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第一章 绪 论. 上节内容回顾. 摄影测量定义 - 3 个. 劳塞达特(法)定义:( 1850 )利用光学影像研究被摄物体、形状、大小和相互关系的一门科学和技术. 经典定义(光学摄影解析完善):通过影像研究信息的获取、处理、分析和成果的表达( 4DcP 数据库)的一门综合学科. 数字摄影测量学:指的是从摄影测量和遥感所获取的数据中,采集数字化图形或数字 / 数字化影像,在计算机中进行各种数值图形和影像处理,研究目标的几何和物理特征性,从而获得各种形式的数字产品和目视化产品. 摄影测量任务.
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第一章 绪 论 上节内容回顾 • 摄影测量定义-3个 劳塞达特(法)定义:(1850)利用光学影像研究被摄物体、形状、大小和相互关系的一门科学和技术
经典定义(光学摄影解析完善):通过影像研究信息的获取、处理、分析和成果的表达(4D\cP数据库)的一门综合学科 • 数字摄影测量学:指的是从摄影测量和遥感所获取的数据中,采集数字化图形或数字/数字化影像,在计算机中进行各种数值图形和影像处理,研究目标的几何和物理特征性,从而获得各种形式的数字产品和目视化产品
摄影测量任务 测绘科研任务:①各种比例尺的图;②建立地球的永久的数据库;③为GIS、DE、LIS提供数据。 非地学任务:工业自动化系统;生物、医学、卫生防疫、考古、气象、环境等。
本节内容 • 摄影测量发展 • 影像信息学的形成和发展 • 本课程与其它课程的关系
1. History of aerial photography and aerial platforms Another wing of the house • J N Niepce (1826, France ) • The world’s first photographic image Upper loft of the house The slanting roof of the barn Pear tree & a patch of sky showing
History of aerial photography and aerial platforms • 1839年,尼普斯和达意尔发明了摄影术起,photogrammetry已有160多年历史。 • 1851-1859,法国陆军上校劳赛达特提出的交会摄影测量,被称为摄影测量的起点。(处理地面摄影,建筑物摄影测量)
G F Tournachon (1820-1910), he call himself Nadar. The first-known aerial photograph was obtained from a balloon by a Parisian photographer in 1858 near Paris,France.
Intrepid balloon, 1862 The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War .
1906, Kites figure “San Francisco in ruins” ,G R Lawrence, Aerial photograph of “San Francisco in ruins” obtained after April 18,1906 earthquake using a captive airship consisting of 17 kites. The kites achieved at altitude of 2000 ft above sea level.
Pigeons,1903. A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras. For obvious reasons, pigeons are not ideal platform .
1903, Wright Brothers 发明了飞机,使航空摄影测量成为可能。 Engine-powered flight on December 17,1903. It lasted 12 seconds and covered 120 ft.
Aerial photography in World war I Figure Close-up view of a world war I Figure Vertical photography of World War I trenches in Europe.
Aerial photography in World war II Figure Vertical aerial photograph of a V2 rocket launching facility a Peenemunde in World War II.
Aerial photography in Cold War(古巴导弹危机) Figure The U-2 aerial photograph of San Cristobal, Cuba, shown to President F. Kennedy, was obtained on October 14,1962.
The gulf war: Hyperwar Figure: A warehouse south of Kuwait City suspected of housing Iraqi aircraft.
Unmanned Aerial Vehicles Ongoing satellite sentinels: Landsat Multispectral Scanner(MSS),1972- Landsat Thematic Mapper (TM) ,1984- Landsat Enhanced Thematic Mapper+ ,1999- Earth Observing Sysstem: (EOS-Am:terra) :1999- Spot Ikonos
2 摄影测量定义 • 摄影测量学:利用光学摄影机摄影像片,研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学和技术。 • 内容:成像技术;影像处理方法,包括理论、设备和技术。 • 任务:地形信息
摄影测量: (国际摄影测量与遥感,ISPRS,1988): “摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达通过记录、测量和解译,来获取有关自然对象和环境的可靠的艺术、科学和技术。 • 目标:可被摄影成像的所有物体 • 内容:一种测量手段和数据集成与分析方法。
3 摄影测量发展 • 平板摄影测量(1851) : 利用几何测量原理从地面摄影像片中提取地物间的关系。 • 模拟摄影测量(1901): 利用光学或机械仪器对重叠的像片重建三维几何,测绘地形图。 -- 通过模拟摄影过程,恢复摄影时位置和相互关系,形成一个缩小的几何模型,在此模型上量测,结果通过机械直接绘制在绘图纸上。
解析摄影测量: 计算机取代光学或机械仪器,解析摄影测量产品是数字地图、数字高程。 解析空中三角测量(摄影测量方法快速、大面积测定点位的精确方法。) 解析测图仪:首先实现测量成果的数字化。 数控正射投影仪:(利用数字投影方法进行量测、制图和制作正射像片)
解析测图仪: 在机助测图软件控制下,将在立体模型上测得结果存在 计算机中,最后由数控绘图仪绘图。 Figure A Zeiss P3 analytical stereploter.
数字摄影测量: 将摄影测量用于数字影像,利用计算机存储、处理数字影像,输出数字地图、数字高程、数字正摄影像,可与遥感和GIS集成。 获得数字影像的方法:数字摄影机(CCD阵列扫描仪或摄影机)和数码像机获得的数字影像;利用数字化扫描仪对像片进行扫描,称为数字化影像。 CCD(Charge Coup1ed Device)是将图像光信号变为电信号的电荷藕合器,它是利用少数载流子的注入、存储和转移等物理过程来完成几种电路功能的器件,它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性好、无损伤现象、能抗震以及光谱响应宽等特点,是显微图像分析系统最常用的输入设备。
全数字化摄影测量: 对数字/数字化影像在计算机中进行全自动数字处理方法称为“全数字化摄影测量”。 1)自动影像匹配与定位(计算机视觉方法) 特征提取和影像匹配,空间几何定位,建立高程和正射影像。 2)自动影像判读 (遥感) 灰度、特征和纹理等图象理解
数字摄影测量工作站:http://www.jx4.com/Siwei/M_l/product/product.htm 武汉大学适普软件; Haleva软件
摄影测量发展方向: 1)摄影测量与遥感的结合 突破了摄影测量偏重于测制地形图的局面,提供了多时相、多光谱、多分辩率的遥感影像。 国际摄影测量学会更名为国际摄影测量与遥感学会(ISPRS, International Society for Photogrammetry and Remote Sensing, http://www.isprs.org/isprs.html)
摄影测量发展方向 2)摄影测量对遥感技术的推动 遥感图像的高精度的几何定位与几何纠正; 影像匹配理论支持遥感影像的复合; DEM、地形信息对遥感图像理解作用。
Appendix: Sources of RS info • Societies: American Society for Photogrammetry & remote sensing– http://www.asprs.org Canadian remote sensing society– http://www.casi.ca/remote.htm IEEE geoscience and remote sensing society – http://www.igarss.org Intl. Soc. For Optical Engineering– http://www.spie.org The remote sensing society(UK) – http://www.the-rss.org
Appendix: Sources of RS info • Societies: 国家遥感中心 http://www.nrscc.gov.cn/nrscc20/default.asp 测绘遥感信息工程国家重点实验室 http://www.wuhee.edu.cn/cn/kxyj/gjzdsys.htm#p3 中国遥感卫星地面站 http://www.rsgs.ac.cn/ 中科院遥感应用研究所 中科院地理科学与资源研究所 北京大学遥感所
Appendix: Sources of RS info • Journals: IEEE Transactios on geoscience and remote sensing– http://www.ieee.org/organiztions/pubs/pub_preview/grs_toc.html International Journal of Remote Sensing http://www.tandf.co.uk/journals/tf/01431161.html Remote Sensing of the Environment http://www.elsevier.com/inca/publications/store/5/0/5/7/3/3 Photogrammetric Engineering & RS http://www.asprs.org/asprs/publications/store/5/0/3/3/4/0
Appendix: Sources of RS info • Journals: Advances in space research– http://www.elsevier.com:80/inca/publications/store/6/4/4 Computers & geosciencs http://www.elsevier.com:80/inca/publications/store/3/9/8 Journal of photogrammetry and RS http://www.elsevier.com/inca/publications/store/5/0/3/3/4/0 Remote sensing reviewshttp://www.tandf.co.uk/journals/titles/02757257.html
Appendix: Sources of RS info • Journals: 遥感学报 测绘学报 中国图形图象学报 武汉大学学报 地理学报 遥感信息 国土资源遥感
本课程与其它课程的关系 1、摄影测量大地测量学的关系:①大地测量学:确定大地原点水准原点(平面基准、高程基准)建立国家级地区大地控制网、高程控制网(目的是满足测图控制的需要) ②大地测量位摄影测量提供定位点;摄影测量为大地测量提供图根点。
摄影测量与地图制图学的关系: 摄影测量与工程测量学的关系: 工程测量学的关系:是工程的量学的基础技术. 工程的量:为工程建设服务(工程规划、施工、管理) 测量内容:大比例尺土、施工放样、设备安装、变形观测 摄影与遥感:1:500 1:200 DEM,DTM用于规划设计优化方案选择
摄影测量与地籍测量学关系 与地图制图学任务:合理开发利用土地资源,摸清土地资源现状,进行土地管理、评价、开发、建立土地信息系统,为规划、决策、管理服务 。德国、日本等用空中三角测量方法测定界址点,精度大到3厘米。
本节小结 1、摄影测量经过三个发展阶段:模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。将来发展方向:与RS、GIS、GPS结合; 智能化,实时化。 2、摄影测量与其它课程关系密切。