第一章 绪论
一、传统摄影测量学定义
是利用光学摄影机摄影的像片，研究和确定被
摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系
的一门科学和技术。它包括的内容有
1：获取被摄物体的影像
2：研究单张和多张像片影像的处理方法
3：所测得的成果以图解形式或数字形式输出的
方法和设备
二、摄影测量学的任务
1：测制各种比例尺的地形图
2：建立地形数据库
三、摄影测量的特点
1：是在像片上进行量测和解译，无需接触物
体本身．因而很少受自然和地理条件的限制。
2：可摄得瞬问的动态物体影像。像片及其它
各种类型影像均是客观物体或目标的真实反映，
信息丰富、逼真，人们可以从中获得所研究物
体的大量几何信息和物理信息。
3：所摄物体只要能够成像，均可采用摄影测
量技术。
四、现代摄影测量学的定义
自 70年代，美国陆地卫星（ Landsat）上天后，
遥感技术获得了极为广泛的应用，摄像设备得
到了很大的扩充。
现代摄影测量学由于和遥感学科密不可分，因
此，一般将二者合为一个名词。摄影测量与遥
感乃是对非接触传感器系统获得的影像及其数
字表达进行记录、量测和解译，从而获得自然
物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技
术。
四、现代摄影测量学的定义
Photogrammetry and Remote Sensing is the
art,science and technology of obtaining reliable
information from noncontract imaging and other
sensor systems about the Earth and its
environment,and other physical objects and
processes through recording,measuring,analyzing
and representation,
五、摄影测量学的分类
按照距离远近分
1：航天摄影测量
2：航空摄影测量
3：地面摄影测量
4：近景摄影测量
5：显微摄影测量
按照用途分有地形摄影测量、非地形摄影测量与遥感。
按技术处理手段分为
模拟摄影测量
解析摄影测量
数字摄影测量
六、摄影测量发展的三个阶段
1 模拟法摄影测量
指的是用光学或机械方法模拟摄影过程，使两个
投影器恢复摄影时的位置、姿态和相互关系，
形成一个比实地缩小了的几何模型；即所谓摄
影过程的几何反转，在此模型上的量测即相当
于对原物体的量测。所得到的结果通过机械或
齿轮传动方式直接在绘图桌绘出各种图件来，
如地形图或各种专题图。
人眼之所以能区分远近在于人眼在观察物体时可
以形成交会角，也称之为生理视差。
2 解析摄影测量
从几何的角度，利用数学的方法根据影像空间的
像点位置重建物体在目标空间的几何模型，也
即找到像点与物点之间的数学对应关系。
（ 1）解析测图仪
解析测图仪是解析摄影测量的基本设备，它是首
先实现测量成果数字化的仪器。在机助测图软
件控制下，将在立体模型上测得的结果首先存
在计算机上，然后再传送到数控绘图机上绘出
图件。
（ 2）解析空中三角测量
解析空中三角测量实现了用摄影测量方法快速、
大面积地测定点位的精确方法，它是计算机用
于摄影测量的第一项成果，经历了航带法、独
立模型法和光束法三个阶段。
（ 3）解析摄影测量与模拟摄影测量的不同之处
在于,
1：前者是利用计算机来完成摄影测量中复杂的
几何解算和大量的数值运算。
2：前者的投影方式是数字投影，后者是模拟投
影。
3：输出的产品不仅有模拟产品还有数字产品，
有的可以直接进入地理信息系统中。
4：前者的方法理论上更严密，更快捷，更方便。
5：解析摄影测量可以测量的物体种类繁多，只
要能被摄影即可。
3 数字摄影测量
从广义上讲，数字摄影测量指的是从摄影测量
和遥感所获取的数据中，采集数字化图形或数
字／数字化影像，在计算机中进行各种数值、
图形和影像处理，研究目标的几何和物理特性，
从而获得各种形式的数字产品和目视化产品。
这里的数字产品包括数字地图、数宇高程模型
（ DEM）、数字正射影像、测量数据库、地理
信息系统（ GIS）和土地信息系统（ LIS）等。
这里的可视化产品包括地形图、专题图、纵横
剖面图、透视图、正射影像图、电子地图、动
画地图等。
（ 1）数字摄影测量中获得影像的方法
一种是直接用数字摄影机获得数字影像
一种是扫描仪对像片进行扫描得到数字化的影
像
（ 2）数字摄影测量的两大任务
一是自动影像匹配与空间定位
二是自动影像判读
（ 3）数字摄影测量与解析摄影测量的不同之处
?它处理的原始信息不仅可以是航空像片（数字
化影像），更主要的是航空、航天的数字影像。
?它以计算机视觉来代替人眼的立体观测，因而
所使用的仪器只需要计算机和一些相应的外部
设备。
?它不但可以获得影像的几何信息，还能获得丰
富的物理信息。
硬件配置
主流个人计算机 （ PC）
立体观测装置,偏振光镜屏 （ Z-Screen） 或 C型液晶立体
眼镜 （ Crystaleyes） 或 N型液晶立体眼镜 （ Nuvision）
量测控制装置,手轮和脚盘 （ VirtuoZo-H/F） 或三维鼠
标 （ 3D Mouse） 或鼠标 （ Mouse）
（ 4）数字摄影测量的特点
?辐射信息
?数据量与信息量
?速度与精度
?自动化与影像匹配
?影像解译
七、摄影测量与遥感之间的关系
遥感技术对摄影测量学的冲击和作用首先在于
它打破了摄影测量学长期以来过分局限于测绘
物体形状与大小数据的几何处理。遥感为摄影
测量提供了大量的多时相、多光谱、多分辨率
的丰富影像信息。
摄影测量中的几何定位和几何纠正以及影像匹
配理论也都可以应用于遥感图像的复合和几何
配准上。
摄影测量的主要成果如 DEM乃是支持和改善遥
感图像分类效果的有效信息。
八、摄影测量与 GIS之间的关系
摄影测量与遥感愈来愈成为为 GIS采集数据和更新数据的重要手
段；而 GIS的信息将对遥感数字图像处理和自动分类起着重要的
作用。
摄影测量与遥感与 GIS结合分为了两个阶段
1：各种专题图与地形图是通过对遥感影像的几何纠正和目视判
读制作出来，然后通过图件数字化方法送入 GIS中。
2,70年代中期，则研究如何由遥感影像中自动提取各种专题信
息（栅格数据），然后再将它们变成矢量数据送入 GIS中。
3：现在正在研究摄影测量与遥感和 GIS一体化的系统，经过摄
影测量采集的数据、遥感影像均可直接进入地理信息系统。
九、摄影测量学的新发展
1：数码相机逐步应用于航空摄影测量
2：动态 GPS配合惯性测量系统（ GPS/IMU）
3：激光探测及测距系统（ LIDAR）
数码相机逐步应用于航空摄影测量
随着计算机技术的飞速发展，数码影像因其便于计算机处理、
存储和通过网络进行传输，在航空摄影测量中的应用已越来越
普遍，全数字摄影测量工作站已全面替代了传统的解析测图仪
，为了给全数字摄影测量工作站提供工作所需的数码影像，目
前使用的是高精度的扫描仪将航空底片扫描成为数码影像。但
是因为多了一道工序，对于成图的周期、成本都是不利的。数
码相机的发展为我们解决这一问题提供了一个非常好的手段，
数码相机的核心是 CCD阵列,CCD阵列的解像率对其应用的范
围起着决定性的影响，目前航摄仪所使用的 23*23CM的航空胶
片其解像率相当于 20K*20K像素的数码相机的解像率，而目前
数码相机的解像率只能达到 9K*9K像素，一定程度上限制了数
码相机在航空摄影测量中的大规模应用。但随着光电子技术的
飞速发展，相信在不长的时间内，能够满足航空摄影测量所需
的高解像率数码航摄仪就将诞生，到那时数码相机将成为航空
摄影测量中数码影像的主要获取手段。
动态 GPS配合惯性测量系统（ GPS/IMU）
航空摄影测量的一个核心问题是光束恢复，为了精确的恢复摄
影瞬间的光束往往需要在地面上布设足够多的高精度控制点，
通过严密而复杂的计算，反算出摄影瞬间飞机的姿态与位置，
从而达到恢复摄影光束的目的。这种方法对野外控制点的密度
、精度要求很高，在某些特殊地区实现非常困难，并且极大地
影响了成图的周期及质量。运用动态 GPS配合惯性测量系统
IMU可以非常好的解决这一难题，动态 GPS其整体平面的定位
精度已达到了相当高的水平，但是不能够对飞机摄影瞬间的姿
态进行描述。而惯性测量系统却与之相反，因此利用精确的时
钟将二者结合起来即可测得飞机在摄影瞬间的姿态与位置，从
而在航空摄影的过程中即可解决航空摄影测量中的光束恢复问
题。理想情况下，动态 GPS配合惯性测量系统 IMU能够淘汰航
测外业控制测量这一艰苦、繁重的工作，极大降低劳动强度，
缩短航测成图的周期，将航空摄影测量的精确、快速的优势完
全发挥出来。
激光探测及测距系统（ LIDAR）
激光探测及测距系统是设计安装在飞机上的激光系统，用于量
测被测物体的三维坐标。当飞机飞过目标时，系统会将单个激
光脉冲从发射源到目标及再返回系统的时间记录下来，再配合
脉冲发出瞬间飞机的空间坐标及姿态，从而解算出被测物体的
三维坐标。尽管 70年代后期，激光测距技术已在测量领域开始
应用，但受其测量的距离及脉冲的频率以及动态定位技术的限
制，动态激光测距技术的发展一直比较缓慢。但随着激光技术
的发展及动态 GPS配合惯性测量系统 IMU的应用，终于使激光
探测及测距系统成为一种切实可行的商业选择。由于其地面模
型的空间分辨率是由扫描角度、脉冲频率、飞行速度、飞行高
度等综合作用的结果，所以其高程精度并不完全受航高限制，
同时其受环境的影响也较小，可全天侯的直接获取高精度的数
字地面模型，获取或去除相关的信息，实现大规模全自动作业
。
一、传统摄影测量学定义
是利用光学摄影机摄影的像片，研究和确定被
摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系
的一门科学和技术。它包括的内容有
1：获取被摄物体的影像
2：研究单张和多张像片影像的处理方法
3：所测得的成果以图解形式或数字形式输出的
方法和设备
二、摄影测量学的任务
1：测制各种比例尺的地形图
2：建立地形数据库
三、摄影测量的特点
1：是在像片上进行量测和解译，无需接触物
体本身．因而很少受自然和地理条件的限制。
2：可摄得瞬问的动态物体影像。像片及其它
各种类型影像均是客观物体或目标的真实反映，
信息丰富、逼真，人们可以从中获得所研究物
体的大量几何信息和物理信息。
3：所摄物体只要能够成像，均可采用摄影测
量技术。
四、现代摄影测量学的定义
自 70年代，美国陆地卫星（ Landsat）上天后，
遥感技术获得了极为广泛的应用，摄像设备得
到了很大的扩充。
现代摄影测量学由于和遥感学科密不可分，因
此，一般将二者合为一个名词。摄影测量与遥
感乃是对非接触传感器系统获得的影像及其数
字表达进行记录、量测和解译，从而获得自然
物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技
术。
四、现代摄影测量学的定义
Photogrammetry and Remote Sensing is the
art,science and technology of obtaining reliable
information from noncontract imaging and other
sensor systems about the Earth and its
environment,and other physical objects and
processes through recording,measuring,analyzing
and representation,
五、摄影测量学的分类
按照距离远近分
1：航天摄影测量
2：航空摄影测量
3：地面摄影测量
4：近景摄影测量
5：显微摄影测量
按照用途分有地形摄影测量、非地形摄影测量与遥感。
按技术处理手段分为
模拟摄影测量
解析摄影测量
数字摄影测量
六、摄影测量发展的三个阶段
1 模拟法摄影测量
指的是用光学或机械方法模拟摄影过程，使两个
投影器恢复摄影时的位置、姿态和相互关系，
形成一个比实地缩小了的几何模型；即所谓摄
影过程的几何反转，在此模型上的量测即相当
于对原物体的量测。所得到的结果通过机械或
齿轮传动方式直接在绘图桌绘出各种图件来，
如地形图或各种专题图。
人眼之所以能区分远近在于人眼在观察物体时可
以形成交会角，也称之为生理视差。
2 解析摄影测量
从几何的角度，利用数学的方法根据影像空间的
像点位置重建物体在目标空间的几何模型，也
即找到像点与物点之间的数学对应关系。
（ 1）解析测图仪
解析测图仪是解析摄影测量的基本设备，它是首
先实现测量成果数字化的仪器。在机助测图软
件控制下，将在立体模型上测得的结果首先存
在计算机上，然后再传送到数控绘图机上绘出
图件。
（ 2）解析空中三角测量
解析空中三角测量实现了用摄影测量方法快速、
大面积地测定点位的精确方法，它是计算机用
于摄影测量的第一项成果，经历了航带法、独
立模型法和光束法三个阶段。
（ 3）解析摄影测量与模拟摄影测量的不同之处
在于,
1：前者是利用计算机来完成摄影测量中复杂的
几何解算和大量的数值运算。
2：前者的投影方式是数字投影，后者是模拟投
影。
3：输出的产品不仅有模拟产品还有数字产品，
有的可以直接进入地理信息系统中。
4：前者的方法理论上更严密，更快捷，更方便。
5：解析摄影测量可以测量的物体种类繁多，只
要能被摄影即可。
3 数字摄影测量
从广义上讲，数字摄影测量指的是从摄影测量
和遥感所获取的数据中，采集数字化图形或数
字／数字化影像，在计算机中进行各种数值、
图形和影像处理，研究目标的几何和物理特性，
从而获得各种形式的数字产品和目视化产品。
这里的数字产品包括数字地图、数宇高程模型
（ DEM）、数字正射影像、测量数据库、地理
信息系统（ GIS）和土地信息系统（ LIS）等。
这里的可视化产品包括地形图、专题图、纵横
剖面图、透视图、正射影像图、电子地图、动
画地图等。
（ 1）数字摄影测量中获得影像的方法
一种是直接用数字摄影机获得数字影像
一种是扫描仪对像片进行扫描得到数字化的影
像
（ 2）数字摄影测量的两大任务
一是自动影像匹配与空间定位
二是自动影像判读
（ 3）数字摄影测量与解析摄影测量的不同之处
?它处理的原始信息不仅可以是航空像片（数字
化影像），更主要的是航空、航天的数字影像。
?它以计算机视觉来代替人眼的立体观测，因而
所使用的仪器只需要计算机和一些相应的外部
设备。
?它不但可以获得影像的几何信息，还能获得丰
富的物理信息。
硬件配置
主流个人计算机 （ PC）
立体观测装置,偏振光镜屏 （ Z-Screen） 或 C型液晶立体
眼镜 （ Crystaleyes） 或 N型液晶立体眼镜 （ Nuvision）
量测控制装置,手轮和脚盘 （ VirtuoZo-H/F） 或三维鼠
标 （ 3D Mouse） 或鼠标 （ Mouse）
（ 4）数字摄影测量的特点
?辐射信息
?数据量与信息量
?速度与精度
?自动化与影像匹配
?影像解译
七、摄影测量与遥感之间的关系
遥感技术对摄影测量学的冲击和作用首先在于
它打破了摄影测量学长期以来过分局限于测绘
物体形状与大小数据的几何处理。遥感为摄影
测量提供了大量的多时相、多光谱、多分辨率
的丰富影像信息。
摄影测量中的几何定位和几何纠正以及影像匹
配理论也都可以应用于遥感图像的复合和几何
配准上。
摄影测量的主要成果如 DEM乃是支持和改善遥
感图像分类效果的有效信息。
八、摄影测量与 GIS之间的关系
摄影测量与遥感愈来愈成为为 GIS采集数据和更新数据的重要手
段；而 GIS的信息将对遥感数字图像处理和自动分类起着重要的
作用。
摄影测量与遥感与 GIS结合分为了两个阶段
1：各种专题图与地形图是通过对遥感影像的几何纠正和目视判
读制作出来，然后通过图件数字化方法送入 GIS中。
2,70年代中期，则研究如何由遥感影像中自动提取各种专题信
息（栅格数据），然后再将它们变成矢量数据送入 GIS中。
3：现在正在研究摄影测量与遥感和 GIS一体化的系统，经过摄
影测量采集的数据、遥感影像均可直接进入地理信息系统。
九、摄影测量学的新发展
1：数码相机逐步应用于航空摄影测量
2：动态 GPS配合惯性测量系统（ GPS/IMU）
3：激光探测及测距系统（ LIDAR）
数码相机逐步应用于航空摄影测量
随着计算机技术的飞速发展，数码影像因其便于计算机处理、
存储和通过网络进行传输，在航空摄影测量中的应用已越来越
普遍，全数字摄影测量工作站已全面替代了传统的解析测图仪
，为了给全数字摄影测量工作站提供工作所需的数码影像，目
前使用的是高精度的扫描仪将航空底片扫描成为数码影像。但
是因为多了一道工序，对于成图的周期、成本都是不利的。数
码相机的发展为我们解决这一问题提供了一个非常好的手段，
数码相机的核心是 CCD阵列,CCD阵列的解像率对其应用的范
围起着决定性的影响，目前航摄仪所使用的 23*23CM的航空胶
片其解像率相当于 20K*20K像素的数码相机的解像率，而目前
数码相机的解像率只能达到 9K*9K像素，一定程度上限制了数
码相机在航空摄影测量中的大规模应用。但随着光电子技术的
飞速发展，相信在不长的时间内，能够满足航空摄影测量所需
的高解像率数码航摄仪就将诞生，到那时数码相机将成为航空
摄影测量中数码影像的主要获取手段。
动态 GPS配合惯性测量系统（ GPS/IMU）
航空摄影测量的一个核心问题是光束恢复，为了精确的恢复摄
影瞬间的光束往往需要在地面上布设足够多的高精度控制点，
通过严密而复杂的计算，反算出摄影瞬间飞机的姿态与位置，
从而达到恢复摄影光束的目的。这种方法对野外控制点的密度
、精度要求很高，在某些特殊地区实现非常困难，并且极大地
影响了成图的周期及质量。运用动态 GPS配合惯性测量系统
IMU可以非常好的解决这一难题，动态 GPS其整体平面的定位
精度已达到了相当高的水平，但是不能够对飞机摄影瞬间的姿
态进行描述。而惯性测量系统却与之相反，因此利用精确的时
钟将二者结合起来即可测得飞机在摄影瞬间的姿态与位置，从
而在航空摄影的过程中即可解决航空摄影测量中的光束恢复问
题。理想情况下，动态 GPS配合惯性测量系统 IMU能够淘汰航
测外业控制测量这一艰苦、繁重的工作，极大降低劳动强度，
缩短航测成图的周期，将航空摄影测量的精确、快速的优势完
全发挥出来。
激光探测及测距系统（ LIDAR）
激光探测及测距系统是设计安装在飞机上的激光系统，用于量
测被测物体的三维坐标。当飞机飞过目标时，系统会将单个激
光脉冲从发射源到目标及再返回系统的时间记录下来，再配合
脉冲发出瞬间飞机的空间坐标及姿态，从而解算出被测物体的
三维坐标。尽管 70年代后期，激光测距技术已在测量领域开始
应用，但受其测量的距离及脉冲的频率以及动态定位技术的限
制，动态激光测距技术的发展一直比较缓慢。但随着激光技术
的发展及动态 GPS配合惯性测量系统 IMU的应用，终于使激光
探测及测距系统成为一种切实可行的商业选择。由于其地面模
型的空间分辨率是由扫描角度、脉冲频率、飞行速度、飞行高
度等综合作用的结果，所以其高程精度并不完全受航高限制，
同时其受环境的影响也较小，可全天侯的直接获取高精度的数
字地面模型，获取或去除相关的信息，实现大规模全自动作业
。
