攝影測(cè)量學(xué)第一章緒論

攝影測(cè)量學(xué)東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院李明澤E-mail:mingzelee@163.comQQ:10086198Tel公室：主401課堂討論理解地信息系統(tǒng)？地理信息系統(tǒng)的發(fā)展機(jī)遇，如何成為成功的專(zhuān)業(yè)人才？何為遙感？遙感與地理信息系統(tǒng)的關(guān)系如何？攝影測(cè)量是遙感的重要組成，它們之間有什么區(qū)別。遙感的課程體系東北林業(yè)大學(xué)正射影像拍攝與2003年。東北林業(yè)大學(xué)遙感影像GoogleEarth遙感概念遙感的概念

遙感（RemoteSensing)：從遠(yuǎn)處探測(cè)、感知物體或事物的技術(shù)。即不直接接觸物體本身，從遠(yuǎn)處通過(guò)各種傳感器探測(cè)和接收來(lái)自目標(biāo)物體的信息，經(jīng)過(guò)信息的傳輸及其處理分析，來(lái)識(shí)別物體的屬性及其分布等特征的綜合技術(shù)。第一章緒論

一、什么是攝影測(cè)量？

攝影測(cè)量與遙感是對(duì)非接觸式傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達(dá)進(jìn)行記錄量測(cè)和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門(mén)科學(xué)和技術(shù)(INTERNATIONALSOCIETYFORPHOTOGRAMMETRYANDREMOTESENSING;ISPRS,1988)

科技內(nèi)容包括:

影像信息獲取

影像信息處理

影像信息表達(dá)

影像信息應(yīng)用§1－1攝影測(cè)量的定義和任務(wù)返回目錄作為對(duì)攝影測(cè)量科學(xué)技術(shù)的一個(gè)概括，很多學(xué)者在不同的文獻(xiàn)上對(duì)其做過(guò)不同的定義。美國(guó)攝影測(cè)協(xié)會(huì)量（ASP）定義“攝影測(cè)量是一門(mén)記錄、測(cè)定和判釋攝影像片、圖像、電磁輻射圖像模式和其它現(xiàn)象的科學(xué)與技術(shù)（1980）。P.RWolf認(rèn)為“攝影測(cè)量學(xué)像片上測(cè)定與判釋目標(biāo)物及關(guān)聯(lián)物所反射之電磁能而成之像，以獲得可靠信息的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。”

F.HMoffitt認(rèn)為“攝影測(cè)量學(xué)是在像片上測(cè)定影像的科學(xué)，其中包括有：平面圖和地形圖的制作；依據(jù)像點(diǎn)而確定目標(biāo)在空間上的位置；測(cè)估森林蓄積；土壤分類(lèi)；地質(zhì)調(diào)查；軍事情報(bào)收集的等，”B.Helert認(rèn)為“攝影測(cè)量學(xué)包括測(cè)度與判釋兩部分。測(cè)度是指由像片信息為基礎(chǔ)，確定物體的幾何性質(zhì)，如大小、形狀及位置的科學(xué)技術(shù)；而像片判釋學(xué)則研究攝影影像，以辨認(rèn)地物及推演其性質(zhì)的過(guò)程?！崩畹氯实日J(rèn)為“傳統(tǒng)的攝影測(cè)量學(xué)是利用光學(xué)攝影機(jī)攝影的像片/圖像，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(mén)科學(xué)技術(shù)?！?/p>

傳統(tǒng)攝影測(cè)量學(xué)定義攝影測(cè)量學(xué)是利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的像片，經(jīng)過(guò)處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、特性及其相互關(guān)系的一門(mén)學(xué)科二、攝影測(cè)量能做什么？（主要任務(wù)）

攝影測(cè)量目前的主要任務(wù)是：

1.測(cè)制各種比例尺的地形圖和專(zhuān)題圖；

2.建立地形數(shù)據(jù)庫(kù)；

3.為各種地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

第一章緒論

§1－1攝影測(cè)量的定義和任務(wù)返回目錄三、攝影測(cè)量有什么優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)？

1.影像記錄目標(biāo)信息客觀、逼真、豐富；

2.測(cè)繪作業(yè)無(wú)需接觸目標(biāo)本身，不受現(xiàn)場(chǎng)條件限制；

3.可測(cè)繪動(dòng)態(tài)目標(biāo)和復(fù)雜形態(tài)目標(biāo)；

4.影像信息可永久保存、重復(fù)量測(cè)使用；第一章緒論

§1－1攝影測(cè)量的定義和任務(wù)返回目錄四、攝影測(cè)量的分類(lèi)

1.按攝影距離分為:

(1)航空攝影測(cè)量為攝影測(cè)量生產(chǎn)、科研、教學(xué)的主流；成圖比例尺可覆蓋1：5百—1：5萬(wàn)；是測(cè)繪1：5百—1：5千地形圖的重要方法，是測(cè)繪1：1萬(wàn)—1：5萬(wàn)地形圖的主要方法；

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（2）航天攝影測(cè)量用衛(wèi)星遙感影像測(cè)繪地形圖或?qū)ｎ}圖，或快速提取所需空間信息；成圖比例尺已從1：5萬(wàn)—1：100

萬(wàn)提高到1：5千左右（甚至1：1000左右），在一定條件下已可替代部分航空攝影測(cè)量；

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（3）地面攝影測(cè)量一般用于山區(qū)的工程勘察和補(bǔ)測(cè)航攝漏洞；

（4）近景攝影測(cè)量* 一般用于拍攝距離<300米（或100米）的非地形目標(biāo)測(cè)繪.

（5）顯微攝影測(cè)量

*

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§1－1攝影測(cè)量的定義和任務(wù)返回目錄2.按用途分為:

（1）地形攝影測(cè)量是攝影測(cè)量的主要任務(wù)，服務(wù)于國(guó)家基礎(chǔ)地理信息需求，并廣泛應(yīng)用于城建、環(huán)保、 規(guī)劃、農(nóng)林、水利、電力、交通、地礦等眾多部門(mén)或行業(yè)。

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與用經(jīng)緯儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪方法相比，攝影測(cè)量測(cè)繪地形有以下優(yōu)點(diǎn)：

a.作業(yè)速度快，成圖周期短；

b.內(nèi)業(yè)作業(yè)為主，勞動(dòng)強(qiáng)度低；

c.較大范圍成圖時(shí)省經(jīng)費(fèi)

d.成圖精度均勻

e.可生產(chǎn)影像測(cè)繪產(chǎn)品

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（2）非地形攝影測(cè)量

是攝影測(cè)量的一個(gè)分支學(xué)科。其主要研究利用影像確定非地形目標(biāo)物的形狀、大小及空間位置等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、建筑工程、生物醫(yī)學(xué)及考古、變形觀測(cè)、公安偵破、事故勘察、彈道測(cè)量、爆破、礦山工程等領(lǐng)域。

第一章緒論

§1－1攝影測(cè)量的定義和任務(wù)返回目錄3.按影像信息處理的技術(shù)手段分為:

（1）模擬攝影測(cè)量（2）解析攝影測(cè)量（3）數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量第一章緒論

§1－1攝影測(cè)量的定義和任務(wù)返回目錄五、攝影測(cè)量與遙感的關(guān)系

1.共同之處攝影測(cè)量學(xué)作為一個(gè)成熟的學(xué)科，已有一百五十年左右的發(fā)展史了。遙感作為現(xiàn)代高科技只有三四十年左右的發(fā)展史。但兩者科技內(nèi)容（理論基礎(chǔ)，技術(shù)手段，生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)用目的等）已趨于一致，共同發(fā)展形成影像信息科學(xué)。

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2.差異之處 以航空攝影成像為主

攝影測(cè)量以測(cè)繪大比例尺地形圖為主

以影像幾何信息的處理為主 以提供區(qū)域基礎(chǔ)地理信息服務(wù)為主

以衛(wèi)星傳感器成像為主（具有宏觀特性，光譜特征，時(shí)相特征）

遙感以編制中小比例尺專(zhuān)題圖為主

以影像物理信息的處理為主以各行業(yè)、部門(mén)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用為主第一章緒論

§1－1攝影測(cè)量的定義和任務(wù)返回目錄IKONOS(RED)IKONOS(GREEN)IKONOS(BLUE)IKONOS(PAN.)IKONOS(假彩色合成，綠、紅、紅外)IKONOS(假彩色合成)Spot-5(全色波段，2.5米）TM(假彩色合成)航攝像片（1：3600）航攝像片航測(cè)矢量圖（DLG）虛擬地形虛擬城市景觀P31攝影經(jīng)緯儀近景影像發(fā)展階段

時(shí)間（進(jìn)入生產(chǎn)）

作業(yè)方式典型生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)成果模擬攝影測(cè)量解析攝影測(cè)量數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量二十世紀(jì)初～70年代二十世紀(jì)70年～至今二十世紀(jì)90年～至今機(jī)械輔助測(cè)繪計(jì)算機(jī)輔助測(cè)繪自動(dòng)化測(cè)繪模擬立體測(cè)圖儀解析立體測(cè)圖儀數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)模擬產(chǎn)品模擬/數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品第一章緒論§1-2攝影測(cè)量學(xué)的發(fā)展階段一、攝影測(cè)量學(xué)的發(fā)展階段返回目錄模擬攝影測(cè)量階段(1851-1970)解析攝影測(cè)量階段(1950-1980)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量階段(1970-現(xiàn)在）攝影測(cè)量學(xué)的三個(gè)發(fā)展階段模擬攝影測(cè)量光學(xué)像片光學(xué)機(jī)械測(cè)圖儀器人工建立立體模型人工量測(cè)和解譯機(jī)械繪圖圖解線劃地圖像片影像地圖利用光學(xué)/機(jī)械投影方法實(shí)現(xiàn)攝影過(guò)程的反轉(zhuǎn)，用兩個(gè)/多個(gè)投影器模擬攝影機(jī)攝影時(shí)的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實(shí)際地形表面成比例的幾何模型，通過(guò)對(duì)該模型的量測(cè)得到地形圖和各種專(zhuān)題圖單片測(cè)圖分工法測(cè)圖綜合法測(cè)圖模擬攝影測(cè)量發(fā)展階段的多倍儀光學(xué)糾正儀SEG-1HJ-24WildA10模擬立體測(cè)圖儀解析攝影測(cè)量1954年，第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世1957年，海拉瓦博士提出解析測(cè)圖儀的思想，標(biāo)志著解析攝影測(cè)量的開(kāi)始20世紀(jì)70年代末至90年代初，解析攝影測(cè)量發(fā)展的鼎盛時(shí)期解析攝影測(cè)量光學(xué)像片解析測(cè)圖儀器計(jì)算機(jī)建立立體模型人工量測(cè)和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型像片影像地圖以電子計(jì)算機(jī)為主要手段，通過(guò)對(duì)攝影像片的量測(cè)和解析計(jì)算方法的交會(huì)方式來(lái)研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測(cè)量產(chǎn)品的一門(mén)科學(xué)解析空三解析測(cè)圖儀數(shù)控正射儀解析攝影測(cè)量發(fā)展階段的立體繪圖儀

德國(guó)Zeiss廠C-100型解析測(cè)圖儀瑞士Kern廠DSR-1型解析測(cè)圖儀瑞士WILD廠OR-1型數(shù)控正射投影儀德國(guó)Zeiss廠Z-2型數(shù)控正射投影儀數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，使功能增強(qiáng)，成本降低，并為編制大型軟件提供平臺(tái)20世紀(jì)70年代：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量萌芽階段20世紀(jì)80年代：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原型研究階段20世紀(jì)90年代：真正推出可用于生產(chǎn)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量數(shù)字影像數(shù)字測(cè)量攝影系統(tǒng)自動(dòng)建立立體模型自動(dòng)量測(cè)和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型數(shù)字影像地圖數(shù)據(jù)庫(kù)基于攝影測(cè)量的基本原理，通過(guò)對(duì)所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進(jìn)行處理，自動(dòng)（半自動(dòng)）提取被攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)字圖像處理影像匹配模式識(shí)別DPW目前數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量階段的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)3-DmouseCrystaleyesVirtualPhotogrammetrynowisavailableSupresoftVirtuoZoNTVirtuoZo數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX-4A數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站20世紀(jì)80年代至世紀(jì)末。在這個(gè)階段航空攝影測(cè)量及成圖方法向自動(dòng)化方法發(fā)展，由以往的光學(xué)機(jī)械的模擬方法向以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字化方向發(fā)展。在攝影測(cè)量發(fā)展史文獻(xiàn)中可以查到：1826年法國(guó)人尼普西（Neipce