摄影测量学及其发展
浅谈摄影测量技术及其发展历史
浅谈摄影测量技术及其发展历史[作者信息][摘要] 从19世纪中叶开始至今，摄影测量的发展可划分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个发展阶段。
摄影测量学是测绘学的分支学科，它指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。
[关键词]摄影测量作用特点发展历史1 前言随着信息技术不断发展，科技水平飞速提高，电子产品、网络、出行工具等等都有了翻天覆地的变化，测绘技术也不例外。
摄影测量学是测绘学的分支学科，它指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。
2 什么是摄影测量2.1摄影测量的作用和特点摄影测量的主要任务是对地观测，因此测绘各种比例尺的地形图和专题图，建立地形图数据库，并贮备各种地理信息系统的建立与更新时需要的基础数据。
另外摄影测量还广泛应用在非地形测绘领域，比如对爆破、高温、真空等危险现场进行监测。
摄影测量的优点主要体现在以下几个方面：(1)影像记录的物体目标客观、信息丰富、图像清晰，人们可以比较方便的获得所需要的几何或物理信息。
将影像信息作为制图的依据具有非常突出的优势。
(2)摄影测量不需要接触被测目标实物，因此测量作业不受工作现场条件的约束。
例如对滑坡、泥石流等地质灾害的监测具有危险性，不可能让人去现场进行实地观测，摄影测量手段的应用就显得尤为重要了。
(3)摄影测量可以绘制动态变化或移动的目标。
影像记录是对目标物体某时刻状态的真实反映，因此摄影测可以用来研究动态的目标。
并且，这种研究是整体、全面、同时的，而非局部、片面、有时差的。
例如研究液体、气体等移动的非固定目标时可以应用摄影测量技术。
(4)摄影测量可以绘制形态复杂的目标。
在地形绘制中，应用经纬仪测绘山区的地形将会显得非常的困难，采集地形地貌的特征点时，如果丢失或缺少关键的特征点将会影响所绘地形图的准确性。
(5)影像资料可以重复使用，永久保存。
一份影像资料客观详细的反映了该地的地表情况，成为记录当地信息的重要资料，通过对不同时期的影像资料对比，可以研究该地的地貌变化特征和发展规律。
《摄影测量学》课程笔记
《摄影测量学》课程笔记第一章绪论一、摄影测量学的基本概念1. 定义摄影测量学是一种通过分析摄影图像来获取地球表面及其物体空间位置、形状和大小等信息的科学技术。
它结合了光学、数学、计算机科学和地理信息科学等多个领域的知识，为地图制作、资源管理、环境监测和工程建设等领域提供精确的数据。
2. 分类- 地面摄影测量：使用地面上的摄影设备进行的摄影测量，适用于小范围或精细的测量工作。
- 航空摄影测量：利用飞行器（如飞机、无人机）搭载摄影设备进行的摄影测量，适用于大范围的地形测绘。
- 卫星摄影测量：通过卫星搭载的传感器获取地球表面信息，适用于全球或大区域的环境监测和资源调查。
3. 应用领域- 地图制作：制作各种比例尺的地形图、城市规划图和专题地图。
- 土地调查：进行土地分类、土地权属界定和土地使用规划。
- 城市规划：辅助城市设计和基础设施规划。
- 环境监测：监测环境变化，如森林覆盖、水资源和污染状况。
- 灾害评估：评估自然灾害的影响范围和损失。
- 军事侦察：获取敌对地区的地理信息。
二、摄影测量学的发展历程1. 早期摄影测量（19世纪中叶-20世纪初）- 1839年，法国人达盖尔发明了银版照相法，这是摄影技术的起源。
- 1851年，瑞士工程师普雷斯特勒使用摄影方法绘制了第一张地形图。
- 1859年，法国人布洛克发明了立体测图仪，使得通过摄影图像进行三维测量成为可能。
2. 现代摄影测量（20世纪初-20世纪末）- 20世纪初，德国人奥佩尔提出了像片纠正和像片定向的理论，为摄影测量学的理论基础做出了贡献。
- 1930年代，随着航空技术的发展，航空摄影测量开始广泛应用。
- 1950年代，电子计算机的出现为摄影测量数据的处理提供了新的工具。
- 1960年代，数字摄影测量开始发展，利用计算机技术进行图像处理和分析。
3. 空间摄影测量（20世纪末-至今）- 1970年代，卫星遥感技术开始应用于摄影测量，提供了全球范围内的地理信息。
摄影测量的定义、任务与发展简史
在第一次世界大战期间，航空摄影成了军事侦探的重要手段，并形成了一定规模。与此同时，像片的判读水平也大大提高。一战以后，航空摄影人员从军事转向商务和科学研究。美国和加拿大成立了航测公司，并分别出版了《摄影测量工程》及类似性质的刊物，专门介绍有关技术方法。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。
2．摄影测量的主要任务
摄影测量的主要任务是用于测制各种比例尺地形图、建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。
3．摄影测量的主要特点
摄影测量的主要特点是在像片上进行量测和判读，无需接触物体本身，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。
4．摄影测量的分类
按距离远近，可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量。
1901年德国Zeiss厂制造立体坐标量测仪。
1909年德国Zeiss厂制造1318立体自动测图仪。
1919年罗马开始制造双向摄影仪（相片测图仪）
1920年海德制造了第一台测图仪
1923年德国Zeiss厂制造第一台立体测图仪。
20世纪30年代，多倍投影立体测图仪普及，立体坐标仪、立体量测仪和单投影器广泛应用。
摄影测量的发展方向：从胶片式航摄仪逐步走向多种传感器集成的数字遥感器；从模拟测图仪的单人单机操作模式走向全数字摄影测量网格的网络化并行处理运行模式；从对控制点的高度依赖走向无需地面控制点的摄影测量作业模式；从繁琐的全部摄影测量作业走向高效的局部快速数据更新；摄影测量成果多样化。
我国张祖勋院士等人开发的，具有我国自主知识产权的数字摄影测量系统叫VirtuoZo。
摄影测量学发展综述。附参考文献至少5篇
摄影测量学发展综述（1）摄影测量学，从名字上来看，是摄影与测量的结合。
它起源于19世纪中叶，当时人们开始使用摄影技术进行地形测量，随着科技的发展，摄影测量学已经从传统的手工测量方式逐渐演变为数字化、自动化的测量技术。
起初，摄影测量学主要依赖于大型的户外摄影设备和复杂的化学处理过程。
摄影师需要拍摄大量的照片，然后通过复杂的工艺将底片进行处理、分析和比对，最后得出测量结果。
这个过程不仅耗时，而且对环境和设备的要求极高。
然而，随着科技的进步，特别是数字技术和计算机技术的飞速发展，摄影测量学迎来了新的发展机遇。
数字摄影和卫星遥感技术的出现，使得摄影测量不再局限于户外的大尺度空间，而是可以深入到微观世界，对细微的物体进行精确的测量。
此外，计算机视觉和人工智能的引入，使得摄影测量的自动化程度大大提高。
计算机可以根据拍摄的图像自动识别、定位、匹配，甚至可以自动完成三维模型的构建。
这大大减少了人工干预和计算量，提高了测量的效率和精度。
然而，摄影测量学的发展并不意味着传统的方法被完全替代。
在某些特定的情况下，传统的摄影测量技术仍然有其独特的优势。
例如，在某些复杂的环境下，如茂密的森林、峡谷或者建筑物内部，数字摄影和卫星遥感技术可能无法获取有效的数据，而传统的摄影测量方法可能更加适用。
总的来说，摄影测量学的发展是一个不断进步的过程。
随着科技的进步，我们有理由相信，未来的摄影测量学将更加高效、精确和智能化。
摄影测量学发展综述（2）摄影测量学，源于19世纪中叶的摄影技术，是一门利用摄影或数字化影像，通过对影像的解析和处理，获取目标物体的形状、大小、位置以及相互关系的一门科学。
随着科技的不断进步，摄影测量学也经历了从模拟摄影测量到解析摄影测量，再到数字摄影测量的巨大变革。
在模拟摄影测量时代，摄影底片需要通过人工测量和解析，以获取所需的数据。
这种方法不仅耗时费力，而且精度也受到很大的限制。
随着计算机技术和数字化技术的发展，解析摄影测量应运而生。
摄影测量学
摄影测量学>1. 摄影测量学的定义:是对研究的物体进行摄影，量测和解译所获得的影像获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。
内容：获取被摄物体的影像，研究影像的处理理论、技术、和设备，以及将所处理和量测得到的结果以图解或数字的形式输出技术和设备。
2. 主要特点：在像片上进行量测和解译，主要工作在室内进行，无需接触物体本身，因而很少受自然和地理等条件的限制;所摄影像是客观物体或目标的真实反映，信息丰富直观，人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息；可以拍摄动态体的瞬间影像，完成常规方法难以实现的的测量工作；适用于大范围地形测绘，成图快，效率高；产品形式多样。
3. 摄影测量学的分类:按摄影时摄影机所处位置不同：航天摄影测量（遥感技术）、航空摄影测量（主要方式）、地面摄影测量、近景摄影测量、显微摄影测量。
按应用领域划分：地形摄影测量、非地形摄影测量。
按处理的技术手段分：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。
4. 摄影测量学发展的三个阶段:模拟摄影测量,解析摄影测量,数字摄影测量 5. 摄影原理：小孔成像原理6. 成像公式：物方主平面Q到物点A的距离D，称为物距；像方主平面Q’到像点a的距离d，称为像距。
物镜的焦距为F。
由光学成像公式可知：1D?1d?1F 构像公式的另一种形式：xx??f27. 物镜的光圈：实际使用的物镜都不是理想的，通过物镜边缘部分的投射光线都会引起较大的影像模糊和变形。
为限制物镜边缘部分的使用，并控制和调节进入物镜的光量，通常在物镜筒中间设置一个光圈。
光圈是衡量镜头能通过光线多少的重要参数，一方面可调节物镜使用面积的大小，另一方面了调节进入物镜的光亮。
镜头具有汇聚光线的能力，它里面有一个用以控制镜头有效通光口径的装置，称为光圈。
8. 快门：快门起遮盖投射光线经物镜进入镜箱体内的作用，是控制曝光时间的重要机件。
曝光时间：（了解）快门从打开到关闭所经历的时间。
常用的快门有：中心快门和帘式快门。
浅谈摄影测量及其发展历史
置８ 棵支柱 、 为单体支柱 区。
４ 薄 煤层 开 采的前 进方 向 薄煤层 的开采难度 大 、 成本 高 、 安 全 系数 低 ， 而改
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之前 ， 需要有安 全保 障的工作 面支护措施 ， 比如太平矿
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备各种地理信 息 系统 的建立 与更 新 时需 要 的基 础 数 据 。另外摄影测量 还广 泛应用 在非地形 测绘 领域 ， 比 如对爆破 、 高温 、 真空等危险现场 进行监测 。摄影 测量 的优点主要体 现在 以下 几个 方 面 ： （ １ ） 影像 记 录 的物 体 目标客观 、 信息 丰富 、 图像清 晰 ， 人们 可 以比较方 便 的获得所需要 的几何或物理信息 。将影像信息作 为制 图的依据具有 非 常突 出的优 势 ； （ ２ ） 摄 影 测量 不需 要
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摄影测量及发展趋势
摄影测量及发展趋势摘要本文主要介绍摄影测量发展的三个阶段，并展望一下摄影测量的发展趋势关键字模拟解析数字地球空间信息实时化1、引言二十世纪发展起来的摄影测量学，特别是航空、航天摄影测量是我国传统测绘重要组成部分，在大地、航测和制图三大组成部分中，航测是测制地形图的最基本手段。
由于科学技术的飞速发展，特别是计算机的飞速发展，摄影测量正受到史无前例的影响，正在经历一场深刻的变革。
2、摄影测量的发展历史：摄影测量就是利用摄影技术(主要是航空摄影也可是地面摄影)摄取物体的影像，从而识别此物体并测求其形状及位置。
摄影测量发展至今可分为三个阶段，即模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。
摄影测量学三个发展阶段的特点：2.1模拟摄影测量在二十世纪三十年代，针对当时的摄影测量仪器，德国著名的摄影测量专家V.Gruber 给摄影测量下了这样的定义：“摄影测量是一种技术，它可以避免计算”。
这是因为，这些摄影测量仪器解决了传统野外测量中前方交会、后方交会的计算问题。
实质上，当时的摄影测量仪器本身就是一台精密的、机械的、模拟计算器。
由于这些仪器均采用光学投影器或机械投影器或是光学一机械投影器“模拟”摄影过程，用它们交会被摄物体的空间位置，所以我们称之为“模拟摄影测量仪器”。
因此，这一发展时期也被称为“模拟摄影测量时代”。
在这时期，能够用来解决摄影测量主要问题的现有的全部的摄影测量测图仪，实际上都以同样的原理为基础，这个原理可以称为“模拟原理”。
该“计算器”用两根精密的空间导杆模拟前方交会，从像点坐标直接解算，给出其模型坐标。
因此，当时的模拟测量仪器，多称为自动测图仪(Autograph)。
所谓自动，就是可以避免人工的计算。
从这个角度来说，摄影测量当时就与计算机联系在一起，而不是真正的不需要计算。
但是所谓自动，它并不是可以离开作业员的观测进行自动测图，而只是避免了人工的计算，不需要人工用“对数表”或机械的手摇计算机，进行前方和后方交会计算。
摄影测量学的定义
1、吉林大学2、英昌明3、工程测量专业4、摄影测量学的定义：对研究的物体进行摄影，量测和解译所获得的影像，获得被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。
摄影测量的任务：获取被摄物体的影像，研究影像的处理理论技术和设备，以及将所处理和量测得到的结果以图解或数字的形式输出的技术和设备。
2、摄影测量与遥感的区别：摄影测量侧重于几何信息；遥感测量侧重于物理信息。
3、4D技术包括什么?DEM（数字高程模型）；DLG（数字线划图）；DRG（数字栅格图）；DOM(数字正射影像)4、数字摄影测量的特点：①无需接触物体的本身获得被摄物体影像资料；②由二维影像重建三维坐标；③面采集数据方式；④同时提取物体的几何和物理信息；⑤产品形式多样5、摄影测量学的发展历程：经历了模拟摄影测量，解析摄影测量和数字摄影测量三个发展阶段。
6、航向重叠度的定义：沿航向重叠部分与像片长度之比；航向重叠一般应达到60%，至少不小于53% 7、旁向重叠度的定义：旁向重叠部分的长度与像片长度之比；旁向重叠为35～15%。
8、竖直摄影测量的定义：摄影瞬间摄影机的主光轴处于铅垂方向的摄影。
9、航摄有哪些框标？机械框标和光学框标。
10、摄影基线定义：相邻摄站间的连线。
11、像片主距：摄影物镜后节点至像平面的距离。
12、摄影机焦距：摄影机物镜后主点至焦点的距离。
13、摄影比例尺：像片上某两点间的距离与地面上相应两点的水平距离之比，叫像片比例尺。
通常用表示：f——摄影镜头的焦距；H——镜头中心相对于地面的高度，称为相对航高。
14、航高概念：飞机在飞行过程中距地球上某一基准面的垂直距离。
随基准面的不同，航高分为：绝对高度——相对于平均海平面的垂直距离；相对高度——相对于平均海平面以外的某一基准面的垂直距离。
15、航线弯曲：航空摄影测量中把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲。
16、像片旋角：在像片平面内，所选定的像片坐标系绕主光轴旋转的角度。
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摄影测量及其发展
一、摄影测量的基本原理
1、概论
摄影测量学的主要任务是从理论上研究摄影像片与所摄物体之间的内在几何和物理关系。
利用这种几何关系可以确定被摄物体的形状、大小、位置等几何特性；利用它们之间的物理关系可以判定所摄物体的性质，做出正确的解释。
为了实现上述目的，还需要从技术上研究和制造出摄影像片获取和处理的仪器、材料和作业方法。
摄影测量从本质上讲就是由二维影像→三维空间的学科。
由测绘学科而言，摄影测量来自于“前方、后方交会”。
而普通的测量定义则是在两个已知点1,2上，安置经纬仪，对未知点A测定水平角、垂直角，进行前方交会来测量未知点的坐标。
2、摄影测量的阶段：模拟摄影测量→解析摄影测量→数字摄影测量。
其中模拟摄影测量主要是指模拟测图仪进行的摄影测量，属于手工操作的模拟产品；解析摄影测量则主要是依据像片像点与相应地面点的数字关系，借助计算机用数学解算方法进行的摄影测量，属于机助作业员操作的模拟数字产品；数字摄影测量是从数字影像中获取物体三维空间数字信息的摄影测量，属于自动化操作的数字产品。
3、摄影测量的分类：
（1）、航天摄影测量（卫星）：利用航天摄影资料所进行的摄影测量。
（2）、航空摄影测量（飞机）：利用航空摄影资料所进行的摄影测量。
（3）、地面摄影测量（近景）：利用地面摄影的像片对所摄目标物进行的摄影测量。
二、摄影测量的基本原理与方法
1、摄影测量的两个基本内容。
（1）、建立起影像和物体的基本关系，即在两张影像上测定同一目标点——对应性。
（2）、由影像坐标计算空间坐标——建立影像与空间的解析关系。
2、由影像到物体的变换差数。
3、由影像到物体的解析关系。
通过同名特征点的提取，获得一组观测值，应用于电脑处理搞定。
4、怎样确定9个方位元素。
九个方位元素主要包括内方位元素，即其在坐标轴上的横、纵、高坐标和外方位元素，即在空间坐标系中和地面辅助坐标系中坐标。
前者一般是已知的，而后者则主要靠航摄像片来确定。
5、计算机怎样确定对应关系。
其基本原理是：
（1）、物体表面一般都是光滑的，因此物体表面上各点在图像上的投影是连续的，其视差也是连续的。
（2）、区域匹配。
即粗匹配，是指将大的表面分成几个部分，然后通过某种对应关系或者某种方法，将同一场景不同视点的区域进行匹配。
（3）、用两个摄像机同时观察空间点，则该点在摄像机中分别所成的像，成为对应点，且一一对应。
（4）、极线约束。
6、摄影测量的两个基本问题。
（1）、建立起影像和物体的基本关系，即在两张影像上测定同一目标点——对应性。
（2）、由影像坐标计算空间坐标——建立影像与空间的解析关系。
7、立体观测方法。
有立体镜、互补色立体、闭闪法立体、双像放映、偏振光、激光干涉全息等立体视觉等。
三、摄影测量的发展与应用
1、传感器的发展
传感器在工业生产、国防建设、科学技术领域发挥着巨大的作用。
传感器正向微型化、多功能化、智能化方向发展。
微型化传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号调整器、数据处理装置集成封装在一块芯片上；由于体积小、价格便宜、便于集成等特点，可以提高系统测试精度。
多功能化传感器能够同时检测2个或2个以上的特性参数。
智能传感器带有专用计算机，可实现相应智能化。
其发展历程包括：微型传感器→智能化传感器→多功能化传感器。
2、计算机的发展
随着电子计算机的问世，人们自然会想到如何用电子计算机来完成摄影测量中复杂的几何解算和大量的数值计算。
其实，早在A: 世纪H: 年代，当欧洲在发展模拟测图仪的时候，美国人丘奇便开始用手摇计算机来发展解析的迭代计算方法。
德国人施密特在美国工作时建立了解析摄影测量的基本理论，并于1957~1958年间提出了进行空间区域三角测量的光束法平差的思想。
电子计算机在摄影测量中的应用是从解析空中三角测量起步的。
首先是在20 世纪70年代推广的航带法平差和航带法区域网平差，如加拿大的舒特和我国王之卓，随后在20 世纪70年代初期，由阿克曼等人发展了独立模型法平差。
随着电子计算机容量增大和速度加快，各种光束法区域网平差也相继问世。
在70~80年代，围绕如何提高摄影测量测定点位的精度和可靠性，人们又集中研究和解决了系统误差补偿和粗差剔除的问题。
目前的发展是在空中三角测量中如何利用GPS全球定位系统的问题。
当电子计算机问世不久，海拉瓦就于1957年提出了解析测图仪的思想。
当时，由于电子管计算机体积庞大，稳定性差，人们对这种用“数字导杆”来取代早已完善的机械导杆抱怀疑态度。
但是，经过一段时间的研究之后，在电子计算机飞速进步下，到了70年代，解析测图仪便以明显优于模拟测图仪的特点而正式登台，走上了商用阶段。
1976年联邦德国蔡司厂首次推出了Planicomp C100 解析测图仪。
1980年瑞士威特厂和克恩厂也相继推出了AC1，BC1，AC2和BC2以及DSR1，DSR11型解析测图仪。
蔡司厂也形成了C100，C110，C120，C130 系列解析测图仪。
解析测图仪的价格逐步达到与一级精度模拟测图仪相近的价格，使它在全世界获得广泛的应用。
3、LIDAR及其应用
LIDAR即光探测与测量，是利用GPS和惯性测量装置机载激光扫描，其所或得到数据位数字表面模型的离散点表示，数据中含有空间3维信息和激光反射强度信息。
另外，一般的LIDAR设备有一个相机与激光点的测量相匹配。
ＬＩＤＡＲ硬件设备搭载的航空摄影的平台，在数据采集时与普通航空摄影测量一样，收到空域、天气等条件的限制。
单身如果不开相机原则上其数据采集时可以夜航。
针对LIDAR设备放入数据处理软件，目前主要靠进口，主要有芬兰、美国、日本等国家开发的数据处理和数据分析软件。
其主要应用包括数字高程模型的提取；基础测绘的实施；数码城市3维重建和构建数字矿山。
4、摄影测量与应急响应
主要以应急航空摄影为例:航空摄影测量是测绘的主要方法之一，一般需要按航空摄影规范进行航线的设计，然后按预约的航线进行飞行和影像的获取。
在常规航空摄影中，影像
间的重叠度固定，并且旋偏角很小，这样才能保证空中三角测量的精度和测图要求，并且有利于匹配的自动化，减少数据处理的难度。
但是，地震是瞬间、突发性的自然灾害，“灾情就是命令，时间就是生命”，抗震救灾的航空摄影不可能按常规的航空摄影进行设计，特别是地震灾害刚刚发生，为了第一时间获取通往灾情的主要道路、桥梁等交通设施的毁坏情况，就必须进行非常规的航空摄影，即沿着受灾严重的交通线与城镇进行连续的航空摄影，当飞机到达城镇上空时，需要进行盘旋飞行以获取居民区更多的地面信息。
这种边飞、边看、边摄影的航空摄影就是抗震救灾、应急响应的航空摄影，可能用“航空侦察兵”更确切。
5、由摄影测量产生点云
6、影像拼接的智能化
使用UCD/X的影像得到的匹配精度几乎高于胶片或其它信噪比不高的影像的2倍。
利用计算机，其精度、敏感度都有了很大的提高。
四、小结
摄影测量正在面临新一轮的发展，它的一些基本观念正在发生“变革”；变革的核心是网络，集群处理，建立“大规模的数据处理中心”+网络、无缝侧田：DPGrid代替现有的DPW。
DPGrid必将成为信息化测绘的重要组成部分，欲跟上这一轮的变革，核心是冲破传统的束缚，摄影测量有其基本原理，这些基本原理是不能改变的，单身由基本原理，构建的当时的一些规则，将随着条件的变化而不断改变。