本文格式為Word版，下載可任意編輯——對攝影測量基本原理的認識對攝影測量基本原理的認識

（貴州大學礦業學院測繪工程09級2班）

內容摘要

攝影測量有二百多年的歷史了。通過對攝影測量的學習和認識。本文從攝影測量最基本的原理出發，簡單回想了它的發展歷程，本文立足于對武漢大學其次版《攝影測量》教程的學習以及對攝影測量基礎知識的了解和認識后，闡述了攝影測量的一些基本知識。著重闡述了當代攝影測量技術最新理論的發展。特別是對攝影測量的分類，分別闡述大地攝影測量、航空攝影測量、航天攝影測量的一些基本原理后相關技術要點。對大地攝影測量、航空攝影測量的內外業的有關步驟和相應技術作了一定的論述。最終，總結出自己的在學習過程中的對攝影測量的認識，作為測繪專業學生，我更看到新的希望。

3.1外業工作

外業工作包括攝影和測量。攝影是在基線兩端點、用攝影經緯儀或其他攝影機按一定方式分別攝影，以獲取目標的立體像對。地形測量作業中常用正直攝影、等偏攝影兩種方式進行攝影。測量工作，先選攝影基線，后用普通測量方法測定基線長度、基線端點和檢查點的坐標和高程，為內業像片處理提供起始數據。

3.2內業工作

內業成圖方法分為圖解法、模擬法和解析法。圖解法是根據立體坐標量測儀量測出像點坐標和左右視差值，按相像三角形關系設計一種圖板，用圖解法求出地面點的平面位置和高程。模擬法是利用地面立體測圖儀進行測圖的方法。解析法是按一定的數學公式求出地面點在其地面輔助坐標系中的空間坐標，再轉換為地面坐標。解析法適應性強、精度高，是常用的方法。當代的解析法地面攝影測量，是從解析攝影測量的基礎理論出發，依據地面控制點以及盡可能確切的攝影外方位元素進行綜合平差運算，從而取得地面攝影測量較高的測點精度。這一方法可用于觀測結構物的變形，如測求大壩變形和地面滑動等數據。

（二）航空攝影測量

航空攝影測量指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片，結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業。

航空攝影測量的主題，是將地面的中心投影（航攝像片）變換為正射投影（地形圖）。這一問題可以采取大量途徑來解決。如圖解法、光學機械法（亦稱模擬法）和解析法等。在每一種方法中還可細分出大量具體方法，而每種具體方法又有其特有的理論。其中有些概念和理論是基礎性的，帶有某些共性，

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如像片的內方位元素和外方位元素,像點同地面點的坐標關系式,共線條件方程，像對的相對定向，模型的絕對定向和立體觀測原理等。

1.航空攝影測量的基本原理

根據不同的用途與施測方法的不同航空攝影測量的基本原理分單張像片測圖原理、立體觀測原理。

1.1單張像片測圖的基本原理

航空攝影測量單張像片測圖的基本原理是中心投影的透視變換，立體測圖的基本原理是投影過程的幾何反轉。廣義來說，前一狀況的基本原理也是攝影過程的幾何反轉。20世紀30年代以后，攝影過程的幾何反轉都是應用各種結構繁雜的光學機械的縝密儀器來實現的。50年代以后，開始應用數學解析的方式來實現。

1.2立體觀測的基本原理

立體觀測的原理是建立人造立體視覺，即將像對上的視差反映為人眼的生理視差后得出的立體視覺。得到人造立體視覺須具備3個條件:①由兩個不同位置（一條基線的兩端）拍攝同一景物的兩張像片(稱為立體像對或像對)；②兩只眼睛分別觀測像對中的一張像片；③觀測時像對上各同名像點的連線要同人的眼睛基線大致平行，而且同名點間的距離一般要小于眼基線(或擴大后的眼基距)。若用兩個一致標志分別置于左右像片的同名像點上，則立體觀測時就可以看到在立體模型上參與了一個空間的測標。為便于立體觀測，可借助于一些簡單的工具，如橋式立體鏡和反光立體鏡。對于那種利用兩個投影器把左右像片的影像同時疊合地投影在一個承影面上的狀況，可采用互補色原理或偏振光原理進行立體觀測，并用一個具有測標的測繪臺量測。

2.航空攝影測量的測圖方法

20世紀30年代以來，航空攝影測量的測圖方法主要有3種,即綜合法、全能法和分工法（或稱微分法）。

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2.1綜合法

航空攝影測量的綜合法是攝影測量和平板儀測量相結合的測圖方法。屬單張像片測圖，地形圖上地物、地貌的平面位置由像片改正的方法得出像片圖或線劃圖，地形點高程和等高線則用普通測量方法在野外測定。它適用于平坦地區的大比例尺測圖。

2.2全能法

航空攝影測量的全能法是根據攝影過程的幾何反轉原理，置立體像對于立體測圖儀內，建立起所攝地面縮小的幾何模型，借以測繪地形圖的方法，在立體測圖儀上安置像片時依據內方位元素，目的是使恢復后的投影光束同攝影光束相像（也可在一定條件下變換投影光束）在立體模型上測地面點的平面位置、高程和等高線，獲得地形圖的方法，主要適用于山地。由于像對的相對定向過程中并未參與控制點，只利用了像對內在的幾何特性,所以建立的幾何模型的方位是任意的,模型的比例尺也是近似值，因此必需通過絕對定向才能據以測圖。

全能法測圖的儀器是立體測圖儀。這類儀器形式繁多,根據投影系統的結構可分為3種類型：①建立實際投影光線束的光學投影式的；②從投影中心至像點一方為實際的投影光線，而從投影中心至模型點一方則用方向導桿代替的光學機械投影式的;③用一根貫穿3個萬向關節(它們分別代表像點、投影中心和模型點)的方向導桿來代替投影光線的機械投影式的。前兩種型式的儀器現已基本淘汰了。

2.3分工法

航空攝影測量的分工法（微分法）是依照平面和高程分求的原則進行測圖的一種方法。在立體測圖儀器上測定地面點高程和測繪等高線，地面點平面位置確定與綜合法一致，適用丘陵地區。它是根據豎直攝影像對，量測左右視差較和在右方像片上勾繪等高線的一種儀器。一個地面點在左、右兩張像片上構

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像點的橫坐標x的差值稱左右視差p,而兩個地面點的左右視差之差則稱之為左右視差較Δp，這個Δp是該兩點的高程差所引起的。在量測左右視差較Δp的過程中，借助儀器上的改正機件,自動改正由攝影外方位元素帶來的影響，使之等于理想像對的左右視差或左右視差較；而用高差公式計算高程差；然后用投影轉繪儀把在像片上勾繪的等高線以及調繪的地物，進行分帶投影轉繪成地形圖。中國設計制造的X－2型視差測圖儀是在立體量測儀的基礎上，另加平面改正機件，改進后的儀器，在使用中可把分工法測圖中的兩個步驟一次解決，從而提高了作業效率。意大利、聯邦德國也有類似的儀器。航空攝影測量的成圖方法和儀器正在向著半自動化和自動化方向發展，在這方面解析測圖儀已經有了相當的成就。

3.航空攝影測量的作業分外業和內業3.1外業工作

航空攝影測外業工作包括：①像片控制點聯測。像片控制點一般是航攝前在地面上布設的標志點，也可選用像片上的明顯地物點（如道路交織點等），用普通測量方法測定其平面坐標和高程。②像片調繪。是圖像判讀、調查和繪注等工作的總稱。在像片上通過判讀，用規定的地形圖符號繪注地物、地貌等要素；測繪沒有影像的和新增的重要地物；注記通過調查所得的地名等。通過像片調繪所得到的像片稱為調繪片。調繪工作可分為室內的、野外的和兩者相結合的3種方法。③綜合法測圖。主要是在單張像片或像片圖上用平板儀測繪等高線。

3.2內業工作

航空攝影測內業工作包括：①測圖控制點的加密。以前對于平坦地區一般采用輻射三角測量法，對于丘陵地和山地則采用立體測圖儀建立單航線模擬的空中三角網，進行控制點的加密工作。20世紀60年代以來，模擬法空中三角測量逐漸地被解析空中三角測量代替。②用各種光學機械儀器測制地形原圖。

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（三）航天攝影測量

航天攝影測量通俗地講是以衛星、飛船和飛機等航天器為運載工具,利用各種傳感器在軌道空間獲取地球表面上的地物、地貌影像等信息數據,通過系統軟件分析、處理形成各種用途專題地圖的測繪方法。

航天攝影測量是伴隨著空間技術、攝影技術、圖像數字傳輸與處理、全球定位和計算機技術的發展而產生的測量新技術,從其原理與應用角度看其應屬于攝影測量學科的一個分支,是航空攝影測量技術的進一步拓展。

1.航天攝影測量的基本原理

航天攝影測量是航空攝影測量技術在空間攝影條件下的進一步應用,由于其成像原理與航空攝影有著本質的區別,因此,在技術上同樣有著與其相區別的處理方法。但就其原理講與航空攝影測量沒有本質的區別,同樣是利用立體影象進行立體模型的恢復與建立,從而測繪出一定比例尺的地形圖。

2.航天攝影測量的特點

航天攝影測量與傳統的測量技術如大小平板、航空攝影測量、全野外數字采集等相比,除了具備成圖周期短、勞動強度低外,還具有其獨生氣勃勃的優勢,主要表達在如下方面:①不受地區和國界的限制；②獲取資料迅速,為快速成圖和地圖更新開避了一條嶄新的途徑；③有降低測繪成本的空間。

3.航天攝影測量的應用前景

測量技術伴隨著社會的前進而發展,同時又不斷地服務于國民經濟的各個領域。實際上某個地區經濟要發展,城市要建設,測繪必需先行,因此,人們早已把測量工作看作經濟發展的晴雨表。幾十年的風雨歷程,測繪已在國民經濟的建設和發展過程中起到了令世人矚目的作用。特別是近幾年,由于數字地球建設步伐的進一步加快,更使得測繪有了用武之地。

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隨著科技的進步,時代的發展,特別是全球定位技術的進一步完善,相信航天攝影測量在將來數字中國、信息高速馬路的建設中必將起到舉足輕重的作用,對衛星資源的進一步利用開拓了更加廣闊的新領域。

四、結語

剛接觸到測繪的時候這個專業的時候，我們就對測繪有一定的理解。那時候我們只知道在地面架設儀器，在一個有限的小范圍進行測量。但是自從通過對《攝影測量》的學習，讓我們認識到原來測量不只是限于在地面上假設儀器，原來我們的測繪工作也可以脫離地面。

不止是在架設儀器這方面讓我們的觀念有了改