摄影测量学 考前知识点整理.doc

摄影比例尺： 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度摄影航高： 相对航高： 绝对航高：摄影测量生产对摄影资料的基本要求：影像的色调、像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹角， 0 时为最理想的情形）像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影像重叠旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点连线不在一条直线上像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线之间的夹角像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f）阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f）像方坐标系：像平面坐标系（像主点o为原点）像空间坐标系(x、y、-f)像空间辅助坐标系S-uvw物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ（高斯平面坐标+高程）左手系地面摄影测量坐标系D-XYZ内方位元素: x0，y0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化；2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（XS，YS，ZS）角元素（航向倾角j、 旁向倾角w、 像片旋角k） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点）像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点（1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移（2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限)（3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限)（4）当 时，主纵线上点的位移最大像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位地形起伏像点位移的符号与该点的高差符号相同，像片上任何一点都存在像点位移物镜畸变、大气折光、地球曲率及底片变形等一些因素均会导致像点位移航摄像片：中心投影，平均比例尺，影像有变形，方位发生变化地形图：正射投影，比例尺固定，图形形状与实地完全相似，方位保持不变在表示方法上：地形图是按成图比例尺，用各种规定的符号、注记和等高线表示地物地貌；航片则是通过影像的大小、形状和色调表示。在表示内容上：在地形图上用相应的符号、文字、数字注记表示，在像片上这些是不存在的；另一方面，地形图是经过制图综合的，而航片则是所摄区域的全部影像第四章立体像对：在两摄站点对同一地面景物摄取有一定影像重叠的两张像片。双像立体测图（立体摄影测量）：利用一个立体像对重建地面立体几何模型，并对该几何模型进行量测，直接给出符合规定比例尺的地形图或建立数字地面模型等重建立体模型过程：恢复两像片的内方位元素，即内定向（已知） 恢复两像片的外方位元素：（间接实现摄影过程的几何反转）像对的相对定向（恢复两张像片的相对位置）模型的绝对定向（恢复立体模型的大小和空间方位）双像立体测图步骤： 内定向：恢复像片对的内方位元素，建立与摄影光束相似的投影光束 。 相对定向：恢复两张像片的相对方位，建立与地面相似的立体模型。 绝对定向：将立体模型纳入到地面坐标系中，并归化模型的比例尺。 立体测图：用量测工具量测立体模型，测制地形图。双像立体测图的方法：模拟法立体测图、解析法立体测图、影像数字化立体测图相对定向：确定一个立体像对两张像片相对位置和姿态的元素 完成相对定向的唯一标准是：两像片同名像点的投影光线对对相交连续像对的相对定向元素：以左片的像空间坐标系作为本像对的像空间辅助坐标系，称为连续像对。单独像对的相对定向元素： 以基线水平，S1为原点、左主核面为UW平面、摄影基线为U轴的右手空间直角坐标系，称为单独像对模型的绝对定向：借助于已知的地面控制点来确定像空间辅助坐标系与地面摄影测量坐标系之间的变换关系 模型的绝对定向元素：（平移旋转缩放）七个：第五章立体坐标量测仪左右视差p及上下视差q：一个立体像对的同名像点在各自的像平面坐标系的x,y坐标之差p=x1-x2 q=y1-y2在进行像点坐标量测之前，需要使仪器各读数归零，然后进行像片的归心和定向。归心：使像片坐标系的原点与仪器坐标系的已知位置重合定向：使坐标仪坐标轴系与像平面坐标轴系平行单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其像片上及相应的像点坐标, 利用共线条件方程，求解像片外方位元素空间后方交会的步骤： 1、获取已知数据；包括平均航高，内方位元素，从外业测量成果中，获取控制点的地面测量坐标，并转化成地面摄影测量坐标。（x0,y0,f,m,X,Y,Z）2、量测控制点的像点坐标并进行像点坐标系统误差改正（将控制点刺到像片上，利用坐标量测仪量测控制点的像框标坐标，并经过像点坐标改正，得到像点坐标）。（x,y） 3、确定未知数的初始值4、计算旋转矩阵R：利用角元素的近似值计算方向余弦，组成旋转矩阵。5、逐点计算像点坐标近似值：利用未知数的近似值代入共线方程，计算控制点像点坐标的近似值（x）（y）6、组成误差方程式：按公式组成误差方程式，然后组成法方程式，解算未知数的改正数；7、改正数小于指定值则完成；否则将解算的未知数加上初始值，作为新的初始值8、判断改正数是否小于限差，若是，则结束；若否重复计算。立体像对前方交会：已知立体像对中两张像片的内、外方位元素和同名像点坐标，确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法 Bu= Xs2 Xs1 Bv= Ys2 Ys1 Bw= Zs2 Zs1N1 、N2为投影系数 注：像片上每个像点的投影系数不一样，因为像片上像点存在地形起伏和像片倾斜所引起的像点位移计算过程: 获取已知数据x0 , y0 , f , XS1, YS1, ZS1, j1, w1, k1 , XS2, YS2, ZS2 , j2, w2, k2 量测同名像点坐标 x1,y1 , x2,y2 由外方位线元素计算基线分量Bu, Bv, Bw 内、外方位角元素计算像点的像空间辅助坐标 u1, v1, w1 , u2, v2, w2 计算点投影系数 N1 , N2 计算地面坐标 X, Y, Z 空间后方交会前方交会解法:步骤： 1、野外像片控制测量 2、用立体坐标量测仪量测控制点及所有待定点的像点坐标，进行像点坐标系统误差改正 3、空间后方交会计算两张像片外方位元素 4、空间前方交会计算待定点地面坐标立体相对的解析法相对定向：用解析计算的方法解求相对定向元素，确定立体像对两像片的相对位置关系，建立地面立体模型。（同名射线对对相交）解析相对定向原理：三矢量共面，混合积为零 相对定向元素计算过程：获取已知数据 x0 , y0 , f 确定相对定向元素的初值m njwk0 (连续法相对定向) 由相对定向元素计算像点的像空间辅助坐标u1, v1, w1 , u2, v2, w2 计算误差方程式的系数和常数项解法方程，求相对定向元素改正数计算相对定向元素的新值判断迭代是否收敛立体模型的解析绝对定向：利用已知的地面控制点，解求绝对定向元素对相对定向模型进行旋转平移缩放，把模型纳入给定坐标系中 把相对定向得到的模型点从像空辅转换到摄影测量坐标系 绝对定向元素的计算过程：1、获取控制点的两套坐标U , V , W , X , Y , Z，2、给定绝对定向元素的初值l1, FWK 0, XS, YS, ZS 3、计算重心化坐标 4、计算误差方程式的系数和常数项5、解法方程，求绝对定向元素改正数6、计算绝对定向元素的新值 7、判断迭代是否收敛双像解析的相对定向绝对定向法：1、用连续相对或单独相对的相对定向元素的误差方程式解求像对的相对定向元素2、由相对定向元素组成左、右像片的旋转矩阵、，并利用前方交会式求出模型点在像空间辅助坐标系中的坐标3、根据已知地面控制点的坐标，按绝对定向元素的误差方程式解求该立体模型的绝对定向元素4、按绝对定向公式，将所有待定点的坐标纳入地面摄影测量坐标中双像解析的光束法严密解： 光束法：用已知的少数控制点以及待求的地面点，在立体像对内同时解求两像片的外方位元素和待定点的坐标，俗称一步定向法光束法解算未知数时，需要给出未知数（两套外方位元素和待定点的地面摄影测量坐标）的初始值，如何获得？ 外方位元素的初始值通过单像空间后方交会获得初始值，加密点坐标初始值通过立体像对前方交会获得双像解析求解物点三维坐标的方法：空间后方交会-前方交会：结果依赖于空间后方交会的精度；常用于已知像片的内、外方位元素，需确定少量待定点的坐标时采用。立体像对的相对定向-绝对定向：解算结果不能严格表达一幅影像的外方位元素；用于航带法解析空中三角测量中。双像解析光束法：理论严密、求解精度最高。用于光束法区域空中三角测量中第六章 解析空中三角测量空中三角测量：是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法 模拟空中三角测量 解析空中三角测量解析空中三角测量：用计算的方法，根据像片上量测的像点坐标和少量地面控制点，采用较严密的数学公式，按最小二乘法原理，用电子计算机解算待定点的平面坐标和高程。也称电算加密分类：按平差模型 1、航带法 2、独立模型法 3、光束法解析空中三角测量的像点坐标是以像平面坐标为基准的。利用大量像片进行空三加密时，由于摄影物镜畸变差、摄影材料变形、大气折光、地球曲率等物理因素影响，使地面点的像点坐标发生了移动，偏离了地面点、投影中心和像点三点共线的条件。这些因素对每张像片的影响具有相同的规律性，是系统误差。由于系统误差的积累影响，对加密点的精度有明显的影响。这就有必要事先改正原始数据中像点坐标的这种系统误差。 摄影材料变形改正：可通过量测框标坐标或框标距来进行改正。 摄影物镜畸变差改正 大气折光改正 地球曲率改正航带法空中三角测量：基本思想：研究对象是一条航带的模型。在一条航带内，首先用立体像对按连续法建立单个模型，再把单个模型连接成航带模型，构成航带自由网，再把航带模型视为一个单元模型进行航带网的绝对定向。由于在单个模型构成航带模型的过程中，不可避免的存在误差，同时还要误差积累，致使航带模型产生非线性变形。所以航带模型经绝对定向后，还要进行航