攝影測量學(xué)(測繪工程)全文知識點總結(jié)

第一章緒論攝影測量學(xué)分類1?根據(jù)攝影機平臺的位置：航天攝影測量、航空??、地面??、水下??與被測目標(biāo)距離遠(yuǎn)近：航天—、航空—、地面—、遠(yuǎn)景?、顯微—3?按用途分為：地形??、非地形??攝影測量學(xué)的三個階段模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字?jǐn)z影測量攝影測量學(xué)的目的：測制各種比例尺的地形圖攝影測量學(xué)的特點：在像片上進行量測和解譯，無需接觸被攝物體本身，因而很少受自然和地理條件的限制，而且可攝得瞬間的動態(tài)物體影像。攝影測量學(xué)的主要任務(wù)：測制各種比例的地形圖、建立地形數(shù)據(jù)庫為地理信息系統(tǒng)、各種工程應(yīng)用提供基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)航空攝影測量優(yōu)點：成圖速度快，精度高，不受氣候和季節(jié)的限制遙感定義：指通過某種傳感器裝置，在不與被研究對象直接接觸下獲取某特征信息，并對這些信息進行提取，加工、表達和應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)遙感技術(shù)：傳感器技術(shù)；信息傳輸技術(shù)；信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù)；目標(biāo)特征的分析與測量技術(shù)遙感技術(shù)分類：1.波譜性質(zhì)：電磁波遙感技術(shù)、聲吶??、物理場??感測目標(biāo)的能源作用：王動—、被動—3?記錄信息的表達形式：圖像式?、非圖像式?4.使用平臺：航天??、航空??、地面??5?應(yīng)用領(lǐng)域：地球資源?、環(huán)境?、氣候?、海洋?、第三章攝影測量基礎(chǔ)知識正射投影：若投影光線相互平行且垂直于投影面，稱為正射投影中心投影：若投影光線會聚于一點，稱為中心投影像片重疊：為了滿足測圖的需要，在同一條航線上，相鄰兩像片應(yīng)有一定范圍的影像重疊，稱為航向重疊，相鄰航線也應(yīng)有足夠的重疊，稱為旁向重疊攝影比例尺：航攝像片上一線段為L的影像與地面上相應(yīng)線段的水平距離L之比絕對航高：攝影瞬間攝影機的物鏡中心，相對于平均海水面的航高相對航高：相對于其他某一基準(zhǔn)面或某一點的高度均為相對航高測量生產(chǎn)對攝影資料的基本要求影像的色調(diào)2.像片重疊3.像片傾角4.航線彎曲5.像片旋角內(nèi)方位元素：攝影中心與像片之間相關(guān)位置的參數(shù)包括三個參數(shù)：fX.。Y。外方位元素：攝影中心和像片在地面坐標(biāo)系中的位置和姿態(tài)的參數(shù)包括六個參數(shù)：XsYsZswqk方向余弦：像空間坐標(biāo)系與像空間輔助坐標(biāo)系相應(yīng)兩坐標(biāo)軸系間夾角的余弦值像點位移：地面點在像片上構(gòu)像的點位偏離了應(yīng)有的正確位置，產(chǎn)生了像點位移2..航片和地形圖的區(qū)別：比例尺：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺表示方法：地圖為線劃圖，航片為影像圖表示內(nèi)容：地圖需要綜合取舍幾何差異：航攝像片可組成像對立體觀察3?攝影測量的特點：1、 物體本身獲得被攝物體信息2、 由二維影象重建三維目標(biāo)3、 面采集數(shù)據(jù)方式4、 同時提取物體的幾何與物理特性章雙像立體測圖基礎(chǔ)與立體測圖相對定向：確定一個立體像對兩像片的相對位置的元素稱為相對定向絕對定向：借助已知的地面控制點對模型進行平移、旋轉(zhuǎn)與縮放使其變?yōu)榈孛婺Ｐ推邆€參元素XsYsZs坐標(biāo)原點的平移量入模型縮放比例因子QOK兩個坐標(biāo)系的三個轉(zhuǎn)角立體模型的絕對定向：要確定立體模型在實際物空間坐標(biāo)系中的正確位置，需要把模型點的像空間輔助坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為物空間坐標(biāo)。這需要借助于物空間坐標(biāo)為已知的控制點來確定空間輔助坐標(biāo)系與實際物空間坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，稱為立體模型的絕對定向。第五章攝影測量解析基礎(chǔ)解析攝影測量的主要目的：求解待定點的地面坐標(biāo)獲取像片外方位元素方法：雷達、GPS、WS、星相攝影機單像空間后方交會：利用三個已知地面控制點的坐標(biāo)，與其影像上對應(yīng)的三個像點的影像坐標(biāo)，根據(jù)共線方程，反求該像片的六個外方位元素空間后方交會解算過程獲取已知數(shù)據(jù)2?量測控制點的像點坐標(biāo)3?確定未知數(shù)的初始值4計算旋轉(zhuǎn)矩陣R逐點計算像點坐標(biāo)的近似值6.組成誤差方程7.組成法方程式8.求解外方位元素9?檢查計算是否收斂空間前方交會：由立體像對中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點坐標(biāo)來確定相應(yīng)地面點的地面坐標(biāo)的方法雙像解析攝影測量：就是利用解析計算的方法處理一個立體像對的影像信息，從而獲得地面點的空間信息。步驟如下；1、 野外像片控制測量2、 量測像點坐標(biāo)3、 空間后方交會解算兩像片的外方位元素4、 空間前方交會計算待定點地面坐標(biāo)并轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)解析法絕對定向：就是利用已知的地面控制點，從絕對定向的關(guān)系式出發(fā)，解求上述七個絕對定向元素雙像解析攝影測量有哪三種方法？各有何特點？1）三種方法：1單像空間后方交會T外方位元素雙向前方交會T待定點地面坐標(biāo)2立體像對的相對定向T同名光線對對相交模型的絕對定向T待定點地面坐標(biāo)3立體像對光束法嚴(yán)密解（一步定向法）雙像解析攝影測量三種解法的比較：第一種方法前交的結(jié)果依賴于空間后方交會的精度，前交過程中沒有充分利用多余條件進行平差計算；第二種方法計算公式比較多，最后的點位精度取決于相對定向和絕對定向的精度,用這種方法的解算結(jié)果不能嚴(yán)格表達一幅影像的外方位元素；第三種方法的理論最嚴(yán)密、精度最高方法嚴(yán)密性控制點要求使用場合后父-前父法點位精確度取決于外方位元素精度沒有利用多余條件3個平高點已知像片外方位元素相對定向-絕對定向點位精度取決于相對定向絕對定向精度2個平咼點+1個高程點航帶法加密一步定向法理論最嚴(yán)密精度最高2個平咼點+1個高程點光束法加密為了求解相對定向元素，是否需要地面控制點？為什么？不需要.相對定向只是確定像對內(nèi)在的幾何關(guān)系，恢復(fù)兩張像片攝影時的相對位置和姿態(tài),只需測量至少5對同名像點，而不需要地面控制點.第六章解析空中三角測量1?意義不觸及被量測目標(biāo)即可測定其位置和幾何形狀可快速地在大范圍內(nèi)同時進行點位測定，以節(jié)省野外測量工作量不受通視條件限制區(qū)域內(nèi)部精度均勻，且不受區(qū)域大小限制目的：為4D產(chǎn)品生產(chǎn)提供定向控制點和像片定向參數(shù)；進行三、四等或等外三角測量點位的測定；用于地籍測量，測定大范圍界址點的統(tǒng)一坐標(biāo)；計算單元模型中大量地面點坐標(biāo)；解析近景攝影測量和非地形攝影測量3?像點坐標(biāo)誤差改正的目的：消除系統(tǒng)誤差影響，防止誤差累積，提高數(shù)據(jù)精度解析空中三角測量：就是以像片上量測的像點坐標(biāo)為依據(jù)，采用較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，按最小二乘法原理，用少量地面控制點為平差條件，用數(shù)字電子計算機解算測圖所需地面控制點的空間坐標(biāo)。要將空中攝站及影像放到整個的加密網(wǎng)中，起到點的傳遞和構(gòu)網(wǎng)作用，故被稱為空中三角測量。航帶法基本思想：首先要把許多立體像對所構(gòu)成的單個模型連接成航帶模型，然后，把一個航帶模型視為一個單元模型進行解析處理，納入到測圖坐標(biāo)系中，確定加密點的三維坐標(biāo)。主要步驟及過程：1、像點坐標(biāo)量測與系統(tǒng)誤差改正。2、 連續(xù)法相對定向建立單個模型。3、 航帶內(nèi)各立體模型利用公共點進行連接，建立起來統(tǒng)一的航帶網(wǎng)模型一一模型連接。4、 航帶網(wǎng)模型的絕對定向5、 航帶網(wǎng)模型的非線性改正6、 加密點坐標(biāo)計算光束法區(qū)域網(wǎng)基本思想：以一個攝影光束(即一張像片)作為平差計算基本單元，以共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過各個光束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間公共點的光線實現(xiàn)最佳的交會，并使整個區(qū)域納入到已知的控制點坐標(biāo)系統(tǒng)中去，在影像公共點坐標(biāo)應(yīng)相等，控制點加密坐標(biāo)應(yīng)與地面攝測坐標(biāo)一致的條件下，保持誤差平方和最小的情況下，解求得各像片的外方位元素和加密點的地面坐標(biāo)。獨立模型法區(qū)域基本思想利用相對法單獨定向，建立單元模型后，把單元模型視為剛體，利用各單元模型彼此間的公共點連成一個區(qū)域，在連接過程中，每個單元模型只能作平移、縮放、旋轉(zhuǎn)，這個過程可以通過單元模型的三維線性變換來完成。第七章數(shù)字地面模型及其應(yīng)用數(shù)字地面模型DTM 數(shù)字高程模型DEMDEM的概念：DTM是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述。如地面溫度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤類型等其他地面諸特征。數(shù)字地形模型中地形屬性為高程時稱為數(shù)字高程模型(DEM，DigitalElevationModel)。高程是地理空間中的第三維坐標(biāo)。數(shù)據(jù)點：數(shù)據(jù)點是建立數(shù)字高程模型的基礎(chǔ)，模擬地表面的數(shù)字模型函數(shù)關(guān)系式的待定參數(shù)就是根據(jù)這些數(shù)據(jù)的已知信息(XYZ)，獲取這些數(shù)據(jù)點可直接取自地形表面或是間接取自地形表面的模擬模型。四種方法1?由現(xiàn)有地形圖上采集2?由攝影測量方法采集野外實地測量4?由遙感系統(tǒng)直接測得DEM的數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系統(tǒng)變換、數(shù)據(jù)編輯、柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分塊數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內(nèi)插方法：移動曲面擬合法、線性內(nèi)插、雙線性內(nèi)插、多面函數(shù)內(nèi)插法、分塊雙三次多項式內(nèi)插法DEM的數(shù)據(jù)內(nèi)插：就是根據(jù)參考點上的高程求出其他待定點上的高程。DEM數(shù)據(jù)壓縮中常用的方法有整型量存貯、差分映射及壓縮編碼等。DEM在測繪中的應(yīng)用一、 基于矩形格網(wǎng)的DEM多項式內(nèi)插二、 基于矩形格網(wǎng)的面積、體積計算不規(guī)則三角網(wǎng)TIN建立方法有兩個角度判斷法過程1?將原始數(shù)據(jù)分塊，以便檢索所處理三角形的臨近的點，不必檢索所有的數(shù)據(jù)2?確定第一個三角形三角形的擴展a：向外擴展的處理b:重復(fù)與交叉的檢測狄洛尼三角網(wǎng)法(不是很重要)第八章全數(shù)字?jǐn)z影測量基礎(chǔ)影像灰度：又稱光學(xué)密度，在攝影底片上，攝影的灰度值反映了它的透明程度，即透光的能力D=lgO.—般在0.3-1.8之間數(shù)字影像：是以象元為單位，以灰度值表示的灰度矩陣。.獲取方法：可以直接從空間飛行器中的掃描式傳感器產(chǎn)生，也可以利用影像數(shù)字化器對攝取的光學(xué)像片經(jīng)過采樣和量化而獲取重米樣當(dāng)欲知不位于矩陣(采樣)點上的原始函數(shù)g(x,y)的數(shù)值時就需進行內(nèi)插，此時稱為重采樣。 影像的旋轉(zhuǎn)、糾正都要涉及重采樣。數(shù)字影像重采樣方法：1.雙線性插值法2?雙三次卷積法3?最臨近像元法分析對比常用的三種影像重采樣方法.最鄰近像元法最簡單，計算速度快且能不破壞原始影像的灰度信息。但其幾何精度較差。最大可達0.5像元。雙線性內(nèi)插值法計算量大，但縮放后圖像質(zhì)量高，不會出現(xiàn)像素值不連續(xù)的情況。由于雙線性插值具有低通濾波器的性質(zhì)，使高頻分量受損，所以可能會使圖像輪廓在一定程度上變得模糊。前兩種方法幾何精度較好，但計算時間較長，特別是雙三次卷積法較費時，在一般情況下用雙線性插值法較宜?；诨叶鹊臄?shù)字影像相關(guān)方法：1?相關(guān)系數(shù)法2?協(xié)方差法3?最小二乘影像相關(guān)核線相關(guān)：沿核線尋找同名像點同名核線：核面與兩像片面的交線為什么要進行核線相關(guān)？核線相關(guān)能沿著x，y方向搜索同名像點的二維相關(guān)問題轉(zhuǎn)換為沿同名核線搜索同名像點的一維相關(guān)問題，從而大大減少了計算工作量同名核線的確定1?共面條件法2?基于數(shù)字影像幾何糾正法提取核線數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)：是基于數(shù)字影像或數(shù)字化影像來完成攝影測量作業(yè)的所以軟、硬件組成的系統(tǒng)。數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)主要功能：1.像片掃描數(shù)字化2?影像處理3?內(nèi)、外定向幾何操作、坐標(biāo)測量、影像配對5.空中三角測量6.GISGPS遙感等方面第九章像片糾正與正射影像圖像片糾正：對原始的航攝像片或數(shù)字影像進行處理，獲取相當(dāng)于水平像片的影響或數(shù)字正射影像.像片糾正方法：1.光學(xué)機械糾正法2?光學(xué)微分糾正3?數(shù)字微分糾正數(shù)字微分糾正：第一種解釋：直接利用計算機對數(shù)字影像進行逐個像元的微分糾正，稱為數(shù)字微分糾正第二種解釋：根據(jù)有關(guān)的參數(shù)和數(shù)字地面模型（DTM）,利用相應(yīng)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型用控制點解算，從原始的非正射投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進行，且使用的是數(shù)字方式處理，稱為數(shù)字微分糾正或數(shù)字糾正。簡述數(shù)字微分糾正的原理.通過對點元素、線元素、面元素的糾正，實現(xiàn)兩個二維圖像之間的幾何變換.數(shù)字微分糾正的方法：一?反解法（間接法）數(shù)字微分糾正步驟：1.計算地面點坐標(biāo)2?計算像點坐標(biāo)灰度內(nèi)插4.灰度賦值二?正解法（直接法）數(shù)字微分糾正正解法（直接法）微分糾正的缺點：糾正后的圖像上，所得的像點是非規(guī)則排列的，有的像元素內(nèi)可能