讲解内容
1. 绪论
2. 航空摄影
3. 摄影测量基础
4. 遥感基础
5. 处理系统
6. 航测外业
7. 4D产品生产
绪 论 地形测量领域
从1851年法国陆军上校劳赛达提出幵进行交会摄影测量算
起，摄影测量学已经走过了 160 年的历程：
无需接触物体本身获得被摄物体信息； 由二维影象重建三维目标； 面采集数据方式； 同时提取物体的几何与物理特性。
航空摄影
投影方式：地图为正射投影，航片为中心投影
比 例 尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺
表示方法：地图为线划图，航片为影像图
表示内容：地图需要综合取舍
几何差异：航摄像片可组成像对立体观察
镜头质量要求分解力高、畸变小、透光力强、焦面照度分布均匀、
光学影像反差能力大。
快门具有较宽的曝光时间变更范围和曝光系数。
具有良好的减震，以防止震动而引起影像模糊。
要有精密的压平装臵。
要有精密的内方位元素和框标标志。
要有完整的自动控制装臵。
应有足够的附加记录，为测量处理提供必要的技术参数。
航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标
航摄像片的大小为23cm×23cm
摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于3°，夹角为像片倾角
把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲
一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求像片旋角
摄影测量基础
地形起伏引起的像点位移
单像空间后方交会和多像空间前方交会
摄影测量中的数字投影基础
光束法平差的基本数学模型
利用DEM制作数字正射影像图
利用DEM进行单张像片测图
立体像对 分像条件 两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行 两像片的比例尺应相近（差别
单像空间后方交会 立体像对的空间前方交会 立体像对的相对定向 立体像对的绝对定向
影像数字化与影像重采样 影像的内定向 基于灰度的影像匹配 基于核线的一维影像匹配 基于特征的影像匹配
遥感基础
系统辐射定标：死像元（散粒噪声）、暗条带 大气校正：辐射传输模型、实测光谱数据、影像特征 太阳位置引起的辐射误差校正：阴影遮盖地物 地形坡度、坡向校正：地形起伏引起的光照变化
小。空间分辨率越高，识别物体的能力越强
值。光谱分辨率越高，波长范围越窄 空间分辨率： 遥感影像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大 光谱分辨率： 传感器所能记录的电磁波谱中某一特定波长的范围
时间分辨率： 对同一目标进行重复探测时相邻两次探测的时间间
隔。时间分辨率越高，识别物体的精度越高
目标地物的几何信息 目标地物的属性信息
目标地物的变化动态
直判法：根据直接通过解译标志确定地物
对比法：与已知的遥感影像对照确定地物属性
邻比法：进行邻近比较区分不同地物
动态对比法：不同时相的影像对比分析，了解变化动态 逻辑推理法：依据内在联系进行逻辑推理，判读地物
了解影像的辅助信息 分析已知的专业资料 建立解译标志 预解译
影像数字化 影像预处理 坐标量测 影像定向 空中三角测量 影像匹配 建立DEM及其编辑
自动绘制等高线 摄影测量与遥感处理系统
图像变换:为达到某种目对图像使用的一种数学计算 图像校正:对失真图像进行的复原性处理 图像增强:增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差 图像融合:将多源图像按一定规则生成新的图像的过程 图像解译:依据图像特征，进行目标探测、识别和鉴定
两个环节：
像素坐标变换
像素灰度值重采样
主要处理过程：
l）根据成像方式确定坐标转换数学模型；
2）根据数学模型确定纠正公式；
3）通过平差计算解求变换参数并评定精度；
4）进行几何变换计算和像素灰度值重采样。
常用方法：
基于多项式、基于构像方程、基于有理函数、随机场内插值 利用遥感图像处理技术获得满足一定精度要求的各种图件； 从遥感图像中快速准确地提取所需信息； 为遥感图像的计算机解译奠定基础。
监督分类的主要步骤包括：l）确定感兴趣的类别数；2）特征变
换和特征选择；3）选择训练样区； 4）确定判别函数和判别规则；
5）根据判别函数和判别规则对非训练区的图像区域进行分类。常用的监督分类方法有最大似然法、判别分析法等。
非监督分类是边学习边分类，通过学习找到相同的类别，然后将
该类与其它类区分开，但是非监督法与监督法都是以图像的灰（如均值）、协方差等进行分类的。所以也有一些共性，常用的非监督分类方法有聚类分析法、Isomix法等。
输入设备
输出设备 存储设备 操作台 航测外业
像片判读是根据影像所显示的各种规律，借助相应的仪器设备和相关资料，采用一定方法对影像进行分析判断，从而确定影像所表达的地物属性、特征，为测制地形图或其他专业部门提供必要的地形要素。
像片调绘是在像片判读的基础上，把影像所代表的地物识别
和辨认出来，并按规定图式符号和注记方式表示在航摄像片上。
地理名称（地名、单位、街道、居民地、河流等的名称） 地类及地类界
独立地物
居民地
道路及其附属设施
屋檐改正信息
工农业设施
地上管线设施
水系、地貌和植被等信息
根据地形元素的作用
根据地形元素的分布密度
根据地形元素的特征
根据成图比例尺的大小
根据用户对地形图的要求
判读准确，描绘清晰，图式符号恰当，注记无误 图上依比例尺表示的地物，只作性质和数量说明 影像模糊或遮盖的地物可在调绘片上补调 补调面积较大、新增的地物，变化的地形和地貌，需采用全野外数字测图方法进行补测
拆除的建筑物应在像片上用红×划去，范围较大时应加注说明
准备工作 像片判读 综合取舍 着铅 询问调查 量测 补测新增地物 清绘 接边
全野外布点
非全野外布点
特殊情况的布点
明显地物点
航向及旁向6片（困难5片）重叠范围内
旁向重叠中线附近 距像片边缘不小于1～1.5cm 离通过像主点且垂直于方位线的直线不超过1cm，最大超过1.5cm 自由图边、待成图边及其他成图方法成图的图边控制点一律布设在图廓线外
在最清晰的一张像片上刺点 刺孔直径不得大于0.1mm 刺点误差小于像片上0.1mm 同一控制点只能在一张像片上刺孔 国家等级的三角点、水准点及小三角点均应刺点 像控点应根据刺孔位置在实地打桩 一个测区内的控制点应统一编号，采用字母加数字的编号方法，P代表平面点，G代表高程点，N代表平高点 像控点必须在刺点片反面进行整饰
像控点的平面位置采用GPS RTK、电磁波测距导线、交会及引点等方法施测 像控点的高程采用测图水准、电磁波测距高程导线、GPS 高程等方法施测 像控点测量结束后必须与相邻图幅与区域进行控制接边
4D产品生产
采用一定的数学模型，通过计算的方法，根据航摄像片上所量测的像点坐标和必要的用以确定平差基准的非摄影测量信息解求所摄目标地区未知点的物方空间坐标，称之为解析空中三角测量。
俗称摄影测量加密、电算加密
不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状，不受通视条件限制；
可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外测量工作量； 可同时确定区域内所有像片的外方位元素，且区域内部精度均匀，不受区域大小限制。
为4D产品生产提供定向控制点和像片定向参数； 进行三、四等或等外三角测量的点位测定；
测定大范围内界址点的统一坐标；
单元模型中大量地面点坐标的计算；
解析近景摄影测量和非地形摄影测量。
航带法 解求航线的非线性改正参数 独立模型法 解求模型的相似变换参数
光束法
解求像片的外方位元素及物点坐标
利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或多个基准站上的至少两台GPS信号接收机同步而连续地观测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为带权观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的数学模型来整体确定地面目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。
GPS空三对地面控制点的要求：
利用安装于飞机上与航摄仪相连接的POS系统同步而连续地观测GPS卫星信号、同时测定航空摄影瞬间航摄仪的姿态角，经GPS载波相位测量动态定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标及影像的姿态角，然后将其视为带权观测值引入光束法区域网平差中，经采用统一的数学模型来整体确定地面目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。
立体像对
空间前方交会
多像
空间前方交会
资料准备
野外像控点的转刺 加密点的选点观测 相对定向 区域网平差计算 加密分区接边 质量检查 成果整理与提交 资料准备 野外像控点的转刺 加密点的选点观测 相对定向 区域网平差计算 加密分区接边
质量检查
成果整理与提交
技术指标（格网尺寸、数据取位、高程中误差） 精度（高程中误差、格网点限差） 航空摄影（航摄比例尺、高程测量精度） 其他要求（分幅、数据裁切、文件命名、数据存储、元数据）
资料准备 定向建模 特征点、线采集 构建 TIN 内插 DEM DEM 数据编辑 DEM 数据接边 DEM 数据镶嵌与裁切 DEM质量检查 成果整理与提交
正射参数设置 正射纠正
正射影像镶嵌
图幅影像裁切
航摄比例尺 技术指标（影像分辨率、灰阶、波段） 精度（平面精度） DEM精度 影像色彩（色彩、反差、色调） 影像数据文件格式（GeoTIFF、TIFF+TFW）
资料准备 色彩调整 DEM 采集 影像纠正 影像镶嵌 图幅裁切 质量检查 成果整理与提交
航摄比例尺 平面精度 高程精度（高程点和等高线） 高程注记点位置和数量
资料准备 像对定向 外业调绘与补测 立体测图 图形编辑与接边 质量检查 成果整理与提交
讲解内容
1. 绪论
2. 航空摄影
3. 摄影测量基础
4. 遥感基础
5. 处理系统
6. 航测外业
7. 4D产品生产
绪 论 地形测量领域
从1851年法国陆军上校劳赛达提出幵进行交会摄影测量算
起，摄影测量学已经走过了 160 年的历程：
无需接触物体本身获得被摄物体信息； 由二维影象重建三维目标； 面采集数据方式； 同时提取物体的几何与物理特性。
航空摄影
投影方式：地图为正射投影，航片为中心投影
比 例 尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺
表示方法：地图为线划图，航片为影像图
表示内容：地图需要综合取舍
几何差异：航摄像片可组成像对立体观察
镜头质量要求分解力高、畸变小、透光力强、焦面照度分布均匀、
光学影像反差能力大。
快门具有较宽的曝光时间变更范围和曝光系数。
具有良好的减震，以防止震动而引起影像模糊。
要有精密的压平装臵。
要有精密的内方位元素和框标标志。
要有完整的自动控制装臵。
应有足够的附加记录，为测量处理提供必要的技术参数。
航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标
航摄像片的大小为23cm×23cm
摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于3°，夹角为像片倾角
把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲
一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求像片旋角
摄影测量基础
地形起伏引起的像点位移
单像空间后方交会和多像空间前方交会
摄影测量中的数字投影基础
光束法平差的基本数学模型
利用DEM制作数字正射影像图
利用DEM进行单张像片测图
立体像对 分像条件 两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行 两像片的比例尺应相近（差别
单像空间后方交会 立体像对的空间前方交会 立体像对的相对定向 立体像对的绝对定向
影像数字化与影像重采样 影像的内定向 基于灰度的影像匹配 基于核线的一维影像匹配 基于特征的影像匹配
遥感基础
系统辐射定标：死像元（散粒噪声）、暗条带 大气校正：辐射传输模型、实测光谱数据、影像特征 太阳位置引起的辐射误差校正：阴影遮盖地物 地形坡度、坡向校正：地形起伏引起的光照变化
小。空间分辨率越高，识别物体的能力越强
值。光谱分辨率越高，波长范围越窄 空间分辨率： 遥感影像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大 光谱分辨率： 传感器所能记录的电磁波谱中某一特定波长的范围
时间分辨率： 对同一目标进行重复探测时相邻两次探测的时间间
隔。时间分辨率越高，识别物体的精度越高
目标地物的几何信息 目标地物的属性信息
目标地物的变化动态
直判法：根据直接通过解译标志确定地物
对比法：与已知的遥感影像对照确定地物属性
邻比法：进行邻近比较区分不同地物
动态对比法：不同时相的影像对比分析，了解变化动态 逻辑推理法：依据内在联系进行逻辑推理，判读地物
了解影像的辅助信息 分析已知的专业资料 建立解译标志 预解译
影像数字化 影像预处理 坐标量测 影像定向 空中三角测量 影像匹配 建立DEM及其编辑
自动绘制等高线 摄影测量与遥感处理系统
图像变换:为达到某种目对图像使用的一种数学计算 图像校正:对失真图像进行的复原性处理 图像增强:增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差 图像融合:将多源图像按一定规则生成新的图像的过程 图像解译:依据图像特征，进行目标探测、识别和鉴定
两个环节：
像素坐标变换
像素灰度值重采样
主要处理过程：
l）根据成像方式确定坐标转换数学模型；
2）根据数学模型确定纠正公式；
3）通过平差计算解求变换参数并评定精度；
4）进行几何变换计算和像素灰度值重采样。
常用方法：
基于多项式、基于构像方程、基于有理函数、随机场内插值 利用遥感图像处理技术获得满足一定精度要求的各种图件； 从遥感图像中快速准确地提取所需信息； 为遥感图像的计算机解译奠定基础。
监督分类的主要步骤包括：l）确定感兴趣的类别数；2）特征变
换和特征选择；3）选择训练样区； 4）确定判别函数和判别规则；
5）根据判别函数和判别规则对非训练区的图像区域进行分类。常用的监督分类方法有最大似然法、判别分析法等。
非监督分类是边学习边分类，通过学习找到相同的类别，然后将
该类与其它类区分开，但是非监督法与监督法都是以图像的灰（如均值）、协方差等进行分类的。所以也有一些共性，常用的非监督分类方法有聚类分析法、Isomix法等。
输入设备
输出设备 存储设备 操作台 航测外业
像片判读是根据影像所显示的各种规律，借助相应的仪器设备和相关资料，采用一定方法对影像进行分析判断，从而确定影像所表达的地物属性、特征，为测制地形图或其他专业部门提供必要的地形要素。
像片调绘是在像片判读的基础上，把影像所代表的地物识别
和辨认出来，并按规定图式符号和注记方式表示在航摄像片上。
地理名称（地名、单位、街道、居民地、河流等的名称） 地类及地类界
独立地物
居民地
道路及其附属设施
屋檐改正信息
工农业设施
地上管线设施
水系、地貌和植被等信息
根据地形元素的作用
根据地形元素的分布密度
根据地形元素的特征
根据成图比例尺的大小
根据用户对地形图的要求
判读准确，描绘清晰，图式符号恰当，注记无误 图上依比例尺表示的地物，只作性质和数量说明 影像模糊或遮盖的地物可在调绘片上补调 补调面积较大、新增的地物，变化的地形和地貌，需采用全野外数字测图方法进行补测
拆除的建筑物应在像片上用红×划去，范围较大时应加注说明
准备工作 像片判读 综合取舍 着铅 询问调查 量测 补测新增地物 清绘 接边
全野外布点
非全野外布点
特殊情况的布点
明显地物点
航向及旁向6片（困难5片）重叠范围内
旁向重叠中线附近 距像片边缘不小于1～1.5cm 离通过像主点且垂直于方位线的直线不超过1cm，最大超过1.5cm 自由图边、待成图边及其他成图方法成图的图边控制点一律布设在图廓线外
在最清晰的一张像片上刺点 刺孔直径不得大于0.1mm 刺点误差小于像片上0.1mm 同一控制点只能在一张像片上刺孔 国家等级的三角点、水准点及小三角点均应刺点 像控点应根据刺孔位置在实地打桩 一个测区内的控制点应统一编号，采用字母加数字的编号方法，P代表平面点，G代表高程点，N代表平高点 像控点必须在刺点片反面进行整饰
像控点的平面位置采用GPS RTK、电磁波测距导线、交会及引点等方法施测 像控点的高程采用测图水准、电磁波测距高程导线、GPS 高程等方法施测 像控点测量结束后必须与相邻图幅与区域进行控制接边
4D产品生产
采用一定的数学模型，通过计算的方法，根据航摄像片上所量测的像点坐标和必要的用以确定平差基准的非摄影测量信息解求所摄目标地区未知点的物方空间坐标，称之为解析空中三角测量。
俗称摄影测量加密、电算加密
不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状，不受通视条件限制；
可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外测量工作量； 可同时确定区域内所有像片的外方位元素，且区域内部精度均匀，不受区域大小限制。
为4D产品生产提供定向控制点和像片定向参数； 进行三、四等或等外三角测量的点位测定；
测定大范围内界址点的统一坐标；
单元模型中大量地面点坐标的计算；
解析近景摄影测量和非地形摄影测量。
航带法 解求航线的非线性改正参数 独立模型法 解求模型的相似变换参数
光束法
解求像片的外方位元素及物点坐标
利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或多个基准站上的至少两台GPS信号接收机同步而连续地观测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为带权观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的数学模型来整体确定地面目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。
GPS空三对地面控制点的要求：
利用安装于飞机上与航摄仪相连接的POS系统同步而连续地观测GPS卫星信号、同时测定航空摄影瞬间航摄仪的姿态角，经GPS载波相位测量动态定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标及影像的姿态角，然后将其视为带权观测值引入光束法区域网平差中，经采用统一的数学模型来整体确定地面目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。
立体像对
空间前方交会
多像
空间前方交会
资料准备
野外像控点的转刺 加密点的选点观测 相对定向 区域网平差计算 加密分区接边 质量检查 成果整理与提交 资料准备 野外像控点的转刺 加密点的选点观测 相对定向 区域网平差计算 加密分区接边
质量检查
成果整理与提交
技术指标（格网尺寸、数据取位、高程中误差） 精度（高程中误差、格网点限差） 航空摄影（航摄比例尺、高程测量精度） 其他要求（分幅、数据裁切、文件命名、数据存储、元数据）
资料准备 定向建模 特征点、线采集 构建 TIN 内插 DEM DEM 数据编辑 DEM 数据接边 DEM 数据镶嵌与裁切 DEM质量检查 成果整理与提交
正射参数设置 正射纠正
正射影像镶嵌
图幅影像裁切
航摄比例尺 技术指标（影像分辨率、灰阶、波段） 精度（平面精度） DEM精度 影像色彩（色彩、反差、色调） 影像数据文件格式（GeoTIFF、TIFF+TFW）
资料准备 色彩调整 DEM 采集 影像纠正 影像镶嵌 图幅裁切 质量检查 成果整理与提交
航摄比例尺 平面精度 高程精度（高程点和等高线） 高程注记点位置和数量
资料准备 像对定向 外业调绘与补测 立体测图 图形编辑与接边 质量检查 成果整理与提交