工程摄影测量学--第07讲-像点坐标的系统误差及其改正VIP

2,摄影测量学,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,东北大学测绘遥感与数字矿山研究所,3,上讲内容,复习Review,一因像片倾斜引起的像点移位,二因地形起伏引起的像点移位,倾斜误差定义（重点）公式推导(难点)倾斜误差性质（重点）,投影误差定义（重点）公式推导（难点）投影误差性质（重点）,4,复习Review,倾斜误差（定义）,投影误差（定义）,5,产生的方向,移位的方向,移位的大小(定性),复习Review,6,经典的构像方程（ImagingEquations）,7,问题提出,理想状况下的构像方程在实际应用中需考虑的问题:,经摄影处理后，量测的像点位置是否为摄影时构像位置?在实际成像过程中，是否真的满足像点、投影中心、物点三者共线?,最终体现为像点的系统误差。,问题的引出,8,一航摄像片的变形,二物镜畸变差,三大气折光差,四地球曲率的影响,像片变形的原因及种类像片变形的检查及其改正方法,畸变差的几何意义及其种类像片变形的检查及其改正方法,大气折光差的几何意义及公式推导大气折光差变形的改正方法,地球曲率的几何意义及公式推导地球曲率的改正方法,FilmDeformation,AtmosphericRefraction,LensDistortion,EarthCurvature,内容安排,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,9,一航摄像片的变形,FilmDeformation,1、航摄像片变形的原因,像片变形的原因有以下几点：（1）、在摄影曝光时，为压平底片，航摄软片要承受一定的拉力；（2）、航摄像片经过显影、定影，水洗和干燥等一系列处理，产生伸缩；（3）、随着时间的推移，底片要产生老化；（4）、制作软片的工艺不足等。,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,10,一航摄像片的变形,2、航摄像片变形的种类,系统变形偶然变形,系统变形：每张像片产生同样规律的伸缩，如果系统误差可以用一定的数学公式来描述，则可以消除这种变形的影响。,偶然变形：局部产生偶然变形，只能通过改进航摄像片的制作工艺进行限制。,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,11,一航摄像片的变形,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,Step1:建立坐标系，描述问题,3、改正航摄像片系统变形的方法,a,已知a点坐标:求:a坐标,12,一航摄像片的变形,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,Step2:选择数学模型,仿射模型,双线性变换模型,3、改正航摄像片系统变形的方法,13,一航摄像片的变形,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,Step3:求解变形参数,以双线性变换模型为例,3、改正航摄像片系统变形的方法,标准框标坐标为:变形后框标坐标为:,求变形参数ai,bi,14,一航摄像片的变形,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,Step3:求解变形参数,3、改正航摄像片系统变形的方法,Step4:改正任意像点变形,15,一航摄像片的变形,3、改正航摄像片系统变形的方法,变形改正方法,利用框标改正像点坐标步骤,量测框标样片上框标坐标,量测航摄像片上框标坐标,利用上述公式列方程，答解变换参数,利用变换参数和相应方程，计算像点改正坐标,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,16,二物镜畸变差,LensDistortion,1、畸变差的几何意义,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,17,二物镜畸变差,2、畸变差的种类,枕形畸变,桶形畸变,径向畸变：像点移位位于像主点与像点的连线上。,切向畸变：像点移位不位于像主点与像点的连线上。,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,18,二物镜畸变差,3、产生畸变差的原因,由于理论上和技术上的原因，制造严格无畸变的物镜是不可能的。航摄仪物镜由许多透镜组合而成，理论上要求各透镜中心位于同一光轴上，即要求同心。但是制造时，各透镜不可能完全同心，由此造成切向畸变。,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,19,二物镜畸变差,4、畸变差公式,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,20,二物镜畸变差,4、畸变差公式,上式为像点的径向畸变差公式，其中的待定参数是一些定值，可通过航摄仪检定求出。一般情况下，在航摄仪检定表中，只提供了不同辐射距上的畸变差值，通过公式反算待定参数，从而可求任意像点的畸变差值。,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,21,二物镜畸变差,4、畸变差的改正方法,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,22,三大气折光差,AtmosphericRefraction,1、大气折光差的几何意义,规律：底点无大气折光差位于像底点的辐射线上向外移位,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,23,三大气折光差,2、大气折光差的公式,大气折光差公式为：,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,24,3、大气折光差的改正,三大气折光差,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,25,四地球曲率的影响,1、地球曲率的几何意义,EarthCurvature,解决地球曲率的影响：第一是以地心直角坐标系为基础进行计算；第二是改正像点坐标。,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,26,2、地球曲率的公式,四地球曲率的影响,EarthCurvature,在近似垂直摄影时，地球曲率引起的这种像点移位大小可以用公式表示：,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,27,3、地球曲率的改正,四地球曲率的影响,EarthCurvature,CorrectionsForImageErrors,第七讲像点坐标的系统误差及其改正,28,一航摄像片的变形,二物镜畸变差,三大气折光差,四地球曲率的影响,FilmDeformation,AtmosphericRefraction,LensDistortion,Eart