攝影測(cè)量復(fù)習(xí)總結(jié)

1、1.攝影測(cè)量學(xué)的定義：攝影測(cè)量學(xué)是利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的像片，經(jīng)過(guò)處理以獲取被攝物體的的形狀、大小、位置、特性及其相互關(guān)系的一門學(xué)科。2.攝影測(cè)量與遙感是對(duì).非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達(dá)進(jìn)行記錄、量測(cè)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)。3.攝影測(cè)量分類：按距離遠(yuǎn)近：航天攝影測(cè)量，航空攝影測(cè)量，近景攝影測(cè)量，顯微攝影測(cè)量按用途：地形攝影測(cè)量，非地形攝影測(cè)量按處理手段：模擬攝影測(cè)量，解析攝影測(cè)量，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量4. 攝影測(cè)量特點(diǎn)：無(wú)需接觸物體本身獲得被攝物體信息二維影像（平面）重建三維目標(biāo)（三維空間）同時(shí)提取物體的幾何與物理特性5. 攝影測(cè)量學(xué)的發(fā)展：模擬攝影測(cè)量

2、，解析攝影測(cè)量，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量第二章1. 航空攝影：沿航向方向相鄰兩張像片應(yīng)有60%左右的航向重疊，相鄰航線間的像片應(yīng)有30%左右的旁向重疊，航攝儀在曝光瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。2. 像片傾角：攝影機(jī)主光軸與地面鉛垂線之間的夾角。3. 像片主距：物鏡后節(jié)點(diǎn)到像平面的距離，投影中心至像底片面垂直距離-f4. 視場(chǎng)角：焦平面中央成像清晰地范圍5. 攝影基線：航向相鄰兩個(gè)攝影站間的距離-B6. 攝影比例尺：航攝像片上的一線段與地面上相應(yīng)線段L之比7. 航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來(lái)，各張像片的主點(diǎn)連線不在一條直線上，稱為航線彎曲。8. 像片旋角：一張像片上相鄰主點(diǎn)連線與同方向框

3、標(biāo)連線間的夾角，要求像片旋角小于6°。9. 航攝像片：投影射線匯聚于一點(diǎn)的投影稱為中心投影。地形圖：投影射線與投影平面正交稱為正射投影。攝影測(cè)量的主要任務(wù)就是把按中心投影規(guī)律獲取的攝影比例尺航攝像片轉(zhuǎn)換成以測(cè)圖比例尺表示的正射投影地形圖。10. 像點(diǎn)位移：當(dāng)像片傾斜、地面起伏時(shí)，地面點(diǎn)在航攝像片上構(gòu)象相對(duì)于理想情況下的構(gòu)象所產(chǎn)生的的位置差異稱為像點(diǎn)位移。11. 透視變換：將空間點(diǎn)、線作中心投影，在投影平面P上得到一一對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一對(duì)應(yīng)投影關(guān)系稱為透視變換。12. 透視變換中重要的點(diǎn)、線、面中心投影作圖：第三章1. 攝影測(cè)量的幾何處理任務(wù)：像點(diǎn)坐標(biāo)>地面點(diǎn)

4、空間坐標(biāo)，建立適當(dāng)坐標(biāo)系，定量描述像方點(diǎn)、物方點(diǎn)之間關(guān)系。2. 像方空間坐標(biāo)系： （1）像平面坐標(biāo)系 （2）像空間坐標(biāo)系（x,y,-f） （3）像空間輔助坐標(biāo)系： 原點(diǎn)攝影中心S，坐標(biāo)軸選擇三種情況：A，每條航線第一張像片像空間坐標(biāo)系，B，Z軸鉛錘，X軸航向，右手系，C，基線坐標(biāo)系：攝影基線為X軸，基線與左片主光軸構(gòu)成XZ平面，右手系。3. 物方空間坐標(biāo)系： （1）攝影測(cè)量坐標(biāo)系：像空間輔助坐標(biāo)系原點(diǎn)平移至地面點(diǎn)P （2）地面攝影坐標(biāo)系：國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)系為高斯-克呂格三度帶或六度帶投影（西安坐標(biāo)系），高程坐標(biāo)系為1985黃海高程系。 （3）原點(diǎn)為地面某一控制點(diǎn)，Ztp軸與地面測(cè)量坐標(biāo)

5、系的Zt軸平行，Xtp軸與航線一致。4. 航攝像片方位元素： （1）內(nèi)方位元素（f,x0,y0）：確定攝影中心與像片之間相互關(guān)系的參數(shù) （2）外方位元素：確定像片航攝瞬間在地面直角坐標(biāo)系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù)： 三個(gè)外方位直線元素：X，Y，Z 三個(gè)外方位角元素 ：Y軸為主軸的轉(zhuǎn)角系統(tǒng)(本課程僅以此為例)5. 空間直角坐標(biāo)變換 由像點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算地面點(diǎn)坐標(biāo)，必須引入坐標(biāo)變換： S-XYZ為像空間輔助坐標(biāo)系； S-xyz為像空間坐標(biāo)系； a（x,y）為像片上任一像點(diǎn)R為正交矩陣，R中9個(gè)元素可分別表示為坐標(biāo)軸間夾角的余弦，稱為方向余弦6. 共線條件方程 （1）共線條件方程的一般形式： 共線條件： 共線

6、條件方程： 變形： （2）共線條件方程線性化（泰勒級(jí)數(shù)展開） 觀測(cè)值：x,y 未知數(shù)：Xs,Ys,Zs,X,Y,Z,x0,y0,f 泰勒級(jí)數(shù)展開： （1）定義：根據(jù)影像覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的分布合理的地面控制點(diǎn)（已知其像點(diǎn)和地面點(diǎn)的坐標(biāo)），利用共線條件方程求解像片外方位元素。 （2）誤差方程和法方程 已知值：x0,y0,f,m,X,Y,Z 觀測(cè)值：x,y 未知數(shù)：Xs,Ys,Zs, 泰勒級(jí)數(shù)展開：誤差方程系數(shù)推導(dǎo)：方程的解算：（3）方程的解算 獲取已知數(shù)據(jù)：m,x0,y0,f,Xtp,Ytp,Ztp 量測(cè)控制點(diǎn)像點(diǎn)坐標(biāo)：x,y 確定未知數(shù)初值：Xs0,Ys0,Zs0, 組成誤差方程式并法化 解求

7、外方位元素改正數(shù) 檢查迭代是否收斂 （1）像點(diǎn)位移、方向偏差定義 像點(diǎn)位移：當(dāng)像片傾斜、地面起伏時(shí)，地面點(diǎn)在航攝像片上構(gòu)像相對(duì)于理想情況 下的構(gòu)像所產(chǎn)生的位置差異稱為像點(diǎn)位移； 方向偏差：從像片上某點(diǎn)作出的方向線與地面對(duì)應(yīng)點(diǎn)畫出的方向線的方位角不等，這種差異稱為方向偏差。9.航攝像片上一般有哪幾種像點(diǎn)位移？列出有關(guān)公式分析其位移特點(diǎn) 答：因像片傾斜引起的像點(diǎn)位移、因地形起伏引起的像點(diǎn)位移。 （1）因像片傾斜引起的像點(diǎn)位移：，由上式知： 1因向徑rc和傾角恒為正值，當(dāng)角在0°180°的I、II象限內(nèi)，sin為正值，則為負(fù)值，即朝向等角點(diǎn)位移；當(dāng)角在180°360&#

8、176;的III、IV象限內(nèi)，sin為負(fù)值，則為正值，即背向等角點(diǎn)位移。 2當(dāng)0°或180°時(shí)，sin0，則0，即等比線上的各點(diǎn)沒(méi)有因像片傾斜所引起的像點(diǎn)位移。(因此稱為等比線) 3當(dāng)90°或270°時(shí)，sin±1，即rc相同的情況下，主縱線上|為最大。 （2）因地形起伏引起的像點(diǎn)位移： 上式是傾斜像片上因高差影響產(chǎn)生的像點(diǎn)位移鐵公式，式中rn、同樣是表示向徑和極角，而這里是以像底點(diǎn)為極點(diǎn)，通過(guò)像底點(diǎn)的水平線為極軸的，這與前面的rc、有所不同。 1當(dāng)h為正時(shí)，向徑rn增長(zhǎng)，h為正，位移背向像底點(diǎn)；h為負(fù)時(shí)，向徑rn縮短，h為負(fù)，位移朝向像底點(diǎn)。

9、 2當(dāng)時(shí)r = 0，則h = 0。這說(shuō)明位于像底點(diǎn)處的地面點(diǎn)，不存在因高差影響所產(chǎn)生的像點(diǎn)位移。 3當(dāng) = 0時(shí)：。上式是水平像片上因高差引起的像點(diǎn)位移公式，此時(shí)像底點(diǎn)n與像主點(diǎn)重合。第四章：立體觀察與量測(cè) （1）立體鏡觀察 橋式立體鏡 反光立體鏡 （2）疊影式立體觀察 互補(bǔ)色法 光閘法 偏振光法 液晶閃閉法 （3）雙目鏡觀察光路的立體觀察2. 解析內(nèi)定向（平面坐標(biāo)變換） 確定掃描坐標(biāo)系與像平面坐標(biāo)系關(guān)系 部分改正像底片變形誤差計(jì)算過(guò)程：（1） 獲取框標(biāo)點(diǎn)的理論坐標(biāo)（2）選擇坐標(biāo)變換模型（3）建立誤差方程v=Ax-l（4）建立法方程并解算 ,（5）計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)3.像片系統(tǒng)誤差： 攝影材料變形；

10、攝影機(jī)物鏡畸變差；大氣折光差；地球曲率 經(jīng)內(nèi)定向、系統(tǒng)誤差預(yù)改正后的像點(diǎn)坐標(biāo)為：4. 立體像對(duì)的前方交會(huì) （1）立體像對(duì)的重要點(diǎn)線面（2）立體像對(duì)分類 理想像對(duì)：相鄰兩像片水平、攝影基線水平組成的像對(duì) 豎直像對(duì)：相鄰兩像片不水平、攝影基線不水平組成的像對(duì) （3）立體像對(duì)前方交會(huì)的定義已知立體像對(duì)中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點(diǎn)坐標(biāo)，確定相應(yīng)地地面點(diǎn)在物方 空間坐標(biāo)系中坐標(biāo)的方法。 （4）前方交會(huì)的基本公式點(diǎn)投影系數(shù)法前方交會(huì)公式：點(diǎn)投影法計(jì)算過(guò)程：（5） 前方交會(huì)的基本公式 嚴(yán)密解法最小二乘解算5. 解析法相對(duì)定向不涉及地面控制點(diǎn)，只需利用立體像對(duì)的內(nèi)在幾何關(guān)系；不考慮像片的絕對(duì)位置及姿態(tài)，只

11、恢復(fù)立體像對(duì)兩張像片的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系；相對(duì)立體模型的比例尺、方位任意；描述立體像對(duì)兩張像片相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系的參數(shù)相對(duì)定向元素解析相對(duì)定向原理：同名光線對(duì)相交于核面內(nèi)共面條件方程：即為：線性化方程：等式兩邊同時(shí)除以：連續(xù)法相對(duì)定向中常數(shù)項(xiàng)的幾何意義：誤差方程及法方程的建立：6. 帶模型連接條件的連續(xù)法相對(duì)定向原理定向過(guò)程，顧及前后模型之間的公共連接點(diǎn)坐標(biāo)相等的條件，使得前后模型比例尺一致7. 解析法絕對(duì)定向 （1）絕對(duì)定向元素 描述立體像對(duì)在攝影瞬間的絕對(duì)位置和姿態(tài)的參數(shù)，通過(guò)將相對(duì)定向模型 進(jìn)行縮放、平移和旋轉(zhuǎn)，使其達(dá)到絕對(duì)位置 （2）物方空間坐標(biāo)近似坐標(biāo)變換 正變換：（大地測(cè)量坐標(biāo)系變

12、換到地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系） 反變換：（地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系變換到大地測(cè)量坐標(biāo)系） （3）地球曲率引起高程差改正 （4）三維空間相似變換原理 三維相似變換公式：絕對(duì)定向誤差方程：常數(shù)項(xiàng)：若直接用模型坐標(biāo)代替，則有：法方程解算：（量測(cè)2個(gè)平高和1個(gè)高程以上的控制點(diǎn)可以按最小二乘平差法求絕對(duì)定向元素） （5）相似變換參數(shù)計(jì)算 步驟：獲取控制點(diǎn)坐標(biāo) Xp,Yp,Zp,Xtp,Ytp,Ztp; 給定相似變換參數(shù)初值，X0,Y0，Z0； 計(jì)算重心化坐標(biāo)； 計(jì)算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)； 解法方程，求相似變換參數(shù)改正數(shù)； 計(jì)算相似變換參數(shù)的新值； 判斷迭代是否收斂。 計(jì)算重心化坐標(biāo)： 目的：減少模型點(diǎn)坐標(biāo)在計(jì)算

13、過(guò)程中的有效位數(shù)，保證計(jì)算的精度 簡(jiǎn)化法方程的系數(shù)，個(gè)別項(xiàng)數(shù)值變?yōu)榱?，以提高?jì)算速度8. 雙像解析攝影測(cè)量方法分類：（1） 空間后交前方交會(huì)法（像片空間后交、前交解求地面目標(biāo)空間坐標(biāo)） 后方交會(huì)求出像片外方位元素： 前方交會(huì)求出像點(diǎn)對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)坐標(biāo)：（2）相對(duì)定向絕對(duì)定向法（利用立體像對(duì)內(nèi)在幾何關(guān)系：相對(duì)定向模型點(diǎn)坐標(biāo)絕對(duì)定向地面點(diǎn)坐標(biāo)） 立體像對(duì)相對(duì)定向；計(jì)算模型點(diǎn)攝影測(cè)量坐標(biāo)；絕對(duì)定向計(jì)算相似變換參數(shù)；求地面帶你坐標(biāo)。（3）一步定向解法（光束法求解地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)待定點(diǎn)、已知控制點(diǎn)列誤差方程，整體平差，理論上最嚴(yán)密） 以共線條件方程為基礎(chǔ)，未知點(diǎn)、控制點(diǎn)同時(shí)列誤差方程，整體解算兩張像片的外

14、方位元素及待定點(diǎn)坐標(biāo)，理論上最嚴(yán)密。 像片作為平差單元，每條光線按共線條列誤差方程三種方法的比較：第5章 ：立解析空中三角測(cè)量概述1. 定義：利用航攝像片與所攝目標(biāo)之間的空間幾何關(guān)系，根據(jù)航攝像片上所量測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)、少量的地面控制點(diǎn)，利用解析計(jì)算的方法，計(jì)算加密點(diǎn)地面坐標(biāo)、像片外方位元素的測(cè)量方法，稱之為解析空中三角測(cè)量。2. 意義：不觸及被量測(cè)目標(biāo)即可測(cè)定其位置和幾何形狀；可快速地在大范圍內(nèi)同時(shí)進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)定，以節(jié)省野外測(cè)量工作量；不受通視條件限制；區(qū)域內(nèi)部精度均勻，且不受區(qū)域大小限制3. 分類：4. 影像連接點(diǎn)的類型明顯地物點(diǎn)，標(biāo)志點(diǎn)，人工轉(zhuǎn)刺點(diǎn)，儀器轉(zhuǎn)刺點(diǎn)，影像相關(guān)轉(zhuǎn)點(diǎn)5. 航帶法空中三角測(cè)量將立體像對(duì)構(gòu)成的單個(gè)模型連接成一個(gè)航帶模型，將航帶模型視為單元模型進(jìn)行解析處理，通過(guò)消除航帶模型中累積的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測(cè)圖坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)。6. 構(gòu)建自由航帶網(wǎng)方法：（1）帶模型連接條件的連續(xù)法相對(duì)定向 （2）連續(xù)法相對(duì)定向 （3）單獨(dú)法相對(duì)定向7. 自由航帶網(wǎng)概略絕對(duì)定向獲取地面控制點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)；計(jì)算重心化坐標(biāo)；絕對(duì)定向解算相似變換參數(shù)；計(jì)算模型點(diǎn)地面攝測(cè)坐標(biāo)。8. 航帶網(wǎng)誤差傳播：系統(tǒng)誤差和偶然誤差獨(dú)立積累性誤差：不隨模型個(gè)數(shù)的增加而增大其影響非獨(dú)立積累性誤差：隨模型個(gè)數(shù)的增加而增大其影響9.