摄影测量学复习资料

摄影测量：利用光学照相机拍摄照片，研究和确定物体的形状、大小、位置和相互关系。摄影测量取决于相机平台的位置：空间摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、水下摄影测量；根据摄像平台与目标的距离：空间摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影；根据应用：地形摄影和非地形摄影；摄影测量的发展经历了模拟摄影测量(19001960)、分析摄影测量(19501980)和数字摄影测量(19802000)三个阶段。框架标记装置：机械标记分别设置在固定片承载框架四边的中点。主光轴：构成物镜的透镜的光学中心位于同一条直线上。物体空间：如果两个平面相当于一个镜头组，这两个平面将空间分成两部分，物体所在的空间就是物体空间。图像空间：构建图像的空间。相机主距离：从航空相机物镜中心到负平面的距离是一个固定值。用f表示视野：光线通过物镜后，焦平面上照明不均匀的明亮圆。像场：视野中相对清晰部分的明亮圆圈。视场角：从物镜后节点向视场边缘发射的光打开的角度，用2a表示像角：从透镜后节点向像场边缘发射的光打开的角度。摄影比例尺：航空相机上的L形图像与地面上相应线段之间的水平距离的比值，即1/m=L/L绝对高度：摄影时相机物镜中心相对于平均海面的高度。相对高度：相对于其他某个基准点或点的高度。摄影的规模越大，摄影地面的分辨率越高，这有利于图像的判读和提高制图的准确性。然而，大规模的摄影增加了工作量和成本。航空摄影的过程实质上是将地球表面的地面特征和地貌等信息通过大气传输到照相机的物镜，再到航空摄影胶片上形成图像。摄影基线：路线方向上两个相邻摄影站之间的空间距离。路线重叠：在同一条路线上，两张相邻的图片应该有一定范围的重叠图像。横向重叠：相邻路线也应该有足够的重叠。照片的倾斜角，相机轴在拍摄时具有倾斜角，相机轴和垂直方向之间的夹角通常要求倾斜角不超过2度，最大不超过3度。内部定向元素：描述摄影中心和照片之间相关位置的参数。(包括三个参数，即从拍摄中心s到照片的垂直距离(主距离f)和图像主点o在帧坐标系中的坐标X0和Y0)外部定向元素：在恢复内部定向元素的基础上，确定摄影时摄影光束的空间位置和姿态参数。正交投影：如果投影光线相互平行并垂直于投影平面。中心投影：如果投影光线会聚在一点。数字图像内部定位：根据照片的边框标记和相应的相机验证参数，恢复照片和相机的相关位置。相对方向：确定两张照片的一个立体对的相对位置。相对方向元素：决定两张照片之间相对位置关系的元素。核面和像面之间的交线。像点位移为：的航拍照片是地面的中心投影。当照片倾斜或地面起伏时，航拍照片上的像点与地面点相比会产生位移。空中三角测量：在由几十对空中带覆盖的区域或由数百对空中带组成的区域中，在野外只测量几个小的控制点同名光是否投射在上下视差的像载面上是检验相对定向是否完成的标志。1.摄影测量生产对摄影数据的基本要求：图像色调；照片重叠；照片倾角；路线弯曲；照片旋转角度。2、请写出共线方程，并解释方程和坐标系中每个参数的含义x=-Fa1x-XS B1y-Ys C1(Z-Zs)A3x-XS B3y-Ys C3(Z-Zs)y=-FA2x-XS B2y-Ys C2(Z-Zs)A3x-XS B3y-Ys C3(Z-Zs)Ai，bi，ci是由三个外部方位元素，和k生成的33正交旋转矩阵r的元素。X，Y，Z是对应的地面点的坐标，照片的主距离f，以及以主图像点为原点的图像点的坐标X，Y。Xs、Ys、Zs、和k是外部方向元素3、人工立体视觉必须符合自然立体观察的四个条件：这两张照片必须是在两个不同位置拍摄的同一场景的立体对。每只眼睛必须只能观察到图像对的一张照片。两张照片上连接同一场景(同名图像点)和眼睛基线的线应该大致平行。两张图片的比例相似(相差15%)，否则需要缩放系统和其他系统进行调整。4.立体观察法：立体观察法；双目观察光路的立体观察：补色法立体观察；通过同步闪光闭合进行立体观察；偏振光法立体观察。5.立体摄影测量的基本原理： A:在地面航空摄影过程中，S1和S2是两个摄影站(相机物镜的中心)。两张照片p1和p2、S1和S2之间的空间距离被称为拍摄基线B，以及由地面点A、M、C、D等发出的光。在p1和p2照片上通过S1和S2分别形成图像重叠范围内的两个拍摄光束。光线AS1和AS2，CS1和CS2，都是同名的对应光线。这是因为具有相同名称和基线的光线总是在同一平面上。三个矢量S1S2、S1A和S2A共面，也称为同名光对的交点。根据摄影过程的可逆性，人们设计了两个与相机方向相同的投影仪，但是物镜之间的距离减小了，即投影仪从S2移动到S2。此时，两台投影仪之间的距离为S1S 2=b，这称为投影基线。在投影仪上，如果聚光灯用于照明，两个投影仪光束中的所有同名光线仍与交点A、M、C、D等相对。它们相交形成一个空间。所有这些交点的集合形成了类似于地面的几何模型，模型的比例为1: m=b:b。6、相对方位元素表达式：7.空间后方交会的求解过程：(前向后方交会步骤为公式P7678)获取已知数据：从照片数据中查找照片比例尺1/m、平均高度、内部元素x0、y0、f；根据野外测量结果，获得控制点的地面测量坐标Xt、Yt和Zt，并转换成地面摄影测量坐标X、Y和Z测量控制点像点坐标：在照片上标记控制点，用立体坐标测量仪测量控制点像框坐标，校正像点坐标，得到像点坐标x和y。确定未知的初始值：在垂直摄影的情况下，角度元素的初始值为0，即0=0=k0=0；在线元素中，Zs0=H=mf，Xs0，Ys0可以作为四个角上控制点坐标的平均值。计算旋转矩阵r:通过使用角度元素的近似值来计算方向余弦值，以形成r矩阵。像点坐标近似值的逐点计算：根据共线方程，用未知数的近似值计算控制点像点坐标的近似值(x)和(y)。合成误差方程：根据公式逐点计算误差方程的系数和常数项。合成法方程：计算方程的系数矩阵ATA和常数项ATL。外方位元素求解：根据法线方程，修正3)飞行带模型的非线性校正。9、角度判断法建立三角网方法：在选择三角形的两个顶点(即一条边)后，利用余弦定理计算内角的大小，所有设备选择第三个点，最大内角对应的顶点作为三角形的第三个顶点。步骤如下：1)原始数据被分成块，以便在不检索所有数据的情况下检索处理过的三角形的相邻点。2)确定第一个三角形。从任意几个离散点中选择一个点A，通常会使用数据文件中的第一个点或左下角来检索网格的第一个点。选择最近的点B作为三角形的第二点，然后使用余弦定理来计算这两个点附近的点Ci的角度C。角度Ci=arc cosai 2 bi2-ci22 ABI，其中ai=BCi。bi=ACi。c=AB .如果角度C=最大角度C，那么C就是三角形的第三个顶点。3)三角形的扩展。从第一个三角形向外延伸，所有离散点形成一个三角形网络，保证三角形网络中没有重叠和相交的三角形。该方法是根据最大角度原则，将每个生成的三角形的新添加的两条边向外依次展开，并检测是否重复。向外扩展处理。如果顶点P1(x1，y1)、P2(x2，y2)、P3(x3，y3)从三角形的P1P2侧向外扩展，则扩展点P应该与直线P1P2和点P3相对。判断方法是：如果直线P1P2的方程为F(x，y)=(y2-y1)(x-x1)-(x2-x1)(y-y1)=0p点坐标为(x，y)，则当F(x，y)*F(x3，y3)0时，p和P3在直线P1P2的不同侧，p点可作为替代的延伸点。重复和交叉检测。因为每条边最多只能是两个三角形的公共边，所以只需要记录每条边的展开次数。当更改的扩展数超过2时，扩展无效。否则，延期将生效。当所有生成的新边被扩展时，所有离散的数据点被连接成不规则的三角形网络。计算连续图像对相对方位元素的设计图如下：输入图像点坐标(x1，x2)，(y1，y2)确定初始值2=2=k2=v=0计算右切片方向的余弦值ai，bi，ci计算空间辅助坐标(u1v1w1)，(u2v2) 计算bv，Bw和N1。 N2逐点计算误差方程的系数和常数项逐点归一化并累加误差方程是否所有方向点都已计算并返回到2求解方程，找到修正数找到新的未知值修正数是否小于公差，返回到3完全计算10.一张照片的空间切除是什么？观察值和未知值分别是什么？概念：使用至少三个已知地面控制点的坐标和其图像上对应的三个图像点的图像坐标，根据共线方程反转照片的外部方向元素。观察：11.双图像解析摄影测量的三种方法是什么，并简要描述这三种方法的原理。1后向交会-前向交会法：利用已知的地面控制点，分别通过单像空间后方交会求解左右照片的外方位元素，然后通过前向交会求解固定点的地面坐标。2相对方向-绝对方向解决方案：3梁法：将每张照片中的所有控制点和未知点按照共线条件公式列在误差方程中，在像对中共同进行沉降，同时求解两张照片的外方位元素和待定点坐标。12.什么是两种相对定向方法以及这两种方法的相对定向元素的参数的重要性。1.连续图像对的相对取向元素：照片的三个角元素：1=1=K1=0；直角元素2、2和k2的基线分量：bu、bv和bw，其中bu不影响模型建立。2.单个图像对的相对方向元素：角度元素：1，1=0，k1，右照片，线元素：bu=b，bv=bw=0，角度元素：2，2，k2，其中B不影响建立。13、绝对方位公式。并解释每个参数重要性公式：XYZ=a1 a2 a3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 uvwxsyszs，(x，y，z)模型点的地面摄影测量坐标，(u，v，w)同一模型的坐标存储在影像空间辅助坐标系中，模型比例因子，3*3矩阵是由两个坐标系的三个角 计算的方向余弦，(xs，ys，Zs)坐标原点的平移， xs，ys，Zs 是模型的绝对方位元素。14.简述重心绝对方位的具体计算步骤，并绘制计算流程图。确定待定参数的初始值 0= 0=k0=0，0=1，x=y=z=0；计算控制点地面摄影测量坐标系的重心坐标和重心坐标；计算控制点的空间辅助坐标系的重心坐标和重心坐标；计算常数项；根据公式计算误差方程的系数；逐点规范化与正规方程的求解：计算待定参数的新值；=0(1 d)，=0=0，k=k0 dk，以判断d、d、d是否小于给定的极限。如果大于极限值，将获得的所有未知参数的修正数与近似值相加，作为新的近似值，重复上述计算过程，逐步逼近，直至满足要求。在获得绝对方位