品德差異

[拼音]：sheying celiangxue

[外文]：photogrammetry

測繪學的分支學科，研究利用攝影或遙感的手段獲取被測物體的資訊（影像的或數字式的），進行分析和處理，以確定被測物體的形狀、大小和位置，並判斷其性質的一門學科。

內容和特點

攝影測量學包括航空攝影、航天攝影和航空攝影測量、地面立體攝影測量等。航空攝影測量是攝影測量學的主要內容。

攝影測量的特點是通過影象對被攝目標進行間接量測，無須接觸被攝物體本身。這一間接量測的特點，以及攝影構像的幾何特性和物理特性，使攝影測量具有如下優點：

（1）量測工作絕大部分在室內進行，可以不受自然地理等條件的限制；

（2）量測工作和資訊獲取在時間和空間上是獨立的；

（3）機械化和自動化程度較高；

（4）從所獲資訊中可以任意選擇所需要測量和處理的物件；

（5）全部資訊都可以作為文獻儲存。遙感的資訊資料還具有覆蓋面積大，不受地區、國界的限制；資訊獲得快，能及時反映地面的動態變化等特點。

攝影測量主要用於測制地形圖，但它的原理和基本技術也適用於非地形測量。自從出現了影像的數字化技術以後，被測物件可以是固體、液體，也可以是氣體；可以是微小的也可以是巨大的；可以是瞬時的也可以是變化緩慢的；只要能夠被攝得影像，就可以使用攝影測量的方法進行量測。這些特性使攝影測量方法得到廣泛的應用。

簡史

19世紀50年代，攝影技術一經問世，便應用於測量。當時採用地面攝取的成對像片使用同名射線逐點交會的方式進行測量，稱為交會攝影測量。那時攝影機物鏡的視場角僅有30°，一個像對所能測繪的面積很小，是地面攝影測量的初始形式。20世紀初，物鏡的視場角有所擴大，併發明瞭立體觀測法，攝影測量進入了新的發展階段。1901年德國的普爾弗裡希(C.Pulfrich)製成了立體座標量測儀，1911年德國蔡司光學儀器廠製造出了由奧地利的奧雷爾(E.von Orel)設計的地面立體測圖儀，從此便形成了比較完備的地面立體攝影測量。

19世紀末至第一次世界大戰之前，很多學者進行了空中攝影的試驗，理論和裝置方面都有了初步的發展。例如，德國的S.芬斯特瓦爾德在理論上使用投影幾何原理，解析地處理空間後方交會，根據3個地面控制點解算空間攝影站點的座標；提出了像片核線的定義以及像對的相對定向和絕對定向的概念。奧地利的山甫魯(T.Scheim-pflug)首先提出像片糾正、雙像投影測圖和輻射三角測量的概念，並於1900年研製出八物鏡航空攝影機。第一次世界大戰期間，飛機制造和航空攝影技術有了飛速的發展，到30年代，逐步形成並完善了航空攝影測量的理論、儀器裝置和測圖方法。如德國的O.von格魯貝爾於1929年提出了在立體測圖儀上進行相對定向和絕對定向的理論。以後為了減少在內業測圖方面所需要的地面控制點，又提出了利用立體測圖儀進行單航線空中三角測量的理論。1930年，德國製造了比較完善的光學投影的立體測圖儀。1935年，瑞士製造了第一臺機械投影的立體測圖儀。此後，立體測圖儀型式繁多，但逐漸都採用了機械投影的方式。

20世紀30年代，蘇聯發展了微分法測圖理論和技術。這是一種把測定高程和勾繪等高線同測定平面位置分別求解的測圖方法。這種方法用立體量測儀來測地形點高程和勾繪等高線，用單個投影器來糾正和轉繪，也可採用具有兩種改正功能的立體視差儀。

在歐洲發展立體測圖儀的同時，美國丘奇 (E.Chu-rch)根據空間光線束錐體原理，在空間前方交會、後方交會和雙點交會方面發展瞭解析演算法。他用手搖計算機進行迭代運算，成為測圖和控制點加密的一種解析方式。

計算機技術的發展和應用，促使攝影測量學迅猛發展。在50年代裡，德國施密特(H.Schmidt)建立了解析攝影測量的基本理論。他曾使用兩架攝影機在地面上對飛行中的導彈以恆星為背景進行同步攝影。根據天文年曆中恆星的方位和攝影像片上星體像點的量測，計算出該兩攝影機的內、外方位元素，從而進行空間前方交會，解算出導彈的位置。這種方法隨即用於空中三角測量，稱為解析空中三角測量。初期用於單條航線，隨後用於多條航線的共同運算，發展成為區域網平差的航帶法、獨立模型法和光線束法，在計算機上進行迭代運算。

60年代初期，解析測圖儀試製成功。它由一臺高精度立體座標量測儀和一臺小型計算機組成。解析測圖儀在測圖過程中的作用與立體測圖儀基本相同，但由於立體模型的形成是根據解析的數學原理，這就使解析測圖儀易於保證精度，並可以改正各種像差。這類儀器能夠處理各種攝影主距、傾角大小和攝影方式的像片資料，還可以用於空中三角測量、數字地形模型以及同正射投影儀聯機或離線晒印正射影像圖。

測繪學從平板儀測量到航空攝影測量是一個極大的飛躍。60年代後，以人造衛星作運載工具，使用各種感測器從宇宙空間對地球進行遙感（見航天攝影），獲取各種像片或其他形式的（數字式的）資訊資料，是測繪學的又一重大發展。

航天攝影獲得的地面資料，特別有利於地圖修測。應用航天像片可以編制 1:250000～1:1000000大區域的各種比例尺影像地圖和專題地圖。利用航天攝影資料進行攝影測量，加密和繪製較大比例尺的地形圖正處於研究和實驗階段。在攝影測量理論方面，已經建立了非傳統的攝影系統（全景式攝影系統，多光譜掃描系統和側視雷達成像系統等）的基本關係式，即像點座標同地面座標變換的嚴密的數學關係式。攝影測量原理的進一步發展，便形成了航天攝影測量。

發展趨勢

隨著計算機技術的發展和微處理機的廣泛應用，攝影測量技術正朝著自動化的方向發展。在空中三角測量方面，目前正研究在平差過程中剔除粗差的理論，以及引入附加引數顧及殘餘系統誤差的理論和技術（稱為自檢校法）。此外，為了提高區域網加密的精度，還發展了把高差儀記錄以及地面上角度和長度等已知資料納入區域網加密整體平差的辦法。

在攝影測量測圖從以立體測圖儀為主的模擬方式轉為解析方式的同時，影像數字化自動測圖的方式已經有了萌芽。影像數字化就是首先把攝影獲取的影像資訊，通過數字化，即取樣和量化的過程，變成為大量的密集的灰度數字，並記錄、儲存在磁帶中，用以完全代替原始的像片。然後，直接利用這些灰度數字，通過計算機的控制和運算，進行找點、像片定向和測圖等處理過程，並在專門的裝置上自動形成帶有等高線的正射影像地圖，使攝影測量測圖過程自動化。這項工作目前還處在研究試驗階段。

在航天遙感資料的獲取方面，原始資訊大部分都是數字的，這就使遙感技術和攝影測量的解析處理手段更相接近。用解析攝影測量的方法來解決遙感影象的幾何問題，稱為遙感影象的幾何改正。幾何改正分為兩個步驟：第一步把可以估計到的誤差加以改正；第二步利用地面控制點（影像上和地圖上的共同點）採用最小二乘準則進行糾正計算，從而得到精確的改正。此外，應用密度分割，影象分類和自動判讀等技術，以判定被測物體的性質，這些工作都需要計算機提供大量的儲存和高速的運算能力。

參考書目

王之卓編著：《攝影測量原理》，測繪出版社，北京，1979。

W.Jordan/O. Eggert/M. Kneissl， Handbuch der Vermessungskunde， 10 Aufl.，Vol.Ⅲ/1，2，3，J.B.Metzlerche Verlagsbuchhandlung，Stuttgart，1972.

C.Slama， Manual of photogrammetry， American Society of Photogrammetry，1980.