摄影测量复习总结

1、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摄影测量学的发展：模拟摄影测量，

2、解析摄影测量，数字摄影测量第二章I. 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，投影中心至像底片面垂直距离-f4视场角：焦平面中央成像清晰地范围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之比丄丄匸m L H7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像片旋角：一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间

3、的夹角，要求像片旋角小于 6。9航摄像片：投影射线汇聚于一点的投影称为中心投影。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心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。10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。II. 透视变换：将空间点、线作中心投影，在投影平面P上得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一对应投影关系称为透视变换。12. 透视变换中重要的点、线、面血:地曲E 像片面P R|W宾水半闻E乂线：迹域TTI光线需oG 丄圧线弘1 摄总方向线等角

4、线鈕U 丄 r7 t h|h j 主構线h。 等比线h点：摄影中心Si 像主点。 地左点O 像底点n 地底点N 等曲点丄 地而等曲点?L合点i主遁山J中心投影作图:中心投影作图HE中心投影作图A牛国步-噪：）掩E面上点作图方 式确定四）找像膜点 *迭接皿）jrdSB的交点屈）ab连纯 派“ dx dx dxdxD+ JA + JK + JZ +4札 +Jyd + Af + x - xOX 剛 弦d 甘=+Zl +Jj+ 空心十 空JLdX,dY.dZ,Q 申da?张斗空口+空4”空血+空严空皱+空MW-y 朋 列 az 賦， 加 著7单像空间后方交会（1） 定义：根据影像覆盖范围内一定数量的分

5、布合理的地面控制点（已知其像点和地面 点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素。（2）误差方程和法方程已知值： 观测值： 未知数：xO,yO,f,m,X,YZx,yXs,Ys,Zs,，泰勒级数展开：说t亠 丄a*亠玄工 & 氐心d(p日也drcdy A 労*dyf =Q 十一4 a?十=十J dtpdK 3Xv = * Ap +* A(d +Z1K +Zl 弋-* 211 + 一 ZIZ.- (x Jt ).沖尸日也dKdX, 5日匕s dZs15勿旳十孚纠十兽伞FW) 5yc az.误差方程系数推导:-+ 心“ -r1计=寺【6F十“2 - .)1 IF Iax n 1%、=寺叽V +

6、心-”=寺% 于 + 4 5 .V o 1 -务-丹75山arOn = = iy- Xi)siiitw- dtp3專一 xQJsm.t +(j- yQ IcesX-Jr悝新二半二一1工一工门 (7JL方程的解算:像片上迪常应冇四个控制点，误差方程矩阵形式V =-Vv_*工 =叱Jr oV V0Lv 一人4乙 zl Aft：,/ =1A =an1213C,15c,ltlL2i化2n2门巧化r(3)方程的解算匚jJ fiI!= /f = 6 77获取已知数据：m,xO,yO,f,Xtp,Ytp,Ztp量测控制点像点坐标：x,y确定未知数初值：XsO,YsO,ZsO, 0,0,0组成误差方程式并法化

7、解求外方位元素改正数 检查迭代是否收敛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：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 rc .sin sin（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 0 180的I、II象限内，sin0为正值，则 3 a为负值，即朝向等角点位

8、移；当$角在 180 360的山、IV象限内，sin $为负值，则 3 a为正值，即背向等角点位移。2. 当0或180。时，sin$ = 0,则3a= 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$= 90或270时，sin$= 1, 即卩rc相同的情况下，主纵线上 | 3 a |为最 大。rhr n（2）因地形起伏引起的像点位移:1 n sin sin 2 2 frh1 n sin sin 22 Hfrn、同样是表示向径和 这与前面的rc、$有所不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 极角，而这里是以像底点为极点，通过像底点的水平线为极轴的

9、, 同。1.当h为正时，向径rn增长，3 h为正，位移背向像底点；h为负时，向径rn缩短, 3 h为负，位移朝向像底点。2. 当时r = 0,则3 h = 0。这说明位于像底点处的地面点，不存在因高差影响所产生的像点位移。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）立体镜观察桥式立体镜反光立体镜（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 部分改正像底片变形误差仿射变换r = b、, +b双线性燹换W

10、斗y时占见 * jt * b2y 一计算过程：v=Ax-l（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3-1 5F（4）建立法方程并解算 （A A） （A 1 ,（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 = xr + Ax + clx + SxV = yr + Ay + dy + Sv4立体像对的前方交会（1 ）立体像对的重要点线面同名榻4帥】“片；亡线（2）立体像对分类理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对竖直像对：相邻两像片不水平、摄影基线不水平组成的像对（3）立体像对

11、前方交会的定义已知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 间坐标系中坐标的方法。（4）前方交会的基本公式点投影系数法前方交会公式：点投影法计算过程：获脱已知数掘*,坯/ Ystr Zslt plr叫勺， 耳2 YfiB无住、%仅怡K1虽测像点地标比7心丹由外方位线元素il算基线分屋岭由外方位角元索计算像空间辅助酸标Xft Y,.Z”心匕石计算点投影系数计算地面坐标XA, YAf ZA（5）前方交会的基本公式严密解法一最小二乘解算dxdx门v =AX +AY + Z1Z +x亠 dXdYdZv = Z1X +舟ziy+-ZlZ+ v vy dXdYdZ成像过程匕像点

12、”区刃物点- Xi + kjtF -)+ eLi Z ZT ii djX 畫+片(*一：;一可八j(X - Xs 叶打柑-FJ+t/Z - ZJa/R -札打见YA十石-虬儿-十血*Zrc fj2个未知数：Uv A；） 3个方程利用最小二乘法求解XKl匚5LV=Am-L不考虑像片的绝对位置及姿态，方位任意；描述解析相对定向原理：同名光线对相交于核面内(SlJ x S2a2 ) = Om - U* ApfAZ.)5解析法相对定向不涉及地面控制点，只需利用立体像对的内在几何关系；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、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

13、共面条件方程:乩 Z? If人+以Z严二 0 丿 ti - F tgrv tiy* ent0 dF8F5FdF8FmF -F + J/ + Av +A爭+Aa)rAk- 0和dvdpdK即为:线性化方程:等式两边同时除以： 翠厂扎乙连续法相对定向中常数项的几何意义：Q = NlYI-(N2Y2 + By)1/JrF =Bx XYxZt = 0YV771 2*I乙上。为定向点的模型I . 下视差当一个立体像对完成 相对定向，Q 0当一个立体像对未完 成相对定向,即同名光 线不相交“ ?工0章测5个以上的同名点可以搖最误差方程及法方程的建立：V VV-1 2 2占甲-(Z; + 1-小XNa -

14、Q6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）绝对定向元素进行缩描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数，通过将相对定向模型放、平移和旋转，使其达到绝对位置(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) AY.=4asin aa严1_ms一兔m . 4；.=皆b-b反变换：(地面摄影测量坐标系变换到大地测量坐标系)MIT:(3) 地球曲率引起高程差改正%AOA02R厶吃R 2R 2R(4)三维空间相似变换原理 三维相似变换公式：x0=+ /IR4Z绝对定向误差方程:

15、叮X： X.打_z(,jdi；-dZ, %F =J/lJ0+u e? qq &k ax* ax(5)相似变换参数计算步骤：获取控制点坐标Xp,Yp,Zp,Xtp,Ytp,Ztp;vfll4 n= 0-J -z*常数项:必v./1 OUXf _ Z0叮 -G101 ftY0-zfAA一-Fz_O 01Zh X1YOAA2AK：若直接用模型坐标代替,则有：10 Q龙戸-乙0-切Vi-0 1 0yP AALl，z_ 0 1J 匕0JtP也AT* -法方程解算：(量测2个平高和1个高程以上的控制点可以按最小二乘平差法求绝对定向元 素)给定相似变换参数初值1，0，XO,YQ Z0；计算重心化坐标；计算误

16、差方程式的系数和常数项;解法万程，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：X X - XPPPKY = Y - Y pp prz = z -z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，以提高计算速度 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） 后方交会求出像片外方位元素：+十+空却十JZ前方交会求出像点对应地面点坐标:+ N工）1（2）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 绝对定向一地面点坐标）立体像对相对定向

17、；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）步定向解法（光束法求解地面目标的空间坐标一待定点、已知控制点列误差方 程，整体平差，理论上最严密）以共线条件方程为基础，未知点、控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 三种方法的比较:控鞫處舉蕈便用场會后交一前交3个平高点已知像片外方 位元;K相对定向一绝对定向点他矯度决定于 拥対軽向一絶对2个平高点+1个髙程点航带法加密步定向法理谶鑑严竄 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

18、航摄像片上所量测的像点坐标、少量的地面控制点，利用解析计算的方法，计算加密点地面坐标、像片外方位元素的测量方 法，称之为解析空中三角测量。2意义：不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状；可快速地在大范围内同时进行点位 测定，以节省野外测量工作量；不受通视条件限制；区域内部精度均匀，且不受区域大小限制3. 分类：平差范围单模型航带 区域网 （ 航带法数学模型I 独立模型法 I光束法4. 影像连接点的类型明显地物点，标志点，人工转刺点，仪器转刺点，影像相关转点5. 航带法空中三角测量将立体像对构成的单个模型连接成一个航带模型，将航带模型视为单元模型进行解析处理，通过消除航带模型中累积的系统误差，将航带模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地面坐标。6. 构建自由航带网方法：（1）带模型连接条件的连续法相对定向（2）连续法相对定向（3）单独法相对定向7. 自由航带网概略绝对定向获取地面控制点的地面摄影测量坐标； 计算重心化坐标； 绝对定向解算相似变换参数； 计算模型点地面摄测坐标。8. 航带网误差传播： 系统误差和偶然误差