攝影測量學(xué)知識點(diǎn)

攝影測量學(xué)學(xué)問點(diǎn)第一章緒論1、攝影測量學(xué) 是對爭論物體進(jìn)展攝影、何信息和物理信息的一門科學(xué)和技術(shù)。攝影測量的特點(diǎn)1、在影像上量測，無需接觸物體本身，因此很少受自然地理等條件的限制。2、影象是客觀事物的真實(shí)反映，信息豐富，可選擇需要的物體影象進(jìn)展量測、處理、爭論,從影象上獲得最最全面的幾何或物理信息。3、攝影測量大局部工作在內(nèi)業(yè)進(jìn)展，有利于自動化、數(shù)字化、智能化，工作效率高。攝影測量分類測量、地面攝影測量顯微攝影測量、水下攝影測量按爭論對象不同：地形攝影測量、非地形攝影測量按處理技術(shù)手段：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)的三個進(jìn)展階段模擬攝影測量階段(1851-1970)解析攝影測量階段(1950-1980)提出攝影測量概念——數(shù)字投影代替物理投影數(shù)字?jǐn)z影測量階段(1970-現(xiàn)在〕中心投影的正片位置和負(fù)片位置的兩側(cè)同一側(cè)點(diǎn)之間的幾何關(guān)系并沒有轉(zhuǎn)變；攝影比例尺攝影比例尺指攝影像片上一線段為l與地L之比航攝比例尺 指水平像片，地面取平均高程時,像片上的一線段Z與地面上相應(yīng)L之比攝影儀攝影的要求攝影方式豎直攝影：攝影瞬間攝影機(jī)的主光軸近似與地面垂直攝影重疊度重疊攝影局部與整個像幅長的百分比稱為重疊度航向重疊p 同一條航線內(nèi)相鄰像片之間的影像重疊旁向重疊q 相鄰航線的重疊P=60~65%q=30~35%攝影比例尺特性1攝影比例尺愈大，則像片地面區(qū)分率越高，有利影像的解譯與提高成圖的精度。2),攝影費(fèi)用要增多，所以攝影比例尺要依據(jù)信息采集的精度確定。量測用攝影機(jī)的特征量測用攝影機(jī)的像距是一個固定的值量測用攝影機(jī)承片框上具有框標(biāo)量測用攝影機(jī)的內(nèi)方位元素值是的攝影測量解析根底〔一〕一、像片解析：就是利用數(shù)學(xué)分析的方法，爭論被攝景物在航攝像片上的成像規(guī)律，像片上影像與所攝物體之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而建立像點(diǎn)與物點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系式。二、像片解析是攝影測量的理論根底；三、測量中：地面與地形圖的投影方式屬于正射投影，航攝像片的投影方式：中心投影重要的點(diǎn)、線、面一、點(diǎn)投影中心S〔S垂直于像平面P的光線〕像主點(diǎn)o：主光軸與像平面的交點(diǎn)o地主點(diǎn)O：主光軸與地面對應(yīng)點(diǎn)O像底點(diǎn)n:過投影中心S的鉛垂線SN與像平nNSSN與地面點(diǎn)交點(diǎn)N.傾斜角------SO與主垂線SN夾角α等角點(diǎn)c：SC與像平面P的交點(diǎn)c；SCEC稱為等角點(diǎn)共軛點(diǎn)；合點(diǎn)：過投影中心做E上的始終線的平行P的交點(diǎn)；二、線So&像片主距用f表示；TT：跡線&透視軸像平面和地平面的交線；SO：攝影方向，表示攝影瞬間攝影機(jī)主光軸的空間方位；SN：是投影中心S相對于相對于過地底N的地平面的航高；vv：主縱線，WP的交線VV：攝影方向線，WE的交線Hihi:合線，真水平線，ESP的交線三、面P：像平面； E：地平面；W：主垂面：過鉛垂線SnN和攝影方向線SoO的鉛垂面；⊥W,W⊥WTTES：真水平面或者合面，過S作一水平面平行與E常用坐標(biāo)系像平面上的直角坐標(biāo)系框標(biāo)坐標(biāo)系〔量測〕〔計(jì)算〕像空間直角坐標(biāo)系〔S-xyz〕像空間關(guān)心坐標(biāo)系〔S-XYZ〕攝影測量坐標(biāo)系〔O1－XPYPZP〕地面測量坐標(biāo)系〔t－XtYtZt〕地面攝影測量坐標(biāo)系〔A－XtpYtpZtp〕航測像片的方位元素方位元素：確定攝影時攝影物鏡〔攝影中心、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù)；描述攝影瞬間攝影中心與影像在地面設(shè)定的空間坐標(biāo)系中的位置與姿勢的參數(shù)。分類：內(nèi)方位元素和外方位元素作用：確定像點(diǎn)、投影中心和物點(diǎn)的相對位置，然后通過像點(diǎn)反求物點(diǎn)坐標(biāo)像片的內(nèi)方位元素作用：攝影物鏡后節(jié)點(diǎn)與像片之間相互位置的參數(shù);表示攝影中心與影像之間相關(guān)位置的參數(shù)參數(shù)：包括三個參數(shù)(f.，x0，y0)像主點(diǎn)o在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x0，y0S到影像的垂距(主距)f恢復(fù)內(nèi)方位元素可恢復(fù)攝影時的攝影光束像片的外方位元素像片外方位元素：通過已建立的攝影光束，確定攝影瞬間攝影中心和影像在地面直角坐標(biāo)系中空間位置和姿勢的參數(shù)一張像片有六個外方位元素，三個直線元素，三個角元素；直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(一般為地面攝影測量坐標(biāo)系)；的姿勢的要素。量坐標(biāo)系中坐標(biāo)。三個角元素(、、)，表示攝影光束空間姿勢(像片在攝影瞬間空間姿勢的要素〕主軸：第一次旋轉(zhuǎn)所繞的軸；副軸：其次次旋轉(zhuǎn)所繞的軸；第三旋轉(zhuǎn)軸：第三次旋轉(zhuǎn)所繞的軸像點(diǎn)坐標(biāo)變接及投影變換投影變換1..這也是影像信息的攝影測量處理根本任務(wù)之一，2.中心投影構(gòu)像方程設(shè)攝影中心S與地面點(diǎn)A在地面攝影測量坐標(biāo)系A(chǔ)—XtpYtpZtp中的坐標(biāo)分別為XSYSZS(即像片外方位直線元素)和XAYAZAA在像空間關(guān)心坐ZA—ZS共線方程a(X

Y)c(Z

Z)XZxf 1 A XZ

1 A

1 A Sa(X3 A

X)b(S3 S

X)c(S3 AS

Z)SyfS

a(X2

X)b( YSYSS2 AYSYSS

)c(ZZZZ

Z)Sa(XS3 A

X)b( YSS3 ASS

)c(

Z)當(dāng)需要顧及內(nèi)方位元素時，上式可表示為：a(X

Y)c(Z

Z)x－x0

f

1 1S1SSAAa(X1S1SSAA

)c(Z Z)y－y

f

3 Aa(X2

S 3 AS 2

S 3 AY)c(ZS 2

SZ)S0 a(X3 A

S 3

Y)c(ZS 3

Z)S共線條件方程的幾點(diǎn)結(jié)論當(dāng)?shù)孛婺骋稽c(diǎn)坐標(biāo)〔XA,YA,ZA〕時，量測像點(diǎn)坐標(biāo)〔x，y，式中有六個未知數(shù)，即六個外方位元素；利用3個或3像片外方位元素〔后交法；立體像對的外方位元素時，量測像點(diǎn)坐標(biāo)〔xyXA,YA,Z；的平面位置。共線條件方程的應(yīng)用單像空間前方交會和多像空間前方交；解析空中三角測量光束法平差中根本數(shù)學(xué)模型；攝影測量中的數(shù)字投影根底；計(jì)算航空影像?！灿跋駜?nèi)外方位元素和物點(diǎn)坐標(biāo)求像點(diǎn)坐標(biāo)；利用DEM與共線方程制作數(shù)字正射影像；利用DEM進(jìn)展單張像片測圖等。影像內(nèi)定向式，將影像架坐標(biāo)〔框標(biāo)坐標(biāo)〕變換為像平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)的方法；式，將掃描坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為像平面坐標(biāo)系的過程；方法：平面相像變換例如仿射變換；單像空間前方交會方程，反求該影像的外方位元素。第三章人造立體視覺A與B交會角的差異，便在人的兩眼中產(chǎn)生了生理視差，得到一個立體視覺，能區(qū)分出物體遠(yuǎn)近。根據(jù)這一原理，在P1與P2兩個位置上，用攝影體像對。這種觀看立體像對得到地面景物立體影像的立體感覺稱為人造立體視覺。觀看人造立體的條件立體視覺的條件。歸納如下：1、由兩個不同攝站點(diǎn)攝取同一景物的一個立體像對?！卜窒駰l件〕3、兩眼各自觀看同一景物的左、右影像點(diǎn)的連線應(yīng)與眼基線近似平行。4、像片間的距離應(yīng)與雙眼的交會角相適應(yīng)。觀看立體的方法閉法像對的立體觀看液晶閃閉法：廣泛用于現(xiàn)代的數(shù)字?jǐn)z影測量系目的。雙像解析攝影測量根底核面：攝影基線與某一地面點(diǎn)組成的平面；立體像對的定義：在不同攝站對同一地區(qū)攝取具有重疊的連續(xù)的兩張像片；攝影基線：相鄰兩攝站的連線；同名光線：同一地面點(diǎn)發(fā)出的兩條光線；同名像點(diǎn)：同名光線在左右像片上的構(gòu)像；同名核線：核面與左右像片面的交線；〔〕垂核面：包含左右像底點(diǎn)的核面；空間前方交會方法和同名像點(diǎn)坐標(biāo)來確定相應(yīng)地面點(diǎn)在物方空間坐標(biāo)系中坐標(biāo)的方法。定相交，其相交處必定是該地面點(diǎn)的空間位置;前交法計(jì)算過程,XS1,YS1,ZS1,1,1,1,XS2,YS2,ZS2,2,2,2量測像點(diǎn)坐標(biāo)x1,y1x2,y2由外方位線元素計(jì)算基線重量BX,BY,BZ由外方位角元素計(jì)算像空間關(guān)心坐標(biāo) Y1,Z1,X2,Y2,Z2計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)N1N2計(jì)算地面坐標(biāo)XA,YA,ZA空間后交法與前交法求解地面點(diǎn)的步驟這種方法首先由單片前方交會求出左、右像片的外方位元素，再用空間前方交會公式求出待定點(diǎn)坐標(biāo)，主要步驟如下：野外像片把握測量：要求重疊局部至少有四個地面把握點(diǎn)；用立體坐標(biāo)量測儀量測像點(diǎn)坐標(biāo)；空間前方交會法計(jì)算像片外方位元素：利用把握點(diǎn)分別計(jì)算每個像片的六個外方位元素，包括Xs1,Ys1,Zs1,φ1,ωκ1Xs2,Ys2,Zs2,φ2,ω2,κ2；空間前方交會法計(jì)算未知點(diǎn)地面坐標(biāo)①利用各自的像片的角元素，計(jì)算出左、右像片的方向余弦，組成旋轉(zhuǎn)矩陣R1,R2；②依據(jù)左、右像片的外方位元素計(jì)算攝影基線重量BX，BY，BZ③逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)的像空間關(guān)心坐標(biāo)；④計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)；⑤計(jì)算未知點(diǎn)的地面攝影測量坐標(biāo)；解析相對定向：利用中攝影時存在的像點(diǎn)相對方的過程。的相互關(guān)系，從而使同名光線對對相交?！?個〕相對定向的目的是建立一個與被攝物體相像的幾何模型，以確定模型點(diǎn)的三維坐標(biāo)。相對方位元素依據(jù)選取的空間關(guān)心坐標(biāo)系的不同，其相對定向元素也有所不同，分為：①連續(xù)法相對定向：像空輔坐標(biāo)系的原點(diǎn)：立體像對中左片的攝站點(diǎn)上；坐標(biāo)軸方向：與立體像對中左片的像空輔坐標(biāo)系重合②單獨(dú)法相對定向：在以左攝影中心為原點(diǎn)、左主核面為XZ平面、攝影基線為X像片的相對方位元素確定定向：借助于物空間坐標(biāo)為的把握點(diǎn)來確定空間關(guān)心坐標(biāo)系與實(shí)際物空間坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，稱為立體模型確實(shí)定定向。描述立體像對在攝影瞬間確實(shí)定位置和姿態(tài)的參數(shù)稱確定定向元素。，X0Y0，Z0，，，通過將相對定向模型進(jìn)展縮放、平移和旋轉(zhuǎn)，使其到達(dá)確定位置，也就是模型要進(jìn)展空間相像變換。第四章解析空中三角測量的像點(diǎn)坐標(biāo)以及極少量的地面把握點(diǎn)求出地面不觸及被量測目標(biāo)即可測定其位置和幾何外形；可快速地在大范圍內(nèi)同時進(jìn)展點(diǎn)位測定，以節(jié)約野外測量工作量；不受通視條件限制；攝影測量平差時，區(qū)域內(nèi)部精度均勻，且不受區(qū)域大小限制；分類按數(shù)學(xué)模型 按平差范圍航帶法 單模型法獨(dú)立模型法 航帶法光線束法 區(qū)域網(wǎng)法第五章程值；只能將實(shí)際灰度函數(shù)離散化，對相隔確定間隔的“點(diǎn)”量測其灰度值。樣點(diǎn)：被量測的“點(diǎn)”稱為樣點(diǎn)小的區(qū)域--像素采樣間隔：樣點(diǎn)之間的距離〔矩形的長與寬通常稱為像素的大小〕影像采樣通常是等〔√〕或不等〔×〕間隔進(jìn)展；采樣間隔如何確定？采樣定理1、為什么進(jìn)展影像重采樣？對影像進(jìn)展旋轉(zhuǎn)，核線重排列與數(shù)字訂正點(diǎn)內(nèi)插出的點(diǎn)。2核線上，進(jìn)展影像相關(guān)計(jì)算?！膊蓸狱c(diǎn)上的原始函數(shù)g(x,y)的數(shù)值時就需進(jìn)展內(nèi)插，此時稱為重采樣第六章影像相關(guān)：利用相互關(guān)函數(shù)，評價兩塊影像的相像性以確定同名點(diǎn)影像匹配：實(shí)質(zhì)上是在兩幅(或多幅)影像之間識別同名點(diǎn).它是計(jì)算機(jī)視覺爭論的核心問題,也是數(shù)