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复习提纲 摄影测量学 Photogrammetry 河南理工大学 1 复习大纲 Review 一 Definition 二 Target 三 Methods 2 一 摄影测量定义 Definition 1988年ISPRS在日本京都第16届大会上定义 摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录 量测和解译 从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺 科学和技术 摄影测量 几何信息 点定位 遥感 物理信息 3 摄影测量发展阶段 4 区别 表示方法不同 投影性质不同 信息量不同 5 像片与地形图的区别 6 点的中心投影一般是点 特例 线段的中心投影一般是线段 特例 相交线段的中心投影一般是相交线段 特例 空间一组不与承影面平行的平行直线 其中心投影为一平面线束 线束的顶点是由过投影中心并与空间平行直线相平行的投射线与承影面的交点 称为合点 平面曲线的中心投影是平面曲线 空间曲线的中心投影一般是平面曲线 特列 中心投影的主要特征 7 透视变换中的特别点 线 面 S J i 地平面 像平面 主合点 投影中心 像底点 地底点 像主点 地主点 像等角点 地等角点 主遁点 遁面 k k 灭线 透视变换中特殊的点 线 面 8 A X Y Z a x y 解析的方法 模拟的方法 9 常用坐标系 1 像平面坐标系 2 像空间坐标系 3 像空间辅助坐标系 4 摄影测量坐标系 地辅系 5 物空间坐标系 左手系 框标坐标系 旋转矩阵 内方位元素 外方位元素 10 数字摄影测量阶段的定向流程 内定向 自动化 屏幕坐标 扫描坐标 框标坐标 像平面坐标 相对定向 自动化 绝对定向 半自动化 大地坐标系 左手系 11 A X Y Z a x y 数学模型 共线条件方程 地面点坐标表示像点坐标 像点坐标表示地面点坐标 12 一 双像解析计算基础 空间后方交会 前方交会 点投影系数法 空间后方交会 前方交会 直接严密解法 相对定向 点投影系数法 绝对定向光束法 一步定向法 求解地面点三维坐标 13 单张像片的空间后方交会 利用航摄像片上三个及以上的像点坐标和对应的地面点坐标 根据共线条件方程 解求像片的外方位元素的工作 各参数含义 主线索之一 14 空间后方交会的过程1 获取已知数据 从航摄资料中获取像片比例尺1 m 平均航高H 内方位元素x0 y0 f 并从外业测量中获取地面控制点的地面测量坐标 并转换成地面摄影测量坐标Xp Yp Zp 2 量测控制点的像点坐标 将控制点标刺在像片上 利用立体坐标量测仪量测控制点像框标坐标 并经像主点改正得到像点坐标x y 3 确定未知数的初始值 在竖直摄影情况下 角元素的初始值为0 线元素中Zs0 H Xs0 Ys0可取四个角上控制点坐标的平均值 15 4 用三个角元素的初始值计算方向余弦 并组成旋转矩阵R 5 用所取未知数的初始值和控制点的地面坐标 带入共线方程 逐点计算像点坐标的近似值 x y 6 用像点的观测值和由5中计算的近似值 计算每个点的常数项lx ly 7 计算法方程的系数矩阵ATA与常数项ATL 8 求解法方程 得到未知数的改正数 9 检查计算结果是否收敛 将改正数与限差比较 小于限差则计算终止 否则用新的近似值重复4 9的计算 知道满足要求为止 16 程序框图 17 立体像对的空间前方交会 利用立体像对两张像片的同名像点坐标和像对的相对方位元素 或外方位元素 解算模型点坐标 或地面点坐标 的工作 1 利用像对的相对方位元素 计算模型点的三维坐标 2 利用像对的外方位元素 计算相应像点的地面坐标 18 立体像对的点 线 面 P1 a2 a1 P2 B WA n1 n2 摄影基线 S1S2 核面 垂核面 主核面 核线 垂核线 主核线 核点 核点是谁的合点 同名像点 a1 a2 同名光线 AS1 AS2 立体相对知识 19 A XA YA ZA BX XS2 XS1 BY YS2 YS1 BZ ZS2 ZS1 ZS1 X XA XS1Y YA YS1Z ZA ZS1 A左 AnalysisonPrinciple 前方交会原理分析 20 像点投影系数 ProjectionCoefficient 21 前方交会公式 22 相对定向 绝对定向 相对定向 同名光线对对相交 建立地面相似几何模型 23 两种相对方位元素系统 以左像空系为基准 B 决定了摄影基线的方向 决定了右光束对于左光束的旋转方位 像对的相对方位元素 24 两种相对方位元素系统 以基线坐标系为基准 基线坐标系 左摄站为原点 摄影基线为X0轴 左主核面为X0Z0面 Z0轴向上为正 Y0轴按右手法则来确定的坐标系 像对的相对方位元素 25 共面条件方程 共面条件的向量表达式 像对的相对方位元素 主线索之二 26 像对的相对方位元素 共面条件方程 共面条件的坐标分量表达式 连续像对系统 单独像对系统 27 上下视差q q 0标志着相对定向完成 相对定向是否需要地面控制点 至少需要多少同名像点 数学模型是什么 共面条件方程是指谁共面 28 a 连续像对相对定向之后 模型点坐标的计算 分别计算相应像点在模型坐标系中的坐标和 计算投影系数和 按下式计算模型点的空间坐标 用角方位元素计算左右片在模型坐标系中旋转矩阵的的方向余弦 取两张像片的相对方位元素 和模型基线分量 模型点坐标的计算 29 模型点坐标的计算 b 单独像对相对定向之后 模型点坐标的计算 分别计算相应像点在模型坐标系中的坐标和 计算投影系数和 按下式计算模型点的空间坐标 用角方位元素计算左右片在模型坐标系中旋转矩阵的的方向余弦 取两张像片的角方位元素 和模型基线分量 30 绝对方位元素的确定 像对的绝对方位元素 31 绝对方位元素的确定 像对的绝对方位元素 32 绝对方位元素的确定 像对的绝对方位元素 33 绝对方位元素的确定 像对的绝对方位元素 34 结论 绝对方位元素有七个 三个线元素 三个角元素和一个比例因子 在不同的模型坐标中各有不同 不论何种模型坐标系 只要确定了绝对方位元素 都可以正确恢复几何模型在地面坐标系中的方位和比例尺 像对的绝对方位元素 35 像对的绝对定向 绝对定向方程 控制点数目 36 像对的绝对定向 37 像对的绝对定向 几个坐标系间的转换 38 光束法 一步定向法 共线方程 外方位元素 加密点坐标 39 三种解析方法对比表 40 二 解析空中三角测量 1 解析空三的定义 2 解析空三的目的 3 解析空三的特点 4 解析空三的分类 41 一 单航带解析空中三角测量的基本思想 平差单元 观测值 平差模型 所求值 航带模型 概略定向后的航带模型坐标 非线性改正公式 非线性改正参数 单航带解析空中三角测量 42 1 各模型坐标系相互平行 但原点不同 2 右片相对于左片的相对方位 都是相对于模型坐标系的 二 单航带解析空三的基本流程 比例尺统一 坐标系统一 单航带解析空中三角测量 43 航带法区域网平差 一 航带法区域网平差基本思想 平差单元 观测值 平差模型 所求值 单航带模型 点的航带坐标 非线性改正公式 非线性改正参数和加密点坐标 平差条件 44 航带法区域网平差 二 航带法区域网平差实例 参加平差的点有多少个 按照X Y Z列立误差方程式分别是多少 总数多少 系数阵图的绘画 45 独立模型法区域网平差 一 独立模型法区域网平差基本思想 平差单元 观测值 平差模型 所求值 单模型 模型组 模型点在单模型中坐标 空间相似变换 每个模型的七个变换参数和加密点坐标 平差条件 46 独立模型法区域网平差 二 独立模型法区域网平差实例 参加平差的点有多少个 误差方程式总数多少 未知数的个数有多少 系数阵的行列数 系数阵图的绘画 47