摄影测量学第一章绪论

摄影测量学东北林业大学林学院李明泽E-mail:mingzelee@163.comQQ:10086198Tel:13936457608办公室：主401课堂讨论 理解地信息系统？ 地理信息系统的发展机遇，如何成为成功的专业人才？ 何为遥感？ 遥感与地理信息系统的关系如何？ 摄影测量是遥感的重要组成，它们之间有什么区别。遥感的课程体系东北林业大学正射影像 拍摄与2003年。东北林业大学遥感影像 GoogleEarth遥感概念遥感的概念遥感（RemoteSensing)：从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。第一章绪论一、什么是摄影测量？摄影测量与遥感是对非接触式传感器系统获得的影像及其数字 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达进行 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 量测和解译，从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门科学和技术(INTERNATIONALSOCIETYFORPHOTOGRAMMETRYANDREMOTESENSING;ISPRS,1988) 科技内容包括:影像信息获取影像信息处理影像信息表达影像信息应用§1－1摄影测量的定义和任务返回目录作为对摄影测量科学技术的一个概括，很多学者在不同的文献上对其做过不同的定义。美国摄影测协会量（ASP）定义“摄影测量是一门记录、测定和判释摄影像片、图像、电磁辐射图像模式和其它现象的科学与技术（1980）。P.RWolf认为“摄影测量学像片上测定与判释目标物及关联物所反射之电磁能而成之像，以获得可靠信息的一门科学技术。”F.HMoffitt认为“摄影测量学是在像片上测定影像的科学，其中包括有：平面图和地形图的制作；依据像点而确定目标在空间上的位置；测估森林蓄积；土壤分类；地质调查；军事情报收集的等，”B.Helert认为“摄影测量学包括测度与判释两部分。测度是指由像片信息为基础，确定物体的几何性质，如大小、形状及位置的科学技术；而像片判释学则研究摄影影像，以辨认地物及推演其性质的过程。”李德仁等认为“传统的摄影测量学是利用光学摄影机摄影的像片/图像，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学技术。”传统摄影测量学定义摄影测量学是利用光学摄影机获取的像片，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科二、摄影测量能做什么？（主要任务）摄影测量目前的主要任务是：1.测制各种比例尺的地形图和专题图；2.建立地形数据库；3.为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据；第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录三、摄影测量有什么优点和特点？1.影像记录目标信息客观、逼真、丰富；2.测绘作业无需接触目标本身，不受现场条件限制；3.可测绘动态目标和复杂形态目标；4.影像信息可永久保存、重复量测使用；第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录四、摄影测量的分类1.按摄影距离分为:(1)航空摄影测量为摄影测量生产、科研、教学的主流；成图比例尺可覆盖1：5百—1：5万；是测绘1：5百—1：5千地形图的重要方法，是测绘1：1万—1：5万地形图的主要方法；第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录 （2）航天摄影测量用卫星遥感影像测绘地形图或专题图，或快速提取所需空间信息；成图比例尺已从1：5万—1：100万提高到1：5千左右（甚至1：1000左右），在一定条件下已可替代部分航空摄影测量；第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录（3）地面摄影测量一般用于山区的工程勘察和补测航摄漏洞；（4）近景摄影测量* 一般用于拍摄距离<300米（或100米）的非地形目标测绘.（5）显微摄影测量*第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录2.按用途分为:（1）地形摄影测量是摄影测量的主要任务，服务于国家基础地理信息需求，并广泛应用于城建、环保、 规划、农林、水利、电力、交通、地矿等众多部门或行业。 第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录与用经纬仪现场测绘方法相比，摄影测量测绘地形有以下优点：a.作业速度快，成图周期短；b.内业作业为主，劳动强度低；c.较大范围成图时省经费d.成图精度均匀e.可生产影像测绘产品第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录（2）非地形摄影测量是摄影测量的一个分支学科。其主要研究利用影像确定非地形目标物的形状、大小及空间位置等，广泛应用于工业制造、建筑工程、生物医学及考古、变形观测、公安侦破、事故勘察、弹道测量、爆破、矿山工程等领域。第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录3.按影像信息处理的技术手段分为:（1）模拟摄影测量（2）解析摄影测量（3）数字摄影测量第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录五、摄影测量与遥感的关系1.共同之处摄影测量学作为一个成熟的学科，已有一百五十年左右的发展史了。遥感作为现代高科技只有三四十年左右的发展史。但两者科技内容（理论基础，技术手段，生产设备，应用目的等）已趋于一致，共同发展形成影像信息科学。第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录2.差异之处 以航空摄影成像为主摄影测量以测绘大比例尺地形图为主 以影像几何信息的处理为主 以提供区域基础地理信息服务为主　　　　　　 以卫星传感器成像为主（具有宏观特性，光谱特征，时相特征）遥感以编制中小比例尺专题图为主以影像物理信息的处理为主以各行业、部门专业应用为主第一章绪论§1－1摄影测量的定义和任务返回目录IKONOS(RED)IKONOS(GREEN)IKONOS(BLUE)IKONOS(PAN.)IKONOS(假彩色合成，绿、红、红外)IKONOS(假彩色合成)Spot-5(全色波段，2.5米）TM(假彩色合成)航摄像片（1：3600）航摄像片航测矢量图（DLG）虚拟地形虚拟城市景观P31摄影经纬仪近景影像第一章绪论§1-2摄影测量学的发展阶段一、摄影测量学的发展阶段返回目录 发展阶段 时间（进入生产） 作业方式 典型生产设备 生产成果 模拟摄影测量解析摄影测量数字摄影测量 二十世纪初～70年代二十世纪70年～至今二十世纪90年～至今 机械辅助测绘计算机辅助测绘自动化测绘 模拟立体测图仪解析立体测图仪数字摄影测量系统 模拟产品模拟/数字产品数字产品 模拟摄影测量阶段(1851-1970) 解析摄影测量阶段(1950-1980) 数字摄影测量阶段(1970-现在）摄影测量学的三个发展阶段模拟摄影测量利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图单片测图分工法测图综合法测图模拟摄影测量发展阶段的多倍仪光学纠正仪SEG-1HJ-24WildA10模拟立体测图仪解析摄影测量 1954年，第一台电子计算机问世 1957年，海拉瓦博士提出解析测图仪的思想，标志着解析摄影测量的开始 20世纪70年代末至90年代初，解析摄影测量发展的鼎盛时期解析摄影测量以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学解析空三解析测图仪数控正射仪解析摄影测量发展阶段的立体绘图仪德国Zeiss厂C-100型解析测图仪瑞士Kern厂DSR-1型解析测图仪瑞士WILD厂OR-1型数控正射投影仪德国Zeiss厂Z-2型数控正射投影仪数字摄影测量计算机硬、软件技术的飞速发展，使功能增强，成本降低，并为编制大型软件提供平台20世纪70年代：数字摄影测量萌芽阶段20世纪80年代：数字摄影测量原型研究阶段20世纪90年代：真正推出可用于生产的数字摄影测量系统数字摄影测量基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品计算机技术数字图像处理影像匹配模式识别DPW目前数字摄影测量阶段的计算机系统平台VirtuoZo数字摄影测量系统JX-4A数字摄影测量工作站20世纪80年代至世纪末。在这个阶段航空摄影测量及成图方法向自动化方法发展，由以往的光学机械的模拟方法向以计算机为基础的数字化方向发展。在摄影测量发展史文献中可以查到：1826年法国人尼普西（Neipce）拍摄第一张摄影照片；1849年法军事工程师劳西达特（A.Laussedat）通过地面摄影制作地图；1859年法国摄影家利用气球拍摄巴黎上空的照片，同年劳西达特（A.Laussedat）也利用了气球在巴黎上空拍摄，研究制作地图；1898年研究者才利用数学方法将中心投影转换成正射投影，成为摄影成图的起点。1903年莱特兄弟发明飞机，为人类真正开始科学系统地从空中观察和研究地球创造了条件。1909年瑞特（W.Wright）由飞机上拍摄第一张摄影像片，开始了航空摄影。摄影测量的发展历史在航空摄影技术体系的近百年的发展过程中，主要集中在两个方面，即航空像片判读和成图。前者是根据航片上的影像来识别地物，后者是以摄影测量理论为基础进行测量和编制各种地图。航空摄影遥感体系发展过程大致可以划分为以下几个阶段：●二十世纪初期及第一次世界大战期间。这个阶段属于航空摄影技术发展初期，主要应用于军事侦察，虽然还没有形成较完善的判读理论，但能从航空像片上获得重要的军事情报这一事实，使人们认识到这一技术体系具有十分重要的应用价值。●二十世纪20年代到40年代。航空摄影判读和摄影测量理论和应用有了很大的发展，使航空摄影形成了较完善的技术体系。这个时期较突出的成果是以立体摄影测量为基础的地形图的编制技术方法，使测绘和地图科学发生了变革性的变化，应用航空摄影编制了很多地形图和专题地图。与此同时航空像片在考古、林业、地质、生态及工程等方面应用也有长足的发展规律，形成了各专业判读的技术方法。●第二次世界大战后到20世纪80年代。在这个阶段使用航片编制地形图和各种专题图已成为一种常规的方法。在自然资源调查中使用航空像片与地面抽样调查相结合已成为这些领域获得自然资源管理信息的主要技术手段。红外黑白片和彩色红外片的出现和应用增强了航空像片的判读性能和应用价值。100多年来的实践充分证明了航空摄影的优越性：——扩大了人们的观察视野。航空摄影可提供大面积的鸟瞰图，使我们可以从全局的角度上来观察所研究的对象。——使我们能观察到地面上难以达到的一些地方，并进行分析研究，诸如沙漠、冰川、高山、沼泽及原始森林等地带的自然现象和自然资源。——能提供永久性的科学资料，并可在市内条件下充分的加以研究，还能和过去的资料相比较，可以监测大自然随时间的变化。——扩大了光谱分辨率，因为摄影感光胶片所记录的光谱范围是人眼的2倍。人眼只能观察到0.4~0.7微米的光，而摄影胶片可以扩展到0.3~0.9微米。特别是近年来出现的多光谱摄影，使人们可以利用光谱波段组合的方式，可以获得更详细的信息。——增加了空间分辨率和几何逼真度。航空摄影像片具有一定的量测性和可判性，特别是利用航空像片可以产生立体观察效应，使我们可以用航片编制地形图、地图，以及获得地物的位置、距离、方向、面积等信息。萌芽阶段 1839年，达格雷发表第一张空中相片； 1858年，法国人用气球携带照相机拍摄了巴黎的空中照片。 1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；遥感的发展航空遥感阶段 1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件。 1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片。 一战中，航空照相技术用于获取军事情报。 一战后，航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查。二战使用红外遥感技术。 1930年，美国开始全国航空摄影测量。 1937年，出现了彩色航空像片。1903，WrightBrothers发明了飞机，使航空摄影测量成为可能。Engine-poweredflightonDecember17,1903.Itlasted12secondsandcovered120ft.AerialphotographyinWorldwarIFigureClose-upviewofaworldwarIFigureVerticalphotographyofWorldWarItrenchesinEurope.AerialphotographyinWorldwarIIFigureVerticalaerialphotographofaV2rocketlaunchingfacilityaPeenemundeinWorldWarII.航天遥感阶段 1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星；意义重大。 70年代美国的陆地卫星 法国的Spot卫星 发展中国家的情况：中国，印度，巴西等。 更高的空间分辨率 更精细的光谱分辨率。 为协调时间分辨率和空间分辨率这对矛盾，小卫星群 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 将成为现代遥感的另一发展趋势 多波段、多极化、多模式合成孔径雷达卫星。多角度观测、干涉测量技术的发展。 机载和车载遥感平台，以及超低空无人机载平台等多平台的遥感技术与卫星遥感相结合。综合多种遥感器的遥感卫星平台。目前看来影像信息科学是由摄影测量学、遥感、地理信息系统、计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉、专家系统、空间技术和传感器技术等相结合的一个边缘学科。是基于影像认识世界和改造世界的途径。第一章绪论§1-3影像信息科学的组成一、影像信息科学的组成返回目录影像信息科学的组成与相互关系返回目录二、目前一些相关新专业的出现：航测、制图与GIS相结合Geoinformatics(ITC) 空间科学、电子科学、地球科学与计算机科学等相结 合遥感科学与技术第一章绪论§1-3影像信息科学的组成返回目录