解析空中三角測量基本思想和主要作業(yè)過程

1、解析空中三角測量基本思想和主要作業(yè)過程上節(jié)課重點(diǎn)解析空中三角測量重要回顧主要知識點(diǎn): 解析法相對定向 模型點(diǎn)坐標(biāo)計算 解析法絕對定向 光束法嚴(yán)密解法（一步定向法）基本要求：理解像對解析相對定向的概念、相對定向元素解算過程。掌握模型解析絕對定向目的和過程；了解光束法雙像解析攝影測量。本節(jié)課內(nèi)容解析空中三角測量重點(diǎn)知識點(diǎn) 重點(diǎn)內(nèi)容: 解析法空中三角測量 航帶法空中三角測量 獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量 光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量基本要求：理解解析空中三角測量概念；掌握航帶法解析空三測量的基本知識；了解航帶法區(qū)域網(wǎng)空三的概念及方法；了解獨(dú)立模型法和光束法空三的基本思想。1-1 解析空中三角測量概述解析

2、空中三角測量概述知識點(diǎn)： 解析空中三角測量的定義解析空中三角測量的意義解析空中三角測量的目的解析空中三角測量的分類1-1 解析空中三角測量概述解析空中三角測量概述 解析空中三角測量的定義 利用計算的方法，根據(jù)航攝像片上所量測的像點(diǎn)坐標(biāo)以及少量的地面控制點(diǎn)求出地面加密點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)，稱之為解析空中三角測量。俗稱攝影測量加密解析空中三角測量的信息像片上量測的像點(diǎn)坐標(biāo)少量地面點(diǎn)坐標(biāo)XZYSS待定點(diǎn)高程控制點(diǎn)平高控制點(diǎn) 平高控制點(diǎn) 高程控制點(diǎn) 加密點(diǎn) （待求點(diǎn)）1-1 解析空中三角測量概述解析空中三角測量概述 解析空中三角測量的意義不觸及被量測目標(biāo)即可測定其位置和幾何形狀可快速地在大范圍內(nèi)同時進(jìn)行點(diǎn)

3、位測定，以節(jié)省野外測量工作量不受通視條件限制攝影測量平差時，區(qū)域內(nèi)部精度均勻，且不受區(qū)域大小限制1-1 解析空中三角測量概述解析空中三角測量概述 解析空中三角測量的目的為測繪地形圖提供定向控制點(diǎn)和像片定向參數(shù)測定大范圍內(nèi)界址點(diǎn)的統(tǒng)一坐標(biāo)單元模型中大量地面點(diǎn)坐標(biāo)的計算解析近景攝影測量和非地形攝影測量1-1 解析空中三角測量概述解析空中三角測量概述單模型法航帶法區(qū)域網(wǎng)法按平差范圍航帶法獨(dú)立模型法光束法按數(shù)學(xué)模型 解析空中三角測量的分類1-1 解析空中三角測量概述解析空中三角測量概述 影像連接點(diǎn)的設(shè)置12374586方位線過主點(diǎn)且垂直于方位線的直線與旁向重疊中線的交點(diǎn)附近不得大于1cmcm不得小于5

4、cm應(yīng)在56兩點(diǎn)連線中點(diǎn)1cm范圍內(nèi)距像片邊緣cm所有點(diǎn)均布成雙點(diǎn)距各類標(biāo)志不得小于1mm1-1 解析空中三角測量概述解析空中三角測量概述 影像連接點(diǎn)的類型人工轉(zhuǎn)刺點(diǎn)（刺點(diǎn)針）儀器轉(zhuǎn)刺點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)儀）標(biāo)志點(diǎn)（布設(shè)地面標(biāo)志）明顯地物點(diǎn)(自然點(diǎn)）數(shù)字影像匹配轉(zhuǎn)點(diǎn)（最普遍）明顯地物點(diǎn)標(biāo)志點(diǎn) 標(biāo)志的大小 增加輔標(biāo) 與地物的反差1-2 航帶法空中三角測量解析空中三角測量航帶法空中三角測量知識點(diǎn)： 基本思想與流程 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)建 單航帶空中三角測量 航帶法區(qū)域網(wǎng)平差 1-2 航帶法空中三角測量解析空中三角測量航帶法空中三角測量 基本思想與流程 把許多立體像對構(gòu)成的單個模型連結(jié)成一個航帶模型，將航帶模型視為單

5、元模型進(jìn)行解析處理，通過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圖坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)1-2 航帶法空中三角測量解析空中三角測量航帶法空中三角測量 基本思想與流程像點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)誤差預(yù)改正立體像對相對定向模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)航帶網(wǎng)的概略絕對定向航帶模型非線性改正加密點(diǎn)坐標(biāo)計算1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成 一條航帶，完成相對定向后，完成了如下工作： a、各像對的像空間輔助坐標(biāo)系的軸系對應(yīng)的軸彼此平行； b、各模型的基線分量彼此平行； c、計算了各單模型在各自像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。bybz解析空中三角測量航帶法空中三角測量1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶

6、法空中三角測量 存在的問題： a、各模型的基線分量是各自獨(dú)立選取的，就使得各模型的比例尺不統(tǒng)一； b、各模型坐標(biāo)系是獨(dú)立的，全航帶沒有統(tǒng)一。自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成要解決的問題： a、統(tǒng)一各模型的比例尺； b、統(tǒng)一全航帶各模型坐標(biāo)系為一個坐標(biāo)原點(diǎn)。1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶法空中三角測量自由航帶網(wǎng)構(gòu)成，計算模型點(diǎn)攝測坐標(biāo)： 航帶內(nèi)各立體模型利用公共點(diǎn)進(jìn)行連接，逐個模型歸化比例尺，統(tǒng)一坐標(biāo)原點(diǎn)，將全航帶內(nèi)各模型連接成一個統(tǒng)一的模型，計算模型點(diǎn)攝測坐標(biāo)。1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶法空中三角測量 統(tǒng)一各模型的坐標(biāo)原點(diǎn)、模型點(diǎn)攝測坐標(biāo)計算。自由航帶網(wǎng)構(gòu)成需如下兩步：

7、 模型連接，將各模型比例尺統(tǒng)一。a 模型連接，比例尺統(tǒng)一歸化系數(shù)135246a135246bXYZ2as1s2s31b1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶法空中三角測量求得 后，將后一模型中各模型點(diǎn)的空間輔助坐標(biāo)及基線分量( ）均乘以歸化系數(shù)，就得到與前一模型比例尺相同的模型點(diǎn)坐標(biāo)。 a 模型連接，比例尺統(tǒng)一1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶法空中三角測量左攝站坐標(biāo)b 統(tǒng)一坐標(biāo)原點(diǎn)、模型點(diǎn)攝測坐標(biāo)計算第一個模型中模型點(diǎn)攝測坐標(biāo)計算公式右攝站坐標(biāo)（后一個模型的坐標(biāo)原點(diǎn)）1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶法空中三角測量任意模型點(diǎn)坐標(biāo)b 統(tǒng)一坐標(biāo)原點(diǎn)、模型點(diǎn)攝

8、測坐標(biāo)計算第一個模型中模型點(diǎn)攝測坐標(biāo)計算公式1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶法空中三角測量攝站坐標(biāo)模型坐標(biāo)第二模型及以后各模型的右攝站點(diǎn)、模型點(diǎn)在攝測坐標(biāo)系中的坐標(biāo)計算公式：b 統(tǒng)一坐標(biāo)原點(diǎn)、模型點(diǎn)攝測坐標(biāo)計算1-2-1 自由航帶網(wǎng)的構(gòu)成解析空中三角測量航帶法空中三角測量航帶內(nèi)所有模型完成上述計算，則建成了自由航帶網(wǎng)。1-2-2自由航帶網(wǎng)的概略絕對定向獲取控制點(diǎn)的地面攝影測量坐標(biāo) Xtp , Ytp , Ztp解析空中三角測量航帶法空中三角測量計算重心化坐標(biāo)求相似變換參數(shù)計算各模型點(diǎn)的地面攝影測量坐標(biāo) 1-2-3 航帶模型非線性改正解析空中三角測量航帶法空中三角測量 航帶網(wǎng)模型

9、的非線性改正:消除殘存的系統(tǒng)誤差和偶然誤差誤差在模型連接過程中傳遞累積產(chǎn)生的航帶網(wǎng)的變形。非線性變形的特點(diǎn) 復(fù)雜，難以用簡單的數(shù)學(xué)模型描述。 處理方法 由數(shù)學(xué)分析知道，任何一個復(fù)雜的曲面，總可以用一個多項式曲面來描述。1-2-3 航帶模型非線性改正解析空中三角測量航帶法空中三角測量基本思路a、利用一定數(shù)量的已知控制點(diǎn)坐標(biāo)，求得多項式曲面的各項系數(shù)，確定一個已知的多項式曲面；b、再利用已求得的系數(shù)（非線性改正系數(shù)）進(jìn)行各待定點(diǎn)上的非線性變形改正，得到各待定點(diǎn)的坐標(biāo)。常用的多項式模型的選擇 一般多項式對三維坐標(biāo)X,Y,Z分別采用獨(dú)立多項式來求解和改正； 兩步多項式改正平面坐標(biāo)X，Y采用正形變形多項

10、式，高程Z仍采用一般多項式。1-2-3 航帶模型非線性改正解析空中三角測量航帶法空中三角測量二次多項式用一個多項式曲面擬合航帶網(wǎng)復(fù)雜的變形曲面，使該曲面經(jīng)過航帶網(wǎng)已知點(diǎn)時，所求得坐標(biāo)變形值與它們實(shí)際的變形值相等或使其殘差的平方和為最小1-2-4 航帶法區(qū)域網(wǎng)平差解析空中三角測量航帶法空中三角測量 優(yōu)點(diǎn)a使整個測區(qū)加密點(diǎn)的精度一致；b航帶與航帶之間不需人工接邊；c減少野外實(shí)測地面控制點(diǎn)的數(shù)量，則減輕了作業(yè)強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率。 概念航帶法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量，是以單航帶航帶法空中三角測量為理論基礎(chǔ)，多航帶網(wǎng)同時平差求解加密點(diǎn)地面坐標(biāo)的方法。高1-2-4 航帶法區(qū)域網(wǎng)平差解析空中三角測量航帶法空中三

11、角測量a按照單航帶法構(gòu)成自由航帶網(wǎng)b利用本航帶的控制點(diǎn)及與上一航帶的公共點(diǎn)進(jìn)行三維空間相似變換，將整區(qū)各航線納入統(tǒng)一的坐標(biāo)系中c同時解求各航帶非線性變形改正參數(shù)d計算各加密點(diǎn)坐標(biāo) 基本思想1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，20 待定點(diǎn)名 A，B，O 像片名高程控制點(diǎn) 平高控制點(diǎn)1-2-4 航帶法區(qū)域網(wǎng)平差解析空中三角測量航帶法空中三角測量 計算流程A.建立自由比例尺的航帶網(wǎng)B.建立松散的區(qū)域網(wǎng)C .區(qū)域網(wǎng)整體平差1-2-5 小結(jié)：解析空三概念解析空中三角測量航帶法空中三角測量以像片上量測的像點(diǎn)為依據(jù)，采用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，按最小二

12、乘法原理，用少量地面控制點(diǎn)為平差條件，在計算機(jī)上解求測圖所需控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)。1-2-5 小結(jié)解析空中三角測量航帶法空中三角測量平高控制點(diǎn) 高程控制點(diǎn) 加密點(diǎn) （待求點(diǎn)）1-2-5小結(jié)：航帶法空三流程解析空中三角測量航帶法空中三角測量像點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)誤差預(yù)改正立體像對相對定向模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)航帶網(wǎng)的概略絕對定向航帶模型非線性改正加密點(diǎn)坐標(biāo)計算1-3獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量解析空中三角測量獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空三知識點(diǎn)： 基本思想與流程1-3獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量解析空中三角測量獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空三基本思想：基于單獨(dú)法相對定向建立單個立體模型；將各單個模型視為剛體，利用各單個模型彼此間的

13、公共點(diǎn)連成一個區(qū)域，在連接過程中每個模型只能作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放；在變換中要使模型間公共點(diǎn)的坐標(biāo)相等，控制點(diǎn)的計算坐標(biāo)與實(shí)測坐標(biāo)相等，誤差的平方和為最小，在滿足這些條件下，按最小二乘原理求得每個模型的七個絕對定向參數(shù)；再進(jìn)一步求出所有待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)。1-3獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量作業(yè)流程：a.單獨(dú)法相對定向建立單元模型，獲取各單元模型的模型坐標(biāo)b.利用相鄰模型公共點(diǎn)和所在模型中的控制點(diǎn)，各單元模型分別作空間相似變換，按各自的條件列出誤差方程式及法方程式c.建立全區(qū)域的改化法方程式，并按循環(huán)分塊法來求解，求得每個模型點(diǎn)的七個絕對定向元素d.按平差后求得的七個絕對定向元素，計算每個單元模型中待

14、定點(diǎn)的坐標(biāo)，若為相鄰模型的公共點(diǎn)，取其均值作為最后結(jié)果解析空中三角測量獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空三1-4光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量解析空中三角測量光束法區(qū)域網(wǎng)空三知識點(diǎn)： 基本思想與流程1-4光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量解析空中三角測量光束法區(qū)域網(wǎng)空三 基本思想與流程 以一張像片組成的一束光線作為一個平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過各光線束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共點(diǎn)的光線實(shí)現(xiàn)最佳交會，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點(diǎn)坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)及像片的外方位元素1-4光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量解析空中三角測量光束法區(qū)域網(wǎng)空三原理圖1-4光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量解析空中三角測

15、量光束法區(qū)域網(wǎng)空三 基本思想與流程獲取像片內(nèi)方位元素、像點(diǎn)坐標(biāo)和GCP坐標(biāo)確定像片外方位元素和加密點(diǎn)地面坐標(biāo)近似值逐點(diǎn)建立誤差方程式并法化建立改化法方程式，循環(huán)分塊法解求改化法方程求出像片的外方位元素空間前方交會計算待定點(diǎn)坐標(biāo) 1-5三種區(qū)域網(wǎng)平差方法比較解析空中三角測量三種方法比較三種方法數(shù)學(xué)模型觀測值平差單元未知數(shù)應(yīng)用航帶法航帶坐標(biāo)的非線性改正公式自由航帶中各點(diǎn)的攝測坐標(biāo)航帶各航帶的多項式改正系數(shù)提供初值和小比例尺低精度點(diǎn)位加密獨(dú)立模型法單元模型的空間相似變換公式計算的或量測的模型坐標(biāo)獨(dú)立模型各模型空間相似變換的七參數(shù)測圖光束法共線條件方程式每幅影像的像點(diǎn)坐標(biāo)單個光束外方位元素和待求點(diǎn)地面坐標(biāo)高精度解析空三和點(diǎn)位測定1-5三種區(qū)域網(wǎng)平差方法比較航帶法 解求航線的非線性改正參數(shù) 獨(dú)立模型法 解求模型的相似變換參數(shù) 光束法解析空中三角測量三種方法比較像片坐標(biāo)初步航帶平差計算/量測