《摄影测量学》A摄影测量基础-课件

绪论《摄影测量学》（上）第一章主要内容一、摄影测量学的定义与任务二、摄影测量学的发展历程三、本课程的主要内容定义分类平台特点任务§1.1摄影测量学的定义与任务通过摄影，进行测量A（X、Y、Z）OZXY12

1

2遥感影像地形图传统摄影测量学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形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科摄影测量与遥感定义1988年ISPRS在日本京都第16届大会上定义：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ISPRS(InternationalSocietyofPhotogrammetryandRemoteSensing)：PhotogrammetryandRemoteSensingistheart,scienceandtechnologyofobtainingreliableinformationfromnoncontractimagingandothersensorabouttheEarthanditsenvironment,andotherphysicalobjectsandprocessesthroughrecording,measuring,analyzingandrepresentation.摄影测量学：定义各种类型传感器被摄物体影像通过量测和解译过程自然物体及其环境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31摄影经纬仪RC30框幅式航摄仪ADS40数字航摄仪摄影测量学：定义各种类型传感器被摄物体影像通过量测和解译过程自然物体及其环境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31摄影经纬仪近景影像航空光学影像ADS40数字航空影像摄影测量学：定义各种类型传感器被摄物体影像通过量测和解译过程自然物体及其环境的可靠信息DEMDLGDRGDOM正射影像图三峡正射影象图：三条航带、175张航空影像三峡景观图：三条航带、175张航空影像三维景观图BeijingAsianGamesCluster北京城市景观（亚运村）摄影测量：分类航天摄影测量航空摄影测量地面摄影测量近景摄影测量显微摄影测量地形摄影测量非地形摄影测量模拟摄影测量解析摄影测量数字摄影测量按距离远近按用途按处理手段遥感平台高度目的、用途其它航天飞机240～350km不定期地球观测、空间实验

无线电探空仪100m～100km各种调查（气象等）

超高度喷气机10000～12000m侦察、大范围调查

中低高度飞机500～8000m各种调查、航空摄影测量

飞艇500～3000m空中侦察、各种调查

直升机100～2000m各种调查、航空摄影测量

无线遥探飞机500m以下各种调查、航空摄影测量飞机、直升机牵引飞机50～500m各种调查、航空摄影测量牵引滑翔机系留气球800m以下各种调查

索道10～40m遗址调查

吊车5～50m地面实况调查

地面测量车0～30m地面实况调查车载升降台摄影测量与遥感：平台摄影测量：特点无需接触物体本身获得被摄物体信息由二维影象重建三维目标面采集数据方式同时提取物体的几何与物理特性摄影测量：任务之一地形测量领域各种比例尺的地形图、专题图、特种地图正射影像地图、景观图建立各种数据库提供地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据摄影测量：任务之二非地形测量领域生物医学公安侦破古文物、古建筑变形监测军事侦察矿山工程准确恢复两张影像的位置关系快速确定两张影像上的同名点S1a2a1S2A§1.2摄影测量学的发展历程1839年，阿拉戈发明摄影术为摄影测量提供了基本手段1851年，法国陆军上校劳赛达提出交会摄影测量并测绘了万森城堡图，标志着摄影测量的开始1858年，法国摄影师纳达尔乘坐气球在巴黎郊外80m上空拍摄了世界上第一张航空影像1860年，美国人布莱克利用湿板拍摄了波士顿的航空像片1885年，法国人乘坐气球从2000英尺高空拍摄了巴黎的航空像片1903年，莱特兄弟发明了飞机使航空摄影和航空摄影测量成为可能1906年，美国人劳伦仕用17只风筝吊着巨型相机拍摄了旧金山大火第一次世界大战期间，首台航摄仪的问世、立体坐标量测仪和1318立体测图仪的使用，真正开始了摄影测量学摄影测量学的起源模拟摄影测量(1851-1970)解析摄影测量(1950-1980)数字摄影测量(1970-现在）摄影测量学的三个发展阶段模拟摄影测量光学像片光学机械测图仪器人工建立立体模型人工量测和解译机械绘图图解线划地图像片影像地图利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图单片测图分工法测图综合法测图光学纠正仪SEG-1HJ-24WildA10模拟立体测图仪解析摄影测量1954年，第一台电子计算机问世1957年，海拉瓦博士提出解析测图仪的思想，标志着解析摄影测量的开始20世纪70年代末至90年代初，解析摄影测量发展的鼎盛时期解析摄影测量光学像片解析测图仪器计算机建立立体模型人工量测和解译自动记录数字线划地图数字高程模型像片影像地图以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学解析空三解析测图仪数控正射仪德国Zeiss厂C-100型解析测图仪瑞士Kern厂DSR-1型解析测图仪瑞士WILD厂OR-1型数控正射投影仪德国Zeiss厂Z-2型数控正射投影仪坐标量测仪数字摄影测量计算机硬、软件技术的飞速发展，使功能增强，成本降低，并为编制大型软件提供平台20世纪70年代：数字摄影测量萌芽阶段20世纪80年代：数字摄影测量原型研究阶段20世纪90年代：真正推出可用于生产的数字摄影测量系统数字摄影测量数字影像数字测量摄影系统自动建立立体模型自动量测和解译自动记录数字线划地图数字高程模型数字影像地图数据库基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品计算机技术数字图像处理影像匹配模式识别DPW3-DmouseCrystaleyesVirtualPhotogrammetrynowisavailableSupresoftVirtuoZoNTVirtuoZo数字摄影测量系统JX-4A数字摄影测量工作站像素工厂发展阶段原始资料投影方式仪器操作方式产品模拟摄影测量像片物理投影模拟测图仪手工操作模拟产品解析摄影测量像片数字投影解析测图仪机助作业员操作模拟产品数字产品数字摄影测量数字化影像数字影像数字投影计算机自动化操作+作业员干预数字产品模拟产品摄影测量三个发展阶段的特点讲授内容与其他课程的关系学习要求§1.3本课程的主要内容摄影测量作业流程FilmprocessingindarkroomFCIRColorB&WStereoplotterFilmsusedalternativelyAllspectralchannelssimultaneouslyGISDEMOrthophotosMappingRevisionVisualizationImageanalysisClassification

Digitalwork-stationGroundprocessingFilmbasedworkflowRC30DirectdigitalworkflowADS40PrinterColorMSB&WArchivesystemColorFCIRB&WDSW500scannerFilmMassMemory摄影测量：基本关系式表达像点与地面点之间关系影像中的几何信息地物几何位置模型重建几何量测xyXYZXYZa(x,y)xyzS(Xs,Ys,Zs)A(X,Y,Z)共线条件单像摄影测量：理论基础xyXYZ已知量未知量共线方程XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2共面条件立体摄影测量：目的x1y1XYZ已知量未知量x2y2摄影测量基础：讲授内容影像获取成果表达影像处理What?Where?WhatChange?第一章绪论(2学时)

摄影测量学的定义、任务和发展过程第二章投影几何基础知识(6学时)

投影的分类与透视变换、透视变换成图第三章单张像片解析(20学时)

像片的内外方位元素、像点位移、常用坐标系、像点坐标变换旋转矩阵、空间坐标变换、共线条件方程、单片空间后方交会第四章立体观察与立体量测(6学时)

人体的立体视觉、人造立体视觉、像对的立体观察与量测像点坐标量测及系统误差改正第五章立体像对解析(6学时)

共面条件方程、解析相对定向、空间前方交会单元模型的绝对定向第六章经典解析空中三角测量(10学时)

像片连接点设置、自由航带网的建立、光束法区域网平差第七章解析空中三角测量的精度与可靠性分析(6学时)

理论精度和实际精度的评定方法单个备选假设下的可靠性理论、粗差检测方法（数据探测法、选权迭代法）第八章解析空中三角测量最新发展(6学时)GPS辅助空中三角测量

DGPS/IMU直接传感器定向与辅助空中三角测量课堂教学(62学时)课间实习(10学时)参考书

1、李德仁等编，《基础摄影测量学》，测绘出版社

2、李德仁等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社

3、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社

4、袁修孝著，《GPS辅助空中三角测量原理及应用》，测绘出版社

5、李德仁，袁修孝著，《误差处理与可靠性理论》，武汉大学出版社摄影测量基础：参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社课程网站

3/jpkc2005/syclx/index.htm后续课程

1、数字摄影测量

2、近景摄影测量

3、遥感原理与方法摄影测量基础：与其他课程关系先修课程

1、测量平差原理

2、测量学

3、高等数学

4、线性代数

5、航空和航天摄影技术作业：PP.11，第1、2题《摄影测量学》（上）第二章航摄像片的投影关系武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室一、航空摄影与航摄像片二、航摄像片与地形图的差别三、中心投影透视变换作图主要内容利用安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影§2.1航空摄影与航摄像片航空摄影ZSS航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离像片主距长焦距：(主距>200mm)中焦距：(主距＝100～200mm)短焦距：(主距<100mm)FSf像片主距：物镜后节点到像平面的距离像场：物镜焦面上中央成像清晰的范围像场角常角：(视场角<75。)宽角：(视场角＝75。~100。)特宽角：(视场角>100。)像场角：像场直径对物镜后节点的夹角2b航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标航摄像片的大小为18cm×18cm,23cm×23cm航摄像片光学框标机械框标航摄仪在曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面§2.1航空摄影与航摄像片航空摄影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30，夹角为像片倾角铅垂线像片SA摄影机主光轴像片竖直摄影沿航线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§2.1航空摄影与航摄像片航空摄影123Lxpx航向重叠度І-1Ⅱ-1Lypy旁向重叠度航向相邻两个摄影站间的距离P1S1P2S2BE摄影基线摄影基线f为摄影机主距，H为航高视摄影像片水平、地面取平均高程时，像片上的线段l与地面上相应的水平距L之比为摄影比例尺aASEPfH摄影比例尺测图比例尺航摄比例尺分母测图比例尺分母比例尺类型航摄比例尺测图比例尺大比例尺1:2000～1:30001:5001:4000～1:60001:10001:8000～1:120001:2000，1:5000中比例尺1:15000～1:200001:50001:10000～1:350001:10000小比例尺1:20000～1:300001:250001:35000～1:550001:50000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，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲航线弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。要求航线弯曲度<3%Ll航线弯曲o2一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求像片旋角<60像片旋角过大会减少立体像对的有效范围o1

像片旋角§2.2航摄像片与地形图投影方式投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射投影射线：投影的直线投影平面：投影的几何面投影射线会聚于一点的投影称为中心投影投影中心投影平面投影点投影射线物点正射投影投影射线与投影平面正交斜投影投影射线与投影平面斜交投影射线平行于某一固定方向的投影的投影称为平行投影航摄像片为中心投影，地形图为正射投影SBbAaCc中心投影AaBbCc正射投影地形图的特点1、图上任意两点间的距离与相应地面点的水平距离之比为一常数，等于图比例尺2、图上任意一点引画的两条方向线间的夹角等于地面上对应的水平角地形起伏引起的像点位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0像片倾斜引起的像点位移航摄像片的特点当像片倾斜、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像点位移比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺表示方法：地图为线划图，航片为影像图表示内容：地图需要综合取舍几何差异：航摄像片可组成像对立体观察摄影测量的主要任务之一：把地面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§2.3透视变换作图将空间点、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的投影关系称为透视变换EPTTvvVVShihiWhohohchcEsJiNnOoCc航摄像片中的重要点、线、面面：地面E

像片面P

主垂面W

真水平面Es线：迹线TT

主光线SoO

主垂线SnN

摄影方向线VV

主纵线vv

等角线ScC

主合线hihi

主横线hoho

等比线hchc重要的点线面点：摄影中心S

像主点o

地主点O

像底点n

地底点N

等角点c

地面等角点C

主合点i

主遁点J重要点线的数学关系EPTTvvVVSWJiNnOoCc底点特性铅垂线在像平面上的构像位于以像底点n为辐射中心的相应辐射线上Nn重要的点线特征等角点特性在倾斜像片和水平地面上，由等角点c和C所引出的一对透视对应线无方向偏差，保持着方向角相等Cc重要的点线特征等比线特性等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，不受像片倾斜影响重要的点线特征已知E平面上有A点，在像平面上作对应的像aPTTSAT1i作图步骤：1）找迹点T12）找主合点i3）连T1i与SA，交点为a中心投影作图主合点迹点avvE已知E平面上有AB直线，在像平面上作对应的像abPTTSi作图步骤：1）找迹点T12）找合点i13）连T1i1与SA，交点为a4）连T1i1与SB，交点为b5）a与b连线中心投影作图主合点迹点avvEhihiABi1bT1已知垂直物面的空间直线AB，在像平面上作对应的像abPTTSi作图步骤：1）按E面上点作图方式确定a2）找像底点n3）连接na4）na与SB的交点为b5）a与b连线中心投影作图主合点迹点vvEABba本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社参考书金为铣，杨先宏等编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社航摄像片的方位元素《摄影测量学》（上）第三章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、摄影测量常用坐标系二、航摄像片的方位元素三、空间直角坐标变换§3.1摄影测量常用坐标系像平面直角坐标系pxyoxyaa(x,y)像空间直角坐标系sxyxyzoaa(x,y,-f)地面测量坐标系sxyoA(Xt,Yt,Zt)tYtXtZtA地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标为高斯-克吕格3度带或6度带投影（1980西安坐标系），高程为1985黄海高程系a像空间辅助坐标系sxyoYXZaa(X,Y,Z)地面摄影测量坐标系sxyAao原点为地面某一控制点，Ztp轴与地面测量坐标系的Zt轴平行，Xtp轴与航线一致MZtpXtpYtpxyzXYZAas(x,y,-f)(Xt,Yt,Zt)tYtXtZtMZtpYtpXtp摄影测量中的各种坐标系§3.2航摄像片的方位元素确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相关位置关系的参数确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数内方位元素（x0,y0,f）可恢复摄影光束xyp像片内方位元素fx0y0SosoAYXZ确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数像片外方位元素ZsXsYs外方位线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置(Xs、Ys、Zs)外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态AXYZ像片外方位角元素以Y轴为主轴的--转角系统XYZN航向倾角旁向倾角像片旋角osxyzOXAXYZ像片外方位角元素以X轴为主轴的’-’-’转角系统XYZN旁向倾角’航向倾角’osxyzOY像片旋角’AXYZ像片外方位角元素以Z轴为主轴的A--v转角系统XYZN像片倾角方位角A像片旋角vosxyz§3.3空间直角坐标变换平面坐标变换xyox’y’aaaxyzXYZas(x,y,-f)(X,Y,Z)像空间坐标与像空间辅助坐标的变换

aS-XYZ坐标系绕Y轴旋转角到S-XYZXZSYXZ(Y)以Y轴为主轴的--转角系统的坐标变换S-XYZ坐标系绕X轴旋转角到S-XYz以Y轴为主轴的--转角系统的坐标变换S-XYz坐标系绕z轴旋转角到S-xyz以Y轴为主轴的--转角系统的坐标变换以Y轴为主轴的--转角系统的坐标变换以Y轴为主轴的--转角系统的坐标变换以X轴为主轴的’-’-’转角系统的坐标变换以X轴为主轴的’-’-’转角系统的坐标变换以Z轴为主轴的A--v系统的坐标变换以Z轴为主轴的A--v系统的坐标变换正交变换矩阵的特点由高等数学知道，一个坐标系按三个角元素顺次地绕坐标轴旋转即可变换为一个同原点的坐标系，这种变换为正交变换正交变换矩阵的特点旋转矩阵只有3个独立参数正交变换矩阵的特点旋转矩阵中的每一个元素等于其代数余子式本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社参考书1、金为铣，杨先宏等编，《摄影测量学》，武汉测绘科技大学出版社2、李德仁，周月琴编著，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社作业：PP.39，第2题共线条件方程《摄影测量学》（上）第三章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、共线条件方程的一般形式二、共线条件方程的应用三、共线条件方程的线性化像片的基本知识回顾什么是共线条件方程共线条件方程的简单推导一、共线条件方程的一般形式中心投影内外方位元素常用坐标系空间坐标变换基本知识回顾航摄仪sxyxyzMZYXAao共线条件xyzXYZAasXsYsZsNYXZXA-XsYA-Ys(x,y,-f)(XA,YA,ZA)MZYX共线条件方程求像底点坐标单像空间后方交会和多像空间前方交会摄影测量中的数字投影基础航空影像模拟光束法平差的基本数学模型利用DEM制作数字正射影像图利用DEM进行单张像片测图二、共线条件方程的应用求像底点坐标像片仿真已知内、外方位元素地面点空间坐标DEMDOMXYZa(x,y)xyzS(Xs,Ys,Zs)A(X,Y,Z)单像测图已知内、外方位元素像点坐标DEMXYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2目的观测值x,y未知数Xs,Ys,Zs,,,,X,Y,Z,x0,y0,f泰勒级数展开三、共线条件方程的线性化参考书1、李德仁等编，《基础摄影测量学》，测绘出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社作业：PP.39，第3题单片空间后方交会武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室《摄影测量学》（上）第三章主要内容一、定义二、误差方程和法方程三、计算过程一、定义根据影像覆盖范围内一定数量的分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XYZaxyzs(Xs,Ys,Zs)ACBbc已知值x0,y0,f,m,X,Y,Z观测值x,y未知数Xs,Ys,Zs,,,泰勒级数展开二、误差方程共线条件方程偏导数1偏导数2偏导数2-1偏导数2-2正交矩阵的每一个元素等于它的代数余子式误差方程垂直摄影情况下，可取＝＝0，保留，则外方位元素的计算当一张像片上至少有三个控制点时，误差方程矩阵形式获取已知数据m,x0,y0,f,Xtp,Ytp,Ztp量测控制点像点坐标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三、计算过程参考书1、李德仁，周月琴等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社作业：PP.39，第7题;a15要求1、提交实习报告：程序框图、程序源代码、计算结果2、计算结果：像点坐标、地面坐标、单位权中误差、外方位元素及其精度3、数据：PP.39，第9题课间实习内容用C或C++语言编写单片空间后方交会程序时间4小时（先写出程序源代码，后上机调试）像点位移与方向偏差《摄影测量学》（上）第三章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、定义二、倾斜像片与水平像片的坐标关系式三、像片倾斜引起的像点位移和方向偏差四、地形起伏引起的像点位移和方向偏差一、定义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像点位移地形起伏引起的像点位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0像片倾斜引起的像点位移二、倾斜像片与水平像片的坐标关系式YXZPtPaatS当取像片主纵线为y轴、摄影方向线为Y轴，且转角系统为A--v时，A=v=0PhcSatiaVP0三、像片倾斜引起的像点位移hcAcva’V三、像片倾斜引起的像点位移PhcSiVVP0hccvnoff取等比线为x轴、主纵线为y轴建立像平面坐标系，有三、像片倾斜引起的像点位移PhcSatiaVP0hcAcva’三、像片倾斜引起的像点位移PhcSatiaVP0hcAcvb三、像片倾斜引起的像点位移与无方向偏差da出现在以等角点为中心的辐射线上等比线上无da，等比线上任意两点的连线无方向偏差，过等角点直线两点的连线无方向偏差等比线将影像分为上下两部分，上半部分影像线段长度短于水平像片相应线段长度，影像比例尺小于等比线影像比例尺；下半部分影像线段长度长于水平像片相应线段长度，影像比例尺大于等比线影像比例尺四、地形起伏引起的像点位移PTTSvvP0ABbaPhcSVVP0hccvn0offn四、地形起伏引起的像点位移取过像地点的真水平线为x轴、主纵线为y轴建立像平面坐标系，有四、地形起伏引起的像点位移PTTSvvEABba当地面以N为原点，坐标轴系与水平像平面坐标系平行时，A点的地面坐标与像片坐标的相应关系为四、地形起伏引起的像点位移PTTSvvEABbaA点的地面坐标与倾斜像片坐标的相应关系为四、地形起伏引起的像点位移PTTSvvEABbaRhb四、地形起伏引起的像点位移PTTSvvEABbaRhb四、地形起伏引起的像点位移和方向偏差当h为正时，dh为正，位移背向像底点；当h为负时，dh为负，位移朝向像底点像底点处无dh，过像底点引出的方向线无方向偏差水平像片上总体说来，当地面不水平，像片有倾斜时，从任何点作出的方向线均存在方向偏差本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社参考书1、金为铣，杨先宏等编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社2、李德仁等编，《基础摄影测量学》，测绘出版社立体观察与像点坐标量测《摄影测量学》（上）第四章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、立体视觉原理二、像对的立体观察三、像点坐标获取§4.1立体视觉原理人眼基本构造视网膜上大约有108个杆状细胞，直径2mm；6.5×106个锥状细胞，直径2~8mm人眼感知过程来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞（物理过程）使其感光（生理过程），通过视神经纤维传至后大脑视觉中心，经记忆加入已有的概念与经验（心理过程），从而形成感知§4.1立体视觉原理人眼分辨力单眼能够判别最小物体的能力称单眼分辨力用单眼所能观察出两点间的最小距离称第一分辨力用单眼所能观察出两平行线间的最小距离称第二分辨力双眼观察精度比单眼提高§4.1立体视觉原理人眼立体视觉人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的立体视觉§4.1立体视觉原理人眼的观察能力交会角r眼基线br视距L生理视差σ眼主距fr当人眼观察50m处景物时，设双眼观察的分辨力为30〞，人眼基线长65mm,人眼主距17mm,则dL=5.6m人眼分辨远近物点的极限距离§4.1立体视觉原理人造立体视觉的产生PP’aba’b’AB左眼右眼§4.1立体视觉原理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两像片的比例尺应相近（差别<15％）人造立体观察的条件§4.1立体视觉原理立体效应P1S1S2b1a1b2a2BAP2正立体BP2P1S1S2b2a2b1a1A反立体S1a1P1P2S2b1b2a2BA反立体立体模型与实物相似立体模型与实物相反(正立体效应基础上左右像片旋转180°)零立体：起伏的视模型变平(正立体效应基础上左右像片旋转90°)像对的立体观察方法§4.2像对的立体观察立体镜观察桥式立体镜在一个桥架上安置两个相同的简单透镜透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距像对的立体观察方法§4.2像对的立体观察立体镜观察反光立体镜

扩大眼基距，可对大像幅进行立体观察叠映影像立体观察互补色法在投影器中插入互补色滤光片（品红色、蓝绿色）观测者双眼分别带上同色镜片

§4.2像对的立体观察像对的立体观察方法像对的立体观察方法叠映影像立体观察光闸法在两投影光路中各安装一光闸（一个打开、一个关闭）观测者双眼分别带上与投影器光闸同步的光闸眼镜光闸起闭频率>10Hz§4.2像对的立体观察叠映影像立体观察偏振光法在两投影光路中安装两块偏振平面互成90°的起偏镜观测者带上一副检偏镜镜片与起偏镜相同左右偏振平面相互垂直§4.2像对的立体观察像对的立体观察方法双目镜观测光路的立体观察通过双筒望远镜观察每个望远镜像面有一固定的测标像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可一张像片相对于另一张像片移动可以分别对左右像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放大倍率可调节§4.2像对的立体观察像对的立体观察方法§4.3像点坐标获取立体量测原理aA’A”a’AS1S2§4.3像点坐标获取立体量测原理左右像片同名像点的坐标量测值为(xa,ya)，(xa’,ya’)左右视差p＝xa–xa’上下视差q=ya–ya’§4.3像点坐标获取Steko1818型立体坐标量测仪X手轮x读数鼓Y手轮上下视差环左右视差手轮上下视差（q）读数鼓左右视差（p）读数鼓立体坐标量测步骤仪器归零：各个手轮应放在零读数(x0，y0，p0，q0)位置上，左、右测标分别对准左、右像片盘的中心即仪器坐标系与像片坐标系重合像片定向：移动X手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片上的x轴向运动，若测标不在x轴向上，则需要用螺旋旋转像片，使测标保持在x轴上移动像点量测：移动X，Y，p，q手轮，使测标立体切准量测像点，并记下相应读数鼓上的读数x，y，p，q坐标计算：xa=x-x0,ya=y-y0;xa’=xa-(p-p0),ya’=ya-(q-q0)§4.3像点坐标获取PSK-2精密立体坐标量测仪§4.3像点坐标获取BC2解析测图仪§4.3像点坐标获取数字摄影测量工作站§4.3像点坐标获取光学框标机械框标解析内定向利用平面相似变换，将像片架坐标变换为以像主点为原点的像平面坐标xy正形变换仿射变换双线性变换x’y’解析内定向计算过程1、获取框标点的理论坐标2、选用合适的变换模型3、建立误差方程4、建立法方程并解算5、由变换参数计算像点坐标像点坐标计算正形变换仿射变换双线性变换xyx’y’像片系统误差源摄影机的系统误差底片变形航摄飞机带来的系统误差大气折光误差地球曲率的影响摄影处理与底片复制中的系统误差观测系统误差像片系统误差预改正（摄影材料变形）四个框标位于像片的四个角隅时可用仿射变换四个框标位于像片的中央时可用比例缩放Lx,Ly为框标距的理论值lx,ly为框标距的量测值x’,y’为像点坐标的量测值x,y为像点坐标的改正值像片系统误差预改正（摄影机物镜畸变差）摄影机鉴定时提供物镜畸变差参数摄影机鉴定时提供各向径物镜畸变差值k0、k1、k2、k3为物镜畸变差改正系数

r为畸变差像片系统误差预改正（大气折光差改正）大气折光引起像点在径向的变形saAa’大气折光引起像点在坐标向的变形

r为像点误差改正数r为向径rf为折光差角像片系统误差预改正（地球曲率）地球曲率引起像点在径向的变形地球曲率引起像点在坐标向的变形

r为像点误差改正数r为向径R为地球曲率半径像片系统误差预改正内定向并经系统误差预改正后的像点坐标内定向镜头畸变大气折光地球曲率参考书1、金为铣，杨先宏等编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社立体像对的前方交会《摄影测量学》(上)第五章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、立体像对的重要点线面二、立体像对前方交会定义三、前方交会的基本公式AS1S2p1p2l1l2同名光线同一地面点发出的两条光线同名像点同名光线在左右像片上的构像同名核线核面与左右像片面的交线核面摄影基线与某一地面点组成的平面一、立体像对的重要点线面摄影基线相邻两摄站的连线P1S1EP2S2P1S1P2S2E理想像对相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对正直像对相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对立体像对分类P1S1P2S2E竖直像对相邻两像片不水平、摄影基线不水平组成的像对二、立体像对前方交会的定义由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2三、基本公式1、点投影系数法X1Y1Z1MZtpYtpXtpX2Y2Z2Xs1Ys1Zs1Aa1s1a2s2Y1X1Z1(XA,YA,ZA)摄影基线BBX=Xs2–Xs1BY=Ys2–Ys1BZ=Zs2–Zs1s1s2同名光线投影Aa1s1Y1X1Z1YA-Ys1XA-Xs1ZA-Zs1a2s2A点投影系数点投影系数点投影法前方交会(1)、(3)式联立求解理想像对的前方交会获取已知数据x0,y0,f,XS1,YS1,ZS1,1,1,1,XS2,YS2,ZS2,2,2,2量测像点坐标x1,y1,x2,y2由外方位线元素计算基线分量BX,BY,BZ由外方位角元素计算像空间辅助坐标X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2计算点投影系数N1,N2计算地面坐标XA,YA,ZA计算过程已知值x0,y0,f,Xs,Ys,Zs,,,观测值x1,y1,x2,y2未知数X,Y,Z泰勒级数展开共线条件方程三、基本公式2、严密解法共线条件方程误差方程竖直摄影情况下，可取＝＝0，保留，则参考书1、李德仁，周月琴等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社解析法相对定向《摄影测量学》（上）第五章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、相对定向元素二、解析相对定向原理三、相对定向元素计算四、模型点坐标计算一、相对定向元素XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2像片外方位元素：

Xs1，Ys1，Zs1，1，1，1Xs2，Ys2，Zs2，2，2，2描述立体像对中两张像片相对位置和姿态关系的参数以左像空间坐标系为基础，右像片相对于左像片的相对方位元素X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy

连续法相对定向元素：By，Bz，，，连续法相对定向元素单独法相对定向元素

2单独法相对定向元素：1，1，2，2，2

1X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左摄影中心为原点、左主核面为XZ平面、摄影基线为X轴的右手空间直角坐标系中，左右像片的相对方位元素

2

2

1二、解析相对定向原理同名光线对对相交于核面内XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S21、连续法解析相对定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)连续法解析相对定向原理Bs1s2BzByBx

连续法解析相对定向原理偏导数1偏导数2偏倒数2-1偏倒数2-1线性化方程等式两边同时除以系数约简常数项约简连续法相对定向中

常数项的几何意义X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q为定向点上模型上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，Q＝0误差方程及法方程的建立量测5个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素o1o21352462、单独法解析相对定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)单独法解析相对定向原理偏倒数3-1偏导数3-2线性化方程等式两边同时乘以并视常数项约简单独法相对定向中

常数项的几何意义q为相当于像空间辅助坐标系中一对理想像对上同名像点的上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，q≠0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)误差方程及法方程的建立量测5个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素o1o21352463、带模型连接条件的解析相对定向原理S0Y1Z1S1X1BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)S2BXBYBZa0(X0,Y0,Z0)X2Y2Z2①②带模型连接条件的连续法解析相对定向原理线性化偏导数线性化方程等式两边同时除以则误差方程及法方程的建立量测3个以上的模型连接点可以按最小二乘平差法求相对定向元素o1o2135246o32’4’6’获取已知数据x0,y0,f,x1,y1,x2,y2假定摄影基线Bx=x1-x2设定相对定向元素的初值＝＝＝＝＝0由相对定向元素计算像空间辅助坐标X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2逐点计算误差方程式的系数和常数项并法化解法方程，求相对定向元素改正数求相对定向元素的新值判断迭代是否收敛（限差0.01′=3×10－5）三、相对定向元素计算四、模型点坐标计算X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2模型点坐标参考书1、李德仁，周月琴等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社作业：PP.40，第13、14题解析法绝对定向《摄影测量学》（上）第五章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、绝对定向元素二、物空间坐标近似坐标变换三、三维空间相似变换原理四、相似变换参数计算五、地面坐标计算

描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数称～通过将相对定向建立的立体模型进行缩放、旋转和平移，使其达到绝对位置一、绝对定向元素X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2OZtXtYtY0X0Z0绝对定向元素：，X0，Y0，Z0，，，绝对定向元素二、物空间坐标近似坐标变换(平面)正变换（由大地测量坐标系到地面摄影测量坐标系的坐标变换）YtXt1XtpYtpa二、物空间坐标近似坐标变换(平面)逆变换（由地面摄影测量坐标系到大地测量坐标系的坐标变换）二、物空间坐标近似坐标变换(高程)地球曲率引起的高程差oA2RDA’MZtpYtpXtp三、三维空间相似变换原理PYpXpAZp相似变换参数：，X0，Y0，Z0，，，X0Y0Z0三维空间相似变换误差方程记偏导数常数项三维空间相似变换误差方程设则法方程的建立与求解量测2个平高和1个高程以上的控制点可以按最小二乘平差原理求绝对定向元素获取控制点的两套坐标Xp,Yp,Zp,Xtp,Ytp,Ztp给定相似变换参数的初值＝1,＝＝＝0,X0,Y0,Z0四、相似变换参数的计算计算重心化坐标计算误差方程式的系数和常数项解法方程，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重心坐标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，以保证计算的精度使法方程的系数简化，个别项数值变为零，以提高计算速度相似变换的误差方程设则相似变换的法方程五、地面点坐标计算参考书1、李德仁，周月琴等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社作业：PP.40，第18、20题双像解析摄影测量《摄影测量学》（上）第五章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、任务二、方法分类

1、空间后交－前方交会法

2、相对定向－绝对定向法

3、一步定向解法三、三种方法的比较

一、任务利用解析计算方法处理立体像对，获取地面点的三维空间信息二、方法分类空间后交－前方交会法先用后方交会求出像片外方位元素再用前方交会求出像点对应地面点坐标二、方法分类相对定向－绝对定向法先进行立像对的相对定向，求出模型点的摄影测量坐标再用地面控制点将模型纳入测量坐标系求出地面点坐标二、方法分类一步定向解法将像片外方位元素和地面点坐标在平差过程中整体求解二、方法分类一步定向解法消除数量多的一组未知数，形成改化法方程三、三种方法的比较方法严密性控制点要求使用场合后交－前交法点位精度决定于外方位元素精度没有利用多余条件3个平高点已知像片外方位元素相对定向－绝对定向法点位精度决定于相对定向－绝对定向精度2个平高点＋1个高程点航带法加密一步定向法理论最严密精度最高2个平高点＋1个高程点光束法加密参考书1、李德仁，周月琴等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社解析空中三角测量概述《摄影测量学》（上）第六章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、解析空中三角测量的定义二、解析空中三角测量的意义三、解析空中三角测量的目的四、解析空中三角测量的分类五、解析空中三角测量的信息六、影像连接点的类型与设置一、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极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摄影测量平差时，区域内部精度均匀，且不受区域大小限制二、解析空中三角测量的意义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三、解析空中三角测量的目的四、解析空中三角测量的分类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线束法按数学模型五、解析空中三角测量的信息非摄影测量信息：像片上量测的像点坐标摄影测量信息：大地测量观测值距离角度天文经纬度局部坐标像片外方位元素高差仪记录摄站坐标像片姿态摄站坐标差相对控制条件湖面等高平面圆周共线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1cm困难时，不得大于1.5cm不得小于5cm应在56两点连线中点1cm范围内距像片边缘不得小于1.5cm所有点均布成双点距各类标志不得小于1mm六、影像连接点的设置六、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数字影像相关转点明显地物点标志点标志的大小增加辅标与地物的反差转刺点（1）转刺点（2）参考书李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社航带法空中三角测量《摄影测量学》(上)第六章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、基本思想与流程二、自由航带网的构建三、单航带空中三角测量四、航带法区域网平差一、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主要思想一、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基本流程二、构建自由航带网

（1、带模型连接条件的连续法相对定向）135246a135246bXYZsi-1sisi+1aiA(N1X1,N1Y1,N1Z1)ai+1(X2,Y2,Z2)BxBzBy二、构建自由航带网

（1、带模型连接条件的连续法相对定向）特别注意：模型中的定向点只建立VQ方程模型间的连接点需建立VQ，VP方程对于模型间的连接点建立误差方程时，常数项中的N1X1,N1Y1,N1Z1必须用前一模型中的N2X2,N2Y2,N2Z2连接点的模型坐标摄站坐标二、构建自由航带网

（2、带模型连接条件的连续法相对定向）非连接点的模型坐标二、构建自由航带网（2、连续法相对定向）归化系数135246a135246bXYZ2as1s2s31b二、构建自由航带网（2、连续法相对定向）模型坐标摄站坐标二、构建自由航带网（3、单独法相对定向）135246a135246bXYZ2as1s2s31bXYZ已知值二、构建自由航带网（3、单独法相对定向）模型坐标摄站坐标获取控制点的地面摄影测量坐标Xtp,Ytp,Ztp三、自由航带网的概略绝对定向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四、航带网的误差传播独立累积性误差：不随模型个数的增加而增大其影响偶然误差非独立累积性误差：随模型个数的增加而增大其影响系统误差四、航带网的误差传播S0S1S2S30123dbz10’S’11’S’22’S’33’XZ五、航带模型非线性改正1、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五、航带模型非线性改正2、二次正形变换多项式用一个二次正形变换多项式曲面拟合航带网的变形曲面，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，并且由多项式曲面上一点变换到航带网无变形曲面上相应点时应保持该点处在极小范围内相应线段的夹角不变（保角变换）五、航带模型非线性改正2、二次正形变换多项式3、误差方程式的建立（以X坐标为例）五、航带法解析空中三角测量五、航带法解析空中三角测量待定点地面坐标计算将上述坐标反变换到地面坐标六、航带法区域网平差按照单航带法构成自由航带网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同时解求各航带非线性变形改正参数计算各加密点坐标1、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××××××××六、航带法区域网平差2、重心化坐标计算区域重心坐标航线重心坐标重心化坐标1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定点名A，B，…，O像片名高程控制点平高控制点××××××××XY六、航带法区域网平差3、误差方程式的建立（以X坐标为例）控制点：公共点：六、航带法区域网平差误差方程矩阵形式1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定点名A，B，…，O像片名高程控制点平高控制点××××××××六、航带法区域网平差总误差方程误差方程数必要观测数45/33多余观测数17/29观测值数621234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定点名A，B，…，O像片名高程控制点平高控制点××××××××六、航带法区域网平差法方程航带中参与平差点的自身法化阵之和，控制点系数为1，连接点系数为1/k航带间连接点的互法化阵，系数为－1/k六、航带法区域网平差法方程法方程的消元消元通式：六、航带法区域网平差法方程的解回代通式：六、航带法区域网平差待定点地面坐标计算将上述坐标反变换到地面坐标DGPS/IMU辅助光束法平差系统WuCAPS

(Wuhan.binedBundleAdjustmentforDGPS/IMUdataandphotogrammetricobservations)用于摄影测量与遥感高精度点位测定软件包以共线条件方程为出发点，容当代的基于统计理论的误差随机模型和理论上最为严密的自检校光束法区域网平差函数模型于一体，发展了自己的一整套算法并予以实现自1985年开始研制，至今已完成了MS-DOS和Windows两个版本目前，该系统正在测绘生产单位、科研部门和学校教学实践中广泛使用WuCAPS界面WuCAPS功能模块WuCAPS主要功能可用于航带法区域网平差可用于带可选附加参数的自检校光束法区域网平差可进行地面测量数据与摄影测量观测值的联合平差GPS辅助光束法区域网平差POS辅助光束法区域网平差可自动剔除观测值的粗差可补偿观测值的系统误差可评价各种未知数的理论精度可估计各类观测值的验后方差可绘制测区像片覆盖图可绘制测区点位分布图和已知点残差图可实现加密分区的半自动接边WuCAPS平差主系统框图WuCAPS质量分析子系统框图航带法区域网平差实例区域网基本参数项目参数航摄飞机运-12航摄仪LeicaRC-30航摄胶片Kodak2444航摄仪主距153.84mm摄影比例尺1:2500航向重叠61％旁向重叠32％航线9条构架航线2条像片255张地面控制点72个加密点3632个区域范围4km×5km

平差计算实例解析内定向解析相对定向单航带空中三角测量自由航带网概略绝对定向航带法区域网平差WuCAPS参考书李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社作业：PP.75，第9、10题光束法空中三角测量《摄影测量学》（上）第六章武汉大学遥感信息工程学院摄影测量教研室主要内容一、基本思想与流程二、像片外方位元素和地面点坐标初始值的确定三、误差方程式与法方程式的建立四、带状法方程式的循环分块解法五、带附加参数的自检校光束法区域网平差六、解析空中三角测量的精度一、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思想一、基本思想与流程原理图一、基本思想与流程获取像片内方位元素、像点坐标和地面控制点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采用循环分块法解求改化法方程求出像片的外方位元素计算加密点坐标基本流程二、像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定将每个立体像对进行相对定向和模型连接构建自由航带网，利用航带中的控制点及相邻航线间的公共点对航线进行概略绝对定向以求得每一张像片的外方位元素和加密点的地面坐标，以此作为未知数的近似值三、误差方程式与法方程式的建立三、误差方程式与法方程式的建立误差方程矩阵形式未知数个数15×6＋23×3＋2×2＝163多余观测数234－163＝71观测值个数（6×6＋9×9）×2＝234三、误差方程式与法方程式的建立1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定点名A，B，…，O像片名高程控制点平高控制点××××××××三、误差方程式与法方程式的建立法方程法方程系数阵ABCDEFGHIJKLMNO加密点坐标未知数像片外方位元素未知数

135791113151719转置对项称1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定点名A，B，…，O像片名高程控制点平高控制点××××××××三、误差方程式与法方程式的建立三、误差方程式与法方程式的建立改化法方程：消除一类未知数后所得的法方程三、误差方程式与法方程式的建立垂直航向排列的带宽航带数1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定点名A，B，…，O像片名高程控制点平高控制点××××××××ABCDEFGHIJKLMNO像片外方位元素未知数转置对