《攝影測量學(xué)》A攝影測量基礎(chǔ)-課件

緒論《攝影測量學(xué)》（上）第一章主要內(nèi)容一、攝影測量學(xué)的定義與任務(wù)二、攝影測量學(xué)的發(fā)展歷程三、本課程的主要內(nèi)容定義分類平臺特點任務(wù)§1.1攝影測量學(xué)的定義與任務(wù)通過攝影，進行測量A（X、Y、Z）OZXY12

1

2遙感影像地形圖傳統(tǒng)攝影測量學(xué)定義攝影測量學(xué)是利用光學(xué)攝影機獲取的像片，經(jīng)過處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、特性及其相互關(guān)系的一門學(xué)科攝影測量與遙感定義1988年ISPRS在日本京都第16屆大會上定義：攝影測量與遙感是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達進行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)ISPRS(InternationalSocietyofPhotogrammetryandRemoteSensing)：PhotogrammetryandRemoteSensingistheart,scienceandtechnologyofobtainingreliableinformationfromnoncontractimagingandothersensorabouttheEarthanditsenvironment,andotherphysicalobjectsandprocessesthroughrecording,measuring,analyzingandrepresentation.攝影測量學(xué)：定義各種類型傳感器被攝物體影像通過量測和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31攝影經(jīng)緯儀RC30框幅式航攝儀ADS40數(shù)字航攝儀攝影測量學(xué)：定義各種類型傳感器被攝物體影像通過量測和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOMP31攝影經(jīng)緯儀近景影像航空光學(xué)影像ADS40數(shù)字航空影像攝影測量學(xué)：定義各種類型傳感器被攝物體影像通過量測和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM正射影像圖三峽正射影象圖：三條航帶、175張航空影像三峽景觀圖：三條航帶、175張航空影像三維景觀圖BeijingAsianGamesCluster北京城市景觀（亞運村）攝影測量：分類航天攝影測量航空攝影測量地面攝影測量近景攝影測量顯微攝影測量地形攝影測量非地形攝影測量模擬攝影測量解析攝影測量數(shù)字攝影測量按距離遠近按用途按處理手段遙感平臺高度目的、用途其它航天飛機240～350km不定期地球觀測、空間實驗

無線電探空儀100m～100km各種調(diào)查（氣象等）

超高度噴氣機10000～12000m偵察、大范圍調(diào)查

中低高度飛機500～8000m各種調(diào)查、航空攝影測量

飛艇500～3000m空中偵察、各種調(diào)查

直升機100～2000m各種調(diào)查、航空攝影測量

無線遙探飛機500m以下各種調(diào)查、航空攝影測量飛機、直升機牽引飛機50～500m各種調(diào)查、航空攝影測量牽引滑翔機系留氣球800m以下各種調(diào)查

索道10～40m遺址調(diào)查

吊車5～50m地面實況調(diào)查

地面測量車0～30m地面實況調(diào)查車載升降臺攝影測量與遙感：平臺攝影測量：特點無需接觸物體本身獲得被攝物體信息由二維影象重建三維目標面采集數(shù)據(jù)方式同時提取物體的幾何與物理特性攝影測量：任務(wù)之一地形測量領(lǐng)域各種比例尺的地形圖、專題圖、特種地圖正射影像地圖、景觀圖建立各種數(shù)據(jù)庫提供地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)攝影測量：任務(wù)之二非地形測量領(lǐng)域生物醫(yī)學(xué)公安偵破古文物、古建筑變形監(jiān)測軍事偵察礦山工程準確恢復(fù)兩張影像的位置關(guān)系快速確定兩張影像上的同名點S1a2a1S2A§1.2攝影測量學(xué)的發(fā)展歷程1839年，阿拉戈發(fā)明攝影術(shù)為攝影測量提供了基本手段1851年，法國陸軍上校勞賽達提出交會攝影測量并測繪了萬森城堡圖，標志著攝影測量的開始1858年，法國攝影師納達爾乘坐氣球在巴黎郊外80m上空拍攝了世界上第一張航空影像1860年，美國人布萊克利用濕板拍攝了波士頓的航空像片1885年，法國人乘坐氣球從2000英尺高空拍攝了巴黎的航空像片1903年，萊特兄弟發(fā)明了飛機使航空攝影和航空攝影測量成為可能1906年，美國人勞倫仕用17只風(fēng)箏吊著巨型相機拍攝了舊金山大火第一次世界大戰(zhàn)期間，首臺航攝儀的問世、立體坐標量測儀和1318立體測圖儀的使用，真正開始了攝影測量學(xué)攝影測量學(xué)的起源模擬攝影測量(1851-1970)解析攝影測量(1950-1980)數(shù)字攝影測量(1970-現(xiàn)在）攝影測量學(xué)的三個發(fā)展階段模擬攝影測量光學(xué)像片光學(xué)機械測圖儀器人工建立立體模型人工量測和解譯機械繪圖圖解線劃地圖像片影像地圖利用光學(xué)/機械投影方法實現(xiàn)攝影過程的反轉(zhuǎn)，用兩個/多個投影器模擬攝影機攝影時的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實際地形表面成比例的幾何模型，通過對該模型的量測得到地形圖和各種專題圖單片測圖分工法測圖綜合法測圖光學(xué)糾正儀SEG-1HJ-24WildA10模擬立體測圖儀解析攝影測量1954年，第一臺電子計算機問世1957年，海拉瓦博士提出解析測圖儀的思想，標志著解析攝影測量的開始20世紀70年代末至90年代初，解析攝影測量發(fā)展的鼎盛時期解析攝影測量光學(xué)像片解析測圖儀器計算機建立立體模型人工量測和解譯自動記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型像片影像地圖以電子計算機為主要手段，通過對攝影像片的量測和解析計算方法的交會方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測量產(chǎn)品的一門科學(xué)解析空三解析測圖儀數(shù)控正射儀德國Zeiss廠C-100型解析測圖儀瑞士Kern廠DSR-1型解析測圖儀瑞士WILD廠OR-1型數(shù)控正射投影儀德國Zeiss廠Z-2型數(shù)控正射投影儀坐標量測儀數(shù)字攝影測量計算機硬、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，使功能增強，成本降低，并為編制大型軟件提供平臺20世紀70年代：數(shù)字攝影測量萌芽階段20世紀80年代：數(shù)字攝影測量原型研究階段20世紀90年代：真正推出可用于生產(chǎn)的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)數(shù)字攝影測量數(shù)字影像數(shù)字測量攝影系統(tǒng)自動建立立體模型自動量測和解譯自動記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型數(shù)字影像地圖數(shù)據(jù)庫基于攝影測量的基本原理，通過對所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進行處理，自動（半自動）提取被攝對象用數(shù)字方式表達的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品計算機技術(shù)數(shù)字圖像處理影像匹配模式識別DPW3-DmouseCrystaleyesVirtualPhotogrammetrynowisavailableSupresoftVirtuoZoNTVirtuoZo數(shù)字攝影測量系統(tǒng)JX-4A數(shù)字攝影測量工作站像素工廠發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝影測量像片物理投影模擬測圖儀手工操作模擬產(chǎn)品解析攝影測量像片數(shù)字投影解析測圖儀機助作業(yè)員操作模擬產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字攝影測量數(shù)字化影像數(shù)字影像數(shù)字投影計算機自動化操作+作業(yè)員干預(yù)數(shù)字產(chǎn)品模擬產(chǎn)品攝影測量三個發(fā)展階段的特點講授內(nèi)容與其他課程的關(guān)系學(xué)習(xí)要求§1.3本課程的主要內(nèi)容攝影測量作業(yè)流程FilmprocessingindarkroomFCIRColorB&WStereoplotterFilmsusedalternativelyAllspectralchannelssimultaneouslyGISDEMOrthophotosMappingRevisionVisualizationImageanalysisClassification

Digitalwork-stationGroundprocessingFilmbasedworkflowRC30DirectdigitalworkflowADS40PrinterColorMSB&WArchivesystemColorFCIRB&WDSW500scannerFilmMassMemory攝影測量：基本關(guān)系式表達像點與地面點之間關(guān)系影像中的幾何信息地物幾何位置模型重建幾何量測xyXYZXYZa(x,y)xyzS(Xs,Ys,Zs)A(X,Y,Z)共線條件單像攝影測量：理論基礎(chǔ)xyXYZ已知量未知量共線方程XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2共面條件立體攝影測量：目的x1y1XYZ已知量未知量x2y2攝影測量基礎(chǔ)：講授內(nèi)容影像獲取成果表達影像處理What?Where?WhatChange?第一章緒論(2學(xué)時)

攝影測量學(xué)的定義、任務(wù)和發(fā)展過程第二章投影幾何基礎(chǔ)知識(6學(xué)時)

投影的分類與透視變換、透視變換成圖第三章單張像片解析(20學(xué)時)

像片的內(nèi)外方位元素、像點位移、常用坐標系、像點坐標變換旋轉(zhuǎn)矩陣、空間坐標變換、共線條件方程、單片空間后方交會第四章立體觀察與立體量測(6學(xué)時)

人體的立體視覺、人造立體視覺、像對的立體觀察與量測像點坐標量測及系統(tǒng)誤差改正第五章立體像對解析(6學(xué)時)

共面條件方程、解析相對定向、空間前方交會單元模型的絕對定向第六章經(jīng)典解析空中三角測量(10學(xué)時)

像片連接點設(shè)置、自由航帶網(wǎng)的建立、光束法區(qū)域網(wǎng)平差第七章解析空中三角測量的精度與可靠性分析(6學(xué)時)

理論精度和實際精度的評定方法單個備選假設(shè)下的可靠性理論、粗差檢測方法（數(shù)據(jù)探測法、選權(quán)迭代法）第八章解析空中三角測量最新發(fā)展(6學(xué)時)GPS輔助空中三角測量

DGPS/IMU直接傳感器定向與輔助空中三角測量課堂教學(xué)(62學(xué)時)課間實習(xí)(10學(xué)時)參考書

1、李德仁等編，《基礎(chǔ)攝影測量學(xué)》，測繪出版社

2、李德仁等編，《攝影測量與遙感概論》，測繪出版社

3、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社

4、袁修孝著，《GPS輔助空中三角測量原理及應(yīng)用》，測繪出版社

5、李德仁，袁修孝著，《誤差處理與可靠性理論》，武漢大學(xué)出版社攝影測量基礎(chǔ)：參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社課程網(wǎng)站

3/jpkc2005/syclx/index.htm后續(xù)課程

1、數(shù)字攝影測量

2、近景攝影測量

3、遙感原理與方法攝影測量基礎(chǔ)：與其他課程關(guān)系先修課程

1、測量平差原理

2、測量學(xué)

3、高等數(shù)學(xué)

4、線性代數(shù)

5、航空和航天攝影技術(shù)作業(yè)：PP.11，第1、2題《攝影測量學(xué)》（上）第二章航攝像片的投影關(guān)系武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室一、航空攝影與航攝像片二、航攝像片與地形圖的差別三、中心投影透視變換作圖主要內(nèi)容利用安裝在航攝飛機上的航攝儀從空中一定角度對地面進行攝影§2.1航空攝影與航攝像片航空攝影ZSS航攝儀焦距：物鏡節(jié)點到焦點的距離像片主距長焦距：(主距>200mm)中焦距：(主距＝100～200mm)短焦距：(主距<100mm)FSf像片主距：物鏡后節(jié)點到像平面的距離像場：物鏡焦面上中央成像清晰的范圍像場角常角：(視場角<75。)寬角：(視場角＝75。~100。)特寬角：(視場角>100。)像場角：像場直徑對物鏡后節(jié)點的夾角2b航攝像片為量測像片，有光學(xué)框標和機械框標航攝像片的大小為18cm×18cm,23cm×23cm航攝像片光學(xué)框標機械框標航攝儀在曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面§2.1航空攝影與航攝像片航空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，夾角為像片傾角鉛垂線像片SA攝影機主光軸像片豎直攝影沿航線方向相鄰兩張像片應(yīng)有60%左右的航向重疊，相鄰航線間的像片應(yīng)有30%左右的旁向重疊§2.1航空攝影與航攝像片航空攝影123Lxpx航向重疊度?-1Ⅱ-1Lypy旁向重疊度航向相鄰兩個攝影站間的距離P1S1P2S2BE攝影基線攝影基線f為攝影機主距，H為航高視攝影像片水平、地面取平均高程時，像片上的線段l與地面上相應(yīng)的水平距L之比為攝影比例尺aASEPfH攝影比例尺測圖比例尺航攝比例尺分母測圖比例尺分母比例尺類型航攝比例尺測圖比例尺大比例尺1:2000～1:30001:5001:4000～1:60001:10001:8000～1:120001:2000，1:5000中比例尺1:15000～1:200001:50001:10000～1:350001:10000小比例尺1:20000～1:300001:250001:35000～1:550001:50000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<3%Ll航線彎曲o2一張像片上相鄰主點連線與同方向框標連線間的夾角。要求像片旋角<60像片旋角過大會減少立體像對的有效范圍o1

像片旋角§2.2航攝像片與地形圖投影方式投影：用一組假想的直線將物體向幾何面投射投影射線：投影的直線投影平面：投影的幾何面投影射線會聚于一點的投影稱為中心投影投影中心投影平面投影點投影射線物點正射投影投影射線與投影平面正交斜投影投影射線與投影平面斜交投影射線平行于某一固定方向的投影的投影稱為平行投影航攝像片為中心投影，地形圖為正射投影SBbAaCc中心投影AaBbCc正射投影地形圖的特點1、圖上任意兩點間的距離與相應(yīng)地面點的水平距離之比為一常數(shù)，等于圖比例尺2、圖上任意一點引畫的兩條方向線間的夾角等于地面上對應(yīng)的水平角地形起伏引起的像點位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0像片傾斜引起的像點位移航攝像片的特點當像片傾斜、地面起伏時，地面點在航攝像片上構(gòu)像相對于理想情況下的構(gòu)像所產(chǎn)生的位置差異稱像點位移比例尺：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攝影測量的主要任務(wù)之一：把地面按中心投影規(guī)律獲取的攝影比例尺航攝像片轉(zhuǎn)換成以測圖比例尺表示的正射投影地形圖§2.3透視變換作圖將空間點、線作中心投影，在投影平面P上得到一一對應(yīng)的點、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一對應(yīng)的投影關(guān)系稱為透視變換EPTTvvVVShihiWhohohchcEsJiNnOoCc航攝像片中的重要點、線、面面：地面E

像片面P

主垂面W

真水平面Es線：跡線TT

主光線SoO

主垂線SnN

攝影方向線VV

主縱線vv

等角線ScC

主合線hihi

主橫線hoho

等比線hchc重要的點線面點：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重要點線的數(shù)學(xué)關(guān)系EPTTvvVVSWJiNnOoCc底點特性鉛垂線在像平面上的構(gòu)像位于以像底點n為輻射中心的相應(yīng)輻射線上Nn重要的點線特征等角點特性在傾斜像片和水平地面上，由等角點c和C所引出的一對透視對應(yīng)線無方向偏差，保持著方向角相等Cc重要的點線特征等比線特性等比線的構(gòu)像比例尺等于水平像片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影響重要的點線特征已知E平面上有A點，在像平面上作對應(yīng)的像aPTTSAT1i作圖步驟：1）找跡點T12）找主合點i3）連T1i與SA，交點為a中心投影作圖主合點跡點avvE已知E平面上有AB直線，在像平面上作對應(yīng)的像abPTTSi作圖步驟：1）找跡點T12）找合點i13）連T1i1與SA，交點為a4）連T1i1與SB，交點為b5）a與b連線中心投影作圖主合點跡點avvEhihiABi1bT1已知垂直物面的空間直線AB，在像平面上作對應(yīng)的像abPTTSi作圖步驟：1）按E面上點作圖方式確定a2）找像底點n3）連接na4）na與SB的交點為b5）a與b連線中心投影作圖主合點跡點vvEABba本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社參考書金為銑，楊先宏等編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社航攝像片的方位元素《攝影測量學(xué)》（上）第三章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、攝影測量常用坐標系二、航攝像片的方位元素三、空間直角坐標變換§3.1攝影測量常用坐標系像平面直角坐標系pxyoxyaa(x,y)像空間直角坐標系sxyxyzoaa(x,y,-f)地面測量坐標系sxyoA(Xt,Yt,Zt)tYtXtZtA地面測量坐標為國家統(tǒng)一坐標系，平面坐標為高斯-克呂格3度帶或6度帶投影（1980西安坐標系），高程為1985黃海高程系a像空間輔助坐標系sxyoYXZaa(X,Y,Z)地面攝影測量坐標系sxyAao原點為地面某一控制點，Ztp軸與地面測量坐標系的Zt軸平行，Xtp軸與航線一致MZtpXtpYtpxyzXYZAas(x,y,-f)(Xt,Yt,Zt)tYtXtZtMZtpYtpXtp攝影測量中的各種坐標系§3.2航攝像片的方位元素確定攝影時攝影中心、像片與地面三者之間相關(guān)位置關(guān)系的參數(shù)確定攝影物鏡后節(jié)點與像片之間相互位置關(guān)系的參數(shù)內(nèi)方位元素（x0,y0,f）可恢復(fù)攝影光束xyp像片內(nèi)方位元素fx0y0SosoAYXZ確定攝影瞬間像片在地面直角坐標系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù)像片外方位元素ZsXsYs外方位線元素：描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的位置(Xs、Ys、Zs)外方位角元素：描述像片在攝影瞬間的空間姿態(tài)AXYZ像片外方位角元素以Y軸為主軸的--轉(zhuǎn)角系統(tǒng)XYZN航向傾角旁向傾角像片旋角osxyzOXAXYZ像片外方位角元素以X軸為主軸的’-’-’轉(zhuǎn)角系統(tǒng)XYZN旁向傾角’航向傾角’osxyzOY像片旋角’AXYZ像片外方位角元素以Z軸為主軸的A--v轉(zhuǎn)角系統(tǒng)XYZN像片傾角方位角A像片旋角vosxyz§3.3空間直角坐標變換平面坐標變換xyox’y’aaaxyzXYZas(x,y,-f)(X,Y,Z)像空間坐標與像空間輔助坐標的變換

aS-XYZ坐標系繞Y軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYZXZSYXZ(Y)以Y軸為主軸的--轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換S-XYZ坐標系繞X軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYz以Y軸為主軸的--轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換S-XYz坐標系繞z軸旋轉(zhuǎn)角到S-xyz以Y軸為主軸的--轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換以Y軸為主軸的--轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換以Y軸為主軸的--轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換以X軸為主軸的’-’-’轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換以X軸為主軸的’-’-’轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換以Z軸為主軸的A--v系統(tǒng)的坐標變換以Z軸為主軸的A--v系統(tǒng)的坐標變換正交變換矩陣的特點由高等數(shù)學(xué)知道，一個坐標系按三個角元素順次地繞坐標軸旋轉(zhuǎn)即可變換為一個同原點的坐標系，這種變換為正交變換正交變換矩陣的特點旋轉(zhuǎn)矩陣只有3個獨立參數(shù)正交變換矩陣的特點旋轉(zhuǎn)矩陣中的每一個元素等于其代數(shù)余子式本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社參考書1、金為銑，楊先宏等編，《攝影測量學(xué)》，武漢測繪科技大學(xué)出版社2、李德仁，周月琴編著，《攝影測量與遙感概論》，測繪出版社作業(yè)：PP.39，第2題共線條件方程《攝影測量學(xué)》（上）第三章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、共線條件方程的一般形式二、共線條件方程的應(yīng)用三、共線條件方程的線性化像片的基本知識回顧什么是共線條件方程共線條件方程的簡單推導(dǎo)一、共線條件方程的一般形式中心投影內(nèi)外方位元素常用坐標系空間坐標變換基本知識回顧航攝儀sxyxyzMZYXAao共線條件xyzXYZAasXsYsZsNYXZXA-XsYA-Ys(x,y,-f)(XA,YA,ZA)MZYX共線條件方程求像底點坐標單像空間后方交會和多像空間前方交會攝影測量中的數(shù)字投影基礎(chǔ)航空影像模擬光束法平差的基本數(shù)學(xué)模型利用DEM制作數(shù)字正射影像圖利用DEM進行單張像片測圖二、共線條件方程的應(yīng)用求像底點坐標像片仿真已知內(nèi)、外方位元素地面點空間坐標DEMDOMXYZa(x,y)xyzS(Xs,Ys,Zs)A(X,Y,Z)單像測圖已知內(nèi)、外方位元素像點坐標DEMXYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2目的觀測值x,y未知數(shù)Xs,Ys,Zs,,,,X,Y,Z,x0,y0,f泰勒級數(shù)展開三、共線條件方程的線性化參考書1、李德仁等編，《基礎(chǔ)攝影測量學(xué)》，測繪出版社2、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社作業(yè)：PP.39，第3題單片空間后方交會武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室《攝影測量學(xué)》（上）第三章主要內(nèi)容一、定義二、誤差方程和法方程三、計算過程一、定義根據(jù)影像覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的分布合理的地面控制點（已知其像點和地面點的坐標），利用共線條件方程求解像片外方位元素XYZaxyzs(Xs,Ys,Zs)ACBbc已知值x0,y0,f,m,X,Y,Z觀測值x,y未知數(shù)Xs,Ys,Zs,,,泰勒級數(shù)展開二、誤差方程共線條件方程偏導(dǎo)數(shù)1偏導(dǎo)數(shù)2偏導(dǎo)數(shù)2-1偏導(dǎo)數(shù)2-2正交矩陣的每一個元素等于它的代數(shù)余子式誤差方程垂直攝影情況下，可?。剑?，保留，則外方位元素的計算當一張像片上至少有三個控制點時，誤差方程矩陣形式獲取已知數(shù)據(jù)m,x0,y0,f,Xtp,Ytp,Ztp量測控制點像點坐標x,y確定未知數(shù)初值Xs0,Ys0,Zs0,0,0,0組成誤差方程式并法化解求外方位元素改正數(shù)檢查迭代是否收斂三、計算過程參考書1、李德仁，周月琴等編，《攝影測量與遙感概論》，測繪出版社2、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社作業(yè)：PP.39，第7題;a15要求1、提交實習(xí)報告：程序框圖、程序源代碼、計算結(jié)果2、計算結(jié)果：像點坐標、地面坐標、單位權(quán)中誤差、外方位元素及其精度3、數(shù)據(jù)：PP.39，第9題課間實習(xí)內(nèi)容用C或C++語言編寫單片空間后方交會程序時間4小時（先寫出程序源代碼，后上機調(diào)試）像點位移與方向偏差《攝影測量學(xué)》（上）第三章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、定義二、傾斜像片與水平像片的坐標關(guān)系式三、像片傾斜引起的像點位移和方向偏差四、地形起伏引起的像點位移和方向偏差一、定義從像片上某點作出的方向線與地面對應(yīng)點畫出的方向線的方位角不等，這種差異稱為方向偏差當像片傾斜、地面起伏時，地面點在航攝像片上構(gòu)像相對于理想情況下的構(gòu)像所產(chǎn)生的位置差異稱像點位移地形起伏引起的像點位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0像片傾斜引起的像點位移二、傾斜像片與水平像片的坐標關(guān)系式Y(jié)XZPtPaatS當取像片主縱線為y軸、攝影方向線為Y軸，且轉(zhuǎn)角系統(tǒng)為A--v時，A=v=0PhcSatiaVP0三、像片傾斜引起的像點位移hcAcva’V三、像片傾斜引起的像點位移PhcSiVVP0hccvnoff取等比線為x軸、主縱線為y軸建立像平面坐標系，有三、像片傾斜引起的像點位移PhcSatiaVP0hcAcva’三、像片傾斜引起的像點位移PhcSatiaVP0hcAcvb三、像片傾斜引起的像點位移與無方向偏差da出現(xiàn)在以等角點為中心的輻射線上等比線上無da，等比線上任意兩點的連線無方向偏差，過等角點直線兩點的連線無方向偏差等比線將影像分為上下兩部分，上半部分影像線段長度短于水平像片相應(yīng)線段長度，影像比例尺小于等比線影像比例尺；下半部分影像線段長度長于水平像片相應(yīng)線段長度，影像比例尺大于等比線影像比例尺四、地形起伏引起的像點位移PTTSvvP0ABbaPhcSVVP0hccvn0offn四、地形起伏引起的像點位移取過像地點的真水平線為x軸、主縱線為y軸建立像平面坐標系，有四、地形起伏引起的像點位移PTTSvvEABba當?shù)孛嬉訬為原點，坐標軸系與水平像平面坐標系平行時，A點的地面坐標與像片坐標的相應(yīng)關(guān)系為四、地形起伏引起的像點位移PTTSvvEABbaA點的地面坐標與傾斜像片坐標的相應(yīng)關(guān)系為四、地形起伏引起的像點位移PTTSvvEABbaRhb四、地形起伏引起的像點位移PTTSvvEABbaRhb四、地形起伏引起的像點位移和方向偏差當h為正時，dh為正，位移背向像底點；當h為負時，dh為負，位移朝向像底點像底點處無dh，過像底點引出的方向線無方向偏差水平像片上總體說來，當?shù)孛娌凰?，像片有傾斜時，從任何點作出的方向線均存在方向偏差本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社參考書1、金為銑，楊先宏等編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社2、李德仁等編，《基礎(chǔ)攝影測量學(xué)》，測繪出版社立體觀察與像點坐標量測《攝影測量學(xué)》（上）第四章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、立體視覺原理二、像對的立體觀察三、像點坐標獲取§4.1立體視覺原理人眼基本構(gòu)造視網(wǎng)膜上大約有108個桿狀細胞，直徑2mm；6.5×106個錐狀細胞，直徑2~8mm人眼感知過程來自物體的光刺激視網(wǎng)膜的桿狀和錐狀細胞（物理過程）使其感光（生理過程），通過視神經(jīng)纖維傳至后大腦視覺中心，經(jīng)記憶加入已有的概念與經(jīng)驗（心理過程），從而形成感知§4.1立體視覺原理人眼分辨力單眼能夠判別最小物體的能力稱單眼分辨力用單眼所能觀察出兩點間的最小距離稱第一分辨力用單眼所能觀察出兩平行線間的最小距離稱第二分辨力雙眼觀察精度比單眼提高§4.1立體視覺原理人眼立體視覺人用雙眼觀察景物可判斷其遠近，得到景物的立體效應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為人眼的立體視覺§4.1立體視覺原理人眼的觀察能力交會角r眼基線br視距L生理視差σ眼主距fr當人眼觀察50m處景物時，設(shè)雙眼觀察的分辨力為30〞，人眼基線長65mm,人眼主距17mm,則dL=5.6m人眼分辨遠近物點的極限距離§4.1立體視覺原理人造立體視覺的產(chǎn)生PP’aba’b’AB左眼右眼§4.1立體視覺原理立體像對分像條件兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼基線應(yīng)大致平行兩像片的比例尺應(yīng)相近（差別<15％）人造立體觀察的條件§4.1立體視覺原理立體效應(yīng)P1S1S2b1a1b2a2BAP2正立體BP2P1S1S2b2a2b1a1A反立體S1a1P1P2S2b1b2a2BA反立體立體模型與實物相似立體模型與實物相反(正立體效應(yīng)基礎(chǔ)上左右像片旋轉(zhuǎn)180°)零立體：起伏的視模型變平(正立體效應(yīng)基礎(chǔ)上左右像片旋轉(zhuǎn)90°)像對的立體觀察方法§4.2像對的立體觀察立體鏡觀察橋式立體鏡在一個橋架上安置兩個相同的簡單透鏡透鏡光軸平行，間距約為眼基距，高度等于透鏡主距像對的立體觀察方法§4.2像對的立體觀察立體鏡觀察反光立體鏡

擴大眼基距，可對大像幅進行立體觀察疊映影像立體觀察互補色法在投影器中插入互補色濾光片（品紅色、藍綠色）觀測者雙眼分別帶上同色鏡片

§4.2像對的立體觀察像對的立體觀察方法像對的立體觀察方法疊映影像立體觀察光閘法在兩投影光路中各安裝一光閘（一個打開、一個關(guān)閉）觀測者雙眼分別帶上與投影器光閘同步的光閘眼鏡光閘起閉頻率>10Hz§4.2像對的立體觀察疊映影像立體觀察偏振光法在兩投影光路中安裝兩塊偏振平面互成90°的起偏鏡觀測者帶上一副檢偏鏡鏡片與起偏鏡相同左右偏振平面相互垂直§4.2像對的立體觀察像對的立體觀察方法雙目鏡觀測光路的立體觀察通過雙筒望遠鏡觀察每個望遠鏡像面有一固定的測標像片可在兩個相互垂直方向共同移動，也可一張像片相對于另一張像片移動可以分別對左右像片進行調(diào)焦、亮度調(diào)節(jié)及必要旋轉(zhuǎn)，觀測系統(tǒng)放大倍率可調(diào)節(jié)§4.2像對的立體觀察像對的立體觀察方法§4.3像點坐標獲取立體量測原理aA’A”a’AS1S2§4.3像點坐標獲取立體量測原理左右像片同名像點的坐標量測值為(xa,ya)，(xa’,ya’)左右視差p＝xa–xa’上下視差q=ya–ya’§4.3像點坐標獲取Steko1818型立體坐標量測儀X手輪x讀數(shù)鼓Y手輪上下視差環(huán)左右視差手輪上下視差（q）讀數(shù)鼓左右視差（p）讀數(shù)鼓立體坐標量測步驟儀器歸零：各個手輪應(yīng)放在零讀數(shù)(x0，y0，p0，q0)位置上，左、右測標分別對準左、右像片盤的中心即儀器坐標系與像片坐標系重合像片定向：移動X手輪，單眼觀察測標的移動看是否沿像片上的x軸向運動，若測標不在x軸向上，則需要用螺旋旋轉(zhuǎn)像片，使測標保持在x軸上移動像點量測：移動X，Y，p，q手輪，使測標立體切準量測像點，并記下相應(yīng)讀數(shù)鼓上的讀數(shù)x，y，p，q坐標計算：xa=x-x0,ya=y-y0;xa’=xa-(p-p0),ya’=ya-(q-q0)§4.3像點坐標獲取PSK-2精密立體坐標量測儀§4.3像點坐標獲取BC2解析測圖儀§4.3像點坐標獲取數(shù)字攝影測量工作站§4.3像點坐標獲取光學(xué)框標機械框標解析內(nèi)定向利用平面相似變換，將像片架坐標變換為以像主點為原點的像平面坐標xy正形變換仿射變換雙線性變換x’y’解析內(nèi)定向計算過程1、獲取框標點的理論坐標2、選用合適的變換模型3、建立誤差方程4、建立法方程并解算5、由變換參數(shù)計算像點坐標像點坐標計算正形變換仿射變換雙線性變換xyx’y’像片系統(tǒng)誤差源攝影機的系統(tǒng)誤差底片變形航攝飛機帶來的系統(tǒng)誤差大氣折光誤差地球曲率的影響攝影處理與底片復(fù)制中的系統(tǒng)誤差觀測系統(tǒng)誤差像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（攝影材料變形）四個框標位于像片的四個角隅時可用仿射變換四個框標位于像片的中央時可用比例縮放Lx,Ly為框標距的理論值lx,ly為框標距的量測值x’,y’為像點坐標的量測值x,y為像點坐標的改正值像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（攝影機物鏡畸變差）攝影機鑒定時提供物鏡畸變差參數(shù)攝影機鑒定時提供各向徑物鏡畸變差值k0、k1、k2、k3為物鏡畸變差改正系數(shù)

r為畸變差像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（大氣折光差改正）大氣折光引起像點在徑向的變形saAa’大氣折光引起像點在坐標向的變形

r為像點誤差改正數(shù)r為向徑rf為折光差角像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（地球曲率）地球曲率引起像點在徑向的變形地球曲率引起像點在坐標向的變形

r為像點誤差改正數(shù)r為向徑R為地球曲率半徑像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正內(nèi)定向并經(jīng)系統(tǒng)誤差預(yù)改正后的像點坐標內(nèi)定向鏡頭畸變大氣折光地球曲率參考書1、金為銑，楊先宏等編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社2、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社立體像對的前方交會《攝影測量學(xué)》(上)第五章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、立體像對的重要點線面二、立體像對前方交會定義三、前方交會的基本公式AS1S2p1p2l1l2同名光線同一地面點發(fā)出的兩條光線同名像點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核面攝影基線與某一地面點組成的平面一、立體像對的重要點線面攝影基線相鄰兩攝站的連線P1S1EP2S2P1S1P2S2E理想像對相鄰兩像片水平、攝影基線水平組成的像對正直像對相鄰兩像片水平、攝影基線不水平組成的像對立體像對分類P1S1P2S2E豎直像對相鄰兩像片不水平、攝影基線不水平組成的像對二、立體像對前方交會的定義由立體像對中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點坐標來確定相應(yīng)地面點在物方空間坐標系中坐標的方法XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2三、基本公式1、點投影系數(shù)法X1Y1Z1MZtpYtpXtpX2Y2Z2Xs1Ys1Zs1Aa1s1a2s2Y1X1Z1(XA,YA,ZA)攝影基線BBX=Xs2–Xs1BY=Ys2–Ys1BZ=Zs2–Zs1s1s2同名光線投影Aa1s1Y1X1Z1YA-Ys1XA-Xs1ZA-Zs1a2s2A點投影系數(shù)點投影系數(shù)點投影法前方交會(1)、(3)式聯(lián)立求解理想像對的前方交會獲取已知數(shù)據(jù)x0,y0,f,XS1,YS1,ZS1,1,1,1,XS2,YS2,ZS2,2,2,2量測像點坐標x1,y1,x2,y2由外方位線元素計算基線分量BX,BY,BZ由外方位角元素計算像空間輔助坐標X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2計算點投影系數(shù)N1,N2計算地面坐標XA,YA,ZA計算過程已知值x0,y0,f,Xs,Ys,Zs,,,觀測值x1,y1,x2,y2未知數(shù)X,Y,Z泰勒級數(shù)展開共線條件方程三、基本公式2、嚴密解法共線條件方程誤差方程豎直攝影情況下，可?。剑?，保留，則參考書1、李德仁，周月琴等編，《攝影測量與遙感概論》，測繪出版社2、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社解析法相對定向《攝影測量學(xué)》（上）第五章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、相對定向元素二、解析相對定向原理三、相對定向元素計算四、模型點坐標計算一、相對定向元素XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2像片外方位元素：

Xs1，Ys1，Zs1，1，1，1Xs2，Ys2，Zs2，2，2，2描述立體像對中兩張像片相對位置和姿態(tài)關(guān)系的參數(shù)以左像空間坐標系為基礎(chǔ)，右像片相對于左像片的相對方位元素X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy

連續(xù)法相對定向元素：By，Bz，，，連續(xù)法相對定向元素單獨法相對定向元素

2單獨法相對定向元素：1，1，2，2，2

1X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左攝影中心為原點、左主核面為XZ平面、攝影基線為X軸的右手空間直角坐標系中，左右像片的相對方位元素

2

2

1二、解析相對定向原理同名光線對對相交于核面內(nèi)XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S21、連續(xù)法解析相對定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)連續(xù)法解析相對定向原理Bs1s2BzByBx

連續(xù)法解析相對定向原理偏導(dǎo)數(shù)1偏導(dǎo)數(shù)2偏倒數(shù)2-1偏倒數(shù)2-1線性化方程等式兩邊同時除以系數(shù)約簡常數(shù)項約簡連續(xù)法相對定向中

常數(shù)項的幾何意義X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q為定向點上模型上下視差當一個立體像對完成相對定向，Q＝0當一個立體像對未完成相對定向，即同名光線不相交，Q＝0誤差方程及法方程的建立量測5個以上的同名點可以按最小二乘平差法求相對定向元素o1o21352462、單獨法解析相對定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)單獨法解析相對定向原理偏倒數(shù)3-1偏導(dǎo)數(shù)3-2線性化方程等式兩邊同時乘以并視常數(shù)項約簡單獨法相對定向中

常數(shù)項的幾何意義q為相當于像空間輔助坐標系中一對理想像對上同名像點的上下視差當一個立體像對完成相對定向，q＝0當一個立體像對未完成相對定向，即同名光線不相交，q≠0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)誤差方程及法方程的建立量測5個以上的同名點可以按最小二乘平差法求相對定向元素o1o21352463、帶模型連接條件的解析相對定向原理S0Y1Z1S1X1BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)S2BXBYBZa0(X0,Y0,Z0)X2Y2Z2①②帶模型連接條件的連續(xù)法解析相對定向原理線性化偏導(dǎo)數(shù)線性化方程等式兩邊同時除以則誤差方程及法方程的建立量測3個以上的模型連接點可以按最小二乘平差法求相對定向元素o1o2135246o32’4’6’獲取已知數(shù)據(jù)x0,y0,f,x1,y1,x2,y2假定攝影基線Bx=x1-x2設(shè)定相對定向元素的初值＝＝＝＝＝0由相對定向元素計算像空間輔助坐標X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2逐點計算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項并法化解法方程，求相對定向元素改正數(shù)求相對定向元素的新值判斷迭代是否收斂（限差0.01′=3×10－5）三、相對定向元素計算四、模型點坐標計算X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2模型點坐標參考書1、李德仁，周月琴等編，《攝影測量與遙感概論》，測繪出版社2、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社作業(yè)：PP.40，第13、14題解析法絕對定向《攝影測量學(xué)》（上）第五章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、絕對定向元素二、物空間坐標近似坐標變換三、三維空間相似變換原理四、相似變換參數(shù)計算五、地面坐標計算

描述立體像對在攝影瞬間的絕對位置和姿態(tài)的參數(shù)稱～通過將相對定向建立的立體模型進行縮放、旋轉(zhuǎn)和平移，使其達到絕對位置一、絕對定向元素X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2OZtXtYtY0X0Z0絕對定向元素：，X0，Y0，Z0，，，絕對定向元素二、物空間坐標近似坐標變換(平面)正變換（由大地測量坐標系到地面攝影測量坐標系的坐標變換）YtXt1XtpYtpa二、物空間坐標近似坐標變換(平面)逆變換（由地面攝影測量坐標系到大地測量坐標系的坐標變換）二、物空間坐標近似坐標變換(高程)地球曲率引起的高程差oA2RDA’MZtpYtpXtp三、三維空間相似變換原理PYpXpAZp相似變換參數(shù)：，X0，Y0，Z0，，，X0Y0Z0三維空間相似變換誤差方程記偏導(dǎo)數(shù)常數(shù)項三維空間相似變換誤差方程設(shè)則法方程的建立與求解量測2個平高和1個高程以上的控制點可以按最小二乘平差原理求絕對定向元素獲取控制點的兩套坐標Xp,Yp,Zp,Xtp,Ytp,Ztp給定相似變換參數(shù)的初值＝1,＝＝＝0,X0,Y0,Z0四、相似變換參數(shù)的計算計算重心化坐標計算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項解法方程，求相似變換參數(shù)改正數(shù)計算相似變換參數(shù)的新值判斷迭代是否收斂重心坐標重心化坐標目的減少模型點坐標在計算過程中的有效位數(shù)，以保證計算的精度使法方程的系數(shù)簡化，個別項數(shù)值變?yōu)榱?，以提高計算速度相似變換的誤差方程設(shè)則相似變換的法方程五、地面點坐標計算參考書1、李德仁，周月琴等編，《攝影測量與遙感概論》，測繪出版社2、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社作業(yè)：PP.40，第18、20題雙像解析攝影測量《攝影測量學(xué)》（上）第五章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、任務(wù)二、方法分類

1、空間后交－前方交會法

2、相對定向－絕對定向法

3、一步定向解法三、三種方法的比較

一、任務(wù)利用解析計算方法處理立體像對，獲取地面點的三維空間信息二、方法分類空間后交－前方交會法先用后方交會求出像片外方位元素再用前方交會求出像點對應(yīng)地面點坐標二、方法分類相對定向－絕對定向法先進行立像對的相對定向，求出模型點的攝影測量坐標再用地面控制點將模型納入測量坐標系求出地面點坐標二、方法分類一步定向解法將像片外方位元素和地面點坐標在平差過程中整體求解二、方法分類一步定向解法消除數(shù)量多的一組未知數(shù)，形成改化法方程三、三種方法的比較方法嚴密性控制點要求使用場合后交－前交法點位精度決定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－絕對定向法點位精度決定于相對定向－絕對定向精度2個平高點＋1個高程點航帶法加密一步定向法理論最嚴密精度最高2個平高點＋1個高程點光束法加密參考書1、李德仁，周月琴等編，《攝影測量與遙感概論》，測繪出版社2、李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社解析空中三角測量概述《攝影測量學(xué)》（上）第六章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、解析空中三角測量的定義二、解析空中三角測量的意義三、解析空中三角測量的目的四、解析空中三角測量的分類五、解析空中三角測量的信息六、影像連接點的類型與設(shè)置一、解析空中三角測量的定義利用計算的方法，根據(jù)航攝像片上所量測的像點坐標以及極少量的地面控制點求出地面加密點的物方空間坐標，稱之為解析空中三角測量。俗稱攝影測量加密不觸及被量測目標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)域大小限制二、解析空中三角測量的意義為測繪地形圖提供定向控制點和像片定向參數(shù)測定大范圍內(nèi)界址點的統(tǒng)一坐標單元模型中大量地面點坐標的計算解析近景攝影測量和非地形攝影測量三、解析空中三角測量的目的四、解析空中三角測量的分類單模型法航帶法區(qū)域網(wǎng)法按平差范圍航帶法獨立模型法光線束法按數(shù)學(xué)模型五、解析空中三角測量的信息非攝影測量信息：像片上量測的像點坐標攝影測量信息：大地測量觀測值距離角度天文經(jīng)緯度局部坐標像片外方位元素高差儀記錄攝站坐標像片姿態(tài)攝站坐標差相對控制條件湖面等高平面圓周共線12374586方位線過主點且垂直于方位線的直線與旁向重疊中線的交點附近不得大于1cm困難時，不得大于1.5cm不得小于5cm應(yīng)在56兩點連線中點1cm范圍內(nèi)距像片邊緣不得小于1.5cm所有點均布成雙點距各類標志不得小于1mm六、影像連接點的設(shè)置六、影像連接點的類型明顯地物點標志點人工轉(zhuǎn)刺點儀器轉(zhuǎn)刺點數(shù)字影像相關(guān)轉(zhuǎn)點明顯地物點標志點標志的大小增加輔標與地物的反差轉(zhuǎn)刺點（1）轉(zhuǎn)刺點（2）參考書李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社航帶法空中三角測量《攝影測量學(xué)》(上)第六章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、基本思想與流程二、自由航帶網(wǎng)的構(gòu)建三、單航帶空中三角測量四、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差一、基本思想與流程把許多立體像對構(gòu)成的單個模型連結(jié)成一個航帶模型，將航帶模型視為單元模型進行解析處理，通過消除航帶模型中累積的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測圖坐標系中，從而確定加密點的地面坐標主要思想一、基本思想與流程像點坐標系統(tǒng)誤差預(yù)改正立體像對相對定向模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)航帶網(wǎng)的概略絕對定向航帶模型非線性改正加密點坐標計算基本流程二、構(gòu)建自由航帶網(wǎng)

（1、帶模型連接條件的連續(xù)法相對定向）135246a135246bXYZsi-1sisi+1aiA(N1X1,N1Y1,N1Z1)ai+1(X2,Y2,Z2)BxBzBy二、構(gòu)建自由航帶網(wǎng)

（1、帶模型連接條件的連續(xù)法相對定向）特別注意：模型中的定向點只建立VQ方程模型間的連接點需建立VQ，VP方程對于模型間的連接點建立誤差方程時，常數(shù)項中的N1X1,N1Y1,N1Z1必須用前一模型中的N2X2,N2Y2,N2Z2連接點的模型坐標攝站坐標二、構(gòu)建自由航帶網(wǎng)

（2、帶模型連接條件的連續(xù)法相對定向）非連接點的模型坐標二、構(gòu)建自由航帶網(wǎng)（2、連續(xù)法相對定向）歸化系數(shù)135246a135246bXYZ2as1s2s31b二、構(gòu)建自由航帶網(wǎng)（2、連續(xù)法相對定向）模型坐標攝站坐標二、構(gòu)建自由航帶網(wǎng)（3、單獨法相對定向）135246a135246bXYZ2as1s2s31bXYZ已知值二、構(gòu)建自由航帶網(wǎng)（3、單獨法相對定向）模型坐標攝站坐標獲取控制點的地面攝影測量坐標Xtp,Ytp,Ztp三、自由航帶網(wǎng)的概略絕對定向計算重心化坐標求相似變換參數(shù)計算各模型點的地面攝影測量坐標四、航帶網(wǎng)的誤差傳播獨立累積性誤差：不隨模型個數(shù)的增加而增大其影響偶然誤差非獨立累積性誤差：隨模型個數(shù)的增加而增大其影響系統(tǒng)誤差四、航帶網(wǎng)的誤差傳播S0S1S2S30123dbz10’S’11’S’22’S’33’XZ五、航帶模型非線性改正1、二次多項式用一個多項式曲面擬合航帶網(wǎng)復(fù)雜的變形曲面，使該曲面經(jīng)過航帶網(wǎng)已知點時，所求得坐標變形值與它們實際的變形值相等或使其殘差的平方和為最小五、航帶模型非線性改正2、二次正形變換多項式用一個二次正形變換多項式曲面擬合航帶網(wǎng)的變形曲面，使該曲面經(jīng)過航帶網(wǎng)已知點時，所求得坐標變形值與它們實際的變形值相等或使其殘差的平方和為最小，并且由多項式曲面上一點變換到航帶網(wǎng)無變形曲面上相應(yīng)點時應(yīng)保持該點處在極小范圍內(nèi)相應(yīng)線段的夾角不變（保角變換）五、航帶模型非線性改正2、二次正形變換多項式3、誤差方程式的建立（以X坐標為例）五、航帶法解析空中三角測量五、航帶法解析空中三角測量待定點地面坐標計算將上述坐標反變換到地面坐標六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差按照單航帶法構(gòu)成自由航帶網(wǎng)利用本航帶的控制點及與上一航帶的公共點進行三維空間相似變換，將整區(qū)各航線納入統(tǒng)一的坐標系中同時解求各航帶非線性變形改正參數(shù)計算各加密點坐標1、基本思想1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定點名A，B，…，O像片名高程控制點平高控制點××××××××六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差2、重心化坐標計算區(qū)域重心坐標航線重心坐標重心化坐標1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定點名A，B，…，O像片名高程控制點平高控制點××××××××XY六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差3、誤差方程式的建立（以X坐標為例）控制點：公共點：六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差誤差方程矩陣形式1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定點名A，B，…，O像片名高程控制點平高控制點××××××××六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差總誤差方程誤差方程數(shù)必要觀測數(shù)45/33多余觀測數(shù)17/29觀測值數(shù)621234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定點名A，B，…，O像片名高程控制點平高控制點××××××××六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差法方程航帶中參與平差點的自身法化陣之和，控制點系數(shù)為1，連接點系數(shù)為1/k航帶間連接點的互法化陣，系數(shù)為－1/k六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差法方程法方程的消元消元通式：六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差法方程的解回代通式：六、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差待定點地面坐標計算將上述坐標反變換到地面坐標DGPS/IMU輔助光束法平差系統(tǒng)WuCAPS

(Wuhan.binedBundleAdjustmentforDGPS/IMUdataandphotogrammetricobservations)用于攝影測量與遙感高精度點位測定軟件包以共線條件方程為出發(fā)點，容當代的基于統(tǒng)計理論的誤差隨機模型和理論上最為嚴密的自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差函數(shù)模型于一體，發(fā)展了自己的一整套算法并予以實現(xiàn)自1985年開始研制，至今已完成了MS-DOS和Windows兩個版本目前，該系統(tǒng)正在測繪生產(chǎn)單位、科研部門和學(xué)校教學(xué)實踐中廣泛使用WuCAPS界面WuCAPS功能模塊WuCAPS主要功能可用于航帶法區(qū)域網(wǎng)平差可用于帶可選附加參數(shù)的自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差可進行地面測量數(shù)據(jù)與攝影測量觀測值的聯(lián)合平差GPS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差POS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差可自動剔除觀測值的粗差可補償觀測值的系統(tǒng)誤差可評價各種未知數(shù)的理論精度可估計各類觀測值的驗后方差可繪制測區(qū)像片覆蓋圖可繪制測區(qū)點位分布圖和已知點殘差圖可實現(xiàn)加密分區(qū)的半自動接邊WuCAPS平差主系統(tǒng)框圖WuCAPS質(zhì)量分析子系統(tǒng)框圖航帶法區(qū)域網(wǎng)平差實例區(qū)域網(wǎng)基本參數(shù)項目參數(shù)航攝飛機運-12航攝儀LeicaRC-30航攝膠片Kodak2444航攝儀主距153.84mm攝影比例尺1:2500航向重疊61％旁向重疊32％航線9條構(gòu)架航線2條像片255張地面控制點72個加密點3632個區(qū)域范圍4km×5km

平差計算實例解析內(nèi)定向解析相對定向單航帶空中三角測量自由航帶網(wǎng)概略絕對定向航帶法區(qū)域網(wǎng)平差WuCAPS參考書李德仁，鄭肇葆編著，《解析攝影測量學(xué)》，測繪出版社本講參考資料教材張劍清，潘勵，王樹根編著，《攝影測量學(xué)》，武漢大學(xué)出版社作業(yè)：PP.75，第9、10題光束法空中三角測量《攝影測量學(xué)》（上）第六章武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院攝影測量教研室主要內(nèi)容一、基本思想與流程二、像片外方位元素和地面點坐標初始值的確定三、誤差方程式與法方程式的建立四、帶狀法方程式的循環(huán)分塊解法五、帶附加參數(shù)的自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差六、解析空中三角測量的精度一、基本思想與流程以一張像片組成的一束光線作為一個平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過各光線束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線實現(xiàn)最佳交會，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點坐標系中，從而確定加密點的地面坐標及像片的外方位元素基本思想一、基本思想與流程原理圖一、基本思想與流程獲取像片內(nèi)方位元素、像點坐標和地面控制點坐標確定像片外方位元素和加密點地面坐標近似值逐點建立誤差方程式并法化建立改化法方程式采用循環(huán)分塊法解求改化法方程求出像片的外方位元素計算加密點坐標基本流程二、像片外方位元素和地面點坐標近似值的確定將每個立體像對進行相對定向和模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)，利用航帶中的控制點及相鄰航線間的公共點對航線進行概略絕對定向以求得每一張像片的外方位元素和加密點的地面坐標，以此作為未知數(shù)的近似值三、誤差方程式與法方程式的建立三、誤差方程式與法方程式的建立誤差方程矩陣形式未知數(shù)個數(shù)15×6＋23×3＋2×2＝163多余觀測數(shù)234－163＝71觀測值個數(shù)（6×6＋9×9）×2＝234三、誤差方程式與法方程式的建立1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定點名A，B，…，O像片名高程控制點平高控制點××××××××三、誤差方程式與法方程式的建立法方程法方程系數(shù)陣ABCDEFGHIJKLMNO加密點坐標未知數(shù)像片外方位元素未知數(shù)

135791113151719轉(zhuǎn)置對項稱1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定點名A，B，…，O像片名高程控制點平高控制點××××××××三、誤差方程式與法方程式的建立三、誤差方程式與法方程式的建立改化法方程：消除一類未知數(shù)后所得的法方程三、誤差方程式與法方程式的建立垂直航向排列的帶寬航帶數(shù)1234567891011121314151617181920ABCDEFGHIJKLMNO1，2，…，20待定點名A，B，…，O像片名高程控制點平高控制點××××××××ABCDEFGHIJKLMNO像片外方位元素未知數(shù)轉(zhuǎn)置對