攝影測(cè)量是獲取全要素地理空間信息最重要、最快捷、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)手段。本書系統(tǒng)闡述了攝影測(cè)量的理論、技術(shù)和方法，并介紹了數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、新型傳感器成像模型、無人機(jī)攝影測(cè)量、雷達(dá)攝影測(cè)量、遙感影像智能解譯等當(dāng)前攝影測(cè)量最新的理論和技術(shù)成果，力求能夠?qū)⒔?jīng)典與前沿結(jié)合、理論與應(yīng)用并重，形成內(nèi)容完善、覆蓋面更廣的教材內(nèi)容體系。本書是戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)在中國(guó)大學(xué) MOOC網(wǎng)上課程“攝影測(cè)量學(xué)”的配套教材。
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目錄
前言
第1章 緒論1
1.1 什么是攝影測(cè)量1
1.2 攝影測(cè)量發(fā)展歷史1
1.2.1 攝影及攝影測(cè)量的起源1
1.2.2 攝影測(cè)量的發(fā)展歷史3
1.2.3 攝影測(cè)量與遙感7
1.3 攝影測(cè)量分類7
1.3.1 按應(yīng)用對(duì)象分類8
1.3.2 按成像距離分類8
1.3.3 按發(fā)展階段分類10
1.3.4 按獲取數(shù)據(jù)的傳感器類型分類11
1.4 攝影測(cè)量發(fā)展趨勢(shì)11
1.4.1 高分辨率遙感測(cè)繪衛(wèi)星蓬勃發(fā)展11
1.4.2 輕小型低空無人遙感平臺(tái)廣泛應(yīng)用13
1.4.3 人工智能技術(shù)推動(dòng)攝影測(cè)量作業(yè)邁向自動(dòng)化14
1.4.4 攝影測(cè)量從地球測(cè)繪走向深空測(cè)繪14
思考題15
本章參考文獻(xiàn)16
第2章 遙感影像獲取17
2.1 數(shù)字影像17
2.2 數(shù)字航空影像獲取18
2.2.1 航空攝影和航空攝影測(cè)量基本概念18
2.2.2 航空攝影平臺(tái)19
2.2.3 航空攝影測(cè)量常用成像載荷22
2.2.4 航空攝影測(cè)量對(duì)影像質(zhì)量和飛行質(zhì)量的要求30
2.2.5 傾斜航空攝影測(cè)量對(duì)影像獲取的要求34
2.3 衛(wèi)星影像獲取35
2.3.1 航天器軌道35
2.3.2 遙感測(cè)繪衛(wèi)星軌道類型37
2.3.3 航天攝影測(cè)量對(duì)影像重疊度的要求40
思考題43
本章參考文獻(xiàn)43
第3章 單張影像解析基礎(chǔ)45
3.1 中心投影及其特征45
3.1.1 投影及其分類45
3.1.2 中心投影的主要特征46
3.1.3 透視變換中的特殊點(diǎn)、線、面49
3.1.4 航攝影像和地形圖的比較51
3.2 攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系的建立53
3.2.1 像平面坐標(biāo)系54
3.2.2 像空間坐標(biāo)系55
3.2.3 攝影測(cè)量坐標(biāo)系55
3.2.4 地面輔助坐標(biāo)系56
3.2.5 大地測(cè)量坐標(biāo)系56
3.3 影像的內(nèi)外方位元素57
3.3.1 影像內(nèi)方位元素57
3.3.2 影像外方位元素58
3.3.3 影像方位元素與攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系之間關(guān)系61
3.4 共線條件方程62
3.4.1 旋轉(zhuǎn)矩陣62
3.4.2 共線條件方程的推導(dǎo)68
3.5 共線條件方程的實(shí)用形式73
3.5.1 傾斜影像和水平影像相應(yīng)像點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系73
3.5.2 共線條件方程的一次項(xiàng)公式74
3.5.3 透視變換中的簡(jiǎn)化共線條件方程76
3.6 直接線性變換公式78
3.7 線陣傳感器成像模型81
3.8 有理函數(shù)模型84
3.9 影像比例尺87
3.9.1 影像比例尺的基本概念87
3.9.2 像點(diǎn)比例尺的概念和一般公式87
3.9.3 影像比例尺和測(cè)圖比例尺的關(guān)系89
3.10 傾斜誤差與投影誤差90
3.10.1 傾斜誤差90
3.10.2 投影誤差92
3.11 像點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)誤差95
3.11.1 相機(jī)物鏡的畸變差95
3.11.2 大氣折光差97
3.12 地球曲率對(duì)攝影測(cè)量精度的影響98
思考題100
本章參考文獻(xiàn)101
第4章 單像作業(yè)理論102
4.1 影像內(nèi)定向102
4.1.1 內(nèi)定向的目的102
4.1.2 內(nèi)定向的方法102
4.2 單像空間后方交會(huì)105
4.2.1 基本原理105
4.2.2 計(jì)算過程111
4.2.3 空間后方交會(huì)的精度112
4.3 光學(xué)相機(jī)的檢校112
4.3.1 單像空間后方交會(huì)相機(jī)檢校113
4.3.2 直接線性變換法相機(jī)檢校114
4.3.3 相機(jī)檢校的實(shí)施115
4.4 正射影像制作118
4.4.1 正射影像的概念118
4.4.2 影像糾正基本原理119
4.4.3 影像像素坐標(biāo)系與像平面坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系121
4.4.4 正解法數(shù)字微分糾正121
4.4.5 反解法數(shù)字微分糾正124
思考題126
本章參考文獻(xiàn)126
第5章 立體像對(duì)與立體觀測(cè)127
5.1 立體像對(duì)127
5.2 幾何模型128
5.3 立體像對(duì)的方位元素130
5.3.1 像對(duì)的相對(duì)方位元素131
5.3.2 像對(duì)的絕對(duì)方位元素134
5.3.3 立體像對(duì)角方位元素之間關(guān)系135
5.4 標(biāo)準(zhǔn)式立體像對(duì)136
5.5 像對(duì)的立體觀察與量測(cè)139
5.5.1 眼睛和視覺139
5.5.2 像對(duì)的立體觀察143
5.5.3 像對(duì)的立體量測(cè)149
思考題151
本章參考文獻(xiàn)151
第6章 立體像對(duì)作業(yè)理論152
6.1 立體像對(duì)的相對(duì)定向152
6.1.1 共面條件方程152
6.1.2 共面條件方程線性化154
6.1.3 相對(duì)方位元素的計(jì)算162
6.2 空間前方交會(huì)166
6.2.1 空間前方交會(huì)點(diǎn)投影系數(shù)公式166
6.2.2 利用點(diǎn)投影系數(shù)計(jì)算模型點(diǎn)和地面點(diǎn)坐標(biāo)170
6.2.3 利用共線條件方程的前方交會(huì)173
6.3 立體像對(duì)的絕對(duì)定向175
6.3.1 絕對(duì)定向方程175
6.3.2 重心化坐標(biāo)在絕對(duì)定向中的應(yīng)用178
6.3.3 絕對(duì)定向的計(jì)算過程180
6.3.4 絕對(duì)定向元素、相對(duì)定向元素和影像外方位元素之間聯(lián)系180
思考題181
本章參考文獻(xiàn)182
第7章 數(shù)字空中三角測(cè)量183
7.1 空中三角測(cè)量基本思想183
7.2 單航帶空中三角測(cè)量183
7.2.1 航帶模型的構(gòu)建184
7.2.2 航帶模型的絕對(duì)定向185
7.2.3 航帶模型的非線性變形改正186
7.3 航帶法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量188
7.3.1 基本思想188
7.3.2 誤差方程189
7.3.3 計(jì)算過程190
7.3.4 多余觀測(cè)數(shù)計(jì)算191
7.4 獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量191
7.4.1 基本思想191
7.4.2 誤差方程式192
7.4.3 計(jì)算過程193
7.4.4 多余觀測(cè)數(shù)計(jì)算193
7.5 光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量195
7.5.1 基本思想195
7.5.2 誤差方程196
7.5.3 基本過程198
7.5.4 多余觀測(cè)數(shù)計(jì)算198
7.6 三種區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量方法比較199
7.7 自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量201
7.8 POS輔助空中三角測(cè)量202
7.8.1 POS系統(tǒng)介紹202
7.8.2 POS輔助空中三角測(cè)量的原理203
思考題206
本章參考文獻(xiàn)206
第8章 影像匹配208
8.1 影像匹配概述208
8.2 遙感影像預(yù)處理210
8.3 特征提取210
8.3.1 影像特征211
8.3.2 點(diǎn)特征提取算法212
8.3.3 線特征提取算子222
8.4 影像匹配方法226
8.4.1 基本概念226
8.4.2 基于灰度的影像匹配方法230
8.4.3 基于特征的影像匹配方法234
8.5 核線影像生成238
8.5.1 利用立體像對(duì)相對(duì)方位元素生成核線影像238
8.5.2 利用影像外方位元素生成核線影像239
思考題241
本章參考文獻(xiàn)241
第9章 影像解譯242
9.1 影像解譯概述242
9.2 目視解譯243
9.2.1 影像解譯特征244
9.2.2 目視解譯方法及過程246
9.3 半自動(dòng)解譯248
9.3.1 影像預(yù)處理248
9.3.2 影像分類250
9.3.3 人機(jī)交互解譯系統(tǒng)255
9.4 影像智能解譯256
9.4.1 影像場(chǎng)景分類257
9.4.2 影像目標(biāo)檢測(cè)262
9.4.3 影像語義分割267
思考題272
本章參考文獻(xiàn)273
第10章 無人機(jī)攝影測(cè)量274
10.1 無人機(jī)攝影測(cè)量的基本概念274
10.1.1 無人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)275
10.1.2 無人機(jī)攝影測(cè)量特點(diǎn)275
10.1.3 無人機(jī)攝影測(cè)量軟件276
10.1.4 無人機(jī)攝影測(cè)量應(yīng)用277
10.2 無人機(jī)攝影測(cè)量的計(jì)算機(jī)視覺理論277
10.2.1 齊次坐標(biāo)及其優(yōu)勢(shì)278
10.2.2 常用坐標(biāo)系統(tǒng)281
10.2.3 相機(jī)的成像模型282
10.2.4 無人機(jī)影像光束法平差284
10.3 無人機(jī)攝影測(cè)量的生產(chǎn)流程285
10.3.1 作業(yè)前準(zhǔn)備285
10.3.2 無人機(jī)攝影測(cè)量任務(wù)規(guī)劃287
10.3.3 無人機(jī)航攝飛行290
10.3.4 無人機(jī)影像控制點(diǎn)布設(shè)與測(cè)量292
10.3.5 無人機(jī)攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)處理294
思考題296
本章參考文獻(xiàn)296
第11章 雷達(dá)攝影測(cè)量297
11.1 雷達(dá)攝影測(cè)量的定義及特點(diǎn)297
11.1.1 雷達(dá)攝影測(cè)量的定義297
11.1.2 雷達(dá)攝影測(cè)量的特點(diǎn)297
11.2 側(cè)視雷達(dá)成像原理299
11.2.1 真實(shí)孔徑雷達(dá)299
11.2.2 合成孔徑雷達(dá)301
11.3 雷達(dá)影像的特性303
11.3.1 顯示模式303
11.3.2 輻射特性304
11.3.3 幾何特性310
11.4 雷達(dá)影像成像模型313
11.4.1 距離–多普勒模型313
11.4.2 F.Leberl成像模型及其線性化315
11.5 雷達(dá)影像定位原理317
11.5.1 雷達(dá)影像正射糾正317
11.5.2 雷達(dá)影像立體定位319
11.5.3 InSAR干涉測(cè)量320
思考題322
本章參考文獻(xiàn)323
第12章 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量生產(chǎn)應(yīng)用324
12.1 攝影測(cè)量生產(chǎn)技術(shù)流程324
12.2 攝影測(cè)量外業(yè)工作324
12.2.1 野外控制測(cè)量324
12.2.2 影像調(diào)繪326
12.3 攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作328
12.3.1 數(shù)字表面模型（DSM）制作329
12.3.2 數(shù)字正射影像圖（DOM）制作334
12.3.3 數(shù)字線劃圖（DLG）制作336
12.3.4 數(shù)字柵格圖（DRG）制作342
12.4 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)343
12.4.1 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成343
12.4.2 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)功能模塊345
思考題347
本章參考文獻(xiàn)348
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