攝影測量實驗報告

名目試驗一數(shù)字內(nèi)定向編程試驗 2試驗二空間前方交會編程試驗 6試驗三空間前方交會編程試驗 16CAD成圖試驗 25六、試驗成果29試驗一數(shù)字內(nèi)定向編程試驗一、目的要求：像片影像的數(shù)字內(nèi)定向。二、儀器用具：計算機，編程軟件〔VB〕三、試驗數(shù)據(jù)：1504150515041505ixjyixjy1417.229-110.000190.964109.999412.029-110.000198.964109.99928277.836109.999335.614110.0068271.936109.999367.414110.00638130.907109.9878195.164-109.9978101.307109.9878226.264-109.9974269.8648050.136241.0648058.036-109.999 -109.999 -109.999 -109.999-109.999 -109.999 -109.999 -109.999表3-1四、試驗內(nèi)容：內(nèi)定向參數(shù)求取方法：利用航攝像片上的四個框標(biāo)點的理論位置以及四個框標(biāo)點的像素坐標(biāo)為依據(jù)。依據(jù)條件：框標(biāo)點的像素坐標(biāo)通過公式轉(zhuǎn)換后應(yīng)等于其理論坐標(biāo)。利用式〔3-1〕h0、h1、h2、k0、k1、計算公式：x=h0+h1*i+h2*jy=k0+k1*i+k2*j〔3-1〕求解過程：列誤差方程法化求參數(shù)將像點掃描坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為框標(biāo)坐標(biāo)通過公式：x=h0+h1*i+h2*jy=k0+k1*i+k2*j將測量的同名點的掃描坐標(biāo)轉(zhuǎn)換位像框標(biāo)坐標(biāo)系中坐標(biāo)。五、試驗程序：PrivateSubread_Click ”讀入數(shù)據(jù)Dimi%,j%,k%CommonDialog1.ShowOpenOpenCommonDialog1.FileNameForInputAs#1Fori=1To4

k2。LineInput#1,ss=Split(s,““)Forj=1To2A(i,j+1)=s(j-1)NextjLineInput#1,ss=Split(s,““)Lx(i,1)=s(0)Ly(i,1)=s(1)NextiFori=1To4A(i,1)=1NextiEndSub”內(nèi)定向求解PrivateSubjisuan_ClickDimi%,j%,k%Fori=1To3Forj=1To4at(i,j)=A(j,i)NextjNexti”矩陣求解JZCat,A,3,4,3,BRectB,3,BdNJZCBdN,at,3,3,4,bbJZCbb,Lx,3,4,1,HHJZCbb,Ly,3,4,1,KKFori=1To3Text1=Text1&Format(HH(i,1),“0.000000“)&vbCrLfNextiText1=Text1&vbCrLfFori=1To3Text1=Text1&Format(KK(i,1),“0.000000“)&vbCrLfNextiClose#1EndSub”坐標(biāo)轉(zhuǎn)換PrivateSubCommand1_Clickxx=Val(Text2)yy=Val(Text3)Text4=HH(1,1)+xx*HH(2,1)+yy*HH(3,1)Text5=KK(1,1)+xx*KK(2,1)+yy*KK(3,1)Text4.Text=Format(Text4,“0.000“)Text5.Text=Format(Text5,“0.000“)EndSub六、試驗結(jié)果：1504定向參數(shù)：=0.006349y方向：k0=115.125954,k1=0.000516,k2=-0.027982,精度=0.0013381505定向參數(shù)：=0.005566y方向：k0=115.321828,k1=0.000600,k2=-0.027981,精度=0.002853試驗二空間前方交會編程試驗一、目的要求：〔15041505〕中兩張像片各自的6個外方位元素的解求。二、儀器用具：計算機，編程軟件〔VB〕三、試驗數(shù)據(jù)左片〔1504〕試驗數(shù)據(jù)為一立體像對〔1504、1505〕的像片掌握點數(shù)據(jù)，包括像點坐標(biāo)及相應(yīng)地面攝測坐標(biāo)。具體如表4-1所示：左片〔1504〕像平面坐標(biāo)像平面坐標(biāo)地面攝測坐標(biāo)xyXtpYtpZtp-2.81673.965501286.070543471.38014.250-6.459-87.783501261.140542778.3305.580-76.415-46.343500966.380542964.9805.430-30.041-40.404501163.290542986.8008.810-65.89075.337501019.750543480.2305.760xyXtpYtpZtp72.50774.412501286.070543471.38014.25073.384-85.905501261.140542778.3305.5803.767-47.117500966.380542964.9805.43049.064-39.709501163.290542986.8008.81010.24473.307501019.750543480.2305.760右片〔1505〕像平面坐標(biāo)右片〔1505〕像平面坐標(biāo)地面攝測坐標(biāo)兩張像片的內(nèi)方位元素為：x0=y0=0mm,f=210.681mm。四、試驗內(nèi)容：利用地面掌握點數(shù)據(jù)以及相應(yīng)像點坐標(biāo)〔1504、1505〕中兩張像片各自的6個外方位元素。數(shù)學(xué)模型：共線條件方程式xfyf

a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs)a2(XXs)b2(YYs)c2(ZZs)a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs)求解過程：獵取數(shù)據(jù)：像片比例尺1/m：由像片上兩點間距離與相應(yīng)地面點間距之比求得。平均航高H：H=m*f+ΣZi/n其中，n為掌握點數(shù)。內(nèi)方位元素x0,y0,f：地面攝影測量坐標(biāo)Xtp,Ytp,Ztp掌握點的像點坐標(biāo)〔表4-1〕確定未知數(shù)初始值：在豎直攝影狀況下，角元素的初始值為0，即φ=ω=κ=0；線元素中，Zs0=H,Xs0,Ys0的取值可用五個掌握點坐標(biāo)的平均值，即：Xs0=ΣXtpi/5，Ys0=ΣYtpi/5。計算旋轉(zhuǎn)矩陣R：利用角元素值的近似值按下式計算方向余弦值，組成R陣：a1=Cos(φ)*Cos(κ)-Sin(φ)*Sin(ω)*Sin(κ)a2=-Cos(φ)*Sin(κ)-Sin(φ)*Sin(ω)*Cos(κ)a3=-Sin(φ)*Cos(ω)b1=Cos(ω)*Sin(κ)b2=Cos(ω)*Cos(κ)b3=-Sin(ω)c1=Sin(φ)*Cos(κ)+Cos(φ)*Sin(ω)*Sin(κ)c2=-Sin(φ)*Sin(κ)+Cos(φ)*Sin(ω)*Cos(κ)c3=Cos(φ)*Cos(ω)逐點計算像點坐標(biāo)的近似值：利用未知數(shù)的近似值按共線方程式計算掌握點像點坐標(biāo)的近似值〔x〕，〔y〕組成誤差方程式：按下式逐點計算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項：系數(shù)：zba=(a3*(Xa-Xs)+b3*(Ya-Ys)+c3*(Za-zs))a11=(a1*f+a3*x)/zbaa12=(b1*f+b3*x)/zbaa13=(c1*f+c3*x)/zbaa21=(a2*f+a3*y)/zbaa22=(b2*f+b3*y)/zbaa23=(c2*f+c3*y)/zbaa14=y*Sin(ω)-(x*(x*Cos(κ)-y*Sin(κ))/f+f*Cos(κ))*Cos(ω)a15=-f*Sin(κ)-x*(x*Sin(κ)+y*Cos(κ))/fa16=ya24=-x*Sin(ω)-(y*(x*Cos(κ)-y*Sin(κ))/f-f*Sin(κ))*Cos(ω)a25=-f*Cos(κ)-y*(x*Sin(κ)+y*Cos(κ))/fa26=-x常數(shù)項：lx=x-〔x〕ly=y-〔y〕用矩陣形式表示為：V=AX-l式中：V=[VxVy]A=a11a12a13a14a15a16a21a22a23a24a25a26X=[dXsdYsdZsdφdωdκ]L=[lxly]’全部掌握點，列出誤差方程式，構(gòu)成總誤差方程式：V=AX-l式中：V=[V1V2V3V4V5]A=[A1A2A3A4A5]L=[l1l2l3l4l5]組成法方程式：計算法方程的系數(shù)矩陣Na=A’A與常數(shù)項U=A’l。解求外方位元素：依據(jù)法方程，按下式解求外方位元素改正數(shù)：X=Nani*U并與相應(yīng)的近似值求和，得到外方位元素的近似值。檢查計算是否收斂：重復(fù)4-8的計算，直到滿足要求為止。迭代限差為：dXs<1m,dYs<1m,dZs<1m,dφ<0.00001,dω<0.00001,dκ<0.00001最終得出的六個外方位元素的解為：Xs=Xs0+dXs1+dXs2+……Ys=Ys0+dYs1+dYs2+……Zs=Zs0+dZs1+dZs2+……φ=φ0+dφ1+dφ2+……ω=ω0+dω1+dω2+……κ=κ0+dκ1+dκ2+……五、試驗程序：”讀取數(shù)據(jù)PrivateSubread_ClickDimi%CommonDialog1.ShowOpenOpenCommonDialog1.FileNameForInputAs#1Fori=1To6LineInput#1,sIfi<>1Thens=Split(s,““)M(i-1)=s(0)N(i-1)=s(1)Xtp(i-1)=s(2)Ytp(i-1)=s(3)Ztp(i-1)=s(4)EndIfNextiEndSub”計算PrivateSubjisuan_ClickDimi%,j%Dims1AsSingle,s2AsSingle,wAsSingle,EZAsSingle,HAsSingle,Xs0AsSingle,Ys0AsSingle,Zs0AsSingle,faiAsSingle,omgAsSingle,kabAsSingleDima1AsSingle,a2AsSingle,a3AsSingle,b1AsSingle,b2AsSingle,b3AsSingle,c1AsSingle,c2AsSingle,c3AsSingleDimA(10,6)AsSingle,L(10,1)AsSingle,P(5,2,6)AsSingleDimat(6,10)AsSingle,BB(6,6)AsSingle,CC(6,6)AsSingle,DD(6,10)AsSingle,EE(6,1)AsSingleDimx0(5)AsSingle,y0(5)AsSingle,lx(5)AsSingle,ly(5)AsSingle,zba(5)AsSinglef=0.210681”像片比例尺1/ms1=Sqr((M(1)-M(2))^2+(N(1)-N(2))^2)s2=Sqr((Xtp(1)-Xtp(2))^2+(Ytp(1)-Ytp(2))^2)w=s2/s1”平均航高HEZ=(Ztp(1)+Ztp(2)+Ztp(3)+Ztp(4)+Ztp(5))/5H=EZ”掌握點坐標(biāo)平均值Xs0=(Xtp(1)+Xtp(2)+Xtp(3)+Xtp(4)+Xtp(5))/5Ys0=(Ytp(1)+Ytp(2)+Ytp(3)+Ytp(4)+Ytp(5))/5Zs0=EZ+w*ffai=0omg=0kab=0lj=1DoWhilelj<6”R矩陣系數(shù)a1=Cos(fai)*Cos(kab)-Sin(fai)*Sin(omg)*Sin(kab)a2=-Cos(fai)*Sin(kab)-Sin(fai)*Sin(omg)*Cos(kab)a3=-Sin(fai)*Cos(omg)b1=Cos(omg)*Sin(kab)b2=Cos(omg)*Cos(kab)b3=-Sin(omg)c1=Sin(fai)*Cos(kab)+Cos(fai)*Sin(omg)*Sin(kab)c2=-Sin(fai)*Sin(kab)+Cos(fai)*Sin(omg)*Cos(kab)c3=Cos(fai)*Cos(omg)”像點坐標(biāo)的近似值Fori=1To5x0(i)=-f*(a1*(Xtp(i)-Xs0)+b1*(Ytp(i)-Ys0)+c1*(Ztp(i)-Zs0))/(a3*(Xtp(i)-Xs0)+b3*(Ytp(i)-Ys0)+c3*(Ztp(i)-Zs0))y0(i)=-f*(a2*(Xtp(i)-Xs0)+b2*(Ytp(i)-Ys0)+c2*(Ztp(i)-Zs0))/(a3*(Xtp(i)-Xs0)+b3*(Ytp(i)-Ys0)+c3*(Ztp(i)-Zs0))lx(i)=M(i)-x0(i)ly(i)=N(i)-y0(i)Nexti”誤差方程的系數(shù)Fori=1To5zba(i)=(a3*(Xtp(i)-Xs0)+b3*(Ytp(i)-Ys0)+c3*(Ztp(i)-Zs0))P(i,1,1)=(a1*f+a3*M(i))/zba(i)P(i,1,2)=(b1*f+b3*M(i))/zba(i)P(i,1,3)=(c1*f+c3*M(i))/zba(i)P(i,1,4)=N(i)*Sin(omg)-(M(i)*(M(i)*Cos(kab)-N(i)*Sin(kab))/f+f*Cos(kab))*Cos(omg)P(i,1,5)=-f*Sin(kab)-M(i)*(M(i)*Sin(kab)+N(i)*Cos(kab))/fP(i,1,6)=N(i)P(i,2,1)=(a2*f+a3*N(i))/zba(i)P(i,2,2)=(b2*f+b3*N(i))/zba(i)P(i,2,3)=(c2*f+c3*N(i))/zba(i)P(i,2,4)=-M(i)*Sin(omg)-(N(i)*(M(i)*Cos(kab)-N(i)*Sin(kab))/f-f*Sin(kab))*Cos(omg)P(i,2,5)=-f*Cos(kab)-N(i)*(M(i)*Sin(kab)+N(i)*Cos(kab))/fP(i,2,6)=-M(i)Nexti”誤差方程常數(shù)項Fori=1To6A(1,i)=P(1,1,i)A(2,i)=P(1,2,i)A(3,i)=P(2,1,i)A(4,i)=P(2,2,i)A(5,i)=P(3,1,i)A(6,i)=P(3,2,i)A(7,i)=P(4,1,i)A(8,i)=P(4,2,i)A(9,i)=P(5,1,i)A(10,i)=P(5,2,i)NextiFori=1To2L(2*i-1,1)=lx(i)L(2*i,1)=ly(i)NextiFori=1To6Forj=1To10at(i,j)=A(j,i)NextjNexti”求解法方程的解JZCat,A,6,10,6,BBRectBB,6,CCJZCCC,at,6,6,10,DDJZCDD,L,6,10,1,EEIfEE(1,1)<1AndEE(2,1)<1AndEE(3,1)<1AndEE(4,1)<0.00001AndEE(5,1)<0.00001AndEE(6,1)<0.00001ThenExitDoElseXs0=Xs0+EE(1,1)Ys0=Ys0+EE(2,1)Zs0=Zs0+EE(3,1)fai=fai+EE(4,1)omg=omg+EE(5,1)kab=kab+EE(6,1)lj=lj+1EndIfLoopZs0=w*f*1000+EZText1.Text&vbCrLf&“Xs=“&Format(Xs0,“0.000000“)&vbCrLf&“Ys=“&Format(Ys0,“0.000000“)&vbCrLf&“Zs=“&Format(Zs0,“0.000000“)&vbCrLf&“fai=“&Format(fai,“0.000000“)&vbCrLf&“omg=“&Format(omg,“0.000000“)&vbCrLf&“kab=“&Format(kab,“0.000000“)Text1.Text=Text1&vbCrLf&“f=210.681000“&vbCrLf&“x0=0.000000“&vbCrLf&“y0=0.000000“&vbCrLf&“H=“&Format(H,“0.000000“)EndSub六、試驗結(jié)果1504外方位元素：Xs=501257.416158Ys=543170.797562Zs=911.522700φ=0.040643ω=-0.014540κ=-0.013461x0=0.000000y0=0.000000H=7.966000

1505外方位元素：Xs=500934.463445Ys=543180.119596Zs=910.372341φ=0.028448ω=-0.012638κ=-0.050018x0=0.000000y0=0.000000H=7.966000試驗三空間前方交會編程試驗一、目的要求：會的過程，完成所給立體像對〔1504、1505〕上假設(shè)干對同名點對應(yīng)的地面物方點的坐標(biāo)計算。二、儀器用具：計算機，編程軟件〔VB〕，通用圖像處理軟件photoshop。三、試驗數(shù)據(jù)試驗數(shù)據(jù)為一立體像對〔1504、1505〕兩像片影像數(shù)據(jù)，以及它們的內(nèi)、外方位元素，具體見表5-1。15041505h0-121.642023-121.766062h10.0279760.027976內(nèi)方位元素h2k00.000607115.3218280.000523115.125954k10.0006000.000516k2-0.027981-0.027982Xs500934.463445501257.416158Ys543180.119596543170.797562外方位元素Zsφ910.3723410.028448911.5227000.040643ω-0.012638-0.014540κ-0.050018-0.013461表5-1四、試驗內(nèi)容：利用所給立體像對兩張像片的內(nèi)、外方位元素，編寫空間前方交會程序，依據(jù)所給像對〔1504、1505〕中假設(shè)干同名像點在左右像片上的坐標(biāo)，解求其對應(yīng)的地面點的物方坐標(biāo)，實現(xiàn)空間前方交會的過程。數(shù)學(xué)模型：基于點投影系數(shù)的空間前方交會式：B X XB X XBs2 s1BB Z B Z ZX x 2 2 2 2 2a (X ,Y ,Z )2 2 2 2 2

2 R2yRZ2

fX x 1 1 1 1 1a(X ,Y ,Z )1 1 1 1 1

1 R1yRZ1

fZXZ1N BX 2ZXZ1

BX Z2Z21 2 2Z1Z1N BZ1

BXZXZ21 2 2Z1ZXZ211UNX11

U”NX22”22122VNY VNY12222WN1Z1 W”NZ22XX NXS1 1 1S1 1 1 S1 2 1S1 1 1 S1 2 Y 2

(Y NY)(Y NY)ZZS1N1Z1dY(Y NY)(Y NY)S1 1 1 S2 2 2同名點量測：利用photoshop并記錄下同名點在左右影像上的像素坐標(biāo)〔i，j〕，〔i，j〕，具體形式如表5-2。l l r r點號點號15051504i〔橫〕 j〔綜〕i〔橫〕j〔綜〕17682486249414857276494895490648903759549474850494147562498148144974575095034475850266747450684723505877387515446315143求解過程：

表5-2利用上面4.2中量測的同名像點的像素坐標(biāo)以及對應(yīng)像片的內(nèi)定向參數(shù)，計算出同名點在左外方位元素、以及4.1中的前方交會計算式，計算該像點對應(yīng)地面點的坐標(biāo)〔X,Y,Z〕，并計算地面點在Y方向上的剩余上下視差ΔY。五、試驗程序：”讀取同名點數(shù)據(jù)PrivateSubread_ClickDimi%CommonDialog1.ShowOpenOpenCommonDialog1.FileNameForInputAs#1Fori=1To10LineInput#1,SIfi<>1ThenS=Split(S,““)P2(i-1,1)=S(0)Q2(i-1,1)=S(1)P1(i-1,1)=S(2)Q1(i-1,1)=S(3)EndIfNextiText1.Text=“1504“&“ “&“1505“&vbCrLfFori=1To9Text1.Text=Text1&P1(i,1)&““&Q1(i,1)&“ “&P2(i,1)&““&Q2(i,1)&vbCrLfNextiEndSub”計算空間坐標(biāo)PrivateSubjisuan_ClickDimBxAsSingle,ByAsSingle,BzAsSingleDimR1(3,3)AsSingle,R2(3,3)AsSingleDimx1(9)AsSingle,y1(9)AsSingle,x2(9)AsSingle,y2(9)AsSingleDima(9,3,1)AsSingle,b(9,3,1)AsSingle,c(9,3,1)AsSingle,d(9,3,1)AsSingleDimM(9)AsSingle,N(9)AsSingle,R(9)AsSingle,S(9)AsSingle,T(9)AsSingleDimk1(3,1)AsSingle,k2(3,1)AsSingle,k3(3,1)AsSingle,k4(3,1)AsSingle,k5(3,1)AsSingle,k6(3,1)AsSingle,k7(3,1)AsSingle,k8(3,1)AsSingle,k9(3,1)AsSingleDiml1(3,1)AsSingle,l2(3,1)AsSingle,l3(3,1)AsSingle,l4(3,1)AsSingle,l5(3,1)AsSingle,l6(3,1)AsSingle,l7(3,1)AsSingle,l8(3,1)AsSingle,l9(3,1)AsSingleDimg1(3,1)AsSingle,g2(3,1)AsSingle,g3(3,1)AsSingle,g4(3,1)AsSingle,g5(3,1)AsSingle,g6(3,1)AsSingle,g7(3,1)AsSingle,g8(3,1)AsSingle,g9(3,1)AsSingleDimh1(3,1)AsSingle,h2(3,1)AsSingle,h3(3,1)AsSingle,h4(3,1)AsSingle,h5(3,1)AsSingle,h6(3,1)AsSingle,h7(3,1)AsSingle,h8(3,1)AsSingle,h9(3,1)AsSingle”內(nèi)外方位元素h01=-121.766062h11=0.027976h21=0.000523k01=115.125954k11=0.000516k21=-0.027982h02=-121.642023h12=0.027976h22=0.000607k02=115.321828k12=