当代摄影测量基本关系
测绘技术中的摄影测量与航空摄影技术解析
测绘技术中的摄影测量与航空摄影技术解析摄影测量和航空摄影技术是现代测绘领域中不可或缺的重要手段，它们以高效、精确的方式为我们提供地理信息。
本文将对这两个技术进行解析，探讨其在测绘中的应用。
一、摄影测量的基本原理在摄影测量中，我们通过摄影测量仪器对地面上的目标进行拍摄，然后利用数学和视觉原理来推导出目标的空间位置信息。
摄影测量的基本原理包括几何关系、三角测量和像差校正等。
在摄影测量中，我们需要考虑摄影机与目标之间的空间几何关系。
通过测量摄影机与地面上某一点之间的水平角、俯仰角和旋转角，我们可以确定目标在空间中的位置。
三角测量则应用了几何学的原理，根据被摄目标在两幅或多幅照片中的位置关系，通过三角关系求解目标的实际坐标。
此外，为了保证测量的准确性，我们还需要根据镜头和其他参数进行像差校正。
摄影测量技术的应用范围广泛，包括地图制图、遥感、地形测量等。
通过摄影测量，我们可以获取地理空间数据，并在现实世界中建立起准确的地图。
二、航空摄影技术的基本原理航空摄影技术是摄影测量的重要分支，它利用航空器飞行时所拍摄的照片来获取目标的空间信息。
航空摄影技术依靠飞行器的平稳和高速飞行特点，可以快速、高效地获取大范围的地理信息。
在航空摄影中，航空相机是最常用的仪器。
它的特点是有很高的像素分辨率和大视场角，能够捕捉到较大区域的图像。
航空摄影通过将相片按照特定的比例尺进行组织和拼接，生成地理信息图。
在这个过程中，我们需要考虑航线规划、照片测量和摄控点等因素。
航空摄影技术在测绘领域中的应用非常广泛。
它可以用于制作地图、遥感调查、城市规划等方面。
通过航空摄影，我们可以快速、准确地获取地理信息，为城市发展和资源管理提供重要的支持。
三、摄影测量与航空摄影技术的结合摄影测量和航空摄影技术都是测绘领域中的重要手段，二者的结合可以进一步提高测绘的效率和精度。
首先，航空摄影技术可以提供大范围的地理信息图像，为摄影测量提供了更丰富的数据源。
摄影测量的基本原理
摄影测量的基本原理摄影测量是一项利用摄影技术进行测量和分析的科学方法。
通过摄影测量，我们可以从摄影影像中获得大量的地理信息。
它在地理测量、地图制作、遥感影像解译等领域有着广泛的应用。
一、摄影测量的基本原理摄影测量的基本原理数学上可以用几何学和三角学来描述。
摄影测量的核心是利用摄影机拍摄的影像来获取地物的空间位置和形状。
在摄影测量中，我们常用到的一些基本概念有像点、像控点、影像坐标系等。
首先，像点是指摄影机拍摄的影像中的一个单位，它对应于地面上的一个点，是影像中最小的无法再分割的元素。
影像中的每个像点都有一个特定的坐标。
其次，像控点是指地面上的已知位置点，在摄影测量中被用来建立影像坐标系和地面坐标系之间的关系。
通过像控点，我们可以将影像中的像点与地面上的实际位置进行联系，并进行测量和分析。
最后，影像坐标系是建立在摄影影像中的一个坐标系，通过它我们可以确定影像中每个像点的位置。
影像坐标系是按照摄影机的像空间构建的，它与地面坐标系之间的关系可以通过像控点进行转换和计算。
二、摄影测量的测量原理摄影测量的测量原理主要包括光线投影测量和几何测量两个方面。
光线投影测量是指通过摄影机获取的影像是由地物上的光线经过透镜或光电转换器件传感器的投影而形成的。
在摄影测量中，我们常用到的光线投影模型是针孔相机模型和中心投影模型。
针孔相机模型是指通过一个小孔或针孔，让光线通过并投影到感光介质上形成影像。
这个模型是用来描述针对黑白影像的成像原理。
中心投影模型是指通过摄影机的光学系统，将光线投影到光电传感器上形成影像。
这个模型被广泛应用于数字摄影测量中。
几何测量是指利用影像中的几何关系进行测量和分析。
这个过程涉及到三角测量、相似三角形、投影正方体等数学原理的运用。
在进行摄影测量时，我们需要利用影像上的像点和像控点在地面上的坐标，通过建立数学模型进行计算和转换，从而获得地面上的实际坐标。
这个过程涉及到像空间和地物空间之间的坐标转换，需要运用到摄影测量的基本原理和几何测量的数学知识。
摄影测量基础知识
Zφω Z φ
ω
Yφω
ω
κ 绕 Zϕω 转 得到
S − xyz
S y
κ
Yφ
X ϕω Yϕω Z ϕω
cos κ − sin κ 0 x x = y R y κ κ sin cos 0 κ 0 1 0 − f − f
旋转矩阵R 9个方向余弦 a1 cos φ cos κ − sin φ sin ω sin κ =
a2 = − cos φ sin κ − sin φ sin ω cos κ a3 = − sin φ cos ω b1 = cos ω sin κ b 2 = cos ω cos κ b3 = − sin ω c1 sin φ cos κ + cos φ sin ω sin κ = c2 = − sin φ sin κ + cos φ sin ω cos κ c3 = cos φ cos ω
设 地面平坦 飞机水平飞行
H = L l = ml f 基线 = B ml (1 − p %)
摄影方案制定
四、摄影测量常用的坐标系统
像平面坐标系 像框标坐标系 像方坐标系 像空间坐标系 像空间辅助坐标系
摄 影 测 量 坐 标 系
物方空间坐标系
地面测量坐标系
地面摄影测量坐标系
W z s y Z o Y D
首先要确定摄影瞬间摄影中心与像片（摄影光束）在地 面坐标系中的位置与姿态（像片的方位元素：摄影中心与 像片的相对位置、摄影中心和像片（摄影光束）在地面的 位置和姿态）
摄影机的外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的 空间位置和姿态的参数
它由摄影中心 S 在空间坐标系中的位置（三 个坐标）XS、 YS 、 ZS 与主光轴 So的三个姿态角ϕ、 ω 、 κ 组成
摄影测量技术在测绘中的基本原理与应用
摄影测量技术在测绘中的基本原理与应用摄影测量技术是现代测绘领域中一个重要的工具和方法。
它利用摄影测量原理，通过获取图像信息进行测量和分析，可以用于地图制作、地形测量、三维建模等方面。
本文将从摄影测量技术的基本原理和应用角度来介绍它在测绘中的重要性和能力。
首先，我们来看一下摄影测量技术的基本原理。
摄影测量技术的核心是摄影测量原理，即通过对图像进行测量获得目标在真实世界中的坐标。
摄影测量的基本过程包括航空摄影、地面控制、平差处理等步骤。
在航空摄影中，相机通过拍摄地面上的影像获取目标信息。
地面控制是指通过测量一些已知地理点的坐标，确定图像上对应点的坐标，从而建立图像与地理坐标系统之间的联系。
平差处理是对观测数据进行处理，消除误差，恢复目标的真实坐标。
摄影测量技术在测绘中的应用非常广泛。
首先，在地图制作中，摄影测量技术可以用于快速高效地制作地形图、土地利用图、道路交通图等各种类型的地图。
通过航空摄影获取的高分辨率影像，可以辅助制图人员进行地物提取和分类，提高地图的精度和准确性。
其次，在地形测量中，摄影测量技术可以用于获取地表的三维地形信息。
通过对航空摄影影像的测量，可以得到地物的高程、坡度等信息，为地质勘探、城市规划等提供可靠的参考数据。
此外，摄影测量技术还可以应用于三维建模领域。
通过对航空摄影影像的处理，可以获取建筑物、景观等复杂场景的三维模型，为虚拟现实、游戏制作等提供数据支持。
摄影测量技术在测绘中的应用不仅可以提高测绘工作的效率和准确性，还可以降低成本。
传统的地面测量方法需要大量的人力和物力投入，而利用摄影测量技术可以大大节省测量成本和时间。
此外，摄影测量技术还可以应对复杂地形和恶劣环境条件下的测绘需求，如高山、沙漠等地区的测绘工作。
通过航空摄影和遥感技术，可以在不进入危险区域的情况下获取目标区域的测量数据，提高安全性和效率。
当然，摄影测量技术也存在一些挑战和局限性。
首先，航空摄影需要采用专门的设备和飞行器，成本较高。
测绘技术中的摄影测量方法详解
测绘技术中的摄影测量方法详解摄影测量是测绘技术中非常重要的一种方法，它通过利用摄影测量仪器来获取图像，并通过分析图像中的几何关系，得出地物的位置、形状和尺寸等信息。
本文将详细介绍摄影测量方法的原理、应用和未来发展。
一、摄影测量的原理摄影测量的原理基于几何光学和投影几何的基本原理。
摄影测量使用的主要仪器是摄影测量相机，其工作原理与普通照相机相似，但在设计上更注重几何精度和光学性能。
摄影测量相机通过快门控制曝光时间，通过光圈控制进光量，通过调整焦距控制景深范围。
通过在控制好这些参数的前提下，将地面上的物体投影到感光面上形成影像。
二、摄影测量的应用1. 地图制图摄影测量在地图制图中起着重要作用。
它可以通过拍摄大范围的影像，并通过对影像的几何校正和特征提取，制作出具有真实地貌和地物信息的地图。
这种制图方法不仅能够提高制图效率，还能够保证地图的准确性和可靠性。
2. 土地管理摄影测量可以用于土地管理中的土地监测、土地权益调查等工作。
通过对不同时间段的影像进行对比，可以监测土地利用情况的变化，并为土地规划和土地评估提供基础数据。
同时，摄影测量还可以用于土地权益调查中，通过对影像的解译和分析，可以确定土地的使用权、变更情况等信息。
3. 遥感应用摄影测量与遥感技术相结合，可以为资源调查和环境监测提供更全面的信息。
通过获取高分辨率的影像，可以对不同类型的地表覆盖进行分类和量化，进而推测资源的分布和利用情况。
此外，摄影测量还可以通过获取地表高程信息，为洪水预警和地质灾害评估提供基础数据。
三、摄影测量的发展趋势随着遥感技术的不断发展，摄影测量也在不断演进和创新。
以下是摄影测量未来发展的几个趋势：1. 高分辨率影像高分辨率影像可以提供更详细的地物信息，能够满足更精确的测绘需求。
随着航空摄影测量技术和卫星摄影测量技术的进步，高分辨率影像的获取和处理将变得更加容易和普及。
2. 三维建模传统的摄影测量主要是二维影像的测量和处理，而随着激光雷达等三维测量技术的发展，摄影测量逐渐向三维建模发展。
当代摄影测量的发展与定位
当代摄影测量的发展与定位摘要本文从摄影测量最基本的原理出发～简单回顾了它的发展历程～着重讨论了当代信息技术对摄影测量技术的影响以及最新理论的发展～最后～对全数字摄影测量作为一门学科和技术的定位进行了讨论。
得出了以下结论:全数字摄影测量是对传统摄影测量学技术意义上的否定～理论意义上的发展～应用意义上的拓宽。
是传统摄影测量学符合发展逻辑的必然和新阶段～既是终结～又是新的开始。
关健词全数字摄影测量,计算机视觉,遥感,配准,模式识别,信息技术,空间技术引言当代高科技发展的一个显著特征就是某个领域的突破对邻域的强带动性和强融合性，并反过来促进本领域更强劲的发展，从而导致新产业的诞生。
摄影测量的发展就是一个很好的例证，当代信息技术的发展，促使摄影测量不可避免的进入了“全数字摄影测量”阶段，无论是从技术设备，理论方法，还是产品形式极其应用，都给人焕然一新的感觉。
面对这种局面，就产生了两种截[1]然不同的看法:一种认为是“摄影测量的终结”，而另一种则认为“摄影测量很有活力”。
这两种看法各有合理和不合理之处，我认为:应辨证的看待摄影测量的发展，在迎接新的发展机遇的同时，还应意识到严峻的挑战，过于悲观或过于乐观的“极端”态度，都不利于学科的发展。
1 摄影测量的历史回顾1.1摄影测量的基本原理摄影测量就是对研究对象进行摄影，根据透视几何的原理，通过像点的位置推求出物点的位置。
[8]摄影测量中的航片与地面之间的关系公式是摄影测量中的最基本公式，该公式为:a1( X- Xs) + b1( Y- Ys) + c1( Z- Zs)x=-fa3( X- Xs) + b3( Y- Ys) +c3( Z- Zs)a2( X- Xs) + b2( Y- Ys) + c2( Z- Zs)y=-fa3( X- Xs) + b3( Y- Ys) +c3( Z- Zs)式中 a、b、c为方向余弦 ,与航向、旁向倾角和旋角有关 ,其关系式为: a1=cosφcosκ+ sinφsinωsinκ，b1=cosφsinκ- sinφsinωcosκ，c1=sinφcosω;a2=-cosωsinκ，b2=cosωcosκ，c2=sinω;a3=- sinφcosκ+ cosφsinωsinκ，b3=- sinφsinκ- cosφsinωcosκ，c3=cosφcosω;f为摄影机焦距，x、y为像点坐标，Xs、Ys、Zs为摄站投影中心坐标，X、Y、Z为地面点坐标。
摄影测量基本原理
摄影测量是利用摄影手段获取被测物体的影像数据，经过处理和分析，确定被测物体的形状、大小、位置和其他几何特征的技术。
其基本原理包括以下几个方面：
1. 透视投影原理：相机通过透镜将三维空间中的物体映射到二维影像平面上，这个过程遵循透视投影原理。
根据透视投影原理，可以确定物体在影像中的坐标和尺寸关系。
2. 共线方程：共线方程是摄影测量中的基本关系式，它描述了像点、摄影中心和物点之间的几何关系。
通过共线方程，可以根据像点的坐标和已知的摄影参数，计算出物点的坐标。
3. 光束法平差：光束法平差是摄影测量中的一种重要数据处理方法。
它通过最小二乘法对观测数据进行平差计算，同时考虑相机的内方位元素和物点的坐标，以提高测量的精度和可靠性。
4. 立体视觉原理：通过在不同位置拍摄同一物体的两张或多张影像，可以利用人眼或计算机的立体视觉原理，重建物体的三维形状和空间位置。
5. 地面控制点：为了提高摄影测量的精度，通常需要在实地测量一些地面控制点的坐标，并将其与摄影测量获得的坐标进行联合解算，以修正测量误差。
6. 数字摄影测量：现代摄影测量技术通常采用数字摄影设备获取影像数据，并利用计算机和相关软件进行处理和分析，实现自动化测量和数据处理。
总之，摄影测量的基本原理是利用相机拍摄的影像数据，结合透视投影原理、共线方程、光束法平差和立体视觉原理等，计算出被测物体的空间位置和几何特征。
摄影测量的基本原理和方法
摄影测量的基本原理和方法摄影测量是一种重要的地理信息获取方法，通过利用光线的传播规律和相机的成像原理，获取地物的形状、位置和空间关系等信息。
本文将探讨摄影测量的基本原理和方法，从光学成像到数字图像处理，从地面摄影到航空摄影，为读者全面了解摄影测量提供指引。
一、光学成像原理摄影测量的基础是光学成像原理。
当光线经过透镜或镜头时，会发生折射或反射，并在感光介质上形成倒立且与原物相似的实像。
在摄影测量中，我们利用相机的成像原理，通过调整相机参数（如焦距、光圈、快门速度等），来实现将地表上的地物以几何比例表达在胶片或数字传感器上的目的。
二、摄影测量的方法1. 垂直摄影垂直摄影是最常见的摄影测量方法之一。
利用具有垂直视角的摄影设备（如手持相机、航空相机或无人机相机），在垂直方向上拍摄地物。
借助于垂直摄影，我们可以获取地物在平面上的位置信息，进而进行地图制图、地形建模等应用。
2. 斜向摄影斜向摄影是指通过人工或航空器悬挂的相机设备，以一定倾角对地表进行拍摄。
相对于垂直摄影，斜向摄影可以提供更丰富的地物纹理信息和立体感。
这种方法常被用于城市规划、森林资源调查等领域。
3. 立体摄影立体摄影是指通过两个或多个相机同时拍摄同一目标，以模拟人眼的视觉效果。
通过测量不同相机位置下的视差，可以计算出地物的三维坐标。
立体摄影广泛应用于地形测量、建筑物立面测绘等领域，具有重要的实际价值。
4. 遥感摄影遥感摄影是指利用航空器或卫星从高空对地球表面进行拍摄的摄影测量方法。
遥感摄影所获取的图像可以用于遥感影像解译、环境监测、农业调查等领域。
随着卫星技术的不断发展，遥感摄影在大规模地理信息获取中发挥越来越重要的作用。
三、摄影测量的处理流程1. 内方位元素计算内方位元素包括相机的焦距、光轴偏角、主距等参数。
通过摄影畸变校正、特征点匹配等方法，可以计算得到相机的内方位元素。
2. 外方位元素测定外方位元素指的是相机拍摄时的位置和姿态参数。
通过影像地面控制点的测量、相片影像的解析和摄影几何的计算，可以推算得到相机的外方位元素。
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当代摄影测量作业
1.摄影测量的“3个”基本关系？各有什么难点？
摄影测量的射影空间中的基本几何关系式包括：物像之间的共线条件关系式、物像之间的直接关系式、像像之间的共面条件关系式。
（1）射影空间中物像之间的共线条件方程式，
在欧氏空间下的共线条件方程是一个非线性方程。
同时在实践中广泛采用它的主要困难在于,这种方法将导致庞大的法方程系。
（2）物像之间的直接关系式
如果再把物方射影坐标系的单位点E和另外一个未知点a的射影坐标以及它们所对应的像点坐标代入式中，并整理得到矩阵形式为:
该关系式建立了物点与像点射影坐标之间的直接关系，它不包含任何中间参数，在求解物点的摄影坐标时非常有用。
（3）像像之间的共面条件关系式
利用射影坐标与欧氏坐标之间的转换关系，把以上欧氏坐标用射影坐标代换，并经过整理得:
该形式就是射影空间中同名点之间的共面条件关系式。
2.大幅面航空数码相机制造有什么难点？现有的解决方案有哪些？
各有什么优缺点？
制造大幅面阵航空数码相机最主要的困难是大幅面的面阵列CCD的制造比较困难，对于面阵 CCD 传感器，由于受生产技术的制约——CCD 芯片的面积越大，成本越高，出现“坏点”的机率就会越大，制造较大面积的 CCD 芯片存在的难点是“坏点”问题。
随着 CCD 面积的增大，这些因素很大程度上制约了大面阵 CCD 图像传感器的发展。
所以生产像幅为230 X 230 mm2的大幅面的面阵CCD相机还有困难。
解决方的方案有：面阵CCD拼接
面阵CCD拼接的技术方案主要有两类：外拼接和内拼接。
从成像视场的角度分析，外拼接主要是指外视场分光的方法，外视场分光是由多个光学系统组成，每个光学系统有一个或多个CCD器件独立成像，分别占据视场的一部分, 共同组成整个大视场。
内拼接是指所有 CCD 共用一套镜头系统，其实现途径有两种：一种是 CCD 器件直接拼接，顾名思义就是 CCD 器件在机械上首尾搭接。
另一种是通过光学系统分光的方法进行光学拼接。
这种 CCD 拼接在实现形式上也有两种：光路分光和光束分光。
光路分光是通过棱镜将光路分成多路，把镜头系统的一个像面分成独立的几个子像面，从而达到拼接的目的。
光束分光是一种两次成像的分光系统，将第一次成像像面上的光束分成多束，再通过光纤分束或透镜分束等方法将各束光分别成像在第二像面上，从而达到分光的目的。
由于普通 CCD 器件的光敏面以外的边缘以及引脚的影响，直接拼接时 CCD 器件之间会产生缝隙，实现难度比较大；虽然市场上已有一些可供拼接的CCD 器件出现,这些CCD 器件的引脚都做在一侧,光敏面以外的边缘也很小,但是直接拼接实现起来仍十分困难,无法达到无缝拼接的目的。
随着计算机和 CCD 技术的发展，航空数码相机必将成为高分辨率、高精度航空遥感以及无控制航测的主要技术手段，航空数字影像也必将成为大比例尺地理空间信息获取的重要数据源。
随着数字航空遥感的进一步发展，航空数码相机必将在信息化测绘中发挥重要作用。
3.分析比较航空面阵、航空线阵、航天线阵空中三角测量的异同？
（1）航空面阵空中三角测量是把单航带作为研究对象的模型，整个航带被当作一个平差单元，平差的条件是控制点的内业计算坐标和外业坐标相等以及相邻航带间的同名加密点坐标相等。
开始一条航带内的连续的单个立体相对模型全部连接起来成一个整体，把这样一个整体看成单元进行平差处理。
平差的目的是在整个区域内，把航带模型点的航带坐标为观测值，把一个航带作为单元模型，用平差的方法整体解算每个航带模型的变形改正参数和所有加密点的地面坐标。
在单个模型连到一起变为航带模型的处理中，由于单个孤立的模型中偶然误差以及系统误差传递累积到后面的模型中导致航带模型的结果有严重变形扭曲，因此航带模型在绝对定向过程后，还需利用多项式模型做非线性改正。
（2）航空线阵CCD影像的航线可被分割成10条相当于框幅式的空中三角锁,各条三角锁是独立的,各三角锁自身的连接依然按框幅式空中三角测量那样,采用公共连接点构成航线模型,各三角锁之间的连接曾经也采用过公共连接点的方案,在空间条件下,外方位元素变化平稳,同类外方位元素的二阶差分等零条件对线元素和角元素都成立,此条件可以将离散的各条空中三角锁联系为整体。
（3）航天线阵空中三角测量是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法，其主要目的是为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点。
空中三角测量一般分为两种：模拟空中三角测量即光学机械法空中三角测量；解析空中三角测量即俗称的电算加密。
模拟空中三角测量是在全能型立体测量仪器（如多倍仪）上进行的空中三角测量。
它是在仪器上恢复与摄影时相似或相应的航线立体模型，根据测图需要选定加密点，并测定其高程和平面位置。