小結和習題課件

1、上節(jié)回顧空間后方交會的作用是什么？空間后方交會的計算過程是什么？參數(shù)初值如何確定？上節(jié)回顧空間后方交會的作用是什么？山東理工大學建筑工程學院 測繪系姚吉利單張像片解析總結攝影測量學第二章山東理工大學單張像片解析總結攝影測量學第二章一、航空攝影的基本知識航空攝影：航向、航帶、航高、絕對航高、相對航高、航向重疊、旁向重疊、基高比，航向傾角、航偏角。航空攝影機、攝影比例尺、中心投影一、航空攝影的基本知識航空攝影：航向、航帶、航高、絕對航高安裝在航攝飛機上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進行攝影，飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應有30%左右的重疊度,

2、航攝機在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。航空攝影安裝在航攝飛機上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進行攝影，飛航向重疊度：航線相鄰兩張像片的重疊度123Lxpx航向重疊度：航線相鄰兩張像片的重疊度123Lxpx旁向重疊度：相鄰航線像片的重疊度-1-1Lypy旁向重疊度：相鄰航線像片的重疊度-1-1Lypy豎直攝影：攝影瞬間攝影機的主光軸近似與 地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于30，夾角為像片傾角。A攝影機主光軸鉛垂線A為像片傾角豎直攝影：攝影瞬間攝影機的主光軸近似與 地面垂直，偏離鉛垂航攝像片為量測像片，有光學框標和機械框標。航攝像片的大小為18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx

3、30cm。航攝像片航攝像片為量測像片，有光學框標和機械框標。航攝像片光學框標機械框標光學框標機械框標攝影基線：航向相鄰兩個攝影站間的距離P1S1P2S2SES:攝影基線攝影基線：航向相鄰兩個攝影站間的距離P1S1P2S2SES:航空攝影機的物鏡焦距與像片主距近似相等。像片主距：物鏡節(jié)點到像平面的距離。攝影機焦距：物鏡節(jié)點到焦點的距離航空攝影機的物鏡焦距與像片主距近似相等。像片主距：物鏡節(jié)點攝影比例尺：航攝像片上一線段為l與地面上相應線段的水平距L之比。f為攝影機主距，H為航高 攝影像片當作水像片，地面取平均高程時，這時像片上的一段l與地面上相應的水平距L之比為攝影比例尺。aASEPfH攝影比例

4、尺：航攝像片上一線段為l與地面上相應線段的水平距L之航攝比例尺與成圖比例尺mb：為航攝比例尺分母 mk：為成圖比例尺分母mk1萬5萬10萬mb2萬 3萬4.5萬 6.7萬6.3萬 9.4萬測繪小比例尺地形圖時，航攝比例尺大于測圖比例尺測繪中比例尺地形圖時，航攝比例尺略大或接近測圖比例尺測繪大比例尺地形圖時，航攝比例尺小于測圖比例尺航攝比例尺與成圖比例尺mb：為航攝比例尺分母 mk：為成航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線，稱航線彎曲 航線彎曲度：航線最大彎曲矢量與航線長度之比的百分數(shù)。要求航線彎曲度不得大于3%。Ll航線彎

5、曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來，各張像片像片旋角：一張像片上相鄰主點連線與同方向框標連線間的夾角。要求旋片角不得大于60像片旋角過大會減少立體像對的有效范圍a1a2像片旋角：一張像片上相鄰主點連線與同方向框標連線間的夾角。要1投影方式的不同：地形圖為正攝投影，航攝像片為中心投影航攝像片與地形圖的區(qū)別AaBbCcSBbAaCc正攝投影中心投影1投影方式的不同：地形圖為正攝投影，航攝像片為中心投影航攝像2航片存在兩項誤差：像片傾斜引起的像點位移，地形起伏引起的像點位移spacbABC2航片存在兩項誤差：像片傾斜引起的像點位移，地形起伏引起的像3比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)

6、一比例尺4表示方法的不同：地圖為線劃圖，航片為影像圖5表示內(nèi)容的不同：地圖需要綜合取舍6幾何上的不同：可組成像對立體觀察3比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺 1中心投影：投射線會聚于一點的投影稱為中心投影。 投影平面投影射線投影點投影中心二、中心投影透視變換成圖 1中心投影：投射線會聚于一點的投影稱為中心投影。 投影平面2平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。正攝投影斜投影2平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。正攝投影斜投影透視變換：將平面上的點、線作中心投影，在投影平面P上，得到一一對應的點、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一投影關系，成為透視變換。二、航攝像片上的特殊點、

7、線透視變換：將平面上的點、線作中心投影，在投影平面P上，得到EPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJiEPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohc透視變換中的重要點、線、面面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es線：基本方向線VV、主縱線vv、主光軸SoO、主垂線SnN、等角線ScC、合線hihi、主橫線hoho、等比線hchc、跡線TT點：攝影中心S、像主點o、地主點O、像底點n、地底點N、 等角點c、 地面等角點C、主合點i、主遁點J 透視變換中的重要點、線、面已知E平面上有AB直線，在像平面上作對應的像abEVVSPhihii1iT1TT

8、aABb1）找跡點2）找主合點i13）連T1i1與SA, 交點為a， 連T1i1與SB， 交點為bvv已知E平面上有AB直線，在像平面上作對應的像abEVVSPh垂直物面的空間點、直線成像的作圖SBAT1ibnavvvvTTEP1）在E面上的垂足點B， 按E面上點的作圖方式確定b2） 連接nb3） nb與SA的交點為a4）ab為垂直E面上直線AB的像ab垂直物面的空間點、直線成像的作圖SBAT1ibnavvvvT像方坐標系：描述像點的位置，稱為像方坐標系。分為像平面坐標系、像空間坐標系和像空間輔助坐標系物方坐標系 描述地面點在物方空間的位置，稱為物方坐標系。有攝影測量坐標系、地面測坐標系、地面

9、攝影測量過渡坐標系。意義有二：選擇適當坐標系定量描述像點和地面點；利用坐標系變換，由像方坐標計算出相應點在物方的坐標或由物方坐標計算出相應點在像方的坐標。三、攝影測量常用坐標系像方坐標系：描述像點的位置，稱為像方坐標系。分為像平面坐標系小結和習題課件內(nèi)方位元素定義了相機內(nèi)的幾何特征，即描述攝影中心與像片之間相關位置的三個參數(shù)：YXSfOxy攝影中心S到像片得的垂距f，像主點o在像框標坐標系中的坐標x0,y0。四、航攝像片的內(nèi)、外方位元素內(nèi)方位元素定義了相機內(nèi)的幾何特征，即描述攝影中心與像片之外方位元素：表示攝影中心和像片在地面坐標系中的位置和姿態(tài)的參數(shù)稱為外方位元素。三個線元素即投影中心位置；

10、三個角元素即表達像片面的空間姿態(tài)。從不同坐標軸看，三個角是不同的，所以有三個姿態(tài)角的定義系統(tǒng)，本科只要求掌握第一種定義，了解其它二種。外方位元素：表示攝影中心和像片在地面坐標系中的位置和姿態(tài)的參 攝影測量有 6 個外方位元素線元素定義了攝影中心 S 的位置XS、 YS 、 ZS角元素攝影機（像片）姿態(tài)角 、 、 外方位元素最常用的姿態(tài)角系統(tǒng)是以Y為主軸的、 、 系統(tǒng)； 攝影測量有 6 個外方位元素線元素定義了攝影中心 坐標變換的目的和意義：在攝影測量中，核心問題就是利用像點坐標計算相應的地面點坐標，是平面到空間的解析，就是不同坐標系統(tǒng)之間的關系(稱為坐標轉(zhuǎn)換或變換)。 平面坐標三維坐標五、空間

11、直角坐標變換坐標變換的目的和意義：在攝影測量中，核心問題就是利用像點坐標三維左手直角坐標變換：根據(jù)外方位元素的定義，通過三次旋轉(zhuǎn)，把像空間直角坐標系和像空間輔助坐標系坐標的變換關系推導出來。只進行旋轉(zhuǎn)。像空間輔助坐標系坐標變換到攝影測量坐標只要平移就行了。三維左手直角坐標變換：根據(jù)外方位元素的定義，通過三次旋轉(zhuǎn)，把小結和習題課件R是正交矩陣。即行、列、對角線元素平方和為“1”,行列式的值是“1”；正交矩陣的逆矩陣是它本身的轉(zhuǎn)置；R矩陣的9個元素中只有3個是獨立的，是三個旋轉(zhuǎn)角的函數(shù)，無論采用姿態(tài)角系統(tǒng)但R是不變的。因為其轉(zhuǎn)換關系是唯一確定的。R是正交矩陣。即行、列、對角線元素平方和為“1”,行

12、列式的值中心投影構像方程即共線方程（3下）共線方程的逆變換（C下）六、中心投影的構像方程與投影變換中心投影構像方程即共線方程（3下）共線方程的逆變換（C下）六 理論上講，理想像片可以作為地形圖直接使用。但是由于在實際航空攝影時，當像片有傾斜，地面有起伏時，便會導致地面點在航攝像片上構像相對于在理想情況下的構像，產(chǎn)生了位置的差異，這一差異稱為像點位移。由像點位移又導致了由像片上任一點引畫的方向線，相對于地面上相應的水平方向線，產(chǎn)生了方向上的偏差。 因此，一般攝影像片不能簡單作為影像地圖使用。七、像點位移和改正 理論上講，理想像片可以作為地形圖直接B0BbAA0sEpb0aa0負高差負位移正高差正

13、位移B0BbAA0sEpb0aa0負高差負位移正高差正位移（4）像點傾斜引起的方向偏差 設水平地面上任意兩點A、B在水平像片上的構像為a，b，在航攝像片上由像片傾斜引起位移而構像為a，b，則a，b連線方向相對于a，b連線方向偏離的角值，即為像片傾斜引起的方向偏差。（4）像點傾斜引起的方向偏差因地形起伏引起的方向偏差：對基準面具有高差的任意兩地面點的像點，其連線方向相對該地面點在基準面上正射投影點的像點的連線方向的偏差。因地形起伏引起的方向偏差：對基準面具有高差的任意兩地面1攝影機物鏡畸變對像片影像的影響考研補充材料：物理因素引起的像片影像的誤差（系統(tǒng)誤差）處理0、 1、 2、 3 為物鏡畸變差

14、改正系數(shù)，r為畸變差， x 、y分別為像點坐標該正值1攝影機物鏡畸變對像片影像的影響考研補充材料：物理因素引起的2攝影感光材料變形的影響Lx,Ly為框標之間距離的正確值lx,ly為框標之間距離的量測值X,y為像點坐標的量測值X,y 為像點坐標的改正后的值2攝影感光材料變形的影響Lx,Ly為框標之間距離的正確值x,y為量測像點坐標x,y為正確像點坐標212431243x,y為量測像點坐標2124312433大氣折光的影響r：為大氣折光引起 的像點改正數(shù)r： 為像點半徑rf： 為折光差角3大氣折光的影響r：為大氣折光引起4 地球曲率對像點坐標的影響r：為地球彎曲引起的像點 改正數(shù)r： 為像點半徑x

15、, y分別為像點改正值R: 為地球曲率半徑4 地球曲率對像點坐標的影響r：為地球彎曲引起的像點定義：單張像片空間后方交會是利用像片上三個以上像點和對應地面點三維坐標、計算像片外方位元素的工作稱為單張像片的空間后方交會。其理論基礎是共線方程，線性化后一般通過平差計算得到六個外方位元素。八、單張像片后方交會定義：單張像片空間后方交會是利用像片上三個以上像點和對應地面后方交會的數(shù)學模型：每個像控點可列立2個誤差方程（共線方程有兩個方程。像點坐標為觀測值，地面點坐標為沒有誤差的已知值，外方位元素是未知參數(shù)），六點法交會的多余觀測數(shù)是6。觀測值的權矩陣P，反映觀測值（像點坐標）的量測精度。一般認為是等精度量測，則P為單位矩陣，由此的未知參數(shù)：后方交會的數(shù)學模型：每個像控點可列立2個誤差方程（共線方程有計算步驟按上節(jié)講的進行：單位取法像點坐標和改正數(shù)取毫米地面點坐標取米姿態(tài)角取弧度姿態(tài)度改正數(shù)取弧度的0.1%選取單位的目的是：1）使A中系數(shù)基本在一個數(shù)量級上，消除高姿態(tài)影響；2）習慣自然習題后方交會計算步驟按上節(jié)講的進行：單位取法習題后方交會首次平差系數(shù)計算首次平差系數(shù)計算之后平差系數(shù)計算R矩陣中元素按下式計算之后平差系數(shù)計算R矩陣中元素