《摄影测量学》（上）第二章 摄影测量基础知识 武汉大学 遥感信息工程学院 摄影测量教研室

主要内容 一、航空摄影与航摄像片的一般介绍 二、航摄像片与地形图的差别 三、物理因素引起的像片影像误差及 处理 四、中心投影透视变换作图

一、航空摄影与航摄像片的一般介绍 1、航空摄影 安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面物体进行摄影，飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的重叠度,航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面。

航向重叠度：航线相邻两张像片的重叠度 1 2 3 Lx px

旁向重叠度：相邻航线像片的重叠度 І-1 Ⅱ-1 Ly py

竖直摄影：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30，夹角为像片倾角。 竖直摄影：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30，夹角为像片倾角。 A A为像片倾角 摄影机主光轴 铅垂线

2 航摄像片 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18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm。

机械框标 光学框标

摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离 P1 S1 P2 S2 S E S:摄影基线

航空摄影机的物镜焦距与像片主距近似相等。。 像片主距：物镜节点到像平面的距离。 摄影机焦距：物镜节点到焦点的距离

3摄影比例尺：航摄像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距L之比。 a A S E P 摄影像片当作水像片，地面取平均高程时，这时像片上的一段l与地面上相应的水平距L之比为摄影比例尺。 f H f为摄影机主距，H为航高

航摄比例尺与成图比例尺 mb：为航摄比例尺分母 mk：为成图比例尺分母 测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺 1万 5万 10万 mb 2万 3万 4.5万 6.7万 6.3万 9.4万 测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺 测绘中比例尺地形图时，航摄比例尺略大或接近测图比例尺 测绘大比例尺地形图时，航摄比例尺小于测图比例尺

4航线弯曲：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 航线弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。要求航线弯曲度不得大于3%。 l L

5像片旋角：一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求旋片角不得大于60 a2 a1  像片旋角过大会减少立体像对的有效范围

6像对：航向相邻两张像片组成一个像对 理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对 正直像对：相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对 竖直像对：相邻两像片不严格水平、摄影基线不水平组成 的像对 p1 S1 P2 S2 E p1 S1 E p2 S2 理想像对 正直像对

7同名光线、同名像点、核线、核面 摄影基线 p2 S2 同名核线 A S1 p1 同名像点 l2 l1 核面

核面：摄影基线与同一地面点发出的两条同名光线组成的面 核线：核面与左右像片面的交线为同名核线 同名像点：同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点称为同名像点 同名光线：同一地面点发出的两条光线称同名光线

二、航摄像片与地形图的区别 1投影方式的不同：地形图为正摄投影，航摄像片为中心投影 C c A a A a B b C c B b S

2航片存在两项误差：像片倾斜引起的像点位移，地形起伏引起的像点位移 B0 B b A A0 s E p b0 a a0 s p a c b A B C

3比例尺的不同：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺 4表示方法的不同：地图为线划图，航片为影像图 5表示内容的不同：地图需要综合取舍 6几何上的不同：可组成像对立体观察

三、物理因素引起的像片影像 的误差处理 1摄影机物镜畸变对像片影像的影响 0、 1、 2、 3 为物镜畸变差改正系数，r为畸变差， x 、y分别为像点坐标该正值

2摄影感光材料变形的影响 Lx,Ly为框标之间距离的正确值 lx,ly为框标之间距离的量测值 X’,y’为像点坐标的量测值

2 1 4 3 x’,y’为量测像点坐标 x,y为正确像点坐标

3大气折光的影响 r：为大气折光引起 的像点改正数 r： 为像点半径 rf： 为折光差角

4 地球曲率对像点坐标的影响 r：为地球弯曲引起的像点 改正数 r： 为像点半径 x, y分别为像点改正值 R: 为地球曲率半径

四、中心投影透视变换成图 1中心投影：投射线会聚于一点的投影称为中心投影。 投影中心 投影射线 投影平面 投影点

2平行投影：投射线相互平行的投影为平行投影。 斜投影 正摄投影

3 双心投影：两个投影中心和两个投影平面当作一个 整体，对同一个物体进行投影。

4 透视变换：将平面上的点、线作中心投影，在投影平面P上，得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一投影关系，成为透视变换。 hi v Es ho S i W N n O o C c hc T E J (V)

5透视变换中的重要点、线、面 面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es 线：基本方向线VV、主纵线vv、主光轴SoO、主垂线SnN、等角线ScC、合线hihi、主横线hoho、等比线hchc、迹线TT 点：摄影中心S、像主点o、地主点O、像底点n、地底点N、 等角点c、 地面等角点C、主合点i、主遁点J

6透视变换中重要的点、线特性 底点的特性：铅垂线在像面上的构像位于以点n为辐射中心的相应辐射线上

等角点的特性：在倾斜像片和水平地面上，由等角点c 差，保持着方向角相等

8 等比线的特性：等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，不受像片倾斜影像。

已知E平面上有A点，在像平面上作对应的像a 中心投影构图 已知E平面上有A点，在像平面上作对应的像a 主合点 P 1）找迹点 2）找主合点i 3）连T1i与SA， 交点为a S i T a E v A T1 迹点

已知E平面上有AB直线，在像平面上作对应的像ab P hi 1）找迹点 2）找主合点i1 3）连T1i1与SA, 交点为a， 连T1i1与SB， 交点为b v S i b T i1 a E T1 V A B

垂直物面的空间点、直线成像的作图 1）在E面上的垂足点B， 按E面上点的作图方式确定b 2） 连接nb 3） nb与SA的交点为a 4）ab为垂直E面上直线AB的像ab v T E P S i b a n B A T1

本讲参考资料 教材 参考书 张剑清，潘励，王树根 编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社 1、金为铣，杨先宏等编，《摄影测量学》，武汉测绘科技大学出版社 2、严烈编，《摄影测量基础》（补充讲义），武汉大学