攝影測量與遙感第一章攝影測量與遙感概述第二章攝影測量基礎(chǔ)第三章遙感基礎(chǔ)第四章攝影測量與遙感處理系統(tǒng)第五章野外像片調(diào)繪與像片控制測量第六章基于攝影測量與遙感的4D產(chǎn)品生《攝影測量與遙感》自學(xué)大綱通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)z影測量與遙感有總體的認(rèn)識。了解攝影測量和遙感的歷史和趨勢，掌握相關(guān)概念。掌握攝影測量與遙感的原理，利用遙感和攝影測量的技術(shù)手段獲得4D產(chǎn)品，掌握攝影測量與遙感的野外和室內(nèi)處理流程和要點。具體如下：第一章攝影測量與遙感概述攝影測量的任務(wù)、分類和發(fā)展；遙感及其發(fā)展；攝影測量與遙感的結(jié)合。第二章攝影測量基礎(chǔ)單張航攝像片解析；像點坐標(biāo)的量測；立體測圖的原理與方法；攝影測量解析計算基礎(chǔ)；數(shù)字?jǐn)z影測量基礎(chǔ)第三章遙感基礎(chǔ)遙感的基礎(chǔ)知識；遙感圖像特征；常用衛(wèi)星遙感簡介；遙感圖像的解譯第四章攝影測量與遙感處理系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)；遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)；機(jī)載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)第五章野外像片調(diào)繪與像片控制測量野外像片調(diào)繪；像片控制測量第六章基于攝影測量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)4D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流；解析空中三角測量；數(shù)字高程模型；數(shù)字正射影像圖；數(shù)字線劃地圖；數(shù)字柵格地圖第一章攝影測量與遙感概述本章重點：1、 理解攝影測量的概念、特點和任務(wù)2、 掌握攝影測量的類別和發(fā)展歷程3、 掌握遙感概念、類別和發(fā)展歷程4、 掌握攝影測量技術(shù)與遙感技術(shù)的相輔相成的關(guān)系和相互促進(jìn)技術(shù)特點參考書：1、 梅安新，彭望淥，秦其明.2005.遙感導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社.2、 張劍清，潘勵，王樹根.2008.攝影測量學(xué)（第二版）[M].武漢：武漢大學(xué)出版社.3、 國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.2010.測繪綜合能力[M].北京：測繪出版社.§1.1攝影測量概述一、 學(xué)習(xí)提要1、 攝影測量的任務(wù)2、 攝影測量的類型3、 攝影測量的發(fā)展歷程二、 思考題1、 什么是攝影測量？P1022、 攝影測量的任務(wù)是什么？P1023、 攝影測量有哪幾種分類方式，分別可分為哪些類別？P1024、 攝影測量經(jīng)歷了哪三個發(fā)展歷程？其特點是什么？P1035、 數(shù)字?jǐn)z影測量與傳統(tǒng)攝影測量的根本區(qū)別是什么？P103（1）產(chǎn)品是數(shù)字化的；（2）以計算機(jī)視覺替代人眼的立體觀測。§1.2遙感及其發(fā)展一、 學(xué)習(xí)提要1、 遙感的概念和系統(tǒng)組成2、 遙感的類型3、 遙感的發(fā)展歷程二、 思考題1、 什么是遙感？P1032、 遙感技術(shù)系統(tǒng)有哪幾部分組成？遙感信息源；空間信息獲?。▊鞲衅鞑糠郑贿b感數(shù)據(jù)傳輸與接收；遙感圖像處理；遙感信息分析與應(yīng)用。3、 遙感的類型有哪幾種，請舉例說明具體的類別？P1034、 遙感經(jīng)歷了哪些發(fā)展歷程？不同的發(fā)展歷程具有什么樣的特點？無記錄地面遙感（望遠(yuǎn)鏡）；有記錄地面遙感（相機(jī)）；有記錄低空遙感（氣球和飛機(jī)）；1957年后的航天遙感（衛(wèi)星）。5、 中國遙感事業(yè)的成就表現(xiàn)在哪些地方？請舉例說明。較早發(fā)射衛(wèi)星；氣象、環(huán)境和災(zāi)害衛(wèi)星的成果應(yīng)用；神舟飛船和嫦娥計劃。6、 遙感與遙測、遙控的區(qū)別和聯(lián)系是什么？利用傳感器記錄、處理和應(yīng)用；遠(yuǎn)距離測量；遠(yuǎn)距離控制。7、 遙感的特點有哪些？大面積同步觀測；時效性強(qiáng)（及時和重復(fù)觀測）；一定的局限性（信息不豐富，結(jié)果一般）；數(shù)據(jù)的綜合性與可比性好；較高的經(jīng)濟(jì)與社會效應(yīng)?！?.3攝影測量與遙感的結(jié)合一、學(xué)習(xí)提要1、 攝影測量對遙感發(fā)展的推動技術(shù)2、 遙感對攝影測量發(fā)展的意義3、 攝影測量與遙感結(jié)合的技術(shù)二、思考題1、 攝影測量對遙感的發(fā)展在技術(shù)方面有哪些基礎(chǔ)和推動？請舉例說明之高精度幾何定位和幾何糾正；影像匹配理論用來遙感圖像的融合。（匹配是圖像中尋找與基準(zhǔn)圖像（模板）特征相似或相同的區(qū)域；配準(zhǔn)是指兩幅圖像坐標(biāo)位置對準(zhǔn)。）2、 攝影測量與遙感結(jié)合的新技術(shù)有哪些？請舉例介紹DEM、地形測量數(shù)據(jù)庫和專題圖數(shù)據(jù)庫作提高分類精度；DEM和遙感影像的疊加，構(gòu)成真實三維場景等。3、 攝影測量與遙感的綜合定義是什么？P104第二章攝影測量基礎(chǔ)本章重點：1、 掌握單張航攝像片的特點和解析原理2、 掌握像點坐標(biāo)的量測方法和誤差改正3、 掌握立體測圖的原理和處理方法4、 掌握攝影測量解析計算原理5、 重點掌握數(shù)字?jǐn)z影測量的原理和實現(xiàn)方法參考書：1、張劍清，潘勵，王樹根.2008.攝影測量學(xué)（第二版）[M].武漢：武漢大學(xué)出版社2、國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.2010.測繪綜合能力[M].北京：測繪出版社.§2.1單張航攝像片解析一、 學(xué)習(xí)提要1、 航攝像片與地圖的區(qū)別2、 像片傾斜引起的像點位移3、 地面起伏引起的投影差4、 航攝像片的內(nèi)、外方位元素5、 中心投影的共線方程二、 思考題1、 簡述航攝像片與地圖的區(qū)別和聯(lián)系？投影方式不同，航攝像片是中心投影；地圖是正射投影。2、 什么是像點位移，如何處理這個問題？航攝像片有傾角或地面有高差時，像片產(chǎn)生變形的現(xiàn)象。可采用像片糾正的方式進(jìn)行處理。3、 什么是投影差，如何解決這個問題？由于地球表面起伏所引起的像點位移稱謂像片上的投影差。像片糾正，選擇長焦距攝影機(jī)可有效減小其影響。4、 航攝像片的內(nèi)方位元素有哪些？具體含義是什么？確定攝影機(jī)的鏡頭中心相對于影像位置關(guān)系的參數(shù)。共有三個參數(shù)，分別是攝影中心到像片的垂距f、像主點在像片框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x0,y0)。5、 航攝像片的外方位元素有哪些？如何確定？確定影像或攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù)。共有六個參數(shù)，其中3個是線元素，用于描述攝影中心相對于物方空間坐標(biāo)系的位置(Xs，Ys，Zs)；三個角元素，用來描述影像面在攝影瞬間的空中姿態(tài)。6、 參考書1，P39的第3題。中心投影的構(gòu)像方程就是共線方程，即在攝影成像過程中，攝影中心、像點及其對應(yīng)的地面點三點位于一條直線上。它是各種攝影測量處理方法的理論基礎(chǔ)，如單像空間后方交會、雙像空間前方交會以及光束法區(qū)域網(wǎng)平差等?！?.2像點坐標(biāo)的測量一、 學(xué)習(xí)提要1、 像平面坐標(biāo)系的定義2、 像點坐標(biāo)的量測3、 像點坐標(biāo)系的系統(tǒng)誤差改正二、 思考題1、 解釋像平面坐標(biāo)系的含義。影像平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系，用以表示像點在像平面上的位置。常用的有兩種，分別是像片框標(biāo)坐標(biāo)系和以像主點為原點的坐標(biāo)系。2、 像點坐標(biāo)的量測方法有哪些？（1）作業(yè)員在計算機(jī)屏幕上直接進(jìn)行；（2）對于左右影像上的同名像點，通過立體影像匹配的方法進(jìn)行自動量測。3、 像點坐標(biāo)系的系統(tǒng)誤差有哪些？一般如何改正？攝影材料的變形、攝影物鏡畸變、大氣折光以及地球曲率等因素引起，這些誤差對每張像片的影響有才目同的規(guī)律，是系統(tǒng)誤差。攝影材料的變形引起的誤差可通過量測框標(biāo)坐標(biāo)或量測框標(biāo)距來改正；其他因素造成的誤差有才目關(guān)改正公式進(jìn)行處理?！?.3立體測圖的原理與方法一、 學(xué)習(xí)提要1、 立體測圖原理2、 像對的立體觀測方法3、 像對的立體測圖方法4、 地物與地貌的測繪二、 思考題1、 什么是立體效應(yīng)？立體觀察需要滿足哪些條件？利用相鄰像片所組成的像對進(jìn)行雙眼觀察時，得到的立體與實物相似。要滿足四個條件：（1）兩張像片必須是在兩個不同位置對同一景物攝取的立體像對；（2）每只眼睛必須只能觀察像對中的一張像片；（3）兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼基線大致平行；（4）兩像片的比例尺應(yīng)相近，否則需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。2、 像對的立體觀測方法有哪些？請舉例說明其大體過程。立體鏡觀測法（直接或調(diào)焦）；疊映影像的立體觀測法（影像疊映后分別觀測）；雙目鏡觀測光路的立體觀測法（分開觀測光路，可處理的更方便調(diào)節(jié)）。3、 像對的立體測圖方法有哪幾種？目前常用的立體測圖方法是什么？簡述常用方法的過程。模擬法立體測圖；解析法立體測圖；數(shù)字化立體測圖。目前基本都采用數(shù)字化立體測圖。大體過程如下：（1）資料準(zhǔn)備，包括控制點、影像和處理軟件；（2）模型定向，包括內(nèi)定向、相對定向和絕對定向；（3）立體測圖，一般有測圖范圍、測量控制點、測繪地物、測繪地貌、檢查和接邊。4、 如何實現(xiàn)對地物和地貌的立體測圖？數(shù)字化立體測圖。對地物來說，參照調(diào)繪片，根據(jù)立體模型判讀采集，測標(biāo)中心應(yīng)始終切準(zhǔn)地物外輪廓和定位點，依比例尺的地物應(yīng)切準(zhǔn)地物的外輪廓線，半依比例尺的地物應(yīng)切準(zhǔn)地物的中心線，沿著依比例尺的長度測繪，不依比例尺的應(yīng)切準(zhǔn)地物的中心位置采集，做到不變形，不移位、不遺漏。地貌采集由等高線描繪配合地貌符號和高程注記點三個部分組成。5、 4G產(chǎn)品是指哪些？數(shù)字線劃地圖（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字柵格地圖（DRG）§2.4攝影測量解析計算基礎(chǔ)一、 學(xué)習(xí)提要1、 單張像片的空間后方交會2、 立體像對的空間前方交會3、 相對定向與絕對定向二、 思考題1、 基于立體像對的解析攝影測量含義是什么？解析方法有哪些？利用解析計算的方法處理影像信息，從而獲得地面的基礎(chǔ)空間信息。常用的方法有：（1）利用像片的空間后方交會與前方交會來求解地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)；（2）利用立體像對的內(nèi)在幾何關(guān)系，通過相對定向和絕對定向，求得地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)；（3）利用光束法雙像解析攝影測量來整體求解像片的外方位元素和地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)。2、 參考書1，P39的第5題。根據(jù)像片的內(nèi)方位元素和像片覆蓋范圍內(nèi)若干個的已知地面坐標(biāo)和相應(yīng)點的像坐標(biāo)量測值出發(fā)，利用共線方程，求得像片的6個外方位元素的過程稱為單張像片的空間后方交會。需要3個以上的控制點。4、 什么是立體像對？從不同攝站攝取的具有重疊影像的一對像片。5、 立體像對的空間前方交會過程是如何實現(xiàn)的？（1）相鄰攝站點對地面進(jìn)行攝影，獲得一個立體像對；（2）獲得地面任意一點在兩張像片上的像片坐標(biāo)；（3）兩張像片的內(nèi)外方位元素獲??；（4）利用共線方程解析計算出該點在物方空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。7、相對定向和絕對定向的含義是什么？其相互關(guān)系是什么？確定兩張影像相對位置關(guān)系的過程叫相對定向；確定相對定向獲得的立體模型在地面測量坐標(biāo)系中的正確位置過程叫絕對定向。結(jié)合兩個定向，可獲得像片中地面目標(biāo)的絕對空間坐標(biāo)?！?.5數(shù)字?jǐn)z影測量基礎(chǔ)一、 學(xué)習(xí)提要1、 影像數(shù)字化和重采樣2、 影像的內(nèi)定向3、 基于灰度的影像匹配4、 基于核線的一維影像匹配5、 基于特征的影像匹配二、 思考題1、 影像是如何實現(xiàn)數(shù)字化的？包括采樣和量化。每隔一個間隔讀一個點的灰度值稱為采樣；用數(shù)值來表示圖像的灰度稱為量化。2、 為什么要對影像進(jìn)行重采樣？重采樣的方法有哪些？在原樣的基礎(chǔ)上再進(jìn)行一次采樣稱為重采樣。對圖像進(jìn)行幾何處理時，由于像素位置變化需要重新進(jìn)行采樣，如旋轉(zhuǎn)、糾正等。3、 影像的內(nèi)定向流程是什么？從掃描坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到像片坐標(biāo)的過程稱為影像的內(nèi)定向。4、影像匹配有什么意義？匹配方法有哪些？確定左右像片同名像點的過程叫影像匹配。它是全數(shù)字化攝影測量的核心。匹配方法有基于灰度的影像匹配、基于核線的影像匹配、基于特征的影像匹配。6、介紹基于特征的影像匹配的基本思想（1）用某種特征提取算子提取影像中的特征；（2）對所提取的特征進(jìn)行參數(shù)描述；（3）以特征的參數(shù)值為依據(jù)進(jìn)行同名特征的搜索，獲得同名像點。第三章遙感基礎(chǔ)本章重點：1、 掌握遙感概念和遙感的物理基礎(chǔ)2、 掌握常用的遙感圖像，了解遙感的技術(shù)系統(tǒng)類型3、 掌握遙感圖像特征4、 重點掌握遙感解譯標(biāo)志和解譯過程參考書：1、 梅安新，彭望淥，秦其明.2005.遙感導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社.2、 孫家柄.2005.遙感原理與應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社.3、 國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.2010.測繪綜合能力[M].北京：測繪出版社.§3.1遙感基礎(chǔ)知識一、學(xué)習(xí)提要1、 電磁波譜與電磁輻射（參考書1，P14、30）2、 遙感圖像的輻射定標(biāo)與大氣校正（參考書1，P95）3、 地物波譜特性（參考書1，P33）二、思考題1、 常用的波譜區(qū)間有哪些？2、 什么是大氣窗口，它在遙感中有什么作用？3、 常用的地物波譜特征有哪些？請舉例說明？4、 為什么要對遙感圖像進(jìn)行輻射校正？5、 什么是電磁波譜？§3.2遙感圖像特征一、 學(xué)習(xí)提要（參考書1，P80）1、 空間分辨率2、 光譜分辨率3、 時間分辨率二、 思考題1、 什么是圖像的空間分辨率？2、 什么是圖像的光譜分辨率？有什么意義？3、 圖像的時間分辨率在哪些領(lǐng)域有應(yīng)用，請舉例。4、 遙感圖像特征的評定指標(biāo)有哪些？§3.3常用衛(wèi)星遙感簡介一、 學(xué)習(xí)提要（參考書3,P117）1、 衛(wèi)星分辨率與成圖比例尺的關(guān)系2、 常用衛(wèi)星及其傳感器簡介二、 思考題1、 舉例說明常用的3種衛(wèi)星圖像及其可成圖的比例尺。2、 我國目前主要的民用衛(wèi)星有哪些？3、 SPOT-5衛(wèi)星的傳感器有幾個？其相關(guān)性能如何？4、 Quickbird衛(wèi)星是哪個國家研發(fā)的，其性能如何？§3.4遙感圖像的解譯一、 學(xué)習(xí)提要1、 遙感圖像解譯的任務(wù)（參考書3,P118）2、 遙感圖像的解譯標(biāo)志（參考書1，P135,P149）3、 遙感圖像的目視解譯（參考書1，P171）二、 思考題1、 參考書1，P186，第1、3題2、 遙感圖像的目視解譯原則是什么？3、 遙感圖像的解譯標(biāo)志有哪些？請舉例說明4、 從遙感圖像中，我們可以得到哪幾種信息？5、 熱紅外圖像的解譯標(biāo)注有哪些特點？請列舉說明。第四章攝影測量與遙感處理系統(tǒng)本章重點：1、 了解目前常用的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)2、 掌握數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的主要功能3、 掌握遙感數(shù)字圖像中的輻射處理和幾何處理相關(guān)概念和基本原理4、 掌握遙感圖像融合的概念、融合層次和常用的融合方法原理5、 重點掌握遙感圖像的自動識別分類流程、分類方法及原理6、 掌握遙感圖像處理系統(tǒng)的組成和基本功能7、 掌握機(jī)載LIDAR系統(tǒng)和車載移動測圖系統(tǒng)的概念、原理、特點、功能和適用對象參考書：1、 張劍清，潘勵，王樹根.2008.攝影測量學(xué)（第二版）[M].武漢：武漢大學(xué)出版社2、 梅安新，彭望淥，秦其明.2005.遙感導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社.3、 國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.2010.測繪綜合能力[M].北京：測繪出版社.§4.1數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)提要1、 數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的主要功能（參考書1,P197）2、 常用數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)簡介（參考書1,P202）二、思考題1、 數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的主要硬件組成是什么？2、 數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的主要軟件組成是什么？有哪些功能？3、 VirtuoZo和JX-4C數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的主要功能模塊有哪些？§4.2遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)提要1、 遙感數(shù)字圖像處理概述（參考書2,P84）2、 遙感圖像的輻射處理（參考書2,P112）3、 遙感圖像的幾何處理（參考書2，P103）4、 圖像間的自動配準(zhǔn)與數(shù)字鑲嵌（參考書2,P103；參考書3,P126）5、 多源遙感數(shù)據(jù)的融合（參考書2,P127）6、 遙感圖像的自動識別分類（參考書2,P193）7、 遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概要（參考書3,P128）二、思考題1、 參考書2,P132的第8題2、 參考書2,P224的第2題3、 簡述遙感圖像的幾何糾正過程。4、 參考書2,P132的第9題5、 參考書2,P132的第10題6、 參考書2,P132的第15題§4.3機(jī)載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)提要1、 機(jī)載LIDAR系統(tǒng)（參考書3,P128）2、 車載移動測圖系統(tǒng)（參考書3,P129）二、思考題1、 機(jī)載LIDAR系統(tǒng)的系統(tǒng)組成有哪些？2、 機(jī)載LIDAR系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)有哪些優(yōu)勢？3、 舉例說明機(jī)載LIDAR系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。4、 車載移動測圖系統(tǒng)的系統(tǒng)組成有哪些？5、 舉例說明車載移動測圖系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。第五章野外像片調(diào)繪與像片控制測量本章重點：1、 了解像片調(diào)繪的基本概念和知識2、 掌握像片判讀特征和判讀方法3、 掌握像片調(diào)繪的基本作業(yè)流程4、 重點掌握野外像片控制點的布線方案、控制點選擇和施測參考書：1、 鄒曉軍.2008.攝影測量基礎(chǔ)四.鄭州：黃河水利出版社.2、 國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.2010.測繪綜合能力[M].北京：測繪出版社.§5.1野外像片調(diào)繪一、 學(xué)習(xí)提要1、 野外像片調(diào)繪：包括像片判讀特征與判讀方法、像片調(diào)繪的基本知識、主要地形目標(biāo)的調(diào)繪、調(diào)繪像片的整飾與接邊和新增地物的補(bǔ)測。2、 像片控制測量：重點包括野外像片控制點的布點方案、野外控制點的選擇、野外控制點的編號、整飾和注記、野外像片控制點的施測。二、 思考題1、 像片的判讀特征有哪些？2、 像片的判讀方法有哪些？請簡述其過程。3、 像片調(diào)繪的基本作業(yè)流程是什么？4、 調(diào)繪像片的整飾和接邊應(yīng)注意的事項有哪些？5、 如何確定補(bǔ)測中新增地物的位置？§5.2野外像片調(diào)繪一、學(xué)習(xí)提要1、 野外像片控制點的布點方案：包括全野外、非野外和特殊情況的布點方案2、 野外控制點的選擇3、 野外控制點的編號、整飾和注記4、 野外像片控制點的施測二、思考題1、 簡述野外像片控制點的布點方案2、 野外控制點的選擇有哪些要求？3、 野外像片控制點的施測內(nèi)容有哪些？有哪些要求？第六章基于攝影測量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)本章重點：1、 掌握4D產(chǎn)品的概念和要求2、 掌握解析空中三角測量原理3、 重點掌握4D產(chǎn)品表達(dá)方式、數(shù)據(jù)采集和處理流程、制作要求參考書：1、 張劍清，潘勵，王樹根.2008.攝影測量學(xué)（第二版）[M].武漢：武漢大學(xué)出版社.2、 國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.2010.測繪綜合能力[M].北京：測繪出版社.§6.14D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流一、學(xué)習(xí)提要1、 4D產(chǎn)品的概念2、 4D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流程3、 4D產(chǎn)品的相關(guān)規(guī)范和要求二、思考