攝影測量復(fù)習(xí)

1、1、攝影像片與地形圖的區(qū)別表示方法不同：表示方法上，地形圖是按成圖比例尺所規(guī)定的各種符號、注記和等高線來表示地物地貌;像片則表示為影像的大小、形狀和色調(diào)投影性質(zhì)不同：地形圖是正射投影，比例尺處處一致；像片是中心投影，各處比例尺不一致2、如何消除區(qū)別3. 攝影測量學(xué)攝影測量學(xué)是利用攝影機或其它傳感器采集被測對象的圖像信息，經(jīng)過加工處理和分析，獲取有價值的可 靠信息的理論和技術(shù)的一門學(xué)科。攝影測量與遙感是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達進行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物 體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)。4. 幾次飛躍（三個階段）模擬攝影測量（1900-1960）:這一時期的特點

2、：（1）使用的影像資料為硬拷貝像片。（2 ）利用光學(xué)機械模擬裝置，實現(xiàn)了復(fù)雜的攝影測量解算。（3 ）得到的是（或說主要是）模擬產(chǎn)品。（4）攝影測量科技的發(fā)展可以說基本上是圍繞著十分昂貴的立體測圖儀進行的。（5）利用幾何反轉(zhuǎn)原理，建立縮小模型。（6）最直觀，好理解。解析攝影測量（1960-1980 ）這一時期的特點：（1）使用的影像資料為硬拷貝像片。（2 ）使用的是數(shù)字投影方式，用精確的數(shù)字解算代替了精度較低的模擬解算。（3）得到的是模擬產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品。（4） 引入了半自動化的機助作業(yè)，因此，免除了定向的繁瑣過程及測圖過程中的許多手工作業(yè)方式。但需要 人用手去操縱（或指揮）儀器,同時用眼進行觀測

3、。數(shù)字攝影測量（1980）這一時期的特點：（1）使用的影像資料為數(shù)字影像或數(shù)字化影像（2 ）使用的是數(shù)字投影方式，用精確的數(shù)字解算代替了精度較低的模擬解算。（3）得到的是數(shù)字產(chǎn)品和模擬產(chǎn)品。（4） 最終是以計算機視覺代替人眼的立體觀測，因而它所使用的儀器最終將只是通用計算機及其相應(yīng)外部 設(shè)備。5. 攝影測量分類（1） 按用途分類：地形攝影測量（地形圖）非地形攝影測量（其他用途）（2） 按距離分類：航天攝影測量（> 160KM ）、航空攝影測量（2 30Km ）、地面攝影測量（100300m ）、近景攝影測量（v 100m ）、顯微攝影測量（3） 按技術(shù)手段分類：模擬攝影測量解析攝影測量數(shù)

4、字攝影測量攝影測量和遙感的側(cè)重點:以航空攝彫成像為主壟5?：以測繪大比例尺地形罔為主I以提供區(qū)域基礎(chǔ)地理信臭脆務(wù)/以寵像幾何信愿的處理為主以編制中小比例尺號題圖為主以誓像物理悄息的灶理為主以各行業(yè)、部門匸業(yè)應(yīng)用為豐攝影測量和遙感的側(cè)重點?1）攝影測量與遙感的結(jié)合突破了攝影測量偏重于測制地形圖的局面，提供了多時相、多光譜、多分辯率的遙感影像。6. 當(dāng)代攝影測量免問的問題主要有：1）輻射信息2）數(shù)據(jù)量與信息量3）速度與精度4）自動化與影像匹配5）影像解譯7航攝傾角（像片傾角）：攝影主光軸與鉛垂方向的夾角。8.航空攝影的基本要求：1、影像的色調(diào)：要求影像清晰，色調(diào)一致，反差適中，像片上不應(yīng)有妨礙測圖

5、的陰影2、像片的重疊：在同一航線上，相鄰像片應(yīng)有一定范圍的影像重疊，稱為航向重疊相鄰航線也應(yīng)有足夠的重疊，稱為旁向重疊3、像片傾角：一般要求aW 2°，最大不超過3°4、 航線彎曲：一般要求最大偏距厶L與全航線長L之比W 3%5、航線旋角：一般要求 k< 6 °，最大不超過8°9航線彎曲度：航線兩端像片間的直線距離L與偏離該直線的最大偏距之比。10像片旋轉(zhuǎn)角：相鄰兩張像片的像主點連線與像幅沿航線方向的兩框標連線間的夾角。11. 投射線互相平行的投影，叫做平行投影。12. 平行投影的分類：正射投影（orthographic ）或垂直投影（vertic

6、al）13. 所有投射線或其延長線都通過一個固定點的投影，叫做中心投影。14陰位：投影中心位于物和像之間。15. 陽位：投影中心位于物和像同側(cè)。16. 陰位和陽位的相互轉(zhuǎn)換：平移和反轉(zhuǎn)平移距離是主距17. 攝影比例尺：航攝像片上的一線段I的影像與地面上相應(yīng)線段的水平距離L之比攝影航高：攝影機的物鏡中心至攝影基準面的距離18. 透視變換用的中心點是陽位19. 中心投影的主要特征點的中心投影一般是點（特例：當(dāng)投影線與像面平行時，投影點將位于無窮遠處。）線段的中心投影一般是線段（特例：點，射線，無）相交線段的中心投影一般是相交線段（特例：兩條平行射線，一條線段，一條線段和一個點）。空間一組不與承影面

7、平行的平行直線，其中心投影為一平面線束。線束的頂點是由過投影中心并與空間 平行直線相平行的投射線與承影面的交點，稱為合點。平面曲線的中心投影是平面曲線?？臻g曲線的中心投影一般是平面曲線（特例）。21.透視變換的特殊面：主垂面W合面Es遁面R22特殊線：透視軸：投影面 PQ地面E;基本方向線:Wn E;主縱線 Wn P;合線:EsQ P 滅線:RQ E; 主垂線:SN等比線:P面內(nèi)過c做合線的平行線23. 特殊點：像主點0、地主點0:過S做投影面的垂線像底點n、地底點N :過S做地面的垂線主滅點K主跡點V主合點i像等角點C、地等角點C:做傾角a的平分線與投影面、地面的交點24. 底點特性：鉛垂線

8、在像平面上的構(gòu)像位于以像底點n為輻射中心的相應(yīng)輻射線上25. 等角點特性在傾斜像片和水平地面上，由等角點c和C所引出的一對透視對應(yīng)線無方向偏差，保持著方向角相等26. 等比線特性等比線的構(gòu)像比例尺等于水平像片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影響27透視作圖：要點一：平行于基本方向線的所有直線必相交于主合點要點二：相交于主滅點的所有直線必平行于主縱線要點三：垂直于地面的直線必相交于像底點（1）點的透視作圖已知E平面上有 A點，在像平面上作對應(yīng)的像a作圖步驟：1）找跡點T12）找主合點i3）連 T1i 與 SA，交點為av常用的坐標系統(tǒng)i、像（2）線的透視作圖已知E平面上有 AB直線，在像平面上作對應(yīng)

9、的像ab作圖步驟：1）找跡點T12）找合點i13）連 T1i1 與 SA，交點為a4）連 T1i1 與 SB，交點為b5）a與b連線（3 ）垂線的透視作圖已知垂直物面的空間直線AB，在像平面上作對應(yīng)的像作圖步驟：1）按E面上點作圖方式確定 a2）找像底點n3）連接na4）na與SB的交點為b5）a與b連線ab主垂面內(nèi)主要幾何關(guān)系:IS=KV=te=Pslntf (V=SK=KC= ? y=vc=sy js= ?io=on=£!J=KN= ? NC= ? NO= ? CO= ?28. 常用的坐標系統(tǒng)1、像平面坐標系像平面坐標系.1眷踐関邊苛直極標建頸果點：律主點框標坐標系V W.籾直慮

10、跖芍遺對尸框樣圭就丨抽：卡盹株3應(yīng)粗4連黑堆克：禪程交盤以主縱線為 y軸的直角坐標系軸：像片上衣縱域.方向“TC為正原點；像底點"，像主點等角.虹或合必r F耳軸：過憑蟲的像水平線坐標系的選擇：量測像點坐標，采用框標坐標系和輔助坐標系 解析攝影測量計算，常用像平面直角坐標系2、像空間坐標系 S-xyz（像空系）表示像點在像方空間位置的空間直角坐標系。S為原點，x、y軸與像平面系xy平行，Z軸與光軸重合3、像空間輔助坐標系（像輔系）S-XYZ過渡性的坐標系；用于表示模型空間各點的位置，也可表示像點的空間位置。4、地面輔助坐標系（地輔系）過渡性的地面坐標系統(tǒng)，右手系攝影測量成果都在地面輔

11、助坐標系中表示。簡稱地輔系5、物空間坐標系（大地坐標系）物空間坐標系是地物所在空間的直角坐標系；一般指高斯平面坐標和高程所組成的左手空間系； 描述地面點的空間位置；攝影測量的成果最終轉(zhuǎn)化到該坐標系中。30. 由像點的坐標反求物點的坐標，必須知道攝影時攝影物鏡與像片、像片與地面之間的相關(guān)位置。而確定 它們之間相關(guān)位置的參數(shù)稱為像片的方位元素。31. 航攝像片的內(nèi)方位元素：定義：投影中心對航攝像片的相對位置叫做像片的內(nèi)方位，確定內(nèi)方位的獨立 參數(shù)叫做內(nèi)方位元素。三個參數(shù)：（1）攝影中心到像片的垂距，即主距 f。（ 2）像主點在框標坐標系的坐標x、y作用：一旦確定了內(nèi)方位元素，則每條攝影光線在像空系

12、中的方位被完全確定，即，內(nèi)方位元素確定了光 束形狀。32. 航攝像片的外方位元素：確定攝影瞬間航攝像片（嚴格地講是像空系）在地面輔助坐標系中位置和方位 的元素，叫做航攝像片的 外方位元素。作用：確定像空系在地輔系中位置和方向所需要的元素。33. 像片的外方位元素有 6個：3個線元素，即像空系的原點 S在攝測系中的坐標;3個角元素，即像空系三軸在地輔系中的方向。 三套角元素是如何得到的？（1 ）第一套角元素：第一次旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)SWZ 'ImT s-x，v，z，第二次旋轉(zhuǎn)廠,(0c vjrVfr7°A-A Y jFu繞岸軸第三次旋轉(zhuǎn)第一套角元素（Y軸為主軸）偏角（旋轉(zhuǎn)軸：Y）主光軸在

13、XZ坐標面內(nèi)的投影與鉛垂線的夾角。逆時針方向為正，從鉛垂線起算。傾角（旋轉(zhuǎn)軸：X）主光軸與其在XZ坐標面內(nèi)的投影的夾角。逆時針方向為正，從主光軸投影起算。旋角（旋轉(zhuǎn)軸：Z）Y軸在像平面上的投影與像平面坐標系y軸的夾角。逆時針方向為正，從投影起算。共線條件方程定義：在理想情況下，像點、投影中心、物點位于同一條直線上，以此為基礎(chǔ)建立起來的描 述物、像關(guān)系的數(shù)學(xué)表達式，稱之為共線條件方程式。34. 共線條件方程的形式:(X )+4() 一】沖)+ 氣(N Z毎)X-AS = (Z-劉吐沁-也 mm處x-x' +2crv + c.y-cj35各個物理量參數(shù)的意義？傾斜誤差定義：同攝站同主距的傾

14、斜像片和水平像片沿等比線重合時，地面點在傾斜像片上的像點與相應(yīng)水平像片上像點之間的直線移位。比較的標準：水平面傾斜誤差性質(zhì)：IT*產(chǎn)半的方向等帝點輻射線上 *移位的方向靠近C點I8（f>0遠離芒點必等比線上的慷點沒: 投影誤差定義：當(dāng)?shù)孛嬗衅鸱鼤r，高于或低于所選定的基準面的地面點的像點，與該地面點在基準面上的 垂直投影點的像點之間的直線移位。比較的標準：地面點投影誤差發(fā)生在像底點輻射線上投影誤差性質(zhì)：*產(chǎn)生的方向移位的方向像底點輻射線上。_Vr>0遠離像底點A/j<0靠近像底點移位的大小在選矩基準fiD的情況卜* 地面點的高差越大，輻射 距越大，則投影誤差越大。(X?=rH墓

15、準面的相對航高越大， 則投越誤差越小。投影誤聲具有相對件航攝像片比例尺：像片比例尺也可象地圖比例尺一樣定義為像片上的線段與地面上相應(yīng)水平線段之比一般攝影條件下，不存在整張像片的統(tǒng)一比例尺原因（1）:地面起伏的影響（2）像片傾斜的影響像點比例尺的特點：由于（xc,yc）不同，則比例尺不同，說明傾斜像片上像比例尺是隨點位不同而不同的 在（xc,yc）不變的情況下，改變方向角©，則比例尺發(fā)生變化，說明像點的比例尺是有方向性的。 當(dāng)?shù)孛嬗衅鸱鼤r，像點對應(yīng)的H發(fā)生變化，像比例尺也要隨地形起伏發(fā)生變化。3、特殊點的比例尺（!潯角點的像比例尺1 /=COTC?I f=CM" <7像

16、主點的像比例尺像主點沿匸縱線方向比例尺像主點沿主橫線方向比例尺像底點的像比例尺像底點沿像水平線方向比例尺像底點沿4縱線方向比例尺4、特殊線的比例尺:主縱線的像比例尺為，一 右（1 -川 Hf等比線的像比例尺為：丄=衿m 11主橫線的像比例尺為；丄二上>ft H過底點的像水平線的比例尺為早 g氣z重建立體模型的過程：（1）恢復(fù)像片對得內(nèi)方位元素，也稱為內(nèi)定向（2）恢復(fù)像片對得外方位元素：先找岀兩張像片相對位置的數(shù)據(jù)，即像片對得相對定向元素；找岀恢復(fù)該模型的大小與空間方位元素，即 絕對定向元素5. 內(nèi)定向：將像點在像掃描坐標系下的坐標變換為其在像平面坐標系下坐標的過程。6內(nèi)定向的計算流程：（

17、1 ）獲取框標點的理論坐標（2）用合適的變換模型（3）量取框標點的屏幕坐標（4）建立誤差方程 （5）建立法方程并結(jié)算（6）由變換參數(shù)計算像點坐標怎樣獲得像片的外方位元素？獲得（恢復(fù)）影像的外方位元素的方法很多： 一張影像；單像空間后方交會 兩張影像（一立體像對）；-相對定向+絕對定向 多（甚至上千）張影像；一一空中三角測量； 在攝影過程中直接獲取單像空間后方交會：利用地面控制點及其在像片上的像點，確定一張像片外方位元素的方法?？臻g前方交會：由立體像對中兩張像片的內(nèi)外方位元素和像點坐標確定相應(yīng)地面點坐標的方法 單像空間后方交會對控制點的要求：目的：六個外方位無索工“ 乙、卩妙控制點個數(shù)：至少3個

18、*實用為4-6個控制點分布：均勻位于像片邊緣-不可共線或周一圓柱面上控制點在相應(yīng)的相片上必須有清晰的構(gòu)象共線條件方程的應(yīng)用：（1）求像點坐標（航空影像模擬）（2）答解方位元素（3）求地面點坐標4）求像底點坐標空間后方交會流程：1、 獲取已知數(shù)據(jù)：獲取像片比例尺1/m、平均航高H、內(nèi)方位元素x0，y0，f，并將外業(yè)地面控制點坐標 轉(zhuǎn)換成攝影測量坐標Xp、Yp、Zp。2、 量測控制點的像點坐標：量測控制點像點坐標，并根據(jù)像主點改正得到x、y。3、確定未知數(shù)的初始值：4、 用三個角元素的初始值計算方向余弦，并組成旋轉(zhuǎn)矩陣R。5、用未知數(shù)的初始值和控制點的地面坐標，帶入共線方程，逐點計算像點坐標近似值

19、（x）、（y）。6、計算每個點的常數(shù)項lx、ly。7、計算法方程的系數(shù)矩陣 ATA與常數(shù)項ATL。8求解法方程，得到未知數(shù)的改正數(shù)。9、 檢查計算結(jié)果是否收斂：將改正數(shù)與限差比較，小于限差則計算終止，否則重復(fù)49的計算。10、外方位元素精度估算。利用共線方程求外方位元素線性化的基本思路：將非線性方程轉(zhuǎn)化為各參數(shù)改正數(shù)的線性方程當(dāng)立體模型的垂直比例尺大于水平比例尺時，立體模型比實際地形顯得陡峭，這種現(xiàn)象稱為立體觀察時的超高感。產(chǎn)生超高感的原因 是立體觀察儀的主距大于攝影機的主距。立體觀察的條件：1、由兩個攝站點攝取同一景物而組成的立體像對；2、兩眼必須分別觀看左右像片上的同名影像，即分像；3、像

20、對安置時，同名像點的連線應(yīng)與眼基線平行；4、同名像點的距離應(yīng)與眼基線的長度相當(dāng)。立體像對的定義：由不同攝站獲取的，具有一定影像重疊的兩張像片。立體相對的點線面：？同名像點同名光線攝影基線 核面（垂核面、主核面）核線（垂核線、主核線）核點（核點是誰的合點？）像對相對定向元素：立體像對中，確定兩像空系之間相對方位關(guān)系所需的元素結(jié)論：相對方位元素有五個；在不同系統(tǒng)中，模型坐標各有不同；不論何種模型坐標系，只要確定了相對方位元素，都可以正確恢復(fù)左右像片的相對方位。像對絕對方位元素：確定幾何模型的比例尺和它在地面坐標系中空間方位的元素。結(jié)論：絕對方位元素有七個；三個線元素、三個角元素和一個比例因子； 在

21、不同的模型坐標中各有不同；不論何種模型坐標系，只要確定了絕對方位元素，都可以正確恢復(fù)幾何模型在地面坐標系中的 方位和比例尺。二種相對定向元素系統(tǒng)：以木像空系為基準的相對定向元素系統(tǒng)話體對的栩?qū)κ以~元素*以毎找坐標系為峯樣的相對定向元盍泵統(tǒng)單獨慮對的相對述同亙：幾何模型：在保持光束形狀、恢復(fù)攝影時外方位元素之后，由無數(shù)同名光線相交得到的曲面是與實地完全 套合的立體模型。相對定向：解算立體像對相對方位元素的工作。相對定向?qū)Χㄏ螯c的要求：至少需要5對同名像點則可解求五個相對方位元素，但為了減小粗差，一般量測 6對同名像點的坐標；6個相對定向點要盡量控制整個模型。絕對定向元素：確定幾何模型的比例尺和它

22、在地面坐標系中空間方位的元素。絕對定向元素有七個；三個線元素、三個角元素和一個比例因子；空間前方交會：利用立體像對兩張像片的同名像點坐標和像對的相對方位元素（或外方位元素）解算模型 點坐標（或地面點坐標）的工作。任務(wù)：1、利用像對的相對方位元素，計算模型點的三維坐標；2、利用像對的外方位元素，計算相應(yīng)像點的地面坐標。絕對定向：解算立體像對絕對方位元素的工作。絕對定向方程絕對定向方程的作用*2.7T.標I.已知；地面控制點坐標（-JY厶）和相 應(yīng)的模型點坐標（X:YrZ）*求絕對方位元素“ 已蝦模摩點坐標X： 2）和絕對方位 斛 求所對陶地面點在地輔坐標系中的坐（X：彳、*、f 壬）if絕對定向

23、對定向點的要求：控制點的數(shù)量和分布至少需要兩個平高控制點和一個高程點，且任意3個點不能位于同一條直線上。為了保證精度，通常使用 4個或4個以上的平高控制點列誤差方程式，平差答解7個絕對方位元素。絕對方位元素解算過程（1）輸入原始數(shù)據(jù)（模型點坐標和控制點地面坐標）（2）坐標重心化3）確定絕對方位元素初值（4）計算旋轉(zhuǎn)矩陣 5）逐點組成誤差方程式 6）法化答解改正數(shù)并加到初值上作為新初值（7）改正數(shù)是否小于規(guī)定值？若是，結(jié)束；若不是，重復(fù) （4）（7）。坐標重心化的基本概念：將立體模型的模型坐標系原點和地面坐標系原點都移到各自的重心位置，并重新計算各定向點的重心坐標。航攝像片的變形：*像片支彩的蕊

24、國】抵影此齊匕X4E;,楚聲、水洗和干煤等一盤刊比播過移*抵觀曝?zé)o*h筠使像片莊年航攝徵片襄承畏一定的柱力撮野村艸本玄的質(zhì)養(yǎng)制梓工藝的不足像片支彩的種寞：謁蔽更野：某一局酈戶生的弼默伸端這耳史舟無張用抵 爭測曼妁戎理才塵加以發(fā)只能用嵐遺輕帯村料許喇宣 工J翼離攝彩材料詢質(zhì)券晌#矗限喇方圭加以請矗，宜鼻有溝勻變殆和不的旬歐并頭解析空中三角測量的定義：在已知少量地面控制點的基礎(chǔ)上，通過量測重疊像片的像點坐標，依據(jù)攝影測 量原理，運用數(shù)學(xué)方法（解析方法）解求像片加密控制點坐標（像片外方位元素）的一門學(xué)科目的：通過航空攝影，依據(jù)攝影測量中的基本數(shù)學(xué)關(guān)系，在少量野外控制點的基礎(chǔ)上，加密岀測圖用的大 量控制點（或像片外方位元素），或為