摄影测量学复习资料全

摄影测量学复习资料全填空〔20〕20名词解释〔30〕10作图、问答〔50〕4~5第一章绪论1、摄影测量学的定义：摄影测量学是对所争论的对象进展摄影，然后依据所摄像片信息来分析、争论，确定这些物体的大小、外形、性质和空间位置，并提供各种所需资料的一门科学〔艺术、技术〕2、摄影测量学争论的内容：信息猎取－－－摄影机、摄影方式信息处理－－－理论、技术、设备信息显示〔输出〕－－－方式、设备3、摄影测量学的特点：间接测量、真实记录、信息丰富。4、摄影测量进展史：、模拟摄影测量始于19世纪50年月的地面摄测、坐标仪。20世纪60年月到达顶峰。、解析摄影测量始于20世纪50、60年月、解析空中三角测量、解析测图仪、数字摄影测量与解析摄影测量同时进展，80年月后有用。3其次章摄影的根本学问1、2、摄影机构造：物镜、光圈、快门、取景器、暗盒3、量测用摄影机特征：量测用摄影机的像距是一个固定的值。量测用摄影机承片框上具有框标。框标有两类：机械框标、光学框标量测用摄影机的内方位元素值是的。摄影机物镜后节点在像片平面上的投影，称为像主点。像主点与物镜后节点之间的距离称为摄影机主距，也叫像片主距，用符号表示。像片主距和像片主点在框标坐标系中的坐标值称为摄影机的内方位元素,或叫像片的内方位元素。4、航摄的根本要求：、航摄倾角α<2°、摄影比例尺：1/m=f/HH：航高，分为相对航高和确定航高ｆ：摄影机主距航摄要求ΔH≦5%H、像片重叠度航向重叠度P%要求60％～65％,不小于53％15％～30％、航向弯曲度≦3％、像片旋角≦6°、其它要求5、像片影像的误差：〔1〕、底片变形的影响－－主要缘由底片在摄影曝光、摄影处理、保存时，受外力、温度、湿度的影响发生变形。底片变形分为偶然变形和系统变形两类，系统变形又分为均匀变形和不均匀变形。〔2〕、物镜畸变差：物镜加工、安装过程存在误差，引起物镜的畸变差。畸变差分为径向畸变和切向畸变，径向畸变又分为对称畸变和非对称畸变。〔3〕、大气折光差〔4〕、地球曲率的影响：与前面三种误差不同，地球曲率的影像不是一种误差，而是地球外表上的点，投影到平面上后，投影点的构像与实际像点之间存在差异。6、误差的改正方法：〔1〕、底片变形〔边、角框标〕==lyLyyylxLxxx””方法二〔角框标〕+++=+++=””””””””43214321yxbybxbbyyxayaxaax〔2〕、径向畸变差：......rkrkrkrkr7352310++++=?坐标改正数：-=??-=?yrryxrrx或+++-=?+++-=?)(63422106342210rkrkrkkyyrkrkrkkxx〔3〕、折光误差：ffrfdrγ)1(22+=坐标改正数：-=-=yrdrdyxrdrdx〔4〕、地球曲率影响值：322rRfHr=δ坐标改正数：==yrryxrrxδδδδ框标坐标系p-xy〔坐标原点：框标连线的交点，x轴：航向框标连线方向，y〕像平面直角坐标系O-xy〔原点：像主点o，x、y轴：分别平行p-xy〕以主纵线为y轴的像平面坐标系〔x轴：主横线或等比线，y轴：主纵线，指向主合点的方向为正方向〕、像空间坐标系〔S-xyz〕：坐标原点：投影中心S，x、y轴：分别平行于像平面直角坐标系的x、y坐标轴，z轴：主光轴方向〔os〕像空坐标系中的坐标为a〔x,y,-f〕、像空间关心坐标系〔S-XYZ〕坐标原点：投影中心SZXX、Y、Z轴也常取与航线第一片的像空坐标系平行。aS-XYZ〔X，Y，Z〕。、摄影测量坐标系〔P-Xp，Yp，Zp〕将像空间关心坐标系沿着Z轴反方向平移至Z轴与地面的交点P，得到摄影测量坐标系。〔5〕、大地测量坐标系〔t-XtYt，Zt〕即大地坐标系〔6〕、地面摄影测量坐标系〔A-Xtp，Ytp，Ztp〕坐标原点通常选在某一地面把握点A上，Ztp轴铅垂，Xtp轴与Xp轴方向接近。7、内方位元素：描述摄影物镜像方节点与像片之间相关位置的参数。〔且稳定〕三个内方位元素：像主点O在框标坐标系中坐标〔x0,y0〕，主距f8、外方位元素：在恢复内方位元素的根底上，确定摄影瞬间像片在空间坐标系中位置和姿势的参数。〔未知且不同〕三个直线元素：摄影瞬间投影中心S在空间坐标系中坐标(Xs，YsZs)三个角元素：摄影瞬间像片在空间坐标系中的姿势角〔二个角度确定主光轴方位，另一个角度确定像片在像平面内的方位〕 9、像片外方位元素的转角系统：、以y为主轴的φ-ω-κ转角系统：航向倾角φ〔绕y轴转〕，ω〔xφ〕，κ〔绕ｚ轴转〕、以Z轴为主轴的A-α-k转角系统：方位角A〔绕Z轴转〕，α〔X轴转〕像片转角k〔绕Z转〕10、像点的坐〔1〕、像点的平面坐标变换-=””cossinsincosyxkkkkyx反算式：-=yxkkkkyxcossinsincos”” 〔2〕、像点的空间坐标变换以Y轴为主轴的φ-ω-κ----=fyxkkkkZYX1000cossin0sincoscossin0sincos001cos0sin010sin0cosωωωω旋转矩阵R为正交矩阵，有TRR=-1，矩阵中各元素称为方向余弦，它们是外方位角元素的函数，11、反对称矩阵：在一个方阵内，假设主对角线上各元素为零而与主对角线相对称的各元素值相等且符号相反。---=022202220abacbcS1))((--+=SISIR12A、摄影中心S、像点a应位于一条直线上。13、共线方程式：-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)(333222333111ZsZcYsYbXsXaZsZcYsYbXsXafyZsZcYsYbXsXaZsZcYsYbXsXafxAAAAAAAAAAAA〔x,y〕为像点ａ在像平面直角坐标系中的坐标；〔X,Y,Z〕为ａ在像空间关心坐标系中的坐标；〔XＡ,YＡ,ZＡ〕为像点对应物点Ａ在地面坐标系中的坐标；〔Xs，YsZs)为投影中心Ｓ在地面坐标系中的坐标；、像片的内方位元素以及至少三个地面点坐标和相应的像点坐标，可求像片的六个外方位元素。 空间前方交会。、像点坐标和六个外方位元素，可以算出地面点的坐标。14、空间前方交会：利用像片上三个以上把握点的像点坐标及相应的物方坐标,反算像片外方位元素的过程称为空间前方交会。+??+??+??+??+??+=??+??+??+??+??+??+=κκωω??κκωω??dydydydZZydYYydXXyyydxdxdxdZZxdYYxdXXxxxSSSSSSSSSSSS)(++++++=++++++=κω?κω?dadadadZadYadXayydadadadZadYadXaxxSSSSSS262524232221161514131211)(15、误差方程式：〔三个把握点以上〕-+++++=-+++++=ySSSyxSSSxldadadadZadYadXavldadadadZadYadXavκω?κω?262524232221161514131211外方位元素的改正数：LAAAXTT1)(-=16、空间前方交会的计算过程猎取原始数据：Ｈ、ｆ、把握点地面坐标。量测把握点对应的像点坐标。确定未知数的初始值： φ＝ω＝κ＝0，Ｘs＝∑Ｘ/n,Ys=∑Y/n,Zs=mf+∑Z/n。由角元素的初始值计算Ｒ矩阵用未知数的初始值和把握点的地面坐标，代入共线条件方程式，逐点计算像点坐标的近似值〔ｘ〕、〔ｙ〕。用每个像点的观测值和近似值，计算每个点的常数项lx、ly。逐点计算误差方程式的系数，组成误差方程式。组成法方程式。解法方程，得未知数的改正数ｄXs、dYs、..ｄκ。9.近似值加改正数，计算外方位元素值。10.推断改正数是否小于限差，假设是，则完毕；假设否重复计算。17、像点位移：当地面起伏、像片倾斜时，地面点在像片上的构像相对抱负状况时产生的位置差异。〔不是误差〕像片倾斜引起的像点位移：αδαsinsin2frc-=地形起伏引起的像点位移〔投影差〕：0n-naah=δHhrh≈18、倾斜位移的特性：〔1〕、等比线上无倾斜位移〔2〕、水平像片上无倾斜位移、倾斜位移消灭在以等角点c为中心的辐射线上。19、投影差的特性：、高差位移消灭在以像底点为中心的辐射线上、像底点上无高差位移。、水平像片上的高差为Hhrh20、航摄像片的构像比例尺CDABmmmHfLlm1111≠≠==第四章立体观看与立体量测1、人造立体视觉：确定条件下，观看像对能获得与观看景物同样的生理视差，由此产生的立体感觉。2、人造立体观看条件〔1〕、观看立体像对〔2〕、两眼分别观看一张像片上的同名像点〔3〕、使同名像点连线与眼基线大致平行3、生理视差：两物点在左右两眼网膜窝上构像的差异。4、像对的立体观看方式：〔1〕、立体镜方式〔2〕重叠影像方式：互补色法、关闸法、偏振光法、液晶闪闭法5、像点坐标量测：双侧标量测法、单侧标量测法。第五章双像解析摄影测量1、立体像对：在航空摄影中，同一条航线相邻摄站拍摄的两站像60%左右的重叠度，这两张像片称为立体像对。2、立体像对的特别点线面：S1、S2为航摄时两相邻摄站；P1、P2地面点Ａ在两张像片上的构像a1、a2称为同名像点；同名像点AS1a1AS2a2两摄站S1、S2的连线B称为摄影基线；在摄影瞬间，地面任意一点的两条同名光线与摄影基线〔三线共面〕位于同一平面内，称为核面；〔核面有很多个，过主像点的核面为主核面，过像底点的核面为垂核面，一个立体像对有左、右两个主核面，只有一个垂核面。〕核面与像平面的交线称为核线；同一核面与左右两像片相交的两条核线称为同名核线；〔同名像点必定在同名核线上。〕摄影基线的延长线与像片面的交点称为核点。〔两个〕像面上全部核线都交于核点。3、双像解析摄影测量的方法、空间前方交会—前方交会法、相对定向—确定定向法、光束法4、5、前方交会公式：--=--=12211121221221ZXZXXBZBNZXZXXBZBNZXZX6、空间前方交会—前方交会计算步骤： 〔1〕、像片把握测量〔2〕、像点坐标量测〔3〕、空间前方交会求像片的外方位元素〔4〕、空间前方交会求待定点的地面坐标7、相对定向元素：用于描述立体像对中两张像片相对关系的参数。by、bz、φ2、ω2、κ2确定定向元素:用来确定立体模型在地面摄影测量坐标系中的位置、姿势和比例尺。确定定向元素：七个非零元素bx、XS1、YS1、ZS1、φ1、ω1、κ18、解析法相对定向：立体像对的共面条件：)(2211=??aSaSB共面方程：1222111222111===ZYXZYXbZYXZYXbbbFXXXXνμνμ定向公式：00=??+??+??+??+??+=dkFdFdFdFdFFFκωωφ?υνμμdkNXdNZYZdNZYXdbZYdbXX2222222222222)(＝Q++---ω?νμYbYNYN－－＝Q2211Q的几何意义是模型上同名点的Y坐标之差，称为上下视差。9、相对定向元素的解算：QdNXdNZYZdNZYXdbZYdbVxxQ-++---=κω?νμ2222222222222)(LAXV-=0_=LAAXATT〔等权观测=独立观测〕LAAAXTT1-=X为相对定向元素近似值的改正数。10、相对定向元素的结算过程：〔1〕、量测像点坐标，进展系统误差改正。〔2〕、确定相对定向元素的值〔3〕、计算左片的R1和〔X1，Y1，Z1〕〔4〕、计算右片的R2和〔X2，Y2，Z2〕〔5〕、计算N1、N2、Q〔6〕、列误差方程式〔7〕〔8〕、计算定向元素的值〔9〕、推断改正数小于限值〔Q<限值〕，然后完毕。否则重复4-9.11、模型坐标：??=++==112211112/ZNZmYNbyYNYmXNXm模型点的摄影测量坐标：??+=++==112211112/ZmNmfZpmYNbyYNYpXmNXp12、空间相像变换：三维旋转、平移、缩放。13、模型确实定定向：要确定立体模型在地面坐标系中的方位和大小，必需把模型坐标变换为地面坐标，即把立体模型进展三维的旋转、平移和缩放。这一过程称为确定定向。14、确定定向的实质是立体模型的空间相像变换。ZYXZYXcccbbbcaaZYXpppTPTPTP＋＝321321321λ式中XTP、YTP、ZTP为地面摄测坐标，对把握点为，XP、YP、ZP为模型点的摄测坐标，由相对定向算得，λai、bi、ci为三个角元素Ф、Ω、Κ，ΔX、ΔY、ΔZ为摄测坐标原点在地面摄测坐标系中的三个平移量。确定定向共有7+ΩΦΩ-Φ--++??????????=??????????zdYdXdZYXddddddKddKdZYXZYXRZYXppppTPTPTPppλλλλλ00000015、确定定向元素的解求：+-=00000ZYXZYXRZYXlllppTPTPTPZYXpλ0=-PLAPAXATTPLAPAAXTT1)(-=X为确定定向元素的改正数。16、重心化坐标：===∑∑∑nZtpZnYtpYnXtpXtpgtpgtpg地面摄影测量坐标重心重心化后得-=-=-=tpgtptpitpgtptpitpgtptpiZZZYYYXXX===∑∑∑nZpZnYpYnXpXpgpgpg摄影测量坐标重心重心化后得-=-=-=pgppipgppipgppiZZZYYYXXX17+??+??+??+??+??+??+??+??+=??+??+??+??+??+??+??+??+??+=dZZydYYydXXydKKydydydZZydYYydXXyyydZZxdYYxdXXxdKKxdxdxdZZxdYYxdXXxxxssssssssssssωωφφωωφφ)(误差方程式为：----+++++=----+++++=ysssyxsssxldZadYadXadadadadZadYadXavldZadYadXadadadadZadYadXav232221262524232221131211161514131211κω?κω?[]LtxBAV-=0=-?L B L A t X B B A B B A A A T T T T T T021********=-lltXNNNNT[]2122121121221211LNNLXNNNN---=-T第六章空中三角测量1、空中三角测量的定义：在野外只测定少量必要的地面把握点，在室内利用像片之间内在的几何关系，用摄影测量方法解求这些双像摄影测量所必需的把握点坐标，这种方法称为空中三角测量，也叫控制点的摄影测量加密，简称加密。2、空中三角测量的分类：、按进展阶段：模拟空中三角测量、解析空中三角测量、数字空中三角测量、按平差计算范围的大小：单模型空中三角测量、单航带空中三角测量、区域网空中三角测量、按数学模型：航带法空中三角测量、独立模型法空中三角测量、光束法空中三角测量3、航带法单航带解析空中三角测量主要结算过程：、像点坐标测量与系统误差改正，得到像控点和加密点的在各自像对的像平面直角坐标〔x，y〕连续像对法相对定向建立各立体模型，得到像控点和加密点的在各自像对的像空间关心坐标系中的模型坐标。〔3〕、建立统一的航带模型。〔4〕航带网模型确实定定向。〔5〕航带网模型的非线性变形改正。〔6〕将加密点地面摄测坐标变换为大地坐标。4、模型连接：相对定向完成之后，各像对的像空间关心坐标都纳入到坐标轴相互平行但原点各异的坐标系中；同时由于各模型的基线重量bx是各自独立选取，这样就造成各模型的比例尺大小不全都。假设要将航带内全部模型连接构成航带网，必需进展模型连接。模型连接以相邻模型公共点Z坐标相等为条件，缩放后一模型的比例尺。5、模型比例尺一样：1122111)(＝)(zbZNZN+122211)(＝)(ZNZN1－)(＝)(111211zbZNZN模型比例尺不同：1112模型111－)(zbZNZN≠1－)(111211zbZNZNk=211111)(－)(1ZNbZNkz=为了提高精度，取三个连接点的归化系数的平均值)(31321κκκκ++=6、模型点摄测坐标的计算第1个模型右摄站点的摄测坐标:+=?+=?+=bzmZZbymYYbxmXXPSPSPSPSPSPS1112221+=?+?+?=?=?+=11221111111)(21ZNmmfZpbymYNmYNmYpXNmmXNXsXp第j个模型右摄站的摄测坐标:+=??+=??+=+++jjPSjPSjjPSjPSjjPSjPSbzmkZZbymkYYbxmkXXjjj111第j个模型各模型点的摄测坐标:+=??++??+=??+=+jjjPSjPjjjPSjjjjPSjPjjjPSjPZNmkZZYNmkYYNmkYYXNmkXX112211111)(217、航带模型确实定定向：-=-=??ttttPPYXbaabYXYXθθθθλsincoscossin8、非线性变化：+++++=+++++=+++++=YXcXcYXcXcYcXccSYXbXbYXbXbYbXbbSYXaXaYXaXaYaXaazYX263542321026354232102635423210＋＋＋S++=++=++=zztpYYtpXXtpSVZZSVYYSVXX)(423210XXYXaXaYaXaaVtpx--++++=-9、加密点的地面坐标：++++++=++++++=++++++=YXcXcYcXccZZZYXbXbYbXbbYYYYXaXaYaXaaXXXtpgtptpgtptpgtp42321042321042321010、航带法区域网加密的根本思想按单航带加密方法，每条航带构成自由航带网；将各航带逐条进展概略确定定向，统一比例尺和坐标系；利用把握点的内业加密坐标应与外业实测坐标相等、相邻航带间公共连接点上的加密坐标应相等为平差条件，在全区域范围内把航带网模型坐标视为观测值，用最小二乘法整体解算各航带网的非线性变形改正系数，从而计算出各加密点的地面坐标。11、区域网整体平差：〔1〕.各航带重心化坐标的计算〔2〕.误差方程式的建立〔3〕.法方程的建立〔4〕.法方程的解算〔5〕.加密点坐标的计算XtpSXX+=(SxYXaXaYaXaaSX423210++++=)(423210XXYXaXaYaXaaVtpc--++++=-1111+++++++=+++XjjXgjjXjjXgjjSVXXSVXX[]1,111,++++-??-=-jjjjjjjjLXXBBV12、光束法区域网平差：平差的根本单位：一张像片组成的一束光线平差的数学模型：共线方程式平差条件：相邻像片公共交会点坐标相等、把握点内业坐标与外业坐标相等全区域的统一平差计算，解求出每张像片的外方位元素和加密点的地面坐标。第七章数字地面模型1、数字地面模型是描述地球外表形态多种信息空间分布的有序数据阵列。),(ppkpvufk=),.....3,2,1;,.....3,2,1(npmk==数字高程模型是对地球外表起伏的一种离散的数字表达，是数字地面模型中最根本的局部。数字高程模型：用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。ＤＥＭ可以表示成区域Ｄ上三维向量序列：)(,,iiiiZYXV=2、数字地面模型的内容：地貌信息：高程、坡度、坡向等根本地物信息：居民地、水系、道路境地线等主要的自然资源和环境信息：土壤、植被、地质、气候等主要的3、DEM的特点：〔1〕数字形式，可直接输入计算机，便于各种计算机关心系统利用；〔2〕简洁以多种形式显示地形信息；〔3〕精度不会损失；〔4〕便于存储、更、传播。〔5〕易实现自动化、