近景摄影测量摄影机器材

近景摄影测量所使用的摄影机大体可分为专为量测用的摄影机和非量测用的摄影机两类。量测用的摄影机按结构又可分为单个使用的摄影机和具有定长基线的立体摄影机。其物镜畸变一般控制在数微米内，并能准确记载内方位元素。有些摄影机还备有外部定向设备、同步摄影设备以及连续摄影设备等。非量测用摄影机包括普通照相机、电影摄影机和一般高速摄影机等。这类摄影机一般成像质量不高，内方位元素未知，没有外部定向设备。用于测量目标时，定向、定位主要是依靠数量较多、分布较好的控制点，或视情况预先进行必要的检定。

近景摄影像片的处理方法分为模拟法和解析法。

模拟法是借助立体测图仪测制被摄影物体的等值线图、立面图，其成果形式单一。

解析法是主要的方法，能处理各类摄影机所摄的像片，提供较高精度的成果，而且借助计算机和绘图仪，可绘制等值线图、断面图以及立体透视图，还可用数字形式或图解形式输出工程设计人员所需要的各类参数，如面积、体积、周长、曲率、半径、速度、加速度、轨迹和质量分布等。近景摄影像片可利用各类单像或立体坐标量测仪、解析测图仪以及某些立体测图仪进行处理，也有专用的近景摄影测量仪器。

近景摄影测量可划分为建筑摄影测量、工业摄影测量和生物医学摄影测量等。

建筑摄影测量包括亭台楼阁等古老建筑或石窟雕琢的等值线图、立面图、平面图的制作，可用于古迹遗址的发掘和历史文物的复制等。

工业摄影测量可用于汽车外壳形状的测定，大型机械部件加工质量和装配质量的检查，水利工程模型的量测，爆破量的计算，爆破过程的演示，各类建筑物的变形观测等。

生物医学摄影测量包括动物躯体的外形测量，生物发育过程的记录，以及对医学内科、外科、牙科、眼科、骨伤科、矫形科的临床诊断提供量测技术,配合X光立体摄影量测体内异物或病灶的位置等。

近景摄影测量包括近景摄影和图像处理两个过程。近景摄影一般使用量测摄影机，它是框标、内方位元素已知并且物镜畸变小的专用仪器，有的还备有外部定向、同步摄影、连续摄影等设备。也可以使用非量测摄影机，如电影摄影机、高速摄影机、全息摄影机、显微摄影机、数字摄影机、X光摄影机等。图像处理同通常的摄影测量类似，分为模拟法和解析法，可以获得平面图、立体图、断面图、透视图、等值线图以及包括物点坐标在内的多种物理参数。近景摄影测量在经济建设、国防建设和科学研究中有广泛的用途，特别适用于重要工程的变形和自动生产线的监测，弹体运动轨迹、炮口冲击波等不可接触物体的量测等。

多基线数字近景摄影测量系统（Lensphoto）属于地理信息系统领域最新数字近景摄影测量应用软件。它是近几十年来首次在理论上突破了传统近景摄影测量原理，以计算机视觉替代传统的人眼双目视觉原理而获得实质性发展的一套全数字近景摄影测量系统。

它能对普通单反数码相机获得的影像，完成从自动空三测量到测绘各种比例尺的线划地形图的生产，及对普通数码相机所获的近景影像进行快速精密三维重建；并可作为直接由地面摄影的数字影像中获取测绘信息的软件平台。它填补了国内国际近景摄影测量技术五十多年无实质性发展的空白，是一项应用前景远大的测量新技术。

近景摄影测量的优越性，概括起来包括以下几点：

(1)它是一种瞬间获取被测物体大量物理信息和几何信息的测量手段。作为信息载体的相片或影像包含被测目标最大的信息，特别适用于测量点众多的目标。

(2)它是一种非接触性量测手段，不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态，可在恶劣条件下（如水下、放射性强、有毒缺氧以及噪音）作业。

(3)它是一种适合于动态物体外形和运动状态测定的手段，是一种适用于微观世界和较远目标的测量手段。

(4)它是一种基于严谨的理论和现代的硬软件，可提供相当高的精度与可靠性的测量手段，随处理方法以及技术手段和资金投入大小不同，测量精度有所变化，可提供千分之一至百万分之一的相对精度。

(5)就当前发展而言，它是一种基于数字信息和数字影像技术以及自控技术的手段，使实时近景摄影测量正日益广泛地深入工业生产流程中，成为工业产品分类、导向、监测、装配和自动化生产的重要组成。

(6)可提供基于三维空间坐标的各种产品，包括各类数据、图形、图像、数字表面模型以及三维动态序列影像等。 2100433B

前言

引言

1 范围

2 规范性引用文件

3 基本要求

3.1 精度

3.2 近景摄影测量的优化设计

4 物方控制

4.1 物方控制的精度要求

4.2 坐标系与投影面

4.3 物方控制布设

4.4 控制测量方法

4.5 人工标志

5 近景图像的获取

5.1 摄影机系统

5.2 摄影机检校

5.3 摄影站布设与摄影方式

5.4 现场摄影要求与工作程序

5.5 精度估算

6 近景图像的处理

6.1 近景图像的处理方法

6.2 模拟法处理

6.3 解析法处理

7 成果精度评定方法

7.1 依据已知坐标之坐标精度评定

7.2 依据已知长度(面积、体积)之精度评定

7.3 间接观测平差之精度评定

8 成果的质量检查验收

8.1 检查验收

8.2 成果成图资料整理及归档

附录A(资料性附录) 摄影机检校方法

附录B(资料性附录) 等值线图

附录C(规范性附录) 近景摄影测量测绘古建筑立面图的要求2100433B

目 录

第一章 绪 论

第一节 工程与近景摄影测量的发展简史与趋势

第二节 工程摄影测量的基本特点和应用范围

第二章 工程摄影测量基础知识

第一节 立体观察与立体量测

第二节 坐标系统和定向元素

第三节 工程摄影测量常用的三种比例尺

第四节 工程摄影测量常用的几何相似关系和旋转矩阵

第三章 基本理论和公式

第一节 单张像片解析

第二节 立体像对的定向

第三节 基本摄影方式及公式

第四节 其它摄影方式

第四章 主要误差分析

第一节 内方位元素误差

第二节 外方位元素误差

第三节 量测值B、x、z和P对摄影坐标的影响误差

第四节 近景摄影测量几何特性的误差讨论

第五章 主要仪器设备

第一节 摄影仪器

第二节 摄影机的作业检校

第二节 立体坐标量测仪

第四节1318立体自动测图仪

第五节 全能立体摄影测量仪器

第六节 数字化仪器

第六章 摄影与像片控制点联测

第一节 制定作业方案

第二节 摄影基线与摄影竖距

第三节 像片控制点的布设与联测

第四节 摄影站、摄影及外业成果

第七章 内业数据处理

第一节 概述

第二节 常用的解析法基本公式

第三节 直接线性变换方程

第四节 时间基线视差法

第五节 1318立体自动测图仪上测绘地形图

第六节 用于工程摄影测量的另外两种仪器

第八章 工程与近景摄影测量的应用

第一节 珠穆朗玛峰地区和喀喇昆仑山冰川的工程摄影测量

第二节 地质小构造近景摄影测量

第三节 数字地面模型及其在工程地质中的应用

第四节 用工程摄影测量方法确定冰川的运动

第五节 工程摄影测量在土壤侵蚀研究中的应用

第六节 工程摄影测量在公路勘测设计中的应用

第七节 西安半坡博物馆遣址图的测制

第八节 陕西彬县大佛寺石窟的近景摄影测量

第九节 西安钟楼的摄影测量

第十节 秦兵马俑的近景摄影测量

第九章 非常规图像的摄影测量

第一节 全景摄影测量

第二节 X射线摄影测量

第三节 双介质摄影测量

第四节 鱼眼全景像片的摄影测量

第十章 实时摄影测量

第一节 概述

第二节 实时摄影测量的数据获取系统

第三节 实时摄影测量的数据影像处理系统

第四节 实时摄影测量的应用

参考文献

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内 容 提 要

本书包括对地面工程的地面立体摄影测量和非地形的近景摄影测量，系统地阐述了工程与近

景摄影测量的基本理论，并结合三十多年的实践与教学，适当地列举了一些实际应用的例子，以便

使读者参照本书所述内容，在理论上可以达到应知应会；在实践上能解决有关的技术问题。

本书可以作为地质、煤炭、冶金、水电、水土保持、交通、建筑、考古、船舶及宇宙器制造等专业

的教材；也可供地学科学考察、变形观测试验、大气污染和医学等有关的科学研究人员参考。