攝影測量原理與應用

前言

　　當代攝影測量的理論與實踐和20世紀攝影測量學科的形成與發(fā)展時期相比已大不一樣了。雖然攝影測量最基本的數(shù)學原理和光學基礎(chǔ)很少改變，但在攝影測量的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理和生產(chǎn)手段以及應用目的等方面均發(fā)生了戲劇性的變化。如攝影測量學賴以生存的共線方程，在模擬攝影測量時代是用精密的光學和機械方法來體現(xiàn)，如今已完全用計算機程序來代替，并且其應用的靈活性和廣泛性還在不斷地深入和發(fā)展之中?！　∵M入21世紀以來，攝影測量與遙感學科的理論與方法又有了突飛猛進的發(fā)展。在攝影測量方面，航空數(shù)碼相機的使用越來越廣泛，為全自動化測圖奠定了良好的基礎(chǔ)；機載對地定位與定向系統(tǒng)（POS）的使用使無地面控制空中三角測量和測圖成為可能；機載激光測距（LIDAR）的使用使快速獲取地表三維信息的夢想成為現(xiàn)實，并且其應用的領(lǐng)域越來越廣泛。在遙感方面，基于多平臺、多傳感器和多角度的對地觀測具有高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率等特點，基于高分辨率遙感影像的制圖所具有的優(yōu)越性和時效性對傳統(tǒng)航空攝影測量測圖方法提出了挑戰(zhàn)。集GPS、GIS和RS（簡稱“3S”）技術(shù)于一體的移動測圖系統(tǒng)也逐步從實驗研究走向?qū)嵱?，并已成為空間信息快速獲取和地圖更新的重要手段。與此同時，基于攝影測量與遙感的數(shù)字化測繪的產(chǎn)品形式越來越豐富，應用領(lǐng)域也越來越廣泛，為社會提供信息化服務(wù)的信息化測繪理念已經(jīng)越來越多地為人們所接受?！　z影測量學的發(fā)展不僅體現(xiàn)在上述各方面，還體現(xiàn)在其與遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、計算機圖形學、數(shù)字圖像處理以及計算機視覺等相關(guān)學科的交叉與融合方面。攝影測量與遙感數(shù)據(jù)的計算機處理更趨自動化和智能化的發(fā)展特點使得非攝影測量工作者也能較容易地掌握攝影測量的實踐環(huán)節(jié)和體驗攝影測量的魅力。

內(nèi)容概要

本書共分10章。第1章簡單介紹了攝影測量學的定義、任務(wù)、分類和發(fā)展以及當代攝影測量發(fā)展的多學科交叉特點；第2章介紹航空攝影測量的成像系統(tǒng)及其像片解析；第3章介紹立體測圖的原理與方法；第4章介紹解析空中三角測量及其拓展；第5章介紹數(shù)字攝影測量的基礎(chǔ)理論及其發(fā)展；第6章至第7章分別介紹數(shù)字高程模型（DEM）和數(shù)字正射影像（DOM）的生產(chǎn)與應用；第8章簡單介紹數(shù)字攝影測量的儀器設(shè)備及產(chǎn)品；第9章介紹高分辨率遙感衛(wèi)星影像及其應用；第10章介紹空間信息系統(tǒng)集成與城市三維建模可視化。    本書是在綜合國內(nèi)外許多教材和相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，經(jīng)過反復醞釀寫成的。

書籍目錄

第1章 緒論　1.1 攝影測量學的定義與任務(wù)　1.2 攝影測量學的分類　1.3 攝影測量學的發(fā)展歷史　1.4 當代攝影測量發(fā)展的多學科交叉特點　　1.4.1 攝影測量與遙感的結(jié)合　　1.4.2 攝影測量與遙感和GIS、GPS的結(jié)合　　1.4.3 地球空間信息科學的崛起和發(fā)展　　1.4.4 當代數(shù)字攝影測量的發(fā)展第2章 航空攝影測量成像系統(tǒng)及像片解析　2.1 航空攝影的基礎(chǔ)知識　　2.1.1 膠片航空攝影機　　2.1.2 垂直航空攝影的基本要求　2.2 航攝像片的分辨率　　2.2.1 膠片影像的分辨率　　2.2.2 數(shù)字影像的分辨率　2.3 單張航攝像片解析　　2.3.1 垂直航攝像片的幾何關(guān)系　　2.3.2 航攝像片上特殊的點、線　　2.3.3 航攝像片上的投影差　2.4 航攝像片的坐標系統(tǒng)　　2.4.1 像方空間坐標系　　2.4.2 物方空間坐標系　2.5 航攝像片的內(nèi)、外方位元素　　2.5.1 內(nèi)方位元素　　2.5.2 外方位元素　2.6 像空間直角坐標系的轉(zhuǎn)換　　2.6.1 像點的空間直角坐標變換　　2.6.2 方向余弦的確定　2.7 中心投影像片的構(gòu)像方程與投影變換　　2.7.1 中心投影像片的構(gòu)像方程　　2.7.2 中心投影像片的正射變換　2.8 攝影成像系統(tǒng)的檢?！　?.8.1 攝影機檢校的內(nèi)容　　2.8.2 攝影機檢校方法分類　　2.8.3 攝影機物鏡的光學畸變第3章 立體測圖的原理與方法　3.1 視差與立體視覺原理　　3.1.1 人眼的立體視覺　　3.1.2 視差的概念　　3.1.3 人造立體視覺　3.2 像對的立體觀察與量測　　3.2.1 立體觀察　　3.2.2 立體量測　3.3 模擬法立體測圖的原理與方法　　3.3.1 攝影過程的幾何反轉(zhuǎn)　　3.3.2 立體像對的模擬法相對定向　　3.3.3 立體模型的模擬法絕對定向　　3.3.4 地物與地貌的測繪　3.4 解析法立體測圖原理與方法　　3.4.1 解析測圖儀概述　　3.4.2 解析測圖儀的工作原理　3.5 數(shù)字攝影測量測圖方法概述第4章 解析空中三角測量及其拓展　4.1 像點坐標系統(tǒng)誤差改正　……第5章 數(shù)字攝影測量及其發(fā)展第6章 數(shù)字地面模型的建立與應用第7章 數(shù)字正射影像的制作與應用第8章 數(shù)字攝影測量的食品設(shè)備及產(chǎn)品第9章 高分辨率遙感衛(wèi)星影像及其應用第10章 空間信息系統(tǒng)集成與城市三維建?？梢暬饕獏⒖嘉墨I

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　攝影測量學的定義與任務(wù)　　“攝影測量學”一詞的英文是photogrammetry，它源于三個英文單詞：light（光線）、writing（記錄）和measurement（量測），即將來自目標物體反射的光線通過某種方式進行記錄，然后基于記錄的結(jié)果（即像片或影像）進行量測和解譯。因此，攝影測量學的基本含義是基于像片的量測和解譯。傳統(tǒng)的攝影測量學是利用光學攝影機攝影的像片，研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)和相互關(guān)系的一門科學和技術(shù)。它研究的內(nèi)容涉及被攝物體的影像獲取方法，影像信息的記錄和存儲方法，基于單張或多張像片的信息提取方法，數(shù)據(jù)的處理與傳輸，產(chǎn)品的表達與應用等方面的理論、設(shè)備和技術(shù)?！　z影測量的特點之一是在像片上進行量測和解譯，無需接觸被測目標物體本身，因而很少受自然和環(huán)境條件的限制，而且像片及其各種類型影像均是客觀目標物體的真實反映，影像信息豐富、逼真，人們可以從中獲得被研究目標物體的大量幾何信息和物理信息?！　∮捎诂F(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和航天技術(shù)等的飛速發(fā)展，攝影測量學科領(lǐng)域的研究對象和應用范圍不斷擴大。可以這樣說，只要目標物體能夠被攝影成像，都可以使用攝影測量技術(shù)以解決某一方面的問題。這些被攝物體可以是固體的、液體的，也可以是氣體的；可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)的；可以是微小的（電子顯微鏡下放大幾千倍的細胞），也可以是巨大的（宇宙星體）。這些靈活性使得攝影測量學成為多領(lǐng)域廣泛應用的一種測量手段和數(shù)據(jù)采集與分析的方法。由于具有非接觸傳感的特點，20世紀60年代初，從側(cè)重于影像解譯和應用角度，又提出了“遙感”一詞。

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