摄影测量复习提纲.ppt

1、复习提纲复习提纲河南理工大学复习大纲复习大纲Review一、一、Definition二、二、Target三、三、Methods一、摄影测量定义一、摄影测量定义Definition1988年年ISPRS在日本京都第在日本京都第16届大会上定义：届大会上定义：摄影测量与遥感摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的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、而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术科学和技术.摄影测量：几何信息摄影测量：几何信息(点定位点定位)遥感：物理信息遥感：物理信

2、息发展阶段发展阶段原始资料原始资料投影方式投影方式仪器仪器操作方式操作方式产品产品模拟模拟摄影测量摄影测量像片像片物理投影物理投影模拟测图仪模拟测图仪手工操作手工操作模拟产品模拟产品解析解析摄影测量摄影测量像片像片数字投影数字投影解析测图仪解析测图仪机助机助作业员操作作业员操作模拟产品模拟产品数字产品数字产品数字数字摄影测量摄影测量数字化影像数字化影像数字影像数字影像数字投影数字投影计算机计算机自动化操作自动化操作数字产品数字产品模拟产品模拟产品摄影测量发展阶段摄影测量发展阶段区别：表示方法不同、投影性质不同、信息量不同区别：表示方法不同、投影性质不同、信息量不同二、摄影测量目的二、摄影测量目

3、的Target二、摄影测量目的二、摄影测量目的Target影像影像矢量图矢量图投影性质投影性质中心投影中心投影正射投影正射投影表示方法表示方法栅格图栅格图矢量图矢量图信息量信息量无注记，信息大无注记，信息大有注记，经过取舍有注记，经过取舍得到，信息小得到，信息小像片与地形图的区别像片与地形图的区别 点点的中心投影的中心投影一般一般是点（特例）。是点（特例）。线段线段的中心投影一般是线段（特例）。的中心投影一般是线段（特例）。相交线段相交线段的中心投影一般是相交线段（特例）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空间一组不与承影面平行的平行直线，其中，其中 心投影为一平

4、面线束。线束的顶点是由过投影中心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，并与空间平行直线相平行的投射线与承影面的交点，称为称为合点合点。平面曲线平面曲线的中心投影是平面曲线。的中心投影是平面曲线。空间曲线空间曲线的中心投影一般是平面曲线的中心投影一般是平面曲线(特列特列)。中心投影的主要特征中心投影的主要特征二、摄影测量目的二、摄影测量目的Target透视变换中的特别点、线、面透视变换中的特别点、线、面EPvvVVShihiWhohohchcEsJiNnOoCc地平面地平面像平面像平面主垂面主垂面基本方向线基本方向线VV主纵线主纵线vv合面合面

5、透视轴透视轴TT主合点主合点合线合线投影中心投影中心像底点像底点地底点地底点像主点像主点地主点地主点像等角点像等角点地等角点地等角点等比线等比线主横线主横线TT主遁点主遁点R遁面遁面kk灭线灭线透视变换中特殊的点、线、面透视变换中特殊的点、线、面三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods像片像点坐标 地面点坐标A（X，Y，Z）a(x,y)解析的方法解析的方法模拟的方法模拟的方法三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods常用坐标系常用坐标系1.1.像平面坐标系像平面坐标系2.2.像空间坐标系像空间坐标系3.3.像空间辅助坐标系像空间辅助坐标系4.4.摄影测量坐标系（地辅系）摄影测量坐标系

6、（地辅系）5.5.物空间坐标系（左手系）物空间坐标系（左手系）框标坐标系框标坐标系旋转矩阵旋转矩阵内方位元素内方位元素外方位元素外方位元素数字摄影测量阶段的定向流程数字摄影测量阶段的定向流程内定向（自动化）内定向（自动化）屏幕坐标（扫描坐标）屏幕坐标（扫描坐标）框标坐标框标坐标像平面坐标像平面坐标 相对定向（自动化）相对定向（自动化）模型坐标系模型坐标系 像空系像空系 共面方程共面方程前方交会前方交会绝对定向（半自动化）绝对定向（半自动化）模型坐标系模型坐标系 地辅系地辅系 空间相似变换空间相似变换大地坐标系大地坐标系 左手系左手系三、摄影测量方法三、摄影测量方法MethodsA（X，Y，Z）

7、a(x,y)数学模型数学模型共线条件方程共线条件方程地面点坐标表示像点坐标地面点坐标表示像点坐标像点坐标表示地面点坐标像点坐标表示地面点坐标三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods一、双像解析计算基础一、双像解析计算基础空间后方交会空间后方交会前方交会（点投影系数法）前方交会（点投影系数法）空间后方交会空间后方交会前方交会（直接严密解法）前方交会（直接严密解法）相对定向相对定向点投影系数法点投影系数法绝对定向绝对定向光束法（一步定向法）光束法（一步定向法）求解地面点三维坐标求解地面点三维坐标三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods单张像片的空间后方交会单张像片的空间后方交会利用航摄

8、像片上利用航摄像片上三个及以上三个及以上的像点坐标和对应的地面点坐标，的像点坐标和对应的地面点坐标，根据根据共线条件方程共线条件方程，解求像片的，解求像片的外方位元素外方位元素的工作的工作线元素（线元素（3个）个）角元素角元素（3个个）各参数含义？各参数含义？像空系像空系地辅系地辅系主线索之一控制点数目控制点数目空间后方交会的过程空间后方交会的过程1 1、获取已知数据获取已知数据：从航摄资料中获取像片比例尺：从航摄资料中获取像片比例尺1/m1/m、平均航高平均航高H H、内方位元素、内方位元素x x0 0，y y0 0，f f，并从外业测量中获，并从外业测量中获取地面控制点的地面测量坐标，并转

9、换成地面摄影测量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坐标X Xp p、Y Yp p、Z Zp p。2 2、量测量测控制点的控制点的像点坐标像点坐标，将控制点标刺在像片上，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点改正得到像点坐标x x、y y。3 3、确定未知数的初始值确定未知数的初始值：在竖直摄影情况下，：在竖直摄影情况下，角元素角元素的初始值为的初始值为0 0，线元素线元素中中Z Zs0s0=H=H，X Xs0s0、Y Ys0s0可取可取四个角上控四个角上控制点坐标的平均值制点坐

10、标的平均值。三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods4 4、用三个角元素的初始值计算方向余弦，并组成旋、用三个角元素的初始值计算方向余弦，并组成旋转矩阵转矩阵R R。5 5、用所取未知数的初始值和控制点的地面坐标，带、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，逐点入共线方程，逐点计算计算像点坐标的近似值像点坐标的近似值（x x）、）、（y y）。）。6 6、用像点的观测值和由、用像点的观测值和由5 5中中计算计算的近似值，计算每的近似值，计算每个点的常数项个点的常数项l lx x、l ly y。7 7、计算计算法方程的系数矩阵法方

11、程的系数矩阵A AT TA A与常数项与常数项A AT TL L。8 8、求解求解法方程，得到未知数的法方程，得到未知数的改正数改正数。9 9、检查计算、检查计算结果结果是否是否收敛收敛：将改正数与限差比较，：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小于限差则计算终止，否则用新的近似值重复4 49 9的计算，知道满足要求为止。的计算，知道满足要求为止。三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods程程序序框框图图三、摄影测量方法三、摄影测量方法Methods立体像对的空间前方交会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

12、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。S2o2a2 S1o1a1A A立体像对的点、线、面S2 S1 ABP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1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)立体相对知识立体相对知识BS2X1Y1Z1MZYXXS1YS1A(XA,YA,ZA)BX=XS2 XS1BY=YS2 YS1BZ=ZS2 ZS1S1ZS1Y1X1Z1a2a1X=XA-XS1 Y=YA-YS1 Z=

13、ZA-ZS1A A左左:(Analysis on Principle)前方交会原理分析前方交会原理分析像点投影系数像点投影系数AX1Y1Z1a1S1Y1X1Z1YA-YS1XA-XS1ZA-ZS1AX2Y2Z2a2S2Projection Coefficient前方交会公式前方交会公式相对定向相对定向绝对定向绝对定向相对定向相对定向：同名光线对对相交，建立地面相似几何模型：同名光线对对相交，建立地面相似几何模型两种相对方位元素系统 以左像空系为基准o2B 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像对的相对方位元素两种相对方位元素系统 以基线坐标系为基准基线坐标

14、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像对的相对方位元素共面条件方程共面条件方程S2 S1 ABP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1共面条件的向量表达式像对的相对方位元素像对的相对方位元素主线索主线索之二之二像对的相对方位元素像对的相对方位元素共面条件方程共面条件方程共面条件的坐标分量表达式BS2S1Aa1a2BZBYBX连续像对系统单独像对系统上下视差上下视差qq=0标志着相对定向完成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？数学相对定向是否需要地面控制点？至少需要多少同

15、名像点？数学模型是什么？共面条件方程是指谁共面？模型是什么？共面条件方程是指谁共面？a.a.连续像对相对定向之后，模型点坐标的计算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 。模型点坐标的计算模型点坐标的计算模型点坐标的计算模型点坐标的计算 b.b.单独像对相对定向之后，模型点坐标的计算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

16、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（）。绝对方位元素的确定像对的绝对方位元素像对的绝对方位元素绝对方位元素的确定像对的绝对方位元素像对的绝对方位元素绝对方位元素的确定像对的绝对方位元素像对的绝对方位元素绝对方位元素的确定像对的绝对方位元素像对的绝对方位元素 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像对的绝对方位元素像对的绝对定向像对的绝对定向绝对定向方程地辅系坐标地辅系坐标模型点坐标（观测值）模型点坐标（观测值）控制点数目？控制点数目？像对的绝对定向像对的绝对定向地面坐标地面坐标地辅系坐标地辅系坐标过程：1、平移 2、反射变换左手系右手系3、旋转 平面内逆时针旋转 4、缩放 轴系单位乘以比例尺因子 像对的绝对定向像对的绝对定向地面坐标地面坐标地辅系坐标地辅系坐标地面坐标地面坐标地辅系坐标地辅系坐标几个坐标系间的转换？几个坐标系间的转换