攝影測量復(fù)習(xí)整理

攝影測量復(fù)習(xí)整理第三章：像片比例尺：像片比例尺:航攝像片上一線段為1的影像與地面上相應(yīng)線段的水平距離L之比。重疊：航向重疊：同一條航線上相鄰兩張像片的重疊旁向重疊。(P=50%?65%)最小53%旁向重疊：相鄰航線相鄰兩像片的重疊度像片傾角°(q=30%?40%)最小15%。3?像片傾角：攝影瞬間攝影機(jī)的主光軸近似與地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于2度?3度。4主要的點(diǎn)：(1)像主點(diǎn)：攝影中心S在像片平面上的投影點(diǎn)。像底點(diǎn)：主垂線與像片面P的交點(diǎn)n稱為像底點(diǎn)。等角點(diǎn)：傾角a的平分線與像片面交于點(diǎn)C稱C點(diǎn)為等角點(diǎn)。.主要的線：(1)主縱線：主垂面W與像平面P的交線稱為主縱線W。等比線：過像主點(diǎn)平行于合線的直線稱為等比線。主橫線：主要的面：核面主垂面5?投影：中心投影：投影光線會聚于一點(diǎn)的投影稱為中心投影。正交投影(平行投影)：投影光線相互平行且垂直于投影面6?坐標(biāo)系：像平面坐標(biāo)系：是以該像片的像主點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系，用來表示像點(diǎn)在像片面上的位置，在實(shí)際應(yīng)用中，常采用框標(biāo)連線的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，稱為框標(biāo)平面坐標(biāo)系。X、y軸的方向按需要而定，常取與航線方向一致的連線為x軸，航線方向為正。像空間坐標(biāo)系：以攝影中心S為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸和Y軸分別與像平面直角坐標(biāo)系的X軸和Y軸平行，Z軸與主光軸重合，向上為正，像點(diǎn)的像空間坐標(biāo)系表示為X、y、-f)。像空間輔助坐標(biāo)系：其坐標(biāo)原點(diǎn)是攝影中心S坐標(biāo)軸依情況而定，通常有三種方法:a、 以每一條航線的第一張像片的像空間坐標(biāo)系作為像空間輔助坐標(biāo)系。b、 取u、v、w軸系分別平行于地面攝影測量坐標(biāo)系D-XYZ,這樣同一像點(diǎn)a在像空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為x、y、z=(-f)，而在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為u、v、w。c、 以每個像片對的左片攝影中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，攝影基線方向為u軸，以攝影基線及左片光軸構(gòu)成的平面作為uw平面，過原點(diǎn)且垂直與uw面(左核面)的軸為V軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。(4)地面測量坐標(biāo)系(t-XtYtZt):地面測量坐標(biāo)為國家統(tǒng)一坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)系為咼斯-克呂格3°帶或6°帶1980西安坐標(biāo)系(左)，咼程坐標(biāo)系為1985黃海咼程系。(左)(5)地面攝影測量坐標(biāo)系：其坐標(biāo)原點(diǎn)在測區(qū)內(nèi)某一點(diǎn)上，x軸是大致與航向一致的水平方向，y軸與x軸正交，z軸沿鉛垂方向，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。內(nèi)方位兀素：投影中心相對于影像的位置關(guān)系參數(shù)稱為內(nèi)方位元素。(3個參數(shù))像主點(diǎn)O像主點(diǎn)在影像平面中的位置x0、y0影中心到影像面的垂距f外方位元素：外方位元素是確定影像或攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù)。(6個參數(shù))線元素：描述攝影中心在地面空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(X、Y、Z)s s s（2）角元素：表示攝影光束空間姿態(tài)（像片在攝影瞬間空間姿態(tài)的要素，女如p,K）11?共線條件方程:共線條件方程描述了像點(diǎn)a（x、y、-f）攝影中心S（Xs，Ys，Zs）與相應(yīng)地面點(diǎn)A（X,Y,Z位于一條直線上，其中al,a2，a3，bl,b2,b3,cl,c2,c3是由外方位角元素Q、3、K所生成的3*3的正交旋轉(zhuǎn)矩陣R的九個元素。應(yīng)用：空間后方交會和多片前方交會；光束法平差的基本方程；求像底點(diǎn)坐標(biāo)；構(gòu)成數(shù)字投影的基礎(chǔ)；利用DEM和共線方程制作正射影像；利用DEM和共線條件方程進(jìn)行單張影像測圖。12什么是像點(diǎn)位移？有什么規(guī)律？列出有關(guān)公式分析其位移特點(diǎn)？像點(diǎn)位移：地面點(diǎn)的在像片上構(gòu)象的點(diǎn)位偏離了應(yīng)有的正確位置產(chǎn)生的位移（1） 地面水平時像片傾斜引起的位移：傾斜誤差：6aQ-/f*sinQsinaf為攝影機(jī)主距，a為像片傾角。因向徑rc與像片傾角a恒為正值1>當(dāng)Q=0,1800時，6a=0,rc=rc0，等比線上點(diǎn)沒有位移。2>當(dāng)Q〈180。時6a<0,則rc>rc0，像點(diǎn)朝向等角點(diǎn)位移3>當(dāng)Q>1800時6a>0,則rcvrc0，像點(diǎn)背向等角點(diǎn)位移4>當(dāng)Q=900,2700時，sinQ=±1,即在向徑相等的情況下，主縱線上|6a|為最大值。（2） 地形起伏在水平像片上引起的像點(diǎn)位移投影差：6n=rh/H（r是像點(diǎn)a以像底點(diǎn)n為中心的向徑，h是A距基準(zhǔn)面咼n n差，H是相對于基準(zhǔn)面的航咼）當(dāng)h為正時，6h為正，即像點(diǎn)背離像底點(diǎn)方向位移，當(dāng)h為負(fù)時，6h為負(fù)。即像點(diǎn)朝向像底點(diǎn)方向位移，rn=0時，6h=0說明位于像底點(diǎn)處的像點(diǎn)不存在因地形起伏引起的像點(diǎn)位移。13.航攝像片與地形圖的區(qū)別：（1）比例尺：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺；（2） 表示方法：地圖為線劃圖、需要綜合取舍，航片為影像圖；（3） 表示內(nèi)容：地圖屬正射投影，地圖上無方向偏差。（4） 幾何差異：航攝像片屬中心投影成像，航片上有像點(diǎn)位移和方向偏差；第四章：1?立體視覺：只有用雙眼同時觀察景象才能分辨出物體的遠(yuǎn)近，得到景象的立體效應(yīng)（本質(zhì)原因：產(chǎn)生生理視差）人造立體觀察條件：.立體像對；分像條件；兩像片上相同景物（同名像點(diǎn)）的連線與眼基線應(yīng)大致平行；左右像片比例尺應(yīng)相近（差另k15%）立體像對中有哪些特殊的點(diǎn)、線、面？特殊點(diǎn)：（1）同名像點(diǎn)：al、a2為地面上任一點(diǎn)A在左右像片上的構(gòu)象，稱為同名像點(diǎn)。（2） 核點(diǎn)：基線k1k2的延長線與左右像片面的焦點(diǎn)。（3） 像主點(diǎn)：攝影機(jī)物鏡后節(jié)點(diǎn)在像片面的投影。特殊線：（1）同名射線：左右像片的攝影中心分別與地面上任一點(diǎn)A的連線，即射線AS1a1和AS2a2。（2） 攝影基線：兩攝影中心的連線B稱為攝影基線。（3） 像片基線：同一張像片上相鄰像主點(diǎn)投影像點(diǎn)與自己像主點(diǎn)的連線。（4） 核線：核線與像片面的交線稱為核線。（5） 同名核線：對于同一核面的左右像片的核線。特殊面：（1）核面：通過攝影基線S1S2與地面上任一點(diǎn)A所做的平面WA稱為A點(diǎn)的核面。（2） 主核面：通過像主點(diǎn)的核面稱為核面；分別為左核面和右核面。（3） 垂核面：通過像底點(diǎn)的核面稱為垂核面。一個像對只有一個垂核面。3?立體攝影測量：利用一個立體像片對恢復(fù)內(nèi)、方位元素后重建于地面相似的幾何模型并對該模型進(jìn)行量測的一種攝影測量方法?；驹恚簲z影過程的幾何反轉(zhuǎn)雙像立體測圖建模過程：（1） 恢復(fù)像片對的內(nèi)方位元素（2） 恢復(fù)像片對的外方位元素：相對定向：找出兩像片的相對位置絕對定向：恢復(fù)該模型的大小和方向數(shù)據(jù)絕對定向（元素）：確立模型在物方坐標(biāo)系中的大小和方位的（參數(shù)）6?相對定向（元素）：確定一個立體相對像片的相對位置的關(guān)系（參數(shù)）（1）連續(xù)像對的相對定向元素有：Bv、Bw、Q2,w2,K2,Bv:攝影基線B的Y方向分量；Bw:攝影基線B的z方向分量。Q2,w2,K2:右像片相對于左像片的角元素。（2）獨(dú)立像對的相對定向元素：Q1,K1,Q2,w2,K2,Q1,K1 是左像片的角元素Q2,w2,K2-----右像片相對于左像片的角元素。7.模型的絕對定向與絕對定向元素建模過程：（特：大小與方位是任意的）由于像空間輔助坐標(biāo)系（S-VUW））的大小和方位都是任意的，因此借助地面控制點(diǎn)將該模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放使其變到地面攝影測量坐標(biāo)系（D-XYZ）中第五章：單像空間后方交會：概念：利用地面地面控制點(diǎn)（3個）的坐標(biāo)，與其影像上像點(diǎn)的影像坐標(biāo)，確定一張像片的外方位元素，這種解算是以單一像片為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型：共線條件方程需求：3個地面控制點(diǎn)，6個方程，6個未知數(shù)（外方為元素）誤差方程：V=AX-L計算過程：1） 獲取已知數(shù)據(jù)：比例尺（1/m）,航高（x,y、，f,X,Y,Z0 0） tp tp tp2） 量測控制點(diǎn)像點(diǎn)坐標(biāo)（x,y）3） 確定未知數(shù)初值X,Y,Z,9，?,k4） 組成誤差方程式并法化5） 解求外方位元素改正數(shù)6） 檢查迭代是否收斂立體像對空間前方交會：概念：已知立體像對中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點(diǎn)坐標(biāo)，確定相應(yīng)地面點(diǎn)在物方空間坐標(biāo)系中坐標(biāo)的方法。目的：只有利用立體像對的上的同名像點(diǎn)才能得到兩條同名射線在空間相交的點(diǎn)投影系數(shù)3?雙像解析的空間后交-前交方法雙像解析測量:利用解析計算的方法處理一個立體像對的影像信息從而獲得地面點(diǎn)的影像信息雙像解析計算空間后交-前交方法法計算地面點(diǎn)的坐標(biāo)步驟：、（1） 野外像片控制測量（2） 量測像點(diǎn)的坐標(biāo)（3） 空間后方交會計算兩像片的外方位元素（4） 空間前方交會計算待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)4?立體相對解析法的相對定向定義：利用投影器的運(yùn)動使同射線對對相交建立立體地面模型目的：計算相對定向元素建立地面立體模型理論基礎(chǔ)：同名射線對對相交依據(jù)：共線方程需求：5個相對定向元素

5?解析法（連續(xù)）相對定向的共面條件:誤差方程：單獨(dú)發(fā)相對定向：（以基線作為u軸）共面條件的坐標(biāo)表達(dá)式:誤差方程：模擬坐標(biāo)的解求：（1）相對定向元素計算像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)系（ ）及（ ）（2） 計算左右像點(diǎn)的投影系數(shù)N1,N2（3） 求模型點(diǎn)在像空間輔助坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：6?解析法絕對定向概念：利用已知的地面控制點(diǎn)，從絕對定向的關(guān)系出發(fā)解求7個絕對定向元素模型：像空間輔助坐標(biāo)系目的：把模型點(diǎn)在在像空間輔助坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地面攝影測量坐標(biāo)系的坐標(biāo)參數(shù)：縮放系數(shù)： ；角元素： ；坐標(biāo)平移量：誤差方程：V=AX-LV的觀測值坐標(biāo)重心化：選模型的重心坐標(biāo)作為坐標(biāo)遠(yuǎn)點(diǎn)好處：（1）使定向點(diǎn)坐標(biāo)值變小，便于計算保證精度（2）使方程系數(shù)簡化，便于計算絕對定向的具體解算過程 9.雙像解析的相對定向-絕對定向法解求模型點(diǎn)坐標(biāo)（1） 求解相對定向元素（（1） 求解相對定向元素（2） 利用前方交會求出模型點(diǎn)在像空間輔助坐標(biāo)系的坐標(biāo)（3） 求該立體模型的絕對定向元素（4） 將待定點(diǎn)的坐標(biāo)納入地面攝影測量坐標(biāo)系（2） 計算重心化坐標(biāo)和坐標(biāo)重心化（3） 確定絕對方位元素的初值（4） 組成誤差方程式（5） 法化、解答法方程（6） 檢驗改正數(shù)是否小于給定的限差10.雙像解析的光束法：概念：同時求解兩像片的外方位元素數(shù)學(xué)模型：共線條件方程：誤差方程：V=組合矩陣:第六章：解析空中三角測量1?解析空中三角測量：根據(jù)少量的野外控制點(diǎn)，在室內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，求得加密點(diǎn)的高程和平面位置的測量方法優(yōu)點(diǎn)（意義）：1） 不觸及被量測目標(biāo)即可測定其位置和幾何形狀2） 可快速地在大范圍內(nèi)同時進(jìn)行點(diǎn)位測定，以節(jié)省野外測量工作量3） 不受通視條件限制4） 區(qū)域內(nèi)部精度均勻，且不受區(qū)域大小限制目的：1） 為測繪地形圖提供定向控制點(diǎn)和像片定向參數(shù)2） 測定大范圍內(nèi)界址點(diǎn)的統(tǒng)一坐標(biāo)3） 單元模型中大量地面點(diǎn)坐標(biāo)的計算4） 解析近景攝影測量和非地形攝影測量分類：按數(shù)學(xué)模型a）航帶法b）獨(dú)立模型法c）光線束法按加密區(qū)域：a）單航帶法b）區(qū)域網(wǎng)法按平差范圍a）單模型法b）航帶法c）區(qū)域網(wǎng)法信息：攝影測量信息：像片上量測的像點(diǎn)坐標(biāo)非攝影測量信息：大地測量觀測值、像片外方位元素、相對控制條件影像連接點(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)傳統(tǒng)攝影測量加密方法：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（解求像片的外方位元素及物點(diǎn)坐標(biāo)）2?引起像點(diǎn)坐標(biāo)的系統(tǒng)誤差（1）底片變形（2）物鏡畸變（3）大氣折光（4）地球曲率3航帶法空中三角測量：由單個航線構(gòu)成的模型為平差基本單元的空中三角測量。（用立體像對按連續(xù)法建立單個模型，再把單個模型鏈接成航帶模型，構(gòu)成航帶自由網(wǎng)，再把航帶進(jìn)行絕對定向，最后進(jìn)行多項式改化）基本思想：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)。建網(wǎng)基本思想與過程：1） 像點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)誤差預(yù)改正2） 立體像對相對定向3） 模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)4） 航帶模型絕對定向5） 航帶模型非線性改正6） 加密點(diǎn)坐標(biāo)計算航帶網(wǎng)法區(qū)域平差過程（步驟）：建立航帶模型各航帶模型的絕對定向計算重心化坐標(biāo)和重心坐標(biāo)列出誤差方程求解改正數(shù)平差計算出多項式系數(shù)4獨(dú)立模型法區(qū)域空中三角測量：概念：由單模型或多個模型組成的單元模型作為整體平差運(yùn)算中的基本單元的空中三角測量。數(shù)學(xué)模型：獨(dú)立模型空三測量的作業(yè)流程（計算步驟）:1） 計算單元模型中的模型點(diǎn)坐標(biāo)2） 利用相鄰模型之間公共點(diǎn)和所在模型中控制點(diǎn)，每個模型各自進(jìn)行三維線性變換，列出誤差方程，并作逐點(diǎn)法化3） 建立全區(qū)域的改化法方程式，計算每個模型的7個參數(shù)4） 由模型的7個參數(shù)計算每個模型中待定點(diǎn)平差后的坐標(biāo)，若為相鄰模型的公共點(diǎn)，則取其平均值作為最后結(jié)果5?光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量：以攝影時目標(biāo)點(diǎn)、相應(yīng)像點(diǎn)和攝站點(diǎn)三點(diǎn)共線條件所建立的每條空間光線作為整體平差運(yùn)算中的基本單元的空中三角測量?；舅枷耄阂砸粡埾衿M成的一束光線作為一個平差單元，以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基本內(nèi)容（流程）1） 像片外方位元素和地面點(diǎn)坐標(biāo)近似值的確定2） 逐點(diǎn)建立誤差方程式并法3） 改化法方程式的建立4） 邊法化邊消元循環(huán)分塊解求改化法方程5） 求出