[科普中国]-非地形摄影测量

非地形摄影测量是摄影测量的一个分支，不以测制地形图为目的，主要研究物体的形状和大小的理论和技术，可以直接运用航空摄影测量与地面摄影测量的理论，或稍加改变。非地形摄影测量的资料既可用解析法处理，也可用模拟法处理，由于这些灵活性，使得非地形摄影测量广泛应用于科学技术的各个领域和国民经济的各个部门，其中以近景摄影测量（摄影距离在300米以内）使用最普遍，而近景摄影测量在建筑、生物医学、工业方面的应用最为成熟，从而形成了建筑摄影测量、工程和工业摄影测量、生物医学与生物工程摄影测量等新的分支。

概述非地形摄影测量研究对非地形目标进行摄影并确定其外形、状态和几何位置的理论、方法和技术。内容包括不规则物体的外形测量、动态目标的轨道测量和燃烧爆炸与晶体生长等不可接触物体的测量等。广泛应用于建筑工程、地质、采矿、冶金、机械制造，船舶制造．结构物变形、考古、生物、医学、海洋、粒子运动和航天技术等各个方面。一般以提供目标物的等值线图和动态目标的形态与轨道为目的。1

非地形摄影测量可以使用量测用摄影机（称为地面摄影机，一般认为有框标），也可以使用普通摄影机，可以采用布设控制点的控制方式，也可以使用相对控制（除控制点外的其他控制形式，如一把尺子、坚固木材或其他材料制成的空间结构的框架，布上标志点，用普通测量方法测出这些标志点的坐标）。

测量原理摄影测量的基本成像模型是针孔模型。在满足针孔模型假没的前提下，像点、光心和物点满足共线方程，即三点共线。对于单摄像机的情况，如果光心和像点已知，就可以确定像点和光心组成的惟一射线，而物点必然在此射线上。但是物点在此射线上的具体位置无法确定。也就是说在没有其他附加信息的条件下，仅用单个摄像机是无法确定目标的三维位置的。

在使用两台或多台摄像机的条件下，利用各个摄像机的光心和像点组成的射线都应该通过空间物点，即各射线应在物点相交的原理就可以对空间物点进行交会定位，简称为线线交会，这就是近景摄影测量学的原理。2

应用非地形摄影测量的主要由建筑摄影测量、工业摄影测量以及生物医学和生物工程摄影测量组成。

建筑摄影测量

主要指文物（历史纪念物）测量、考古测量和历史遗迹测量。

文物测量一般用于历史纪念物（如：古代建筑、桥梁、寺庙、佛塔、雕塑等）的结构和形状等方面的资料，如：平面图、截面图、等值线图、立面图、侧面图等，为珍贵的历史文物提供详尽而系统的资料，以备修复和重建提供方案。摄影时尽量采用正直摄影方式，基线与建筑物平面平行，可以用正射影像制作，当文物结构、纹理复杂时，用此法效果好；也可以用立体测图仪测制。我国对一些重点历史文物，如北京的颐和园佛香阁、秦始皇兵马俑、敦煌的莫高窟、四川的乐山大佛、苏州的白云岩寺塔、汉阳归元寺的释迦牟尼像等，都进行过文物测量。

考古测量是对考古挖掘现场及发掘物进行测量。

历史遗迹测量是指对古老城镇、居名地进行测量，主要目的是为建筑及城市规划等部门提供各类测量成果，以保护著名的古建筑、珍贵的遗迹和文物。3

工业摄影测量

近景摄影测量在建筑工程和机械工业等方面的应用越来越广泛，形成了工程和工业摄影测量，主要通过摄影测量提供目标物的几何特征（位置、尺寸、体积等）和运动特征（移位、变形等）。常用于质量控制（即测定产品或建筑物与设计尺寸的差异）；为设计目的提供产品的外形；结构物（如：水坝、高层建筑物、桥梁等）的变形观测等。

在工程和工业摄影测量中，可以使用非量测摄影机，但实践中，使用量测用摄影机为多数情况。由于被测对象的多样性，所处的环境、本身的尺寸和复杂度等大部相同，所以在安排摄站的位置和数量上，应考虑精度和费用的平衡。一般说来，控制点应该分布于作业范围内，有时需要对被摄物体表面进行添加人工标志、绘制或投影格网等处理，经常需要人工辅助照明，应考虑对构象质量的影响。

我国的三峡工程大量应用近景摄影测量，并获得成功。3

生物医学摄影测量

摄影测量为医学界和生物界提供了一种新的测量手段，用于研究被测对象的形状、大小和形态变化，在某些方面，获得了常规手段所无法达到的效果。如在矫形外科中，人脸的外形非常复杂，并且受到微小的压力即可产生敏感的变形，用其他方法进行测量存在相当的难度，采用摄影测量的方法，能够获得较为准确的脸部外形数据和变形数据。

远在19世纪下半叶，立体摄影测量用于测量人体外形的研究已经开始，20世纪50年代后，随着摄影测量技术的发展，以及波纹摄影、全息摄影、电子显微摄影等非常规摄影技术的出现，生物立体摄影测量得到推广使用，目前已有大量的应用实例，涉及宏观和微观世界中各类生物体的外形、成长和运动测量。3

本词条内容贡献者为:

方正 - 副教授 - 江南大学