待求的地面点，在像对内，同时解求两张像片的外方位元素与待定点坐标。

12.解析法空中三角测量：把一条航带的连续像对作为一个单元进行处理

独立模型法解析空中三角测量、光束法解析空中三角测量、gps辅助空中三角测量

第四章、立体测图的原理与方法

1.立体测图方法：模拟法立体测图：应用光学投影或机械投影的方法来模拟像对的摄影反转

过程，建立测图的立体模型。

解析法立体测图：引入计算机的模拟法

数字化测图

第五章、数字摄影测量

1.数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。

2.影像数字化仪：

电子-光学扫描仪：滚筒式、平台式

固定阵列式数字化仪：使用一条线上或是一个面积排列的半导体传感器（ccd）

3.影像数字化过程：

影像的灰度：光学密度，D=logO（O影像的不透过率）

采样与量化：每隔一个间隔读一个点的灰度值，这个过程称为采样，这个间隔称为采样间隔。灰度值取整叫做影像灰度的量化。

4.数字影像的构成：灰度与坐标

5.数字影像内定向：像平面坐标系与扫描坐标系之间的转换

6.全数字影像系统：直接利用数字立体影像，由计算机处理成产数字地图，数字正射影像为目的自动摄影测量系统

第五篇：低空摄影测量总结

低空摄影测量的总结

摘要：为了解决传统摄影测量在小区域测量时存在的一系列问题，国内外不少学者一直致力于低空摄影测量的研究，并获得了不少的成果，无人机的发展和完善不断推动着低空摄影测量在各领域中的应用和发展。本文主要介绍了低空摄影测量的特点、构成、关键技术、亟待解决的问题和应用领域等等。

关键词：低空摄影测量，无人机，高程精度，三维建模，组合相机

在传统摄影测量用于小区域大比例尺地形数据采集时，航摄的成本高,生产周期长,满足不了特定条件下的成图精度和经济效益的要求。同时也存在着高层建筑物遮挡，分辨率不够高等因素的影响，大大降低了数据采集的速度和质量。然而低空摄影测量由于其高分辨率，高重叠度，低成本，受云雾影响小等优点，迅速成为了人们关注的热点，但是由于其像幅较小、畸变较大、影像数量多，影像倾角过大和重叠度不规则等不利因素，也引起了一系列问题。因此在应用低空摄影时需解决低空本身存在的不足。1． 低空摄影测量的概述

低空摄影测量通常指航高在1000m以下的航空摄影测量,常用的摄影平台有轻型飞机、有人直升机、无人飞艇、无人机、气球等。低空摄影测量具有获取成果快、生产周期短、运作成本低、可操作性强等特点。特别是近几年发展起来的以无人飞艇、无人机为遥感平台的低空摄影系统,以数字遥感设备为任务载荷,以遥感数据快速处理系统为技术支撑,它是一种高机动性、低成本的小型化、专用化遥感系统。其作为一种新的技术方式，更适合在危险区域图像的实时获取、土地变化监测、环境监测、应急指挥需求等方面应用。其系统具有安全性高，低成本，能多角度，高分辨率的获取影像。但与传统的航天和航空影像相比，它又有姿态稳定性差、旋偏角大，像幅小、数量多，影像畸变大等缺点。2． 国内外研究现状

自从低空摄影测量成为人们关注的热点后，其在航拍和姿态平台，传感器，数据处理系统，数据处理方面和应用方面都取得了很大的发展。

在航拍平台上，常见的无人机遥感平台有：固定翼无人机，无人直升机，无人飞艇等。其中飞艇以巡航速度慢,留空时间长,飞行稳定等特点在低空巡逻、监视方面得到广泛应用；直升机具有飞行性能稳定、抗风能力强、续航时间长、对飞行场地要求不高、可灵活野外作业等特点；固定翼无人机采用常规布局,具有高机动性、高载荷、气动性能好等优点,非常适合搭载各种任务设备,出色完成任务,适合于执行长途远距离航拍和巡线任务。如测科院的USVRS-II，刀锋460无人机等。在姿态稳定平台上，常用的有两轴云台及三轴云台，主要是用于消除飞行器姿态变化对相机的影响，保证相机的姿态。

在传感器方面，目前比较常用的是非量测相机，同时相机的组合和类型也在不断的发展和变化。如桂德竹利用组合宽角相机的低空影像进行三维建模，解决了像幅小，精度低和自检校等问题，刘凤英等研究了自稳定双拼航摄数码相机技术，可以满足 1∶ 1000 大比例尺地形图测绘的精度要求，Xie et al.和Grenzdorffer et al.分别研究广角四拼相机和五拼相机的整合，定标技术等。在传感器类型方面，出现了智能手机传感器，可见光，近红外，多光谱，高光谱相机，热红外传感器，LiDar和SAR传感器等等。如Yun et al.利用无人机上安装三星智能手机来获取DEM，Tetracam利用多光谱来监控植被的健康状况等等。

在数据处理系统方面，国外比较著名的有徕卡 Leica 公司的Helava系统，德国蔡氏 Zeiss 公司的 PHODDIS 系统，美国 Intergraph 公司的 Image Station 系统等。国内比较成熟的数字摄影测量系统有中国测绘科学院的 JX4 系统，适普公司的VirTuoZo系统。目前，数字摄影测量系统正朝自动化方向迈进，比较有代表性的是由张祖勋院士研制的数字摄影测量网格DPGrid系统，中国测绘科学院研发的PixelGrid系统，由北京吉威数源有限公司研发的 GEOWAY CIPS 系统。

在数据处理方面，主要体现在以下几个方面：多基线的影像处理用以提高高程精度，低空影像的三维建模，影像匹配和融合技术，遥感数据实时处理和下传，基于低空影像的各种产品生成和研究以及影像的检校模型等等。如催红霞，林宗坚等的无人飞艇低空数码影像多视摄影测量，建立多基线立体几何，进行前方交会实现精度的提高，同时Wefelscheid et al., Harwin and Lucieer也利用多视影像来提高精度。刘志奇利用低空影像进行城市三维建模，介绍了一套建模流程以及相关问题，桂德竹利用宽角组合相机实现了城市三维建筑物的建模，以及利用Structure from Motion恢复三维信息。在影响匹配和融合拼接方面，王书民等在匹配拼接之前先进行批量采样和裁剪等预处理，来提高图像拼接速度与质量；金士玲由SIFT 的局限性和不足，对其进行了改进适用于重叠度大和分辨率高的低空影像；Lowe提出的SIFT算子以及其的各种变种（SURF，ASIFT，BRIEF，BRIEF）等，还有将Structure from Motion和摄影测量技术相结合用于匹配和拼接（Abdel-Wahab et al.(2012), Cramer(2013b)and Qin et al.(2013)）等等，同时还有Semi-Global Matching的介绍（Hirschmüller, 2005，Bulatov et al., 2011;Küng et al., 2011;Haala et al., 2013），在各种产品生产上，方法也是各有不同，都是基于一定的前期处理，然后生成产品。杜全叶等根据低空影像生成的DEM，利用正射纠正模块使用Voronoi图分块正射纠正，生成DOM，刘淑慧根据正射影像生成存在的问题提出了相应的解决办法。在检校模型上，提出了各种检校模型，有大面阵相机的检校，非量测相机的检校，以及各种组合相机的检校等。

在应用领域方面，涉及的范围是非常广的。低空摄影凭借其安全性，灵活性，高分辨率等特点，可以应用在灾害危险地区，大比例尺成图区域，三维数字城市，电力水利，土地利用变更调查，风景名胜古迹、旅游景点获取局部或全景鸟瞰像片和编制影像平面图等等方面，关于其进一步的介绍在后面给出。3． 低空摄影测量的关键技术

3.1 遥感平台技术

低空遥感平台的性能与成本直接影响低空航空遥感系统的应用效果与范围,因此不断提高低空平台的性价比对于低空航空遥感业务化运行系统的可持续发展至关重要.其关键的性能指标包括飞行高度、续航时间、有效载荷、飞行平稳度、导航精度、巡航速度、起降方式等.而且低空的运行成本对整个系统也至关重要.因此,在目前低空平台的基础上,努力提高下一代低空平台的性价比,使其更适合作为可持续经营的遥感平台,是下一步的研究重点。

3.2 遥感传感器技术 由于低空技术的发展，如今越来越多的普通数码相机应用于低空摄影测量中，但由于普通数码相机相幅小、像片多等各种问题的存在，因此，我们应该开发高分辨率、重量轻、存储量大的大面阵相机或者小面阵多相机组合的摄影系统(两相机、三相机、四相机等),以及相应的相机检校和影像后处理方法等方面的研究。同时由于应用的需求不一样，多光谱相机，红外相机，高光谱相机以及热红外相机的开发和利用就显得重要了。

3.3 姿态控制技术

为了减小飞行器、气流等因素对相机造成的影响,获取清晰的高质量影像,必须开发稳定平台,特别是抗风能力弱、飞行稳定性差的无人驾驶飞行器(如飞艇、无人机),应加上高灵敏度的单轴或三轴稳定平台保证相机的姿态稳定,或者采用机载POS系统(IMU、DGPS)直接获取像片高精度的外方位素用于航片的内业处理。

3.4 相机定标技术

非量测数码相机不是专门为量测目的设计的,其畸变性能与胶片量测摄影机的畸变性能不完全相同。在处理影像是首先就要对其进行校正，否者会引起很大的误差，对于数码相机的畸变差可以分为系统畸变差和随机畸变差，主要的检校模型有数学畸变模型和二维控制场检校，当然也需要对不同相机组合也要进行相应的相机检校，达到精度要求。

3.5 影像处理技术

对于低空影像的获取后，不可避免的存在一些问题，因此就需要研究相应的处理软件对其进行处理，以获取高精度的产品。一般的影像处理技术主要包含以下几个方面：影像的预处理，影像匹配，相对定向，区域网平差，DEM和DOM的生成以及立体测图等。每一个环节都需要相应的处理技术和手段来保证后续的处理精度要求。4． 低空摄影测量的应用

（1）小面积地区性大比例尺地形图测绘

由于传统的航空摄影测量应用于小区域特别是城市大比例尺测图时,存在建筑物遮挡严重、费用高、生产周期长等问题,低空摄影测量技术凭借自身特有的优势成为该领域应用的首选技术,这对于大中城市改建、扩建、新农村建设、小城镇的兴建规划设计用地形图的施测、修测有极大的现实意义。

（2）城市三维建模

城市三维建模是“数字城市”建设的关键内容之一,建模数据的获取途径和处理方式直接影响到整个建模流程的速度和模型的整体质量(几何精度、视觉效果等)。低空摄影测量可以快速采集建模区域的地学信息,经过内业处理快速获取建模所需的DEM、DOM和部分建筑物的空间特征数据,特别是无人飞艇可以低空、低速飞行,能够针对地面标志性建筑物进行悬停和倾斜拍摄以获取建筑物的纹理图像,减小外业采集纹理数据的工作量,提高大范围建模的速度,是一种实用、高效的数据获取途径。

（3）其他应用

由于低空摄影测量的特点，除了在测图和三维建模方面的应用外，还广泛的应用于自然灾害的应急反应、国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、电力森林和水资源开发等领域的应用。

在林业领域，森林健康监测、林业资源调查、野生动植物保护、森林防护、火灾监测、退耕还林监测、荒漠化治理中非常急切的需要低成本，快速，高精确度等特点的遥感监测技术。

在电力领域，水电工程环境大多数都较为险峻，但是其的设计和施工都不可缺少的大比例尺地形图成图技术还停留在人工测制阶段。主要由于使用常规航空摄影技术成本高、周期长，而且它所测量的范围小，用户无法承受。车载无人机系统无须使用专用场地，可以直接弹射起飞、云下飞行、姿态平稳，特别适合在一些恶劣条件下高精度遥感数据的获取。

在环境保护领域，随着国家对生态化建设的需求，相关的环保部门急需快速，高效的监测手段进行各类污染源及其扩散态势的监测，为环境治理提供一系列的依据。所以低空摄影测量能够解决其相应的需求。

在水利领域，我国水利部门在行使流域规划、水资源管理、水利项目、水污染控制、流域治理、防汛抗旱调度、水土保持生态建设等管理职能时既需要卫星和航空遥感手段进行大面积宏观监测，又需要高速、高效、高精度监测技术。在相关的水利行业装备无人机遥感系统可以使其应用于生态环境、流域水土保持防洪、防凌监测以及基础测绘和重点工程制图等方面。

5． 低空摄影测量存在的问题

低空摄影测量由于其优点得到了一定的发展，但由于其像幅较小、畸变较大、影像数量多，影像倾角过大和重叠度不规则等不利因素。同时也存在着一些问题，需要对其进行研究解决。主要包括以下几个方面：

（1）建立基于无人驾驶飞行器的低空数字摄影测量与遥感硬件系统。硬件平台包括无人驾驶遥控飞行平台,差分GPS接收机,姿态传感器,高性能数码相机和视频摄（2）

（3）（4）（5）（6）像机,数据通讯设备,影像监视与高速数据采集设备,高性能计算机等等。需要深入研究无人驾驶飞行平台的飞行特性,并研制三轴旋转云台、差分GPS无线通讯、视频数据的自动下传、自动曝光等关键技术。

研究无人驾驶飞行平台的自动控制策略。在飞行器上搭载飞控计算机,由差分GPS数据得到飞艇(相机)的精确位置,在此基础上对较低分辨率的视频序列影像进行匹配,结合姿态传感器的输出信号实时自动确定飞行器的姿态,从而进行飞行自动控制,并将所有数据同时下传到地面监控计算机。

传感器多相机的组合和检校，以及各种传感器的组合和利用。

研究多基线立体影像中连接点的多影像匹配方法与克服影像几何变形的稳健影像匹配和融合方法。

数字表面模型与正射影像的自动获取及立体测图。

相对于传统的航空摄影测量而言,低空摄影测量还没有形成一套较成熟的技术流程，同时缺少对特殊影像的处理（如纹理相同区域）和全自动化的空中三角测量软件，解决组合宽角相机重叠度大而分辨率不均匀影响影像匹配可靠性的问题和控制点稀少条件下的空三要求。

6． 结论

本文针对低空摄影测量的技术，介绍了其相关的研究现状，关键技术，应用领域，并指出了其存在的问题。同时低空摄影测量由于其不可取代的优点，应不断拓宽其应用领域，和一些技术结合使用，如LiDar技术和SAR技术等，不断拓宽其技术的新领域。

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