解析空中三角测量基本思想和主要作业过程

1、解析空中三角测量基本思想和主要作业过程上节课重点解析空中三角测量重要回顾主要知识点: 解析法相对定向 模型点坐标计算 解析法绝对定向 光束法严密解法（一步定向法）基本要求：理解像对解析相对定向的概念、相对定向元素解算过程。掌握模型解析绝对定向目的和过程；了解光束法双像解析摄影测量。本节课内容解析空中三角测量重点知识点 重点内容: 解析法空中三角测量 航带法空中三角测量 独立模型法区域网空中三角测量 光束法区域网空中三角测量基本要求：理解解析空中三角测量概念；掌握航带法解析空三测量的基本知识；了解航带法区域网空三的概念及方法；了解独立模型法和光束法空三的基本思想。1-1 解析空中三角测量概述解析

2、空中三角测量概述知识点： 解析空中三角测量的定义解析空中三角测量的意义解析空中三角测量的目的解析空中三角测量的分类1-1 解析空中三角测量概述解析空中三角测量概述 解析空中三角测量的定义 利用计算的方法，根据航摄像片上所量测的像点坐标以及少量的地面控制点求出地面加密点的物方空间坐标，称之为解析空中三角测量。俗称摄影测量加密解析空中三角测量的信息像片上量测的像点坐标少量地面点坐标XZYSS待定点高程控制点平高控制点 平高控制点 高程控制点 加密点 （待求点）1-1 解析空中三角测量概述解析空中三角测量概述 解析空中三角测量的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

3、位测定，以节省野外测量工作量不受通视条件限制摄影测量平差时，区域内部精度均匀，且不受区域大小限制1-1 解析空中三角测量概述解析空中三角测量概述 解析空中三角测量的目的为测绘地形图提供定向控制点和像片定向参数测定大范围内界址点的统一坐标单元模型中大量地面点坐标的计算解析近景摄影测量和非地形摄影测量1-1 解析空中三角测量概述解析空中三角测量概述单模型法航带法区域网法按平差范围航带法独立模型法光束法按数学模型 解析空中三角测量的分类1-1 解析空中三角测量概述解析空中三角测量概述 影像连接点的设置12374586方位线过主点且垂直于方位线的直线与旁向重叠中线的交点附近不得大于1cmcm不得小于5

4、cm应在56两点连线中点1cm范围内距像片边缘cm所有点均布成双点距各类标志不得小于1mm1-1 解析空中三角测量概述解析空中三角测量概述 影像连接点的类型人工转刺点（刺点针）仪器转刺点（转点仪）标志点（布设地面标志）明显地物点(自然点）数字影像匹配转点（最普遍）明显地物点标志点 标志的大小 增加辅标 与地物的反差1-2 航带法空中三角测量解析空中三角测量航带法空中三角测量知识点： 基本思想与流程 自由航带网的构建 单航带空中三角测量 航带法区域网平差 1-2 航带法空中三角测量解析空中三角测量航带法空中三角测量 基本思想与流程 把许多立体像对构成的单个模型连结成一个航带模型，将航带模型视为单

5、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1-2 航带法空中三角测量解析空中三角测量航带法空中三角测量 基本思想与流程像点坐标系统误差预改正立体像对相对定向模型连接构建自由航带网航带网的概略绝对定向航带模型非线性改正加密点坐标计算1-2-1 自由航带网的构成 一条航带，完成相对定向后，完成了如下工作： a、各像对的像空间辅助坐标系的轴系对应的轴彼此平行； b、各模型的基线分量彼此平行； c、计算了各单模型在各自像空间辅助坐标系中的坐标。bybz解析空中三角测量航带法空中三角测量1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带

6、法空中三角测量 存在的问题： a、各模型的基线分量是各自独立选取的，就使得各模型的比例尺不统一； b、各模型坐标系是独立的，全航带没有统一。自由航带网的构成要解决的问题： a、统一各模型的比例尺； b、统一全航带各模型坐标系为一个坐标原点。1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带法空中三角测量自由航带网构成，计算模型点摄测坐标： 航带内各立体模型利用公共点进行连接，逐个模型归化比例尺，统一坐标原点，将全航带内各模型连接成一个统一的模型，计算模型点摄测坐标。1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带法空中三角测量 统一各模型的坐标原点、模型点摄测坐标计算。自由航带网构成需如下两步：

7、 模型连接，将各模型比例尺统一。a 模型连接，比例尺统一归化系数135246a135246bXYZ2as1s2s31b1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带法空中三角测量求得 后，将后一模型中各模型点的空间辅助坐标及基线分量( ）均乘以归化系数，就得到与前一模型比例尺相同的模型点坐标。 a 模型连接，比例尺统一1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带法空中三角测量左摄站坐标b 统一坐标原点、模型点摄测坐标计算第一个模型中模型点摄测坐标计算公式右摄站坐标（后一个模型的坐标原点）1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带法空中三角测量任意模型点坐标b 统一坐标原点、模型点摄

8、测坐标计算第一个模型中模型点摄测坐标计算公式1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带法空中三角测量摄站坐标模型坐标第二模型及以后各模型的右摄站点、模型点在摄测坐标系中的坐标计算公式：b 统一坐标原点、模型点摄测坐标计算1-2-1 自由航带网的构成解析空中三角测量航带法空中三角测量航带内所有模型完成上述计算，则建成了自由航带网。1-2-2自由航带网的概略绝对定向获取控制点的地面摄影测量坐标 Xtp , Ytp , Ztp解析空中三角测量航带法空中三角测量计算重心化坐标求相似变换参数计算各模型点的地面摄影测量坐标 1-2-3 航带模型非线性改正解析空中三角测量航带法空中三角测量 航带网模型

9、的非线性改正:消除残存的系统误差和偶然误差误差在模型连接过程中传递累积产生的航带网的变形。非线性变形的特点 复杂，难以用简单的数学模型描述。 处理方法 由数学分析知道，任何一个复杂的曲面，总可以用一个多项式曲面来描述。1-2-3 航带模型非线性改正解析空中三角测量航带法空中三角测量基本思路a、利用一定数量的已知控制点坐标，求得多项式曲面的各项系数，确定一个已知的多项式曲面；b、再利用已求得的系数（非线性改正系数）进行各待定点上的非线性变形改正，得到各待定点的坐标。常用的多项式模型的选择 一般多项式对三维坐标X,Y,Z分别采用独立多项式来求解和改正； 两步多项式改正平面坐标X，Y采用正形变形多项

10、式，高程Z仍采用一般多项式。1-2-3 航带模型非线性改正解析空中三角测量航带法空中三角测量二次多项式用一个多项式曲面拟合航带网复杂的变形曲面，使该曲面经过航带网已知点时，所求得坐标变形值与它们实际的变形值相等或使其残差的平方和为最小1-2-4 航带法区域网平差解析空中三角测量航带法空中三角测量 优点a使整个测区加密点的精度一致；b航带与航带之间不需人工接边；c减少野外实测地面控制点的数量，则减轻了作业强度，提高了作业效率。 概念航带法区域网空中三角测量，是以单航带航带法空中三角测量为理论基础，多航带网同时平差求解加密点地面坐标的方法。高1-2-4 航带法区域网平差解析空中三角测量航带法空中三

11、角测量a按照单航带法构成自由航带网b利用本航带的控制点及与上一航带的公共点进行三维空间相似变换，将整区各航线纳入统一的坐标系中c同时解求各航带非线性变形改正参数d计算各加密点坐标 基本思想1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，20 待定点名 A，B，O 像片名高程控制点 平高控制点1-2-4 航带法区域网平差解析空中三角测量航带法空中三角测量 计算流程A.建立自由比例尺的航带网B.建立松散的区域网C .区域网整体平差1-2-5 小结：解析空三概念解析空中三角测量航带法空中三角测量以像片上量测的像点为依据，采用严密的数学模型，按最小二

12、乘法原理，用少量地面控制点为平差条件，在计算机上解求测图所需控制点的地面坐标。1-2-5 小结解析空中三角测量航带法空中三角测量平高控制点 高程控制点 加密点 （待求点）1-2-5小结：航带法空三流程解析空中三角测量航带法空中三角测量像点坐标系统误差预改正立体像对相对定向模型连接构建自由航带网航带网的概略绝对定向航带模型非线性改正加密点坐标计算1-3独立模型法区域网空中三角测量解析空中三角测量独立模型法区域网空三知识点： 基本思想与流程1-3独立模型法区域网空中三角测量解析空中三角测量独立模型法区域网空三基本思想：基于单独法相对定向建立单个立体模型；将各单个模型视为刚体，利用各单个模型彼此间的

13、公共点连成一个区域，在连接过程中每个模型只能作平移、旋转、缩放；在变换中要使模型间公共点的坐标相等，控制点的计算坐标与实测坐标相等，误差的平方和为最小，在满足这些条件下，按最小二乘原理求得每个模型的七个绝对定向参数；再进一步求出所有待定点的地面坐标。1-3独立模型法区域网空中三角测量作业流程：a.单独法相对定向建立单元模型，获取各单元模型的模型坐标b.利用相邻模型公共点和所在模型中的控制点，各单元模型分别作空间相似变换，按各自的条件列出误差方程式及法方程式c.建立全区域的改化法方程式，并按循环分块法来求解，求得每个模型点的七个绝对定向元素d.按平差后求得的七个绝对定向元素，计算每个单元模型中待

14、定点的坐标，若为相邻模型的公共点，取其均值作为最后结果解析空中三角测量独立模型法区域网空三1-4光束法区域网空中三角测量解析空中三角测量光束法区域网空三知识点： 基本思想与流程1-4光束法区域网空中三角测量解析空中三角测量光束法区域网空三 基本思想与流程 以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共点的光线实现最佳交会，将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素1-4光束法区域网空中三角测量解析空中三角测量光束法区域网空三原理图1-4光束法区域网空中三角测量解析空中三角测

15、量光束法区域网空三 基本思想与流程获取像片内方位元素、像点坐标和GCP坐标确定像片外方位元素和加密点地面坐标近似值逐点建立误差方程式并法化建立改化法方程式，循环分块法解求改化法方程求出像片的外方位元素空间前方交会计算待定点坐标 1-5三种区域网平差方法比较解析空中三角测量三种方法比较三种方法数学模型观测值平差单元未知数应用航带法航带坐标的非线性改正公式自由航带中各点的摄测坐标航带各航带的多项式改正系数提供初值和小比例尺低精度点位加密独立模型法单元模型的空间相似变换公式计算的或量测的模型坐标独立模型各模型空间相似变换的七参数测图光束法共线条件方程式每幅影像的像点坐标单个光束外方位元素和待求点地面坐标高精度解析空三和点位测定1-5三种区域网平差方法比较航带法 解求航线的非线性改正参数 独立模型法 解求模型的相似变换参数 光束法解析空中三角测量三种方法比较像片坐标初步航带平差计算/量测