摄影测量复习整理

摄影测量复习整理第三章：像片比例尺：像片比例尺:航摄像片上一线段为1的影像与地面上相应线段的水平距离L之比。重叠：航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠旁向重叠。(P=50%〜65%)最小53%旁向重叠：相邻航线相邻两像片的重叠度像片倾角°(q=30%〜40%)最小15%。3•像片倾角：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于2度〜3度。4主要的点：(1)像主点：摄影中心S在像片平面上的投影点。像底点：主垂线与像片面P的交点n称为像底点。等角点：倾角a的平分线与像片面交于点C称C点为等角点。.主要的线：(1)主纵线：主垂面W与像平面P的交线称为主纵线W。等比线：过像主点平行于合线的直线称为等比线。主横线：主要的面：核面主垂面5•投影：中心投影：投影光线会聚于一点的投影称为中心投影。正交投影(平行投影)：投影光线相互平行且垂直于投影面6•坐标系：像平面坐标系：是以该像片的像主点为坐标原点的坐标系，用来表示像点在像片面上的位置，在实际应用中，常采用框标连线的交点为坐标原点，称为框标平面坐标系。X、y轴的方向按需要而定，常取与航线方向一致的连线为x轴，航线方向为正。像空间坐标系：以摄影中心S为坐标原点，X轴和Y轴分别与像平面直角坐标系的X轴和Y轴平行，Z轴与主光轴重合，向上为正，像点的像空间坐标系表示为X、y、-f)。像空间辅助坐标系：其坐标原点是摄影中心S坐标轴依情况而定，通常有三种方法:a、 以每一条航线的第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。b、 取u、v、w轴系分别平行于地面摄影测量坐标系D-XYZ,这样同一像点a在像空间坐标系中的坐标为x、y、z=(-f)，而在像空间辅助坐标系中的坐标为u、v、w。c、 以每个像片对的左片摄影中心为坐标原点，摄影基线方向为u轴，以摄影基线及左片光轴构成的平面作为uw平面，过原点且垂直与uw面(左核面)的轴为V轴构成右手直角坐标系。(4)地面测量坐标系(t-XtYtZt):地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标系为咼斯-克吕格3°带或6°带1980西安坐标系(左)，咼程坐标系为1985黄海咼程系。(左)(5)地面摄影测量坐标系：其坐标原点在测区内某一点上，x轴是大致与航向一致的水平方向，y轴与x轴正交，z轴沿铅垂方向，构成右手直角坐标系。内方位兀素：投影中心相对于影像的位置关系参数称为内方位元素。(3个参数)像主点O像主点在影像平面中的位置x0、y0影中心到影像面的垂距f外方位元素：外方位元素是确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。(6个参数)线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(X、Y、Z)s s s（2）角元素：表示摄影光束空间姿态（像片在摄影瞬间空间姿态的要素，女如p,K）11•共线条件方程:共线条件方程描述了像点a（x、y、-f）摄影中心S（Xs，Ys，Zs）与相应地面点A（X,Y,Z位于一条直线上，其中al,a2，a3，bl,b2,b3,cl,c2,c3是由外方位角元素Q、3、K所生成的3*3的正交旋转矩阵R的九个元素。应用：空间后方交会和多片前方交会；光束法平差的基本方程；求像底点坐标；构成数字投影的基础；利用DEM和共线方程制作正射影像；利用DEM和共线条件方程进行单张影像测图。12什么是像点位移？有什么规律？列出有关公式分析其位移特点？像点位移：地面点的在像片上构象的点位偏离了应有的正确位置产生的位移（1） 地面水平时像片倾斜引起的位移：倾斜误差：6aQ-/f*sinQsinaf为摄影机主距，a为像片倾角。因向径rc与像片倾角a恒为正值1>当Q=0,1800时，6a=0,rc=rc0，等比线上点没有位移。2>当Q〈180。时6a<0,则rc>rc0，像点朝向等角点位移3>当Q>1800时6a>0,则rcvrc0，像点背向等角点位移4>当Q=900,2700时，sinQ=±1,即在向径相等的情况下，主纵线上|6a|为最大值。（2） 地形起伏在水平像片上引起的像点位移投影差：6n=rh/H（r是像点a以像底点n为中心的向径，h是A距基准面咼n n差，H是相对于基准面的航咼）当h为正时，6h为正，即像点背离像底点方向位移，当h为负时，6h为负。即像点朝向像底点方向位移，rn=0时，6h=0说明位于像底点处的像点不存在因地形起伏引起的像点位移。13.航摄像片与地形图的区别：（1）比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺；（2） 表示方法：地图为线划图、需要综合取舍，航片为影像图；（3） 表示内容：地图属正射投影，地图上无方向偏差。（4） 几何差异：航摄像片属中心投影成像，航片上有像点位移和方向偏差；第四章：1•立体视觉：只有用双眼同时观察景象才能分辨出物体的远近，得到景象的立体效应（本质原因：产生生理视差）人造立体观察条件：.立体像对；分像条件；两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行；左右像片比例尺应相近（差另k15%）立体像对中有哪些特殊的点、线、面？特殊点：（1）同名像点：al、a2为地面上任一点A在左右像片上的构象，称为同名像点。（2） 核点：基线k1k2的延长线与左右像片面的焦点。（3） 像主点：摄影机物镜后节点在像片面的投影。特殊线：（1）同名射线：左右像片的摄影中心分别与地面上任一点A的连线，即射线AS1a1和AS2a2。（2） 摄影基线：两摄影中心的连线B称为摄影基线。（3） 像片基线：同一张像片上相邻像主点投影像点与自己像主点的连线。（4） 核线：核线与像片面的交线称为核线。（5） 同名核线：对于同一核面的左右像片的核线。特殊面：（1）核面：通过摄影基线S1S2与地面上任一点A所做的平面WA称为A点的核面。（2） 主核面：通过像主点的核面称为核面；分别为左核面和右核面。（3） 垂核面：通过像底点的核面称为垂核面。一个像对只有一个垂核面。3•立体摄影测量：利用一个立体像片对恢复内、方位元素后重建于地面相似的几何模型并对该模型进行量测的一种摄影测量方法。基本原理：摄影过程的几何反转双像立体测图建模过程：（1） 恢复像片对的内方位元素（2） 恢复像片对的外方位元素：相对定向：找出两像片的相对位置绝对定向：恢复该模型的大小和方向数据绝对定向（元素）：确立模型在物方坐标系中的大小和方位的（参数）6•相对定向（元素）：确定一个立体相对像片的相对位置的关系（参数）（1）连续像对的相对定向元素有：Bv、Bw、Q2,w2,K2,Bv:摄影基线B的Y方向分量；Bw:摄影基线B的z方向分量。Q2,w2,K2:右像片相对于左像片的角元素。（2）独立像对的相对定向元素：Q1,K1,Q2,w2,K2,Q1,K1 是左像片的角元素Q2,w2,K2-----右像片相对于左像片的角元素。7.模型的绝对定向与绝对定向元素建模过程：（特：大小与方位是任意的）由于像空间辅助坐标系（S-VUW））的大小和方位都是任意的，因此借助地面控制点将该模型进行平移、旋转、缩放使其变到地面摄影测量坐标系（D-XYZ）中第五章：单像空间后方交会：概念：利用地面地面控制点（3个）的坐标，与其影像上像点的影像坐标，确定一张像片的外方位元素，这种解算是以单一像片为基础的数学模型：共线条件方程需求：3个地面控制点，6个方程，6个未知数（外方为元素）误差方程：V=AX-L计算过程：1） 获取已知数据：比例尺（1/m）,航高（x,y、，f,X,Y,Z0 0） tp tp tp2） 量测控制点像点坐标（x,y）3） 确定未知数初值X,Y,Z,9，«,k4） 组成误差方程式并法化5） 解求外方位元素改正数6） 检查迭代是否收敛立体像对空间前方交会：概念：已知立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标，确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法。目的：只有利用立体像对的上的同名像点才能得到两条同名射线在空间相交的点投影系数3•双像解析的空间后交-前交方法双像解析测量:利用解析计算的方法处理一个立体像对的影像信息从而获得地面点的影像信息双像解析计算空间后交-前交方法法计算地面点的坐标步骤：、（1） 野外像片控制测量（2） 量测像点的坐标（3） 空间后方交会计算两像片的外方位元素（4） 空间前方交会计算待定点的地面坐标4•立体相对解析法的相对定向定义：利用投影器的运动使同射线对对相交建立立体地面模型目的：计算相对定向元素建立地面立体模型理论基础：同名射线对对相交依据：共线方程需求：5个相对定向元素

5•解析法（连续）相对定向的共面条件:误差方程：单独发相对定向：（以基线作为u轴）共面条件的坐标表达式:误差方程：模拟坐标的解求：（1）相对定向元素计算像点的像空间辅助坐标系（ ）及（ ）（2） 计算左右像点的投影系数N1,N2（3） 求模型点在像空间辅助坐标系的坐标为：6•解析法绝对定向概念：利用已知的地面控制点，从绝对定向的关系出发解求7个绝对定向元素模型：像空间辅助坐标系目的：把模型点在在像空间辅助坐标系的坐标转化为地面摄影测量坐标系的坐标参数：缩放系数： ；角元素： ；坐标平移量：误差方程：V=AX-LV的观测值坐标重心化：选模型的重心坐标作为坐标远点好处：（1）使定向点坐标值变小，便于计算保证精度（2）使方程系数简化，便于计算绝对定向的具体解算过程 9.双像解析的相对定向-绝对定向法解求模型点坐标（1） 求解相对定向元素（（1） 求解相对定向元素（2） 利用前方交会求出模型点在像空间辅助坐标系的坐标（3） 求该立体模型的绝对定向元素（4） 将待定点的坐标纳入地面摄影测量坐标系（2） 计算重心化坐标和坐标重心化（3） 确定绝对方位元素的初值（4） 组成误差方程式（5） 法化、解答法方程（6） 检验改正数是否小于给定的限差10.双像解析的光束法：概念：同时求解两像片的外方位元素数学模型：共线条件方程：误差方程：V=组合矩阵:第六章：解析空中三角测量1•解析空中三角测量：根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法优点（意义）：1） 不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状2） 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3） 不受通视条件限制4） 区域内部精度均匀，且不受区域大小限制目的：1） 为测绘地形图提供定向控制点和像片定向参数2） 测定大范围内界址点的统一坐标3） 单元模型中大量地面点坐标的计算4） 解析近景摄影测量和非地形摄影测量分类：按数学模型a）航带法b）独立模型法c）光线束法按加密区域：a）单航带法b）区域网法按平差范围a）单模型法b）航带法c）区域网法信息：摄影测量信息：像片上量测的像点坐标非摄影测量信息：大地测量观测值、像片外方位元素、相对控制条件影像连接点的类型：明显地物点标志点人工转刺点仪器转刺点影像相关转点传统摄影测量加密方法：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（解求像片的外方位元素及物点坐标）2•引起像点坐标的系统误差（1）底片变形（2）物镜畸变（3）大气折光（4）地球曲率3航带法空中三角测量：由单个航线构成的模型为平差基本单元的空中三角测量。（用立体像对按连续法建立单个模型，再把单个模型链接成航带模型，构成航带自由网，再把航带进行绝对定向，最后进行多项式改化）基本思想：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。建网基本思想与过程：1） 像点坐标系统误差预改正2） 立体像对相对定向3） 模型连接构建自由航带网4） 航带模型绝对定向5） 航带模型非线性改正6） 加密点坐标计算航带网法区域平差过程（步骤）：建立航带模型各航带模型的绝对定向计算重心化坐标和重心坐标列出误差方程求解改正数平差计算出多项式系数4独立模型法区域空中三角测量：概念：由单模型或多个模型组成的单元模型作为整体平差运算中的基本单元的空中三角测量。数学模型：独立模型空三测量的作业流程（计算步骤）:1） 计算单元模型中的模型点坐标2） 利用相邻模型之间公共点和所在模型中控制点，每个模型各自进行三维线性变换，列出误差方程，并作逐点法化3） 建立全区域的改化法方程式，计算每个模型的7个参数4） 由模型的7个参数计算每个模型中待定点平差后的坐标，若为相邻模型的公共点，则取其平均值作为最后结果5•光束法区域网空中三角测量：以摄影时目标点、相应像点和摄站点三点共线条件所建立的每条空间光线作为整体平差运算中的基本单元的空中三角测量。基本思想：以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以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基本内容（流程）1） 像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定2） 逐点建立误差方程式并法3） 改化法方程式的建立4） 边法化边消元循环分块解求改化法方程5） 求出