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《近景攝影測(cè)量：物體外形與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的攝影法測(cè)定》系統(tǒng)而全面地闡述近景攝影測(cè)量的基本原理、設(shè)備方法與應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：近景攝影測(cè)量的理論基礎(chǔ)，近景攝影測(cè)量的攝影設(shè)備與攝像設(shè)備，近景攝影測(cè)量的攝影技術(shù)與控制，基于共線條件方程式的各種解析處理方法的原理與分析，直接線性變換解法的原理與分析，其他具有特點(diǎn)的近景攝影測(cè)量解析處理方法以及與近景攝影（攝像）機(jī)檢校有關(guān)的理論與方法。全書(shū)理論系統(tǒng)完整，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，內(nèi)容豐富，充分反映當(dāng)代近景攝影測(cè)量的水平。本書(shū)可作為測(cè)繪工程專業(yè)本科生的基礎(chǔ)教材，也可供本專業(yè)的研究生、研究人員以及相關(guān)的其他專業(yè)工作者參考使用。

近景攝影測(cè)量是通過(guò)攝影（攝像）和隨后的圖像處理和攝影測(cè)量處理以獲取被攝目標(biāo)形狀、大小和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一門(mén)技術(shù)。凡可攝取其影像的目標(biāo)，均可作為近景攝影測(cè)量的對(duì)象，以獲得目標(biāo)上點(diǎn)群的三維空間坐標(biāo)，以及基于這些三維空間坐標(biāo)的長(zhǎng)度、面積、體積、等值線（剖面線）等。在同時(shí)記載時(shí)間信號(hào)的情況下，還可獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)（點(diǎn)）的速度、加速度和運(yùn)動(dòng)軌跡等。
　　與其他測(cè)量手段相比，近景攝影測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)在于它兼有非接觸性量測(cè)手段，不傷及被測(cè)物體，信息容量高，信息易存儲(chǔ)，可重復(fù)使用信息，精度高，速度快，特別適用于測(cè)量容有大批量點(diǎn)位的目標(biāo)，躲蔽危險(xiǎn)環(huán)境而遠(yuǎn)離攝影對(duì)象等眾多優(yōu)點(diǎn)。
　　數(shù)十年來(lái)世界各國(guó)的研究與實(shí)踐表明，幾乎所有民用或軍用部門(mén)均使用過(guò)近景攝影測(cè)量技術(shù)。目前此技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各類建筑工程、機(jī)械制造、航空航天技術(shù)、船舶制造、汽車(chē)制造、城市區(qū)域規(guī)劃、地質(zhì)、采礦、冶金、化工、醫(yī)學(xué)、生物、古建筑與古文物研究、考古乃至音樂(lè)器材、美術(shù)作品研究等國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)。
　　需要測(cè)量其外形的攝影目標(biāo)，可以是石窟雕刻、考古現(xiàn)場(chǎng)、飛機(jī)外形、水輪機(jī)葉片形狀、車(chē)禍現(xiàn)場(chǎng)、人體或其器官的外形、細(xì)胞和花粉的幾何結(jié)構(gòu)、船體乃至風(fēng)帆的形狀、汽車(chē)或集裝箱牌號(hào)的快速識(shí)別等。相比較地，需要測(cè)量其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的攝影目標(biāo)，可以是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡與分析、機(jī)器人（手）運(yùn)動(dòng)的跟蹤、材料的沖擊與拉伸試驗(yàn)、金屬切削過(guò)程研究、可控的各類工業(yè)爆炸過(guò)程的記錄、焊接機(jī)理研究以及槍炮彈出膛及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析等。
　　1985年出版的教科書(shū)《非地形攝影測(cè)量》基本上是1980年原武漢測(cè)繪學(xué)院出版的教材《非地形攝影測(cè)量》的“復(fù)印本”。20年來(lái)此學(xué)科已得到飛躍發(fā)展，我們也積累了更多的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并取得了很多科研成果，現(xiàn)今為大學(xué)本科生和研究生重新編著的本書(shū)取名為“近景攝影測(cè)量”，一是適應(yīng)當(dāng)前國(guó)際的習(xí)慣稱呼；二是在內(nèi)容與結(jié)構(gòu)上已有非常明顯的質(zhì)變。本書(shū)力求達(dá)到內(nèi)容豐富、反映當(dāng)前世界先進(jìn)技術(shù)水平、注重系統(tǒng)性、用黑體給出重要專業(yè)術(shù)語(yǔ)定義、理論結(jié)合實(shí)際等教科書(shū)應(yīng)具備的種種特點(diǎn)，同時(shí)也希望本著作能成為近景攝影測(cè)量工作者和相關(guān)的其他專業(yè)工作者的專業(yè)參考文獻(xiàn)。為了增強(qiáng)其他專業(yè)人員對(duì)本學(xué)科的了解，書(shū)中補(bǔ)充了攝影測(cè)量的一些基本概念與知識(shí)。
　　本教材共分兩冊(cè)，這里先行出版的是上冊(cè)。下冊(cè)共有十三章，另行出版，其內(nèi)容包括模擬法近景攝影測(cè)量的應(yīng)用、解析法近景攝影測(cè)量的應(yīng)用、數(shù)字近景攝影測(cè)量與其應(yīng)用、激光掃描系統(tǒng)與其應(yīng)用、含CCD的多傳感器系統(tǒng)、高速影像的三維測(cè)量處理、x射線影像的三維攝影測(cè)量處理、水下攝影測(cè)量、光學(xué)與電子顯微攝影測(cè)量、鏡面攝影測(cè)量、結(jié)構(gòu)光攝影測(cè)量與其應(yīng)用、莫爾條紋影像的圖像處理與攝影測(cè)量處理，以及動(dòng)態(tài)目標(biāo)軌跡的攝影測(cè)量記錄等。
　　使用本書(shū)作為教學(xué)資料時(shí)，教師可依學(xué)時(shí)和需要自由摘選適宜的章節(jié)內(nèi)容。
　　感謝20余年來(lái)與我從事近景攝影測(cè)量教學(xué)與研究的各方人士的支持與幫助。感謝李欣副教授為本書(shū)精心繪制了插圖。本人專業(yè)水平有限，誠(chéng)摯地歡迎讀者指正。
　　馮文灝
　　2001年5月

　近景攝影測(cè)量作業(yè)全過(guò)程大體分為兩個(gè)階段：獲取被測(cè)物體的照片（或影像）的攝影（或攝像）階段以及對(duì)照片（或影像）進(jìn)行再處理，以獲取被測(cè)物體靜態(tài)的形狀、大小或動(dòng)態(tài)物體運(yùn)動(dòng)參數(shù)的攝影測(cè)量處理階段。
　　本章主要介紹近景攝影測(cè)量的攝影設(shè)備，第三章主要介紹近景攝影測(cè)量的攝像設(shè)備。對(duì)照片或影像進(jìn)行攝影測(cè)量處理的主要設(shè)備當(dāng)屬計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備，而數(shù)十年來(lái)沿用的一些專用的攝影測(cè)量設(shè)備，諸如各種型號(hào)的測(cè)圖儀和坐標(biāo)量測(cè)儀等，將在相應(yīng)的章節(jié)里予以簡(jiǎn)單介紹。
　　攝影機(jī)或攝像機(jī)是攝影（攝像）階段的關(guān)鍵設(shè)備。借助攝影機(jī)可獲得被測(cè)物體的照片或底片（俗稱“硬拷貝”）。借助攝像機(jī)可獲得被測(cè)物體的影像（俗稱“軟拷貝”），在攝像現(xiàn)場(chǎng)把這些影像或存貯在磁盤(pán)一類的介質(zhì)上，或直接由攝像機(jī)輸人到聯(lián)機(jī)的計(jì)算機(jī)內(nèi)。在攝影測(cè)量處理階段，對(duì)像片或影像可使用模擬攝影測(cè)量方式、解析攝影測(cè)量方式或數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方式予以處理。
　　按所具備的攝影測(cè)量功能的多寡分類，攝影機(jī)可分為量測(cè)攝影機(jī)、格網(wǎng)量測(cè)攝影機(jī)、半量測(cè)攝影機(jī)和非量測(cè)攝影機(jī)四類。前三類攝影機(jī)是為測(cè)量目的而設(shè)計(jì)制造的，非量測(cè)攝影機(jī)設(shè)計(jì)制造的初衷不是出于測(cè)量目的。粗略地說(shuō)，光學(xué)畸變小，具備記錄內(nèi)方位元素功能，但無(wú)改正底片變形的標(biāo)準(zhǔn)格網(wǎng)者，可稱之為量測(cè)攝影機(jī)。具有量測(cè)攝影機(jī)上述各功能，且配備有格網(wǎng)的量測(cè)攝影機(jī)，則稱之為格網(wǎng)量測(cè)攝影機(jī)。光學(xué)畸變未經(jīng)測(cè)定，無(wú)記錄內(nèi)方位元素功能，但設(shè)置有改正底片變形格網(wǎng)者，稱之為半量測(cè)攝影機(jī)。
　　按作業(yè)方法分類，量測(cè)攝影機(jī)可分為拍攝單張像片的單個(gè)使用的量測(cè)攝影機(jī)，以及拍攝立體像片對(duì)的具有固定基線的立體量測(cè)攝影機(jī)。
　　對(duì)攝影機(jī)及攝像機(jī)性能的全面了解，對(duì)攝影機(jī)及攝像機(jī)的選擇、購(gòu)置和檢校，對(duì)新型像機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的制定等，是近景攝影測(cè)量工作者的職責(zé)。
　　§2．1量測(cè)攝影機(jī)的攝影測(cè)量性能
　　專為測(cè)量目的而設(shè)計(jì)制造的攝影機(jī)稱作量測(cè)攝影機(jī)。專為測(cè)量目的而設(shè)計(jì)的各種量測(cè)攝影機(jī)，機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，光學(xué)性能好。常具有以下特性：
　�。�1）確定光束形狀的內(nèi)方位元素x。、y。f，即攝影中心s相對(duì)所攝影像的相對(duì)位置經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢校。常在承影框上布置有機(jī)械框標(biāo)或光學(xué)框標(biāo)，以確定主點(diǎn)相對(duì)它們的位置。攝影機(jī)上常采取某種措施，以記錄或讀取主距／，以及調(diào)焦改變后的主距變化值A(chǔ)f。
　�。�2）特別注意攝影機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以減少光學(xué)畸變的影響。光學(xué)畸變也是影響光束形狀的重要負(fù)面因素，每臺(tái)量測(cè)攝影機(jī)出廠時(shí)應(yīng)附有畸變殘值的檢定報(bào)告。
　�。�3）常采取措施以減少底片壓平不佳和底片變形對(duì)像點(diǎn)位移的影響。這些措施可能有抽氣壓平、機(jī)械壓平以及在影像上生成標(biāo)準(zhǔn)位置的格網(wǎng)。布有此類標(biāo)準(zhǔn)格網(wǎng)的量測(cè)攝影機(jī)，稱作格網(wǎng)量測(cè)攝影機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)位置格網(wǎng)一般是刻有十字刻劃線的透明承片玻璃。應(yīng)注意到，十字刻劃線的影像質(zhì)量，與被測(cè)物體上相應(yīng)點(diǎn)的照度有關(guān)。這種生成標(biāo)準(zhǔn)位置格網(wǎng)影像的方法稱之為前向投影方法。較新穎的格網(wǎng)影像的生成方法稱作后向投影方法，那是借助攝影鏡箱內(nèi)，在底片后方布置的成面陣形式排列的光學(xué)成像構(gòu)件組成。
　　（4）較現(xiàn)代的量測(cè)攝影機(jī)主要由攝影機(jī)及其定向設(shè)備兩部分組成。定向設(shè)備用來(lái)確定光束在給定物方空間坐標(biāo)系內(nèi)的方位，一般配備記錄角元素的裝置，如水準(zhǔn)管、確定兩像機(jī)間相對(duì)角度關(guān)系的定向裝置等。
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