武汉大学摄影测量学45讲视频和ppt课件

摄影测量始于19世纪中叶，经历了模拟摄影测量和解析摄影测量两个阶段，现已步入数字摄影测量时代。在已故中国科学院院士王之卓教授的领导下，原武汉测量制图学院自1956年成立就创办了航空摄影测量专业，开设了“航空摄影测量学”课程，王之卓院士主编了《航空摄影测量学》教程并多次为学生主讲该门课程。20世纪80年代以后，为顺应摄影测量学科的发展，原武汉测绘科技大学摄影测量与遥感专业将“航空摄影测量学”课程分解为“基础摄影测量”、“解析摄影测量”和“数字摄影测量”三门专业课，并陆续出版了《摄影测量基础》、《解析摄影测量学》和《数字摄影测量学》系列规划教材，从大学本科三年级起分三个学期依次讲授。著名摄影测量学家李德仁院士、张祖勋院士、郑肇葆教授、冯文灏教授等担任主讲。到了90年代末期，随着学科的发展和摄影测量产业模式的变革，过时的理论和方法逐渐从教学内容中淡出，新的研究成果不断被充实到课堂教学中。2000年，新武汉大学成立以后，根据课程改革精神，同时为了便于本科教学，由张剑清教授主编，将《解析摄影测量学》与《数字摄影测量学》的基本理论和方法合编为《摄影测量学》，作为“十五”规划教材由武汉大学出版社出版。武汉大学摄影测量与遥感专业本科学生从三年级开始连续两个学期学习本课程，并由武汉大学珞珈特聘教授袁修孝博士和青年骨干教师潘励副教授担纲主讲。

　　摄影测量学课程是武汉大学摄影测量与遥感专业本科生(日校、函授)的专业主干课程。主要讲授模拟、解析、数字摄影测量三个阶段所涵盖的摄影测量基本理论、算法、主要作业方法以及摄影测量学科的发展动态。由摄影测量基础和数字摄影测量两部分构成。摄影测量基础部分主要讲解：摄影测量基本知识、解析空中三角测量。通过学习，使学生获得像片解析的基础知识和用摄影测量方法进行点位测定的作业过程及必要的运算技能，并了解基于航空遥感影像的摄影测量定位定向的最新发展；数字摄影测量部分主要讲授从影像中自动/半自动提取地物特征信息的基本理论和方法。内容包括数字影像与特征提取、数字影像匹配、数字高程模型建立与应用、数字微分纠正及数字测图，并介绍当今世界上主要数字摄影测量系统的概况以及数字摄影测量的最新发展。

教　学　大　纲

一、课程的性质、目的和任务

摄影测量学课程是摄影测量与遥感专业本科生 (日校、函授)的专业主干课程。由摄影测量基础和数字摄影测量两部分构成。摄影测量基础主要讲解：摄影测量基本知识、解析空中三角测量。通过学习，使学生获得像片解析的基础知识和用摄影测量方法进行点位测定的作业过程及必要的运算技能，并了解基于航空遥感影像的摄影测量定位定向的最新发展；数字摄影测量主要讲授从影像中自动/半自动提取地物特征信息的基本理论和方法。内容包括数字影像与特征提取、数字影像匹配、数字高程模型建立与应用、数字微分纠正及数字测图，并介绍当今世界上主要数字摄影测量系统的概况以及数字摄影测量的发展动态。通过本课程的学习，为学生后续专业课程学习以及毕业后能运用所学知识进行实际航测生产或从事相关的科研和教学工作打下坚实基础。

二、课程教学的基本要求

重点掌握的内容：像片内、外方位元素，常用坐标系统，正交变换矩阵，共线（面）条件方程 ，空间前（后）方交会，解析相对（绝对）定向，数字影像及数字影像匹配的概念，核线影像的制作方法，基于像方和物方的影像匹配算法，最小二乘法影像匹配算法，数字高程模型建立，高程内插的基本方法，数字微分纠正的概念和框幅式中心投影像的数字微分纠正的原理和方法。

需掌握的内容：透视变换作图方法，建立人造立体视觉的方法，像点坐标量测，解析空中三角测量经典平差方法（航带法、光线束法），数字影像匹配策略，特征匹配，数字影像匹配的精度分析，数字高程模型的主要应用以及影像重采样。

需了解的内容：摄影测量的任务和发展过程，可靠性分析和基于单个备选假设的粗差探测方法， GPS 辅助空中三角测量，基于 DGPS/IMU 的摄影测量定位定向方法，采样定理，影像上点线特征提取算子和定位算子，数字测图的数据获取、处理和输出，当前世界上主要数字摄影测量系统以及摄影测量的发展动态。

三、课程内容的重点和难点

难点内容：外方位元素的各种转角系统，空间坐标旋转变换，共线方程的线性化及其应用，解析相对（绝对）定向的解算过程，核线影像的制作方法，最小二乘影像匹配方法，基于物方的影像匹配算法

重点内容：像片的内、外方位元素，像点的坐标变换，相对（绝对）定向的原理与方法，摄影测量区域网平差的解算以及加密点坐标精度和可靠性的定量分析，数字影像匹配的理论与算法，数字高程模型建立与主要应用，核线同名影像的生成及数字微分纠正。

四、本课程与其它课程之间的联系与分工

在讲述本课程之前，学生应先学习下列课程:

测量平差原理

测量学

高等数学

线性代数

航空和航天摄影技术

数字图像处理

VC 语言程序设计

本课程将作为进一步学习下列课程的基础:

近景摄影测量

遥感原理与方法

五、各教学实践环节的主要内容

课间实习（学生课外应安排等量时间）:

模拟测图仪参观 (2学时)　

立体观察与量测 (2学时)　

编写单片空间后方交会程序 (6学时)　

POS辅助光束法区域网平差程序 WuCAPS 使用 (2学时)　

参观全数字摄影测量系统(VirtuoZo) (2学时)

编写基于相关系数的影像匹配程序 （6学时）　

编写移动曲面拟合法的 DEM 内插程序 （4学时）

习题与思考题应在各章安排，由任课教师选择。

六、使用教材及参考书

教材:　

张剑清，潘励，王树根 编著，摄影测量学，武汉大学出版社

参考书：

李德仁，周月琴，金为铣 编著，摄影测量与遥感概论，测绘出版社

李德仁，郑肇葆 编著，解析摄影测量学，测绘出版社

张祖勋，张剑清 编著，数字摄影测量学，武汉大学出版社

袁修孝 著，GPS辅助空中三角测量原理及应用，测绘出版社

李德仁，袁修孝 著，误差处理与可靠性理论，武汉大学出版

七、课程内容

   摄影测量学课程包含摄影测量基础和数字摄影测量两部分，分两学期讲授。

　摄影测量基础（62小时）

第一章

绪论 (2学时)

摄影测量学的定义、任务和发展过程，影像信息科学的形成及其内容

第二章

投影几何基础知识 (6学时)

投影的分类与透视变换、透视变换成图、双心投影

第三章

单张像片解析 (18学时)

像片的内外方位元素、像点位移、常用坐标系、像点坐标变换、旋转矩阵、空间坐标变换、共线条件方程、单片空间后方交会

第四章

立体观察与立体量测 (6学时)

人体的立体视觉、人造立体视觉、像对的立体观察与量测、像点坐标量测及系统误差改正

第五章

立体像对解析 (6学时)

共面条件方程、解析相对定向、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 (10学时)

像片连接点设置、自由航带网的建立、光束法区域网平差

第七章

解析空中三角测量的精度与可靠性分析 (6学时)

理论精度和实际精度的评定方法、单个备选假设下的可靠性理论、粗差检测方法（数据探测法、选权迭代法）

第八章

解析空中三角测量最新发展 (8学时)

GPS辅助空中三角测量、DGPS/IMU直接传感器定向与辅助空中三角测量

数字摄影测量（60小时）

第一章

数字影像与特征提取 (8学时)

数字影像概念、影像采样定理、重采样的三种方法、影像的点线特征的提取算子以及定位方法、同名核线的制作原理

第二章

数字影像匹配 (18学时)

影像相关的原理、影像匹配的基本算法、最小二乘影像匹配及特征影像匹配

第三章

数字高程模型建立与应用 （14学时）

规则的矩形网和不规则三角网的数字高程模型的概念、数据获取、内插方法、基于规则的矩形网和不规则三角网的数字高程模型等高线和立体透视图的制作方法

第四章

数字微分纠正 （8学时）

框幅式中心投影影像的数字微分纠正的原理和方法、线性阵列扫描影像的纠正方法、正射影像立体队和景观图的制作原理

第五章

数字测图 （8学时）

矢量数据的采集、数据处理和数据的输出

第六章

数字摄影测量系统 （4学时）

数字摄影测量系统发展、硬软件的组成以及国内外知名数字摄影测量系统概要介绍

　　通过本课程的学习，为学生学习其他后续专业课程以及毕业后能运用所学知识进行实际航测生产或从事相关的科研和教学工作奠定基础。测量始于19世纪中叶，经历了模拟摄影测量和解析摄影测量两个阶段，现已步入数字摄影测量时代。在已故中国科学院院士王之卓教授的领导下，原武汉测量制图学院自1956年成立就创办了航空摄影测量专业，开设了“航空摄影测量学”课程，王之卓院士主编了《航空摄影测量学》教程并多次为学生主讲该门课程。20世纪80年代以后，为顺应摄影测量学科的发展，原武汉测绘科技大学摄影测量与遥感专业将“航空摄影测量学”课程分解为“基础摄影测量”、“解析摄影测量”和“数字摄影测量”三门专业课，并陆续出版了《摄影测量基础》、《解析摄影测量学》和《数字摄影测量学》系列规划教材，从大学本科三年级起分三个学期依次讲授。著名摄影测量学家李德仁院士、张祖勋院士、郑肇葆教授、冯文灏教授等担任主讲。到了90年代末期，随着学科的发展和摄影测量产业模式的变革，过时的理论和方法逐渐从教学内容中淡出，新的研究成果不断被充实到课堂教学中。2000年，新武汉大学成立以后，根据课程改革精神，同时为了便于本科教学，由张剑清教授主编，将《解析摄影测量学》与《数字摄影测量学》的基本理论和方法合编为《摄影测量学》，作为“十五”规划教材由武汉大学出版社出版。武汉大学摄影测量与遥感专业本科学生从三年级开始连续两个学期学习本课程，并由武汉大学珞珈特聘教授袁修孝博士和青年骨干教师潘励副教授担纲主讲。

　　摄影测量学课程是武汉大学摄影测量与遥感专业本科生(日校、函授)的专业主干课程。主要讲授模拟、解析、数字摄影测量三个阶段所涵盖的摄影测量基本理论、算法、主要作业方法以及摄影测量学科的发展动态。由摄影测量基础和数字摄影测量两部分构成。摄影测量基础部分主要讲解：摄影测量基本知识、解析空中三角测量。通过学习，使学生获得像片解析的基础知识和用摄影测量方法进行点位测定的作业过程及必要的运算技能，并了解基于航空遥感影像的摄影测量定位定向的最新发展；数字摄影测量部分主要讲授从影像中自动/半自动提取地物特征信息的基本理论和方法。内容包括数字影像与特征提取、数字影像匹配、数字高程模型建立与应用、数字微分纠正及数字测图，并介绍当今世界上主要数字摄影测量系统的概况以及数字摄影测量的最新发展。

　　通过本课程的学习，为学生学习其他后续专业课程以及毕业后能运用所学知识进行实际航测生产或从事相关的科研和教学工作奠定基础。

01 第一章 摄影测量学基础绪论

02 第二章 航摄像片的投影关系

03 第三章 航摄像片的方位元素

04 第三章 共线条件方程

05 第三章 单片空间后方交会

06 第三章 像点位移与方向偏差

07 第四章 立体观察与像点坐标量测

08 第五章 立体像对的前方交会

09 第五章 解析法相对定向

10 第五章 解析法绝对定向

11 第五章 双像解析摄影测量

12 第六章 解析空中三角测量概述

13 第六章 航带法空中三角测量

14 第六章 光束法空中三角测量

15 第七章 解析空中三角测量的可靠性

16 第八章 解析空中三角测量最新发展