摄影测量复习总结材料

1、实用文档第一章1.摄影测量学的定义：摄影测量学是利用光学摄影机获取的像片,经过处理以获取被摄物体的的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科.2.摄影测量与遥感是对.非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译,从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术.3.摄影测量分类：按距离远近：航天摄影测量,航空摄影测量,近景摄影测量,显微摄影测量按用途：地形摄影测量,非地形摄影测量按处理手段：模拟摄影测量,解析摄影测量,数字摄影测量4.摄影测量特点：无需接触物体本身获得被摄物体信息二维影像平面重建三维目标三维空间同时提取物体的几何与物理特性5.摄影测量学的开展：模拟摄影测

2、量,解析摄影测量,数字摄影测量第二章1.航空摄影：沿航向方向相邻两张像片应有60%左右的航向重叠,相邻航线间的像片应有30%左右的旁向重叠,航摄仪在曝光瞬间物镜主光轴保持垂直地面.2.像片倾角：摄影机主光轴与地面铅垂线之间的夹角.3.像片主距：物镜后节点到像平面的距离,投影中央至像底片面垂直距离-f4.视场角：焦平面中央成像清楚地范围5.摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离-B6.摄影比例尺：航摄像片上的一线段与地面上相应线段L之比2_1_fmLH7 7.航线弯曲：把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来,各张像片的主点连线不在一条直线上,称为航线弯曲.8 8.像片旋角：一张像片上相邻主点连线

3、与同方向框标连线间的夹角,要求像片旋角小于6.9 9.航摄像片：投影射线会聚于一点的投影称为中央投影.地形图：投影射线与投影平面正交称为正射投影.摄影测量的主要任务就是把按中央投影规律获取的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射投影地形图.1010.像点位移：当像片倾斜、地面起伏时,地面点在航摄像片上构象相对于理想情况下的构象所产生的的位置差异称为像点位移.1111.透视变换：将空间点、线作中央投影,在投影平面P上得到一一对应的点、线,这种经中央投影取得的一一对应投影关系称为透视变换.1212.透视变换中重要的点、线、面文案大全实用文档面：地面E E像片面P P上垂面W W真水平面工线

4、： 迹线TTTT主光线t t一线SmNSmN摄影方向线VVVV主纵线VVVV等用线IScIScC C主合线h%h%主横线几等比线中央投影作图：点：摄影中央S S像主点o o地主点O O像底点n n地底点N N等用点e e地面舔角点C C主合点i ifc 遁点J J文案大全实用文档中央投影作图EF面上有 4 4 点,在像平面上作对应的像&作图步骤：I I找迹点 1 12 2找主合点 1313连 TJTJ 与 SA,SA,交点为 a a中央投影作图E E 平面上有 J6J6 仃浅,在像平面上作对应的像abab作图步骤：1 1找迹点 TT2 2找合点匕3 3连 T1T1 与 SA,SA,交点

5、为口4 4连 T T 山与 SB,SB,交点为 b b5 5H与 h h 连线中央投影作图.-,?直物面的空间线BMTKt作时&的像iii作图步骤：1 1按 E E 面上点作图方式确定2 2找像底点 itit3 3连接 1T01T04343W W与 SESE 的交点为白5 5）a a 与 h h 连续第三章文案大全实用文档1.摄影测量的几何处理任务：像点坐标一地面点空间坐标,建立适当坐标系,定量描述像方点、物方点之间关系.2.像方空间坐标系：(1)像平面坐标系(2)像空间坐标系(x,y,-f)(3)像空间辅助坐标系：原点摄影中央S,坐标轴选择三种情况：A,每条航线第一张像片像空间坐标系

6、,B,Z轴铅锤,X轴航向,右手系,C,基线坐标系：摄影基线为X轴,基线与左片主光轴构成XZ平面,右手系.3.物方空间坐标系：(1)摄影测量坐标系：像空间辅助坐标系原点平移至地面点P(2)地面摄影坐标系：国家统一坐标系,平面坐标系为高斯-克吕格三度带或六度带投影(西安坐标系),高程坐标系为1985黄海高程系.(3)原点为地面某一限制点,Ztp轴与地面测量坐标系的Zt轴平行,Xtp轴与航线一致.4.航摄像片方位元素：(1)内方位元素(f,x0,y0):确定摄影中央与像片之间相互关系的参数(2)外方位元素：确定像片航摄瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数：三个外方位直线元素：X,Y,Z.00一

7、1C三个外方位角元素：Y轴为主轴的中转角系统(本课程仅以此为例)/由为主轴的o妙序专角系统1 1 谢的投影 m m 与七轴夹用一网2 2、谢的投影 m m 与近轴夹角一omegasomegas3 3、YSYS.平面与像片面交线 1 1 与 y y 轴夹扁一 ktippgktippg4 4、三?向定义：顺着 Y Y 方向看.逆时针为正;Omega,kappaOmega,kappa 一逆君坐标轴方向看逆时针为正：5.空间直角坐标变换由像点坐标计算地面点坐标,必须引入坐标变换:S-XYZ为像空间辅助坐标系；S-xyz为像空间坐标系；a(x,y)为像片上任一像点文案大全(1)共线条件方程的一般形式:共

8、线条件:x x J Jxjxj+ +凡让y y式名Z Z) )式*x,)+/(x,)+/( )+-zj)+-zj_j*(*+生(y(yK)+.K)+.“乙)变形：3+QLJ3+QLJr r= =K+K+亿一z zj j 严一修一灯勺上+/y-cj+/y-cj(2)共线条件方程线性化(泰勒级数展开)观测值：x,y未知数：Xs,Ys,Z迎,父,X,YZ,x0,y0,f泰勒级数展开：文案大全实用文档R为正交矩阵,R中9个元素可分别表示为坐标轴间夹角的余弦,称为方向余弦6.共线条件方程共线条件方程:+ +4VH4VH丫+/Z/Z+ +/孔+4K+M-XdXdYazazdxadyQdf=-AX.+反+-

9、必+也0+0+包/+也*dXsdY,dZsdpdada加就&YdZdZdrdrdy0黄7.单像空间前方交会(1)定义：根据影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面限制点点的坐标),利用共线条件方程求解像片外方位元素.(2)误差方程和法方程值：x0,y0,f,m,X,YZ观测值：x,y未知数：Xs,Ys,Z魂,K泰勒级数展开:dxdxdx中 3 34G+4：加dX,今小崇 5+崇功+置产一力式,-xj+比比-匕)+32-z一一,z文案大全实用文档(其像点和地面误差方程系数推导:实用文档y yv v= =alAXs+aAYi+alsAZi+trtri4i4zl3zl3+ +上手用田+aAK-

10、lv上1-f f-掾上/+- -yyC?N1sC/-X上工索- - -i i*2*2f f+ +*A*A- -FujiFuji*Gi-3卜工/+-尸cic?c?片?X X方程的解算:像片上常应行四个限制点,误差方程矩阵形式V V= =AxAxI I=K K= =(Aj)T(qT/)|=(Aj)T(qT/)|=/ /= =,二二(3)方程的解算获取数据：m,x0,y0,f,Xtp,Ytp,Ztp文案大全量测限制点像点坐标：x,y确定未知数初值：Xs0,Ys0,Zs0,0,.0,0组成误差方程式并法化解求外方位元素改正数检查迭代是否收敛8 8.像点位移与方向偏差(1)像点位移、方向偏差定义像点位移

11、：当像片倾斜、地面起伏时,地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异称为像点位移；方向偏差：从像片上某点作出的方向线与地面对应点画出的方向线的方位角不等,这种差异称为方向偏差.9 9.航摄像片上一般有哪几种像点位移？列出有关公式分析其位移特点答：因像片倾斜引起的像点位移、因地形起伏引起的像点位移.2、-=-sinsin工(1)因像片倾斜引起的像点位移：f,由上式知：1 .因向径rc和倾角a恒为正值,当角在0180的I、II象限内,sin.为正值,那么8a为负值,即朝向等角点位移；当.角在180360的III、IV象限内,sin.为负值,那么8a为正值,即背向等角点位移.2.当

12、.=0或180时,sin.=0,那么8a=0,即等比线上的各点没有因像片倾斜所引起的像点位移.(因此称为等比线)3 .当4=90或270时,sin4=1,即rc相同的情况下,主纵线上|8a|为最大.1_rnsintpsin2a2frh,1nsin中sin2Q2Hf上式是倾斜像片上因高差影响产生的像点位移铁公式,式中rn、.同样是表示向径和极角,而这里是以像底点为极点,过像底点的水平线为极轴的,这与前面的rc、.有所不同.1.当h为正时,向径rn增长,Sh为正,位移背向像底点；h为负时,向径rn缩短,Sh为负,位移朝向像底点.2.当时r=0,那么Sh=0.这说明位于像底点处的地面点,不存在因高差

13、影响所产生的像点位移._他、h-3.当a=0时：H.上式是水平像片上因高差引起的像点位移公式,此时像底点n与像主点重合.第四章：立体观察与量测1.像对的立体观察(1)立体镜观察实用文档(2)因地形起伏引起的像点位移:桥式立体镜文案大全实用文档反光立体镜(2)叠影式立体观察互补色法光闸法偏振光法液晶闪闭法(3)双目镜观察光路的立体观察2.解析内定向(平面坐标变换)确定扫描坐标系与像平面坐标系关系局部改正像底片变形误差正开步变换工=%+口/-4y4y仿射变换工=4=4+ +/ /工+口 9 9=%+一如双线性变换K*K*= =盘+rijXrijX+ +a aL Ly y+ +3 3 岁yy= =b

14、 bb b JT+ +b bA Ay y+ +b*xyb*xy计算过程：(1)获取框标点的理论坐标(2)选择坐标变换模型(3)建立误差方程(4)建立法方程并解算x=(Ax=(AT TA)A)l l(A(AT Tl)l),(5)计算像点坐标3.像片系统误差：摄影材料变形；摄影机物镜畸变差；大气折光差；地球曲率经内定向、系统误差预改正后的像点坐标为：x x= =x xf f+ +Ax+ +dxdx+ +6x6xy=yf+dy+3y4.立体像对的前方交会(1)立体像对的重要点线面(2)立体像对分类v=Ax-l理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对文案大全实用文档竖直像对：相邻两像片不水平、

15、摄影基线不水平组成的像对(3)立体像对前方交会的定义立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标,确定相应地地面点在物方空间坐标系中坐标的方法.a 获取数据 3 口,凡 J,5聚忆SP外物 9,X&x丫42 占之,/弓.晟测像点坐标xJfyj,xyzA 由外方位线元素计算基线分量B用8 卜/由外方位角元素计算像空间辅助坐标 X匕,%,X#Y,Z2计算点投影系数 N1,Na计算地面坐标端,5(5)前方交会的根本公式严密解法一最小二乘解算dxzLzL + +/y+/y+zlZ+xdxdYdZ会十宗+景工(4)前方交会的根本公式点投影系数法前方交会公式:点投影法计算过程：文案大全实用文档卜成

16、像过程：像点 P(X,“J 物点 P(X,YfZ)4ij(*-x x+*+*式*-y,)+c-y,)+ca a(z-z(z-zs s) )uX-XS)+Y-Y.cZ-Zf)2个未知数：4,43个方程利用最小二乘法求解m m= =(A(Ar rA)A)-l-l(A(Ar rZ.)Z.)5.解析法相对定向不涉及地面限制点,只需利用立体像对的内在几何关系；不考虑像片的绝对位置及姿态,只恢复立体像对两张像片的相对位置和姿态关系；相对立体模型的比例尺、方位任意；描述立体像对两张像片相对位置和姿态关系的参数一相对定向元素S.S.S.S. (S(S必x x)=.一.JJfJrJ文案大全解析相对定向原理：同名

17、光线对相交于核面内共面条件方程:冰亦亦,dFAdFAF=F+Au+Jv+Jv+Z160+Z160+AK-0 0gdvd(pd(Ddx线性化方程：f f Z,-KZj-,4.+fx.,-M.KHJZ,-KZj-,4.+fx.,-M.KHJr r/,+x.K/,/+(FX+zz,/,+x.K/,/+(FX+zz,田,&,&-x,z.-x,z.量+兄=o=o*I1*I19r9rauauJiJidJiKFJIdJiKFJI JAJAMIJ JA A等式两边同时除以：fzQ Q= =NyNy-(NY+B)连续法相对定向中常数项的几何意义：一,- .为定向点的模型上下视差 当一个立体像对完

18、成相对定向,.=0 0 当,个立体像对未完成相对定向,即同名光线不相交,QWOQWO误差方程及法方程的建立：YXYY2“-B4 4-N(Z、N;/+X、N2 24KQ2 2工Z2Z2试测5 5个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元索密V=Ax-lPx=(ATPA) )-1-1(4(4T TPt)=Q二:见=门口向16.带模型连接条件的连续法相对定向原理定向过程,顾及前后模型之间的公共连接点坐标相等的条件,使得前后模型比例尺一致7.解析法绝对定向(1)绝对定向元素描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数,过将相对定向模型文案大全进行缩实用文档实用文档放、平移和旋转,使其到达绝对位置(

19、2)物方空间坐标近似坐标变换正变换：(大地测量坐标系变换到地面摄影测量坐标系)反变换：(地面摄影测量坐标系变换到大地测量坐标系)AXt北tXrtXr(3)地球曲率引起高程差改正以A Af f0 0A Af fO O2R2RAO2=D2+JZD2加二鸳十琮2R2R(4)三维空间相似变换原理三维相似变换公式：X甲-_1_+/LRxj工6文案大全绝对定向误差方程:法方程解算：(量测2个平高和1个高程以上的限制点可以按最小二乘平差法求绝对定向元素)(5)相似变换参数计算步骤：获取限制点坐标Xp,Yp,Zp,Xtp,Ytp,Ztp;给定相似变换参数初值九=1,=G=0,X0,Y0Z0;计算重心化坐标；计

20、算误差方程式的系数和常数项;文案大全实用文档实用文档假设直接用模型坐标代替,那么解法方程,求相似变换参数改正数;计算相似变换参数的新值；判断迭代是否收敛.计算重心化坐标：目的： 减少模型点坐标在计算过程中的有效位数,保证计算的精度简化法方程的系数,个别项数值变为零,以提升计算速度8.双像解析摄影测量方法分类：1空间后交一前方交会法像片空间后交、前交解求地面目标空间坐标前方交会求出像片外方位元素：dxdxAdxdKxdxdx4v v= =AX.+AYK+AZ.+Ag+4毋+AK-X-xj jdXs8 八 az5dtpds加v v= = +-AY+zlZs+-AK-i iJ-J-J J* *一dX

21、.dYsaz,ddc前方交会求出像点对应地面点坐标：X XA A= =X.X.+ +N.X.N.X.= =X.X.+ +N,X,N,X,- -吊511I5JU吟=3丫“+田+工工+加工匕ZZn+MZL=ZW2相对定向一绝对定向法利用立体像对内在几何关系：相对定向一模型点坐标一一绝对定向一地面点坐标立体像对相对定向；计算模型点摄影测量坐标；绝对定向计算相似变换参数；求地面带你坐标.3一步定向解法光束法求解地面目标的空间坐标一待定点、限制点列误差方程,整体平差,理论上最严密以共线条件方程为根底,未知点、限制点同时列误差方程,整体解算两张像片的外方位元素及待定点坐标,理论上最严密.像片作为平差单元,每条光线按共线条列误差方程三种方法的比拟:文案大全实用文档严密控限制点察求使用断畲后交一刖交点便能麋腹凑争笳方位元泰3 3 个平高点像片外方位元素相对定向一绝对定向点慨藕度跳位于相魏定晦一踞腐定前藤鹿2 2 个平高点+1 1个高程点航带法加密一步定向法麴检墨产豳糟度最痛m光束法加:密第五章：立解析空中三角测量概述1.定义：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系,根据航摄像片上所量测的像点坐标