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第1章　绪论1

1.1　摄影测量学的定义与任务1

1.2　摄影测量学的分类3

1.3　摄影测量学的发展历史4

1.4 当代摄影测量发展的多学科交叉特点8

1.4.1　摄影测量与遥感的结合8

1.4.2　摄影测量与遥感和GIS、GPS的结合9

1.4.3　地球空间信息科学的崛起和发展12

1.4.4 当代数字摄影测量的发展14

第2章　航空摄影测量成像系统及像片解析16

2.1　航空摄影的基础知识16

2.1.1 胶片航空摄影机17

2.1.2　垂直航空摄影的基本要求20

2.2　航摄像片的分辨率25

2.2.1　胶片影像的分辨率25

2.2.2　数字影像的分辨率26

2.3　单张航摄像片解析27

2.3.1 垂直航摄像片的几何关系27

2.3.2　航摄像片上特殊的点、线28

2.3.3　航摄像片上的投影差30

2.4　航摄像片的坐标系统33

2.4.1 像方空间坐标系33

2.4.2 物方空间坐标系35

2.5　航摄像片的内、外方位元素36

2.5.1 内方位元素36

2.5.2　外方位元素37

2.6　像空间直角坐标系的转换38

2.6.1　像点的空间直角坐标变换39

2.6.2　方向余弦的确定40

2.7 中心投影像片的构像方程与投影变换42

2.7.1 中心投影像片的构像方程42

2.7.2 中心投影像片的正射变换44

2.8　摄影成像系统的检校46

2.8.1　摄影机检校的内容46

2.8.2　摄影机检校方法分类46

2.8.3　摄影机物镜的光学畸变49

第3章　立体测图的原理与方法52

3.1　视差与立体视觉原理52

3.1.1　人眼的立体视觉52

3.1.2　视差的概念54

3.1.3　人造立体视觉56

3.2　像对的立体观察与量测57

3.2.1　立体观察57

3.2.2　立体量测59

3.3　模拟法立体测图的原理与方法61

3.3.1　摄影过程的几何反转61

3.3.2　立体像对的模拟法相对定向62

3.3.3 立体模型的模拟法绝对定向64

3.3.4　地物与地貌的测绘66

3.4　解析法立体测图原理与方法68

3.4.1 解析测图仪概述68

3.4.2 解析测图仪的工作原理71

3.5　数字摄影测量测图方法概述72

第4章　解析空中三角测量及其拓展77

4.1　像点坐标系统误差改正77

4.1.1　摄影材料变形改正78

4.1.2　摄影机物镜畸变差改正78

4.1.3　大气折光改正79

4.1.4　地球曲率改正80

4.2　单张像片的空间后方交会81

4.2.1 空间后方交会的基本方程81

4.2.2 空间后方交会的误差方程和法方程84

4.2.3 空间后方交会的计算过程85

4.2.4 空间后方交会的精度86

4.3　立体像对的空间前方交会86

4.4　影像的内定向89

4.5　立体像对的解析相对定向91

4.5.1 解析相对定向元素91

4.5.2　解析相对定向原理93

4.5.3　相对定向元素解算过程97

4.6　立体模型的解析绝对定向98

4.6.1 绝对定向基本公式98

4.6.2 绝对定向元素的解算100

4.7　解析空中三角测量简介101

4.7.1 解析空中三角测量的目的和意义101

4.7.2 解析空中三角测量的分类102

4.8　光束法区域网空中三角测量105

4.8.1 光束法空中三角测量的基本思想105

4.8.2　误差方程式和法方程式的建立106

4.8.3 两类未知数交替趋近解法108

4.8.4 光束法平差方法的优缺点108

4.8.5 解析空中三角测量的精度分析109

4.9　系统误差补偿与自检校光束法区域网平差112

4.9.1 影像坐标系统误差的特性112

4.9.2 系统误差补偿的方法113

4.9.3 利用附加参数的自检校光束法平差114

4.10　GPS辅助空中三角测量117

4.10.1　联合平差的概念及其发展过程117

4.10.2　全球定位系统（GPS）简介119

4.10.3 GPS辅助空中三角测量的兴起与发展120

4.10.4 GPS辅助空中三角测量的基本原理122

4.10.5 GPS辅助空中三角测量试验举例125

4.11　机载POS系统对地定位127

4.11.1 定位定向系统（POS）简介127

4.11.2　POS与航空摄影系统的集成方法129

4.11.3　POS系统在航空摄影测量中的应用130

4.11.4　POS系统对地定位的主要误差源132

第5章　数字摄影测量及其发展135

5.1　数字图像处理概述135

5.1.1　数字图像基本概念135

5.1.2　数字图像处理的基本算法136

5.2　影像数字化与影像重采样138

5.2.1　影像数字化器138

5.2.2　影像数字化过程139

5.2.3　数字影像的重采样143

5.3　基于灰度的影像相关144

5.3.1 相关系数法影像相关145

5.3.2　协方差法影像相关146

5.3.3 高精度最小二乘相关146

5.4 同名核线的确定与核线影像相关148

5.4.1　核面与核线的概念148

5.4.2 同名核线的确定149

5.4.3　沿核线重采样151

5.4.4　基于核线的影像相关152

5.5　基于特征的影像相关153

5.5.1　特征提取154

5.5.2　基于特征的影像匹配162

5.6 当代数字摄影测量的若干典型问题164

第6章　数字地面模型的建立与应用168

6.1　数字地面模型概述168

6.1.1　数字地面模型的发展过程168

6.1.2　数字地面模型的概念与表示形式169

6.2　DEM数据点的采集与预处理171

6.2.1 DEM数据点的采集方法171

6.2.2 DEM数据的预处理172

6.3　数字高程模型的内插173

6.3.1 线性内插173

6.3.2　双线性多项式内插174

6.3.3 分块双三次多项式内插175

6.3.4　移动拟合法内插176

6.4　基于DEM的等高线自动绘制178

6.4.1 等高线点的内插与排列178

6.4.2　等高线点的插补180

6.4.3　地形特征线的顾及181

6.5　数字高程模型的工程应用算法182

6.5.1 地形剖面的面积计算和体积计算182

6.5.2 求DEM的中心投影透视图183

6.5.3　数字坡度模型及地面坡度分类184

6.5.4 由DEM求真实的地表面积186

6.5.5　挖方与填方计算187

6.6　三角网数字地面模型及其应用188

6.6.1 三角网数字地面模型的构建188

6.6.2 三角网的内插190

6.6.3 基于三角网的等高线绘制191

6.7　机载激光雷达（Lidar）技术简介193

6.7.1　机载激光雷达系统组成193

6.7.2　机载激光雷达对地定位原理194

6.7.3　机载激光雷达的技术特点195

6.7.4 几种典型机载激光雷达简介197

6.7.5　机载激光雷达技术的应用199

第7章　数字正射影像的制作与应用204

7.1　航摄像片纠正概述204

7.2　数字微分纠正的原理与方法206

7.2.1　直接法数字微分纠正206

7.2.2 间接法数字微分纠正207

7.3　立体正射影像对的制作与应用210

7.3.1 立体正射影像对的制作方法210

7.3.2　立体正射影像对的应用213

7.4　数字真正射影像的制作与应用213

7.4.1　遮蔽的概念213

7.4.2　正射影像上遮蔽的传统对策215

7.4.3　真正射影像的概念及其制作216

7.5　数字正射影像的质量检查219

7.6　数字正射影像的匀光处理220

7.6.1　影像匀光概述220

7.6.2　基于Mask的单幅影像匀光221

7.6.3　基于Wallis滤波器的多幅影像匀光223

7.6.4　特殊区域的自动检测与处理224

7.6.5　影像匀光处理流程226

第8章　数字摄影测量的仪器设备及产品228

8.1　数字航空摄影机简介228

8.1.1　DMC数字航摄仪229

8.1.2　ADS40数字航摄仪231

8.1.3　UltraCam-D数字航摄仪234

8.1.4 国产SWDC系列数字航摄仪237

8.2　胶片航摄仪与数字航摄仪的比较239

8.3　数字摄影测量系统的功能与产品242

8.3.1　数字摄影测量系统概述242

8.3.2　数字摄影测量系统的软硬件组成及主要功能243

8.3.3　数字摄影测量系统的作业模式及主要产品245

8.4　数字摄影测量系统简介248

8.4.1　Helava数字摄影测量系统249

8.4.2　VirtuoZo数字摄影测量工作站250

8.4.3　JX-4C数字摄影测量工作站253

8.5　基于网格的全数字摄影测量系统254

8.5.1 海量影像自动处理系统“像素工厂”简介255

8.5.2 数字摄影测量网格DPGrid简介258

第9章　高分辨率遥感卫星影像及其应用262

9.1　卫星影像制图概述263

9.1.1 卫星影像制图的目的和意义263

9.1.2 卫星影像制图的优缺点265

9.2　几种典型的高分辨率遥感卫星系统265

9.2.1 SPOT-5卫星系统265

9.2.2 IKONOS卫星系统267

9.2.3　QuickBird卫星系统272

9.2.4 其他高分辨率遥感卫星简介275

9.3　线阵列CCD传感器的构像方程276

9.4　线阵列CCD传感器影像的几何处理278

9.4.1 单片几何纠正279

9.4.2　双像解析摄影测量281

9.5　基于有理函数的通用传感器模型284

9.5.1　传感器模型的概念284

9.5.2　有理函数的定义285

9.5.3　有理函数的解算288

9.5.4　有理函数的特点分析290

9.6　基于高分辨率遥感影像的地物提取291

9.6.1　地物提取概述291

9.6.2　基于遥感影像的建筑物提取292

9.6.3　基于遥感影像的线状地物提取296

9.7　基于高分辨率遥感影像的变化检测298

9.7.1 变化检测方法概述299

9.7.2 变化检测的基本内容和步骤301

9.7.3　基于遥感影像和GIS数据的变化检测303

9.7.4　规划用地及违章建筑调查案例分析305

第10章 空间信息系统集成与城市三维建模可视化311

10.1　地球空间信息科学概述311

10.1.1 地球空间信息科学的形成311

10.1.2　地球空间信息科学的理论体系312

10.1.3　地球空间信息学的技术体系314

10.2　多传感器集成空间信息获取315

10.2.1 多传感器集成的概念315

10.2.2 多传感器集成的关键技术317

10.2.3 多传感器集成系统的分类318

10.2.4 多传感器集成技术的发展趋势321

10.3 GPS、RS与GIS的集成与应用322

10.3.1 “3S”技术集成的概念322

10.3.2　“3S”技术的实用集成模式324

10.4　车载移动测图系统及其应用327

10.4.1 移动测图系统概述327

10.4.2 车载移动测图系统的功能及关键技术330

10.4.3 车载移动测图系统的主要应用333

10.5　数字城市三维建模与可视化334

10.5.1　数字城市三维模型概述334

10.5.2　数字城市三维建模的数据源336

10.5.3　城市三维建模的数据模型和体系结构337

10.5.4　纹理模型与纹理映射338

10.5.5　三维建模可视化开发工具举例341

10.6　可量测实景影像的概念与应用342

10.6.1 空间信息服务需求343

10.6.2 可量测实景影像（DMI）的概念344

10.6.3 可量测地面实景影像与4D集成345

10.6.4　基于可量测实景影像的空间信息服务体系346

主要参考文献348