雙像解析攝影測量方法(共34頁).ppt

1、來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載學習目的q什么是雙像解析攝影測量？q雙像解析攝影測量與單張航攝像片解析的區(qū)別？q雙像解析攝影測量的方法有哪些？來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載q1 雙像解析攝影測量的方法q2 立體像對的空間前方交會公式q3 空間后方交會與前方交會求解地面點坐標的計算方法q4 解析相對定向及模型坐標計算q5 單模型光束法整體解求q6 解析相對定向及模型坐標計算來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載一、雙像解析攝影測量的概念 根據(jù)中心投影的構像方程可知道，在一張像片上一個像點只能組成兩個方程。要確定物點的三維空間坐標，必須要成不同攝站

2、對同一物體攝影，獲得具有一定重疊的像片對，通過計算求解相應物點的三維空間坐標。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 立體模型的建立是雙像解析攝影測量的理論基礎，它是解決由影像的幾何信息到用數(shù)學方式建立數(shù)學模型，從而得到被攝物體的三維空間坐標，為用戶提供是數(shù)字化的模型。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 一對具有一定重疊度的像片對，是由兩個不同攝站對同一攝區(qū)攝影獲得，在攝影瞬間有如圖的關系。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 根據(jù)攝得的立體像對的內(nèi)在幾何特性，按物點、攝站點與像點構成的幾何關系，用數(shù)字計算方式求解物點的三維空間坐標的方法有三種：用單張

3、像片的空間后方交會方式求解物點的三維空間坐標。用相對定向和絕對定向方法求解地面點的三維空間坐標。采用光束法求解地面點三維坐標。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載如圖按共面條件來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載由已知的外方位元素及像點坐標，據(jù)a式計算左右像空間輔助坐標；由外方位元素，按b式計算攝影基線分量Bx, By, Bz; 按c式計算投影系數(shù); 按d式計算地面坐標；來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 這種方法首先由單片后方交會求出左、右像片的外方 位元素，再用空間前方交會公式求出待定點坐標，主 要步驟如下：來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大

4、的資料庫下載野外像片控制測量：要求重疊部分至少有四個已知地 面控制點； 用立體坐標量測儀量測像點坐標； 空間后方交會法計算像片外方位元素：利用控制點分 別計算每個像片的六個外方位元素，包括Xs1, Ys1, Zs1, 1, 1, 1 和Xs2, Ys2, Zs2, 2, 2, 2； 空間前方交會法計算未知點地面坐標；來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載準備知識l利用立體像對中攝影時存在的同名光線對應相交的幾何關系，通過量測的像點坐標，以解析計算的方法，求解兩像片的相對方位元素值的過程，稱為解析相對定向。l確定相鄰兩像片的相對位置和姿勢的要素，稱之為相對定向元素。l相對定向的目的是

5、建立一個與被攝物體相似的幾何模型，以確定模型點的三維坐標。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載準備知識l確定一個立體像片對需要12個外方位元素：一類為相對方位元素，另一類為絕對方位元素。l相對方位元素用來確定兩相鄰像片的相對位置和姿勢；絕對方位元素是確定立體像對在規(guī)定坐標系中的位置和姿勢。l相對方位元素由于選取像空間輔助坐標系的不同，其相對定向元素也有所不同。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 當像空間輔助坐標系的原點取在攝站點上，其坐標軸系保持與立體像對中左片的空間坐標系的軸系分別重合，則左片對像空間輔助坐標系的外方位元素的角元素為零，兩像片外方位元素的相對差為

6、： 1212ssyssxYYBXXB來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 其中By，Bz， 就是五個相對定向元素。而Bx只決定立體模型的大小，不影響相對方位。 采用這組相對定向元素的相對定向方法稱為連續(xù)法像對定向。 它在完成相對定向建立立體模型的過程中，像片對中的左片的方位始終保持不變，而右片只相對于左片作五個相對運動。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 當選定適當?shù)南窨臻g輔助坐標系使兩像片的外方位元素保持 的相對關系。這時左、右像片作相對變化的元素為1，1，2，2，2。同樣B只決定模型的比例尺，不改變相對方位。這五個元素 1，1，2，2，2稱為單獨法相對定向的相

7、對定向元素。0,12121ssssZZYY來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載在完成了相對定向之后，就能建立立體模型，如圖。由矢量代數(shù)可知 B(a1S1Aa2S2A)=0各矢量的分量組成的一個三階行列式的值等于零： 上式稱為相對定向的共面條件方程。 0222111ZYXZYXBBBzyx來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載1 1、連續(xù)像對的相對定向公式連續(xù)像對的相對定向公式連續(xù)法相對定向采用立體像對中的左片在定向過程中固定不變，而有方像片相對于該坐標作五個定向元素的變化，其相對定向元素b,bz,2,2,2.由右圖可知：xxzxxybtgbbbtgbbcos來自來自

8、中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 上式中，為一次小項的近似值，是用基線b的偏角和傾角表示基線分量的近似值?？傻茫?進行數(shù)學轉(zhuǎn)換，可以推導出連續(xù)法相對定向的解析計算公式：01222111222111ZYXZYXbZYXZYXbbbFxxxxdNXdNZYZdNZYXdbZYdbQxx2222222222222)(來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載攝影測量中，解析相對定向常采用測定六個標準點的坐標來求解，其標準點位置如圖所示。點位要求布在像平面坐標系的y軸上，且1，2點分別分布在坐標系的原點附近兩點在左右像片上的同名像點之間的間隔為像片基線b。1，2，3，4，5，6各點之間

9、均保持間隔為b。經(jīng)過計算轉(zhuǎn)換可得總體誤差方程的矩陣形式為:V=AX L 式中常數(shù)項矩陣未知數(shù)矩陣誤差方程系數(shù)矩陣觀測值的改正數(shù)TnTTnlllLdddddXedcbaedcbaAVVVV2121來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 根據(jù)矩陣平差原理，考慮觀測值為等權的情況下，則法方程式為 法方程式的解為0LAAXATTLAAAXTT1)(來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載原始數(shù)據(jù)的輸入及像點坐標的預處理。確定相對定向元素的初始值。根據(jù)確定的初始值分別計算左、右片的方向余弦值，組成左、右片各自的旋轉(zhuǎn)矩陣R1和R2。逐點計算定向點的上下視差。逐點按相對定向方程式，組成

10、定向點的誤差方程式的系數(shù)矩陣。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載逐點組成法方程式的系數(shù)矩陣，常數(shù)項矩陣。重復第四、五步逐點累加，直到全部定向點組成法方程式為止。法方程的求解。計算相對定向元素的新值。計算判斷所有未知數(shù)的改正值是否小于限差，否則重復第三、八步，知道小于限差值為止。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 解算中已有法方程逆陣 ，用各點的殘差求出單位權中誤差后，可類似空間后交方法，求相對定向元素精度。1)(AAT來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 以下兩式為計算單獨像對相對定向元素的基礎公式。組成誤差方程、建立法方程式、房方程求解、迭代計算

11、，它與連續(xù)法像對的相對定向的作業(yè)過程和計算步驟相同。定向元素的精度，也可按空間后方交會精度的方法解求。QdXdXdZYYZdZYXdZYXVyyYZfYZfZYZYZZfZZfFQQtt22112221222121121212211122121210)()(來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 相對定向元素正確求得之后，立體模型就建立起來。由于求解相對定向元素過程中，模型基線b是任意選取的，因此，建立起的模型比例尺也是任意的，此時坐標系的原點在立體像對中左攝站點上。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 這里給出一般點坐標： 次時的模型坐標還是一個自由方位系統(tǒng)，只是比

12、例尺接近于實地大小，且比例尺也是一個自由比例尺。1111122112211111111)(21)(21ZmNmfZmNZZmbYNYNmbYmNYmNYYXmNXmNXXspmpyyspmpspmp來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載絕對定向的基本公式：ZdYdXdZYXddddddKddKdYYYZYXRZYXpppppptptptp000000來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 一個地面控制點可提供三個坐標，可列出三個方程。因此，至少需要提供二兩平高控制點和一個高程控制點，或是二個平面控制點和三個高程控制點，且三個高程控制點不能在一直線上。生產(chǎn)中，一般是在模型

13、的四角布四個點。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 計算中為了平差計算方便，采用重心化坐標，使得法方程式有些系數(shù)項為零，這樣可簡化計算。在模型中選定幾何中心點作為坐標系的原點，此點稱為重心點，常用g表示。以重心點g為原點的坐標值稱之為重心化坐標。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載 在立體像對內(nèi)同時解求兩像片的外方位元素和地面點的坐標，這種方法是把外方位元素和模型點坐標的計算放在一個整體內(nèi)進行。俗稱一步定向法。這種方法理論上比前兩種方法嚴密、精度高，是一種完好的求解方法，此法稱為光束法。來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載當內(nèi)方位元素已知時共線方程式為：經(jīng)過數(shù)學轉(zhuǎn)換可得)()()()()()()()()()()()(333222333111ssssssssssssZZcYYbXXaZZcYYbXXafyZZcYYbXXaZZcYYbXXafxLtXABV來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載上式中：TyxTTsssTyxllLdZdYdXtddddZdYdXXaaaaaaBaaaaaaaaaaaaAVVV2322