摄影测量学

《摄影测量学》教学大纲

课程英文名称：Photogrammetry

课程代码：b206130140

课程类别：专业基础课

开课时间：第四学期

总学时：64（理论48，实验16）

总学分：3.5

考核方式：考试

先修课程：高等数学、现代测量学、控制测量学、遥感概论、误差理论与测量平差基础

适用专业：测绘工程

开课单位：地理信息与旅游学院测绘工程系

一、课程概述

摄影测量学是测绘工程专业的核心专业课程，是一门理论性、科学性和实践性很强的课程。摄影测量技术作为现代测绘技术体系的重要分支，是一门在多种学科基础上发展起来的新的综合探测技术。通过本课程的讲授，为学生参加摄影测量生产、规划设计和科研打好基础。先修课程有高等数学，现代测量学、误差理论与测量平差基础等课程，专业学生有一定的数学基础与专业知识，对摄影测量学的学习有一定的帮助，并对后续无人机摄影测量基础等课程提供基础理论知识。

依据专业人才培养方案，本课程内容主要讲授摄影测量的基本理论，以及数字摄影测量技术的实际应用，其中实验环节围绕全数字摄影测量系统的应用进行设计。该课程共64学时，3.5学分，其中理论占48学时，实验占16学时，理论与实践比为3：1。教学内容分为首先概要论述摄影测量的基本概念，占2学时；其次分章节着重介绍在航摄像片处理过程中涉及的相关技术，占44学时；最后介绍处理数字航摄像片的全数字摄影测量系统，占2学时。考核方式采用考试方式，总成绩主要由平时成绩与期末考试成绩组成，其中平时成绩由出勤率、实验报告、作业等分数按比例综合评定。

二、课程目标

（一）知识目标

1.透彻掌握单张像片和立体像对的点定位基本理论；

2.掌握航测成图全过程；

（二）能力目标

1.能够从理论上对航测成图作业过程进行分析和解释；

2.掌握数字摄影测量系统的结构及其4D产品的生成。

（三）素质目标

1.通过多媒体教学，上机实习等环节，培养学生迎难而上、坚持不懈的毅力；

2.通过课内实训、课下练习，培养学生的组织纪律性和刻苦、敬业精神。

三、课程内容与要求

1. 学时分配表

2. 教学内容和要求

第一章 绪论

教学内容：

第一节 摄影测量学的基本概念

1．摄影测量学的定义

2．摄影测量学的分类

3. 摄影测量学的特点

4. 摄影测量学的任务

第二节 摄影测量学的发展历程

1．摄影测量学的起源

2．摄影测量学的三个发展阶段

第三节 本课程主要的学习内容

1.讲授内容

2.与其他课程的关系

3.学习要求

教学要求：

1.掌握摄影测量学的概念；

2.摄影测量学发展历程。

教学重点与难点：

重点：摄影测量学的基本概念、摄影测量学的发展历程

难点：无

第二章 航摄像片的投影关系

教学内容：

第一节 航空摄影与航摄像片

1．航空摄影概念

2．航摄像片及其相关概念

第二节 航摄像片与地形图

1．中心投影

2．地形图的特点

3.航摄像片的特点

第三节 透视变换作图

1.透视变换概念

2.透视变换特性

3.航摄像片重要的点线面

4.透视变换作图

教学要求：

1.掌握航空摄影及航摄像片相关概念；

2.掌握透视变换作图原理及方法流程。

教学重点与难点：

重点：航摄像片与地形图、透视变换作图

难点：透视变换作图

第三章 单张像片解析

教学内容：

第一节 摄影测量常用的坐标系统

1．像平面直角坐标系

2．像空间直角坐标系

3. 像空间辅助坐标系

4. 地面测量坐标系

5. 地面摄影测量坐标系

第二节 像片的内外方位元素

1．像片内方位元素

2．像片外方位元素

第三节 像点的空间直角坐标变换

1.像点的平面坐标变换

2.像点空间坐标变换

3.正交变换矩阵的特点

第四节 共线条件方程

1.共线条件方程的一般形式

2.共线条件方程的应用

3.共线条件方程的线性化

第五节 单片空间后方交会

1.定义

2.误差方程和法方程

3.计算过程

第六节 像点位移与方向偏差

1.定义

2.像片倾斜引起的像点位移

3.地形起伏引起的像点位移

教学要求：

1.熟悉中心投影构像方程式的一般形式；

2.了解摄影测量常用坐标系统及航摄像片上的像点位移规律；

3.掌握单片空间后方交会的概念及方法流程。

教学重点与难点：

重点：摄影测量常用的坐标系统、像片的内外方位元素、像点的空间直角坐标变换、共线条件方程、单片空间后方交会、像点位移与方向偏差

难点：像片的内外方位元素、像点的空间直角坐标变换、共线条件方程、单片空间后方交会

第四章 立体观察和像点坐标量测

教学内容：

第一节 立体视觉原理

1．人眼的感知过程

2．人眼的立体视觉

3. 人造立体观察

4. 立体效应

第二节 像对的立体观察

1. 立体镜观察

2. 叠映影像立体观察

第三节 像点坐标获取

1. 立体坐标量测仪

2. 解析测图仪

3. 数字摄影测量工作站

教学要求：

1.熟悉人眼的感知过程；

2.了解人眼的立体视觉效应；

3.掌握实现人造立体观察的条件。

教学重点与难点：

重点：人造立体视觉、立体效应

难点：无

第五章 立体像对解析

教学内容：

第一节 立体像对的重要点线面

1．立体像对的定义

2．立体像对的重要点线面

3. 立体像对的分类

第二节 立体像对的空间前方交会

1．定义

2．前方交会基本公式

3. 前方交会计算过程

第三节 立体像对的解析法相对定向

1.相对定向元素

2.解析相对定向原理

3.相对定向元素计算

4. 模型点坐标计算

第四节 单元模型的绝对定向

1．绝对定向元素

2. 解析绝对定向原理

3. 绝对定向元素计算

4. 地面坐标计算

教学要求：

1.熟悉立体像对上重要的点线面；

2.掌握立体像对的空间前方交会公式，立体像对的相对定向与绝对定向方法。

教学重点与难点：

重点：立体像对的重要点线面、立体像对的空间前方交会、立体像对的解析法相对定向、单元模型的绝对定向

难点：立体像对的空间前方交会、单元模型的绝对定向

第六章 经典解析空中三角测量

教学内容：

第一节 概述

1．解析空中三角测量的意义

2．解析空中三角测量的目的

3. 解析空中三角测量的分类

4. 解析空中三角测量的信息

第二节 航带法单航带解析空中三角测量

1．单航带解析空三的基本思想

2．单航带解析空中三角测量基本过程

3. 单航带解析空中三角测量的分类

4. 连续像对单航带解析空中三角测量

第三节 光束法区域网空中三角测量

1.基本思想

2.具体过程

3.误差方程和法方程的建立

教学要求：

1.掌握空中三角测量的基本概念；

2.掌握用摄影测量方法进行高精度点位测定的作业过程及必要的运算技能。

教学重点与难点：

重点：单航带解析空中三角测量、光束法区域网空中三角测量

难点：单航带解析空中三角测量

第七章 摄影测量外业工作

教学内容：

第一节 像片控制测量

1．概念

2．流程

3. 像控点选择原则

4. 像控点布点方案

5. 像控点标定

6. 像控点施测

第二节 像片调绘

1．概念

2．判读标志

3. 调绘方法

教学要求：

1.了解像片控制测量的基础知识；

2.掌握航外像片控制测量的布点方案；

3.掌握像片判读与调绘的基本方法，学习各种不同地类的调绘。

教学重点与难点：

重点：像片控制测量、像片调绘

难点：无

第八章 数字摄影测量

教学内容：

第一节 概述

1．数字摄影测量的定义和分类

2．数字摄影测量要解决的主要问题

3. 数字摄影测量系统的作业过程

第二节 数字影像的获取与重采样

1．数字影像的概念

2．影像的数字化

3. 影像的重采样

4. 数字影像解析基础

5. 影像匹配

教学要求：

1.熟悉数字摄影测量及数字影像的概念；

2.掌握数字摄影测量系统的作业过程、影像的数字化重采样及影像匹配方法。

教学重点与难点：

重点：数字摄影测量的定义、影像的数字化、重采样、匹配

难点：影像匹配

四、实验(实践)内容

1．实验项目与学时分配表

2．实验内容及教学要求

实验项目一：VirtuoZo NT数字摄影测量系统总体操作

实验内容：

1. VirtuoZo NT系统的运行环境及软件模块的操作特点介绍；

2. 实验测区及模型的建立。

实验教学要求：

1．了解数字摄影测量工作站软硬件环境；

2. 熟悉软件界面及其基本功能。

主要仪器设备：

PC、VirtuoZo NT摄影测量系统

注意事项:

1. 加密狗的license位置要放对；

2. 测区路径及参数的设置不能有误。

实验项目二：航空影像的三大校正

实验内容：

1. 航空影像的内定向；

2. 航空影像的相对定向；

3. 航空影像的绝对定向。

实验教学要求：

1．掌握内定向、相对定向、绝对定向参数解算操作步骤；

2. 了解核线重采样操作。

主要仪器设备：

PC、VirtuoZo NT摄影测量系统

注意事项:

1. 恢复测区设置；

2. 三大定向的精度控制。

实验项目三：DEM、DOM、DRG的生成

实验内容：

1. DEM的生成与编辑；

2. DOM的生成与编辑；

3. DRG的地理校正与矢量化。

实验教学要求：

1．熟练掌握DEM、DOM的生成与编辑；

2. 熟悉DRG的地理校正与矢量化操作。

主要仪器设备：

PC、VirtuoZo NT摄影测量系统

注意事项:

1. 恢复测区设置；

2. 不同DEM编辑方法的适用范围；

实验项目四：IGS数字化测图

实验内容：

1． 测图文件的建立及参数设置；

2． 地物的编辑；

3． 地图输出及格式转换。

实验教学要求：

1． 掌握内业成图和地形图数字化方法；

2． 掌握在Virtuozo软件下IGS数字化测图的方法；

3 . 掌握数据格式的转换，便于在其他软件中的使用。

主要仪器设备：

PC、VirtuoZo NT摄影测量系统

注意事项:

1. 地图边界的正确设置；

2. 地图的采点精度。

五、教学建议

（一）方法手段

课堂上利用多媒体手段进行详细讲解与演示，学生在实践中亲自动手操作，使之理论与实践相结合，在实践操作中更好的理解理论。

1. 多媒体教学：该课程的理论课48学时，是在教室里，采用多媒体显示PPT，讲解教学；

2. 实验案例教学：该课程的实验课16学时，是在地信楼四楼机房中，采用教育版数字摄影测量系统进行具体案例演示教学。

（二）考核评价

（三）教材选用

1. 林君建，等. 摄影测量学 [M].北京：国防工业出版社，2014.

（四）课程资源

学习资料资源：实习指导书、相关参考书（张剑清，等.摄影测量学（第二版）[M].武汉：武汉大学出版社，2012.）

信息化教学资源：多媒体课件、http://www.icourses.cn/coursestatic/course_6631.html（摄影测量学资源共享课）

制定人(签字)：刘玉婵审核人：制定时间：2017.7.18