近景攝影測(cè)量總結(jié)

1、1、近景攝影測(cè)量是攝影測(cè)量與遙感學(xué)科的一個(gè)分支它通過(guò)攝影手段以確定地形以外目標(biāo)的外形和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。主要包括古文物古建筑攝影測(cè)量、工業(yè)攝影測(cè)量、生物醫(yī)學(xué)攝影測(cè)量三個(gè)部分。2、近景攝影測(cè)量與航空攝影測(cè)量的比較1、相同點(diǎn)基本原理相同模擬處理方法、解析處理方法、數(shù)字影像處理方法基本相同 某些內(nèi)業(yè)攝影測(cè)量?jī)x器的使用。2、不同點(diǎn) 1）測(cè)量目的不同。航空攝影測(cè)量以測(cè)制地形、地貌為主注重其絕對(duì)位置近景攝影測(cè)量以測(cè)定目標(biāo)物的形狀、大小和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為目的并不注重目標(biāo)物的絕對(duì)位置。 2）被測(cè)量目標(biāo)物不同。航空攝影測(cè)量目標(biāo)物以地形、地貌為主近景攝影測(cè)量目標(biāo)物各式各樣、千差萬(wàn)別3）目標(biāo)物縱深尺寸與攝影距離比的變化范圍不同。

2、 4）攝影方式不同。航空攝影為近似豎直攝影方式近景攝影除正直攝影方式外還有交向攝影方式等。5）影像獲取設(shè)備不同。 6）控制方式不同。航空攝影測(cè)量的控制方式以控制點(diǎn)為主且多為明顯的地面點(diǎn)近景攝影測(cè)量除控制點(diǎn)方式外還有相對(duì)控制方式且常常使用人工標(biāo)志。 7）近景攝影測(cè)量適合動(dòng)態(tài)目標(biāo) 3、近景攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1、瞬間獲取被測(cè)目標(biāo)的大量幾何和物理信息適合于測(cè)量點(diǎn)數(shù)眾多的目標(biāo)2、非接觸測(cè)量手段可在惡劣條件下作業(yè)3、適合于動(dòng)態(tài)目標(biāo)測(cè)量。4、近景攝影測(cè)量技術(shù)的不足 1、技術(shù)含量高需較昂貴設(shè)備和高素質(zhì)人員2、對(duì)所有測(cè)量目標(biāo)并非最佳技術(shù)選擇-當(dāng)不能獲得質(zhì)量合格的影像-當(dāng)待測(cè)量點(diǎn)數(shù)稀少 5、近景攝影測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)的

3、方法 衡量精度的基本指標(biāo)是被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)中誤差精度1、估算精度:攝影前按控制方式、條件等的理論估算精度2、內(nèi)精度:影像處理時(shí)按方程組健康度直接計(jì)算3、外精度:用多余控制點(diǎn)或條件客觀的精度檢驗(yàn) 6、影響近景攝影測(cè)量精度的因素 1、像點(diǎn)坐標(biāo)的質(zhì)量影像獲取設(shè)備的性能、像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)精度、系統(tǒng)誤差的改正程度等2、攝影條件照明、標(biāo)志、攝影方式、控制質(zhì)量3、圖像處理與攝影測(cè)量處理的能力、水平如人工量測(cè)與自動(dòng)量測(cè)。 7、攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系 大地坐標(biāo)系、攝影測(cè)量物方坐標(biāo)系、像空間輔助坐標(biāo)系、像空間坐標(biāo)系、像平面坐標(biāo)系。其中近景攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系有攝影測(cè)量物方坐標(biāo)系、像空間坐標(biāo)系、像空間輔助坐標(biāo)系、像平面坐標(biāo)系 8

4、、像片內(nèi)外方位元素 1、內(nèi)方位元素 恢復(fù)攝影時(shí)光束形狀的要素包括像主點(diǎn)在“框標(biāo)坐標(biāo)系”的坐標(biāo)(x0 , y0)及像片的主距 f 2、外方位元素 確定攝影光束在物方空間坐標(biāo)系中的位置與朝向的要素包括三個(gè)直線元素xs , ys , zs描述攝影中心在物方空間坐標(biāo)系中的位置以及三個(gè)角元素描述攝影光束在物方空間坐標(biāo)系中的朝向。 10、共面條件方程式共面條件方程式描述了攝影基線及同名光線位于同一平面內(nèi)的幾何關(guān)系它是影像解析計(jì)算的另一個(gè)基本關(guān)系式。按照共面條件方程式可形成近景攝影測(cè)量處理一種的方案即按照內(nèi)定向、相對(duì)定向、絕對(duì)定向順序處理的方案。 11、影像獲取設(shè)備分類(lèi) 1攝影設(shè)備 量測(cè)攝影機(jī) 格網(wǎng)量測(cè)攝影

5、機(jī) 半量測(cè)攝影機(jī) 非量測(cè)攝影機(jī) 2 攝像設(shè)備 ccd相機(jī) 電視攝像機(jī) 高分辨率電視攝像機(jī) 12、量測(cè)攝影機(jī) 專(zhuān)為測(cè)量目的而設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢校 內(nèi)方位元素已知可記錄 光學(xué)畸變差小, 附有畸變差值 具有外部定向設(shè)備 有機(jī)械或光學(xué)框標(biāo) 采取措施壓平底片13、格網(wǎng)攝影機(jī) 具備量測(cè)攝影機(jī)的性能具有改正底片變形標(biāo)準(zhǔn)位置格網(wǎng) 14、半量測(cè)攝影機(jī) 不具備量測(cè)攝影機(jī)的性能具有改正底片變形的格網(wǎng)對(duì)非量測(cè)攝影機(jī)加裝格網(wǎng) 15、非量測(cè)攝影機(jī) 不是專(zhuān)為測(cè)量目的而設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)不嚴(yán)謹(jǐn)內(nèi)方位元素未知且不能記錄 無(wú)外部定向設(shè)備 光學(xué)畸變差大 無(wú)改正底片變形的措施 使用方便 普及 社會(huì)擁有量大。 16、立體量測(cè)攝影機(jī)

6、在固定長(zhǎng)度的攝影基線桿兩端裝配兩臺(tái)量測(cè)攝影機(jī)主光軸平行且都與攝影基線垂直的設(shè)備稱(chēng)為立體量測(cè)攝影機(jī) 立體量測(cè)攝影機(jī)所攝像對(duì)是正直攝影立體像對(duì) 17、改變攝影機(jī)主距的方法 1連續(xù)調(diào)焦改變主距2更換墊圈改變主距3更換鏡頭改變主距 18、近景攝影測(cè)量的攝影方式 主要有正直攝影、交向攝影還有等偏攝影、等傾攝影。1、正直攝影 攝影時(shí)兩攝影機(jī)主光軸相互平行且垂直于攝影基線的攝影方式 2、交向攝影 兩攝影機(jī)主光軸大體位于同一平面內(nèi)且不平行、不同時(shí)垂直于攝影基線的攝影方式。交向攝影適合于解析法及數(shù)字近景攝影測(cè)量常采取100%重疊方式 3、正直攝影與交向攝影 正直攝影特點(diǎn)影像對(duì)的“變形”由物體表面的“起伏”產(chǎn)生比

7、較符合于人眼觀察因此尤其適合于模擬攝影測(cè)量。不可能100%重合。交向攝影特點(diǎn)影像對(duì)的“變形”由物體表面的“起伏”和交向角共同產(chǎn)生不太符合人眼觀察適合于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量?？刹捎?00%重疊方式。 19、等偏攝影與等傾攝影 等偏攝影 攝影基線兩端攝影機(jī)主光軸保持水平,相對(duì)于攝影基線的垂線偏轉(zhuǎn)同一角度的攝影,分為左偏攝影和右偏攝影. 等傾攝影 攝影基線兩端攝影機(jī)主光軸保持平行,且相對(duì)于水平面傾斜相同角度的攝影.20、“航帶網(wǎng)或區(qū)域網(wǎng)”攝影 基于交向攝影的多攝站攝影 特點(diǎn)獲取被測(cè)目標(biāo)多張相互重疊的像片 目的大幅度提高攝影測(cè)量精度與可靠性 21、 正直攝影方式的精度估算式 推算自己看書(shū) 設(shè)正直攝影像對(duì)以左攝

8、影中心為原點(diǎn)兩攝影中心的連線攝影基線作為x軸。設(shè)物方有一點(diǎn)ax,y,z在兩張像片上的對(duì)應(yīng)像點(diǎn)為a1,a2。幾點(diǎn)結(jié)論為提高精度應(yīng)盡可能拍攝攝影基線大的像對(duì) 為提高精度應(yīng)盡可能拍攝攝影比例尺大的像片即盡可能減小攝影距離選用主距大的攝影機(jī) 為提高精度應(yīng)盡可能提高像點(diǎn)坐標(biāo)的質(zhì)量包括像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè)質(zhì)量、剔除各類(lèi)系統(tǒng)誤差的能力 一般情況下攝影方向的中誤差最大常以mz估算精度 22、調(diào)焦距d攝影中心與調(diào)焦最清晰點(diǎn)之間的距離。通俗的說(shuō)即為攝影中心與被攝物體之間的距離,簡(jiǎn)稱(chēng)物距。 23、超焦距h 超焦點(diǎn)距離、無(wú)窮遠(yuǎn)起點(diǎn) 給定光圈和模糊圈的大小當(dāng)攝影機(jī)調(diào)焦到無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí) 從攝影中心開(kāi)始的某一距離到無(wú)窮遠(yuǎn)范圍內(nèi)的景物成

9、像都是清晰的這一距離稱(chēng)為超焦距。此清晰點(diǎn)稱(chēng)為無(wú)窮遠(yuǎn)起點(diǎn)。24、景深d：給定光圈和模糊圈大小被攝影空間能夠獲得清晰構(gòu)像的深度范圍.景深d為沿光軸方向的后景距d2與前景距d1的差值,d=d2-d1。超焦距h與景深d成反比 25、曝光時(shí)間的確定 1、方法a 、經(jīng)驗(yàn)法b、使用測(cè)光表c、試片法d、推算比較法2、推算比較法用一架可以自動(dòng)測(cè)光的普通相機(jī)推算近景攝影機(jī)的正確曝光時(shí)間。已知用普通相機(jī)測(cè)光時(shí)正確的曝光參數(shù)為相機(jī)上安置的感光度為s光圈號(hào)數(shù)為k測(cè)得的曝光時(shí)間為t 光圈優(yōu)先近景攝影機(jī)使用的底片感光度為s安置光圈號(hào)數(shù)為k則應(yīng)安置的正確曝光時(shí)間t為t=s/s*(k/k)2*t 26、立體像對(duì)的獲取方法 1、

10、使用立體攝影機(jī)或立體攝影系統(tǒng)2、使用兩臺(tái)單個(gè)攝影機(jī)3、使用單個(gè)攝影機(jī)a、移動(dòng)相機(jī)法b、移動(dòng)目標(biāo)法c、旋轉(zhuǎn)目標(biāo)法d、投影標(biāo)準(zhǔn)格網(wǎng)法e、利用分光裝置法 （鏡面攝影法，同一物鏡法）27、同步攝影 對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)拍攝立體像對(duì)需要兩臺(tái)或以上的攝影機(jī)在同一時(shí)刻對(duì)此動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行攝影即同步攝影。 28、同步的標(biāo)準(zhǔn) 是考察兩攝影機(jī)在拍攝的瞬間由于曝光不在絕對(duì)的同一時(shí)刻造成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在影像上的位移是否可以容忍。 29、動(dòng)態(tài)目標(biāo)立體像對(duì)獲取方法 1、同步快門(mén) 機(jī)械同步快門(mén)電子同步快門(mén)2、記時(shí)裝置3、頻閃照明 主動(dòng)頻閃照明 被動(dòng)頻閃照明 4、立體攝影的同一物鏡法（基線短） 30、被測(cè)物體的表面處理 對(duì)近景攝影測(cè)量的大多數(shù)目

11、標(biāo)無(wú)需進(jìn)行表面處理。而對(duì)色調(diào)單一、缺乏紋理的目標(biāo)需進(jìn)行表面處理。目的是為了提高影像的識(shí)別能力，包括人工識(shí)別和自動(dòng)識(shí)別。 31、被測(cè)物體的表面處理的方法 色調(diào)單一、缺乏紋理的目標(biāo) 1、利用投影設(shè)備將光柵、格網(wǎng)、及圖案、圖象投影到物體表面形成人工紋理2、利用激光經(jīng)緯儀、激光筆按一定規(guī)則將激光投射到被測(cè)目標(biāo)上形成人工紋理3、在被測(cè)目標(biāo)表面粘貼人工標(biāo)志形成人工紋理4、在被測(cè)目標(biāo)表面上繪制人工紋理 32、照明原則 1、使用自然光時(shí)要照度均勻避免出現(xiàn)反差過(guò)大的現(xiàn)象2、使用人工光源時(shí)照明燈要布置適宜3、有些情況下要注意局部照明如黑暗情況下的控制點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)尺照明4、特殊光源的使用。 33、標(biāo)志：近景攝影測(cè)量中大

12、量使用人工標(biāo)志。標(biāo)志點(diǎn)既可以用作控制點(diǎn)也可以用作待定點(diǎn)。 34、標(biāo)志分類(lèi) 1、按用途分a 控制點(diǎn) b 待定點(diǎn) c 檢查點(diǎn)、按外形分a 平面型標(biāo)志 b 立體標(biāo)志3、按質(zhì)地分a 紙質(zhì) b 金屬 c 搪瓷4、按是否發(fā)光分a 主動(dòng)發(fā)光標(biāo)志 b 被動(dòng)發(fā)光標(biāo)志5、按色彩分a 黑白標(biāo)志 b 彩色標(biāo)志。 35、人工標(biāo)志的設(shè)計(jì) 1、大小a、標(biāo)志構(gòu)像大小一般為0.050.2mm;b、標(biāo)志構(gòu)像與測(cè)標(biāo)相比 標(biāo)志構(gòu)像直徑/測(cè)標(biāo)直徑=5/3; c、對(duì)數(shù)字影像標(biāo)志構(gòu)像應(yīng)包括十余個(gè)像素。2、外形及圖案根據(jù)測(cè)量目標(biāo)及測(cè)量環(huán)境決定。36、近景攝影測(cè)量控制的目的 1、把所構(gòu)建的近景攝影測(cè)量網(wǎng)納入到給定的物方空間坐標(biāo)系中2、利用多余

13、的控制包括控制點(diǎn)和相對(duì)控制加強(qiáng)近景攝影測(cè)量網(wǎng)的強(qiáng)度3、利用多余的控制點(diǎn)和相對(duì)控制檢查近景攝影測(cè)量的精度和可靠性。 37、控制點(diǎn)與相對(duì)控制控制點(diǎn)與相對(duì)控制是近景攝影測(cè)量中使用的兩類(lèi)控制。1、控制點(diǎn) 控制點(diǎn)通常是布設(shè)在被測(cè)目標(biāo)上或其周?chē)囊阎鴺?biāo)的標(biāo)志點(diǎn)2、相對(duì)控制 相對(duì)控制是指在近景攝影測(cè)量中布置在物方空間的未知點(diǎn)間的某種已知幾何關(guān)系。如已知的長(zhǎng)度已知的角度未知點(diǎn)位于同一平面未知點(diǎn)位于同一直線 38、控制點(diǎn)的測(cè)定精度要求 待定點(diǎn)坐標(biāo)的中誤差m由控制點(diǎn)坐標(biāo)中誤差m控和攝影測(cè)量中誤差m攝組成。m=sqrt(m控2+m測(cè)2) 為使控制點(diǎn)坐標(biāo)中誤差m控對(duì)待定點(diǎn)坐標(biāo)的中誤差m不產(chǎn)生影響應(yīng)使 m控<m

14、測(cè)/3 攝影測(cè)量中誤差m攝可預(yù)先估算 39、控制點(diǎn)的一般測(cè)量方法 前方交會(huì)+三角高程方法 前方交會(huì)測(cè)量控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)三角高程測(cè)量控制點(diǎn)的高程原理方法精度分析均自己看書(shū)復(fù)習(xí) 40、基線的確定方法1、鋼尺、皮尺2、銦瓦尺3、測(cè)距儀4、標(biāo)準(zhǔn)尺法。41、室內(nèi)控制場(chǎng)建立的目的 1、用于攝影機(jī)檢定 2、用于攝影測(cè)量理論的研究 3、用于實(shí)測(cè)目標(biāo)形狀或運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 42、室內(nèi)控制場(chǎng)的布設(shè)原則 1、足夠數(shù)量的三維控制點(diǎn) 2、控制點(diǎn)應(yīng)分布均勻 在空間上有足夠延伸3、留有攝影空間43、活動(dòng)控制系統(tǒng) 均勻分布有一定數(shù)量已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)的可攜帶框架稱(chēng)為活動(dòng)控制系統(tǒng)。 44、建立活動(dòng)控制系統(tǒng)的目的 1、被測(cè)目標(biāo)較小數(shù)量較多

15、且處在不同的位置2、不宜采用常規(guī)測(cè)量方法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施控制測(cè)量 3、用于長(zhǎng)途運(yùn)輸后攝影機(jī)的檢校。 45、活動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)量方法1、普通工程測(cè)量方法2、三維坐標(biāo)量測(cè)儀測(cè)量3、攝影測(cè)量方法 46、近景攝影測(cè)量的三種處理方式 1模擬法近景攝影測(cè)量 2解析法近景攝影測(cè)量 3數(shù)字近景攝影測(cè)量 47、解析法近景攝影測(cè)量按處理方法的原理又可分為a.基于共線條件方程的解析處理方法(最重要、應(yīng)用最廣泛)b.基于共面條件方程的解析處理方法c.基于直接線性變換的解析處理方法d.基于其它原理的解析處理方法(基于角錐體原理的空間后交前交、平行線相對(duì)控制的空間后交)48、基于共線條件方程的解析處理方法 1空間后方交會(huì)解法單片

16、空間后方交會(huì)解法、多片空間后方交會(huì)2多片空間前方交會(huì)解法 3空間后方交會(huì)-前方交會(huì)解法 4光線束解法50、近景攝影測(cè)量的多片空間前方交會(huì)解法定義 根據(jù)已知內(nèi)、外方位元素的兩張或兩張以上的像片將待定點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)視作觀測(cè)值按共線條件方程逐點(diǎn)解算待定點(diǎn)物方空間坐標(biāo)的過(guò)程。 52、近景攝影測(cè)量的多片空間前方交會(huì)解法影響精度的因素 1、網(wǎng)的幾何構(gòu)形包括像片張數(shù)、布局、交會(huì)角2、像點(diǎn)坐標(biāo)的質(zhì)量3、各像片外方位元素的測(cè)定精度4、攝影機(jī)內(nèi)方位元素的檢定水平。 53、近景攝影測(cè)量的單像空間后方交會(huì)解法定義根據(jù)一張像片覆蓋的一定數(shù)量控制點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)及其像點(diǎn)坐標(biāo)按共線條件方程解算該像片的內(nèi)外方位元素以及其它附加

17、參數(shù)的過(guò)程。 55、近景攝影測(cè)量的單像空間后方交會(huì)解法影響精度的因素1、控制點(diǎn)的數(shù)量、分布及精度2、像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè)精度3、控制點(diǎn)對(duì)應(yīng)像點(diǎn)在像片上的分布 56、多片后方交會(huì)條件相機(jī)內(nèi)方位元素與畸變系數(shù)不變。即攝影時(shí)不進(jìn)行相機(jī)調(diào)焦操作在不同的位置對(duì)物方控制點(diǎn)攝影。 57、近景攝影測(cè)量的光線束解法定義 把控制點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)、待定點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)以至其它內(nèi)外業(yè)量測(cè)數(shù)據(jù)的一部分或全部均視作觀測(cè)值按共線條件方程整體地同時(shí)地解算它們的最或是值和待定點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)的解算方法。 58、光線束法與空間后方交會(huì)-空間前方交會(huì)解法的區(qū)別1空間后方交會(huì)-空間前方交會(huì)解法分步解求光線束法為整體解算2空間后方交會(huì)-空間前方交會(huì)

18、解法中待定點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)外方位元素的確定不起作用光線束法中待定點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)外方位元素的確定有很大影響。 59、幾種典型的光線束解法 1、控制點(diǎn)坐標(biāo)視作真值且實(shí)地不測(cè)外方位元素的光線束解法(待求解)a) 適用條件 在被測(cè)目標(biāo)上或周?chē)梢圆荚O(shè)穩(wěn)固的控制點(diǎn)分布合理控制點(diǎn)精度好 使用量測(cè)攝影機(jī)同一調(diào)焦距或使用檢校過(guò)的非量測(cè)相機(jī)同一調(diào)焦距 不具備實(shí)地準(zhǔn)確量測(cè)或記錄外方位元素的條件2、無(wú)控制點(diǎn)且外方位元素視作觀測(cè)值的光線束解法a) 適用條件 在被測(cè)目標(biāo)上或周?chē)鸁o(wú)法或不易布設(shè)控制點(diǎn) 使用量測(cè)攝影機(jī)同一調(diào)焦距或使用檢校過(guò)的非量測(cè)相機(jī)同一調(diào)焦距 實(shí)地可量測(cè)外方位元素但精度不高將其認(rèn)做觀測(cè)值3、控制點(diǎn)物方坐標(biāo)及外方位元素均視作觀測(cè)值的光線束解法a)適用條件 在被測(cè)目標(biāo)上或周?chē)荚O(shè)有控制點(diǎn)但看作觀測(cè)值 使用量測(cè)攝影機(jī)同一調(diào)焦距或使用檢校過(guò)的非量測(cè)相機(jī)同一調(diào)焦距 實(shí)地可量測(cè)外方位元素但精度不高4、含相對(duì)控制的光線束解法含相對(duì)控制的光線束解法中相對(duì)控制的使用可采用兩種方式處理 相對(duì)控制看作觀測(cè)值此時(shí)應(yīng)列誤差方程式與其它誤差方程式一并解算 相對(duì)控制看作真值此時(shí)所列方程式為制約條件加強(qiáng)所構(gòu)建模型的強(qiáng)度60、直接線性變換解法的特點(diǎn) 1、不歸心、不定向；2、不需要方位元素的起始值；3、物方空間需布置一組控制點(diǎn)；4 、特別適合于處理非量