航測與遙感的實(shí)習(xí)任務(wù)書

攝影測量與遙感實(shí)習(xí)任務(wù)書第一節(jié)實(shí)習(xí)目的、任務(wù)及實(shí)習(xí)場地1.1實(shí)習(xí)目的影測量與遙感課程教學(xué)結(jié)束后，進(jìn)行為期12天的攝影測量與遙感實(shí)習(xí)。從理論進(jìn)行。內(nèi)業(yè)工作的主要任務(wù)是立體像對影像上的同名點(diǎn)坐標(biāo)量測、編程計(jì)算(內(nèi)編程(內(nèi)定向、相對定向、絕對定向)以個人為單位進(jìn)行。1.3實(shí)習(xí)內(nèi)容與任務(wù)概況內(nèi)業(yè)工作包括：同名點(diǎn)坐標(biāo)量測、編程計(jì)算(內(nèi)定向、相對定向、絕對定向)、1.4實(shí)習(xí)的人員分工及時間安排部分實(shí)習(xí)任務(wù)——同名點(diǎn)坐標(biāo)量測、像片聯(lián)測、航片影像的數(shù)字微分處理以及部航片判讀調(diào)繪、編程(內(nèi)定向、相對定向、絕對定向),以個人為單位進(jìn)行。時間：共計(jì)12天，在同濟(jì)校園內(nèi)完成，具體時間安排如下：0.5天3.0天1.0天0.5天編程(內(nèi)定向、相對定向、絕對定向)實(shí)習(xí)4.5天1.0天0.5天1.0天1.5使用儀器與工具1.7參考材料相應(yīng)軟件(編程開發(fā)工具如VB、VC,photoshop圖像處理軟件，遙感圖像糾正軟件、數(shù)字?jǐn)z影測量處理軟件)的使用說明1.8校內(nèi)實(shí)習(xí)場地介紹(見測量學(xué)實(shí)習(xí)任務(wù)書)第二節(jié)實(shí)習(xí)各項(xiàng)目具體內(nèi)容及要求無棱鏡測程為150米(或采用其它類似類型的全站儀進(jìn)行)。測量工作利用校園①踏勘選點(diǎn)從像片上選取同濟(jì)大學(xué)校園內(nèi)的若干個(不少于6個)可量測特征點(diǎn)作為像②坐標(biāo)量測所選像控點(diǎn)的坐標(biāo)(X,Y,Z)。測量可采用普通測量中所學(xué)的各種方法(如支導(dǎo)線法、前方教會法等方法),觀測需量測的像片控制點(diǎn)，并將測量結(jié)果記錄下來(X,Y,Z);對每一像控點(diǎn)測量都應(yīng)有檢核方法，得到該像控點(diǎn)的兩次量測③測量精度的要求—(i,j)(見例子一表2-1中的i,j);B.以該點(diǎn)為中心，在原影像上取一100像素*100像素的方塊，其中心點(diǎn)即所測量的糾正控制點(diǎn)位置，將此圖象存為點(diǎn)之記圖片文件，文件以該像控點(diǎn)的點(diǎn)號命名。如例子一中的表2-2中的圖片，例子一：表2-1地面坐標(biāo)ijj4表2-2點(diǎn)之記位置說明點(diǎn)之記略圖4該點(diǎn)位于一二九排球場從東邊數(shù)第三塊場地的靠南面半場的前邊一條線的交叉點(diǎn)上(宋飛制作)表2-1中的119058、119057為所給航片影像的編號。實(shí)習(xí)中調(diào)繪范圍：同濟(jì)大學(xué)本部校園、南校區(qū)及附近地區(qū)；影像分辨率：約0.2米/像素由于實(shí)習(xí)中調(diào)繪判讀的影像主要是同濟(jì)校本部，因此調(diào)繪判讀的內(nèi)容包括：1)建筑物的名稱、層數(shù)、結(jié)構(gòu)(包括磚石、磚木和鋼混結(jié)構(gòu))、樓內(nèi)分區(qū)單位及用途(商用、教學(xué)、居住、辦公);2)道路名稱、寬度，其中寬度需用皮尺到實(shí)地量測；3)綠化(細(xì)分為林地和草地);此外還應(yīng)將同濟(jì)校園范圍在影像上標(biāo)注出來。此次實(shí)習(xí)中調(diào)繪的目的主要是確定校園中的地物名稱等屬性，為內(nèi)業(yè)成圖提供屬性信息。物，要予以圈出，并標(biāo)出當(dāng)前的名稱及其屬性。用photoshop軟件將調(diào)查成果注2.2航測內(nèi)業(yè)實(shí)習(xí)部分地物的CAD成圖以及航片影像的數(shù)字微分處理。同名點(diǎn)坐標(biāo)量測包括相對定向點(diǎn)、像片控制點(diǎn)、待定地物點(diǎn)的量測，在本實(shí)習(xí)中，利用photoshop軟件打開左右航片影像，人工判斷左右片的同名點(diǎn)并將同名點(diǎn)對行、列號記錄下來，生成同名點(diǎn)對文件(如表2-3)。表2-3左片(119058)右片(119057)ijij4651測4—6點(diǎn)，總共量測了30~40點(diǎn)(點(diǎn)位分布如圖2-1),生成相像控點(diǎn)在其它航片影像(左片或右片)上的位置將該點(diǎn)的像素坐標(biāo)記錄下來——(i,j),生成此像控點(diǎn)的坐標(biāo)文件(如表2-1),用于前方交會計(jì)算該像控點(diǎn)的模對于待定地物點(diǎn)，采用同樣的方法，量測該地物特征點(diǎn)(如房屋角點(diǎn)、道路成圖(類似于普通測量中的數(shù)字平板測圖記錄的要求)。數(shù)字內(nèi)定向相對定向(1)內(nèi)定向參數(shù)求取x=h0+h1*i+h2*jy=k0+k1*i+k2*j列誤差方程→法化——求參數(shù)(2)將像點(diǎn)掃描坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為框標(biāo)坐標(biāo)x=h0+h1*i+h2*jy=k0+k1*i+k2*j將測量的同名點(diǎn)的掃描坐標(biāo)轉(zhuǎn)換位像框標(biāo)坐標(biāo)系中坐標(biāo)。目的：編寫單獨(dú)像對相對定向程序，利用2.3.1.1中量測的相對定向同名點(diǎn)解算圖2-3兩像片之間的相對定向元素并進(jìn)一步利用前方交會公式計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo)，為后續(xù)的絕對定向、待定地物點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算做準(zhǔn)備。地點(diǎn)：機(jī)房、宿舍使用儀器與設(shè)備：電腦相對定向原理與步驟：根據(jù)同名射線相交，位于同一個平面上，利用共面條件方程，以及量測的同名像點(diǎn)坐標(biāo)解求五個相對定向元素。單獨(dú)相對相對定向是以攝影基線作為像空間輔助坐標(biāo)系的X軸，以左攝影中心S1為原點(diǎn)，左像片主光軸與攝影基線B組成的主核面為XZ平面，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系S1-X1Y1Z1。此時，左、右像片的相對方位元素分別為：需要解求的相對定向元素為：左片y1、k1右片y2、w2、k2。其解算流程圖如圖2-3。輸入左右片內(nèi)定向參計(jì)算像點(diǎn)像空間輔助坐標(biāo)X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2逐點(diǎn)計(jì)算誤差方程的系數(shù)及常數(shù)逐點(diǎn)計(jì)算法方程式的法化并累加所有定向點(diǎn)是否計(jì)算完?是求新未知數(shù)值改正數(shù)是否小于限小于計(jì)算完畢大于否①根據(jù)內(nèi)方位元素、像素坐標(biāo)，計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)(x、y);②確定相對定向元素初始值：③計(jì)算左片旋轉(zhuǎn)矩陣R1,右片旋轉(zhuǎn)矩陣R2;④計(jì)算像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2⑤逐點(diǎn)計(jì)算誤差方程式的系數(shù)及其常數(shù)項(xiàng)：V=AX-L;⑦解求法方程，求改正數(shù)：dfail,dokapal,dfai2,domiga2,dokapa2X=(A'×A)-1×A×L⑧求相對定向元素的新值⑨判斷改正數(shù)是否小于規(guī)定的限差(0.0003),小于限差則計(jì)算終止；否則重復(fù)迭代，直到滿足要求為止。過所編程序求得所給同濟(jì)校園立體相對的五個相對定向元素。具體所用的計(jì)算式參見附錄一(單獨(dú)像對相對定向公式推導(dǎo))3.2.2.3前方交會建立模型運(yùn)用3.2.2.2中求得的獨(dú)立像對相對定向參數(shù)以及2.3.1中量測的同名點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)前方交會計(jì)算式計(jì)算模型坐標(biāo)，得到像片控制點(diǎn)、待定點(diǎn)的模型坐標(biāo)。①根據(jù)3.2.2.1中的內(nèi)定向參數(shù)將2.3.1中量測的同名點(diǎn)像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為像點(diǎn)坐標(biāo)(x、y);②確定攝影基線B值；攝影基線B=l×(1-p)×M,式中l(wèi)為航片沿航向的像片邊長，p為航向重③利用3.2.2.2中求得相對定向元素、以及確定的B值，逐點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)、以及每對同名點(diǎn)的模型坐標(biāo)，為檢驗(yàn)相對定向的準(zhǔn)確性和測量同名像點(diǎn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，計(jì)算個點(diǎn)上的上下視差Q,Q值的大小與正負(fù)可用于精度檢查。具體計(jì)算式參考教材《攝影測量與遙感概論》中3-4節(jié)、3-7節(jié)，以及攝影測利用3.2.2.3所求的像片控制點(diǎn)的模型坐標(biāo)以及2.1.1中外業(yè)測量所測得的△Y、△Z,縮放參數(shù)λ,旋轉(zhuǎn)參數(shù)W、Ω、K。再利用所求絕對定向參數(shù)將待(1)絕對定向參數(shù)求取要恢復(fù)像對的絕對位置，還要解求七個絕對定向元素。它需要地面控制點(diǎn)(至少兩個平高點(diǎn)和一個高程點(diǎn))來解求，這種變換，在數(shù)學(xué)上為一個不同原點(diǎn)的三維表2-4地面測量坐標(biāo)地面攝測坐標(biāo)ZZZtg,各點(diǎn)坐標(biāo)減去各自平均值。B.設(shè)置初始值△X=0、△Y=0、△Z=0、λ=1、y=0、o=0、k=0E.列法方程，計(jì)算各值的改正數(shù)如果小于限差停止計(jì)算，改正數(shù)加上各自的初值即為要求的參數(shù)，如果大最終得到7個絕對定向參數(shù)具體所用的計(jì)算式參見附錄二(模型絕對定向公式推導(dǎo))(2)模型坐標(biāo)轉(zhuǎn)換利用上面求得的7個參數(shù)以及三維線性相似變換式，將3.2.2.3得到的模型坐標(biāo)換2.3.3CAD成圖實(shí)習(xí)根據(jù)地物點(diǎn)在左右影像上的像素位置(2.3.1.3量測得到),利用2.3.2中求A.將像對上量取地物特征點(diǎn)的同名像素坐標(biāo)，通過內(nèi)定向轉(zhuǎn)換為像框標(biāo)坐B.利用2.3.2.2中求得的相對定向元素，進(jìn)行前方交會計(jì)算，得到地物特征利用CAD生成所要求區(qū)域的地形圖。(如圖2-4)第一組測圖成果文遠(yuǎn)樓(改建中)能源樓匯文樓草北大道設(shè)計(jì)院北樓草改測絲工程03級第一組利用已有遙感軟件(如ENVI等),根據(jù)2.1.1中量測的像控點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行同1)糾正函數(shù)：多項(xiàng)式；2)在待糾正影像和已糾正影像上尋找易于測量的同名像點(diǎn)，并量測出其3)已有軟件對所量測出的點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算，去掉Q值大的點(diǎn)，最后確定21個點(diǎn)作為糾正用的控制點(diǎn)；1)利用已有軟件進(jìn)行航片的數(shù)字微分糾正。第三節(jié)實(shí)習(xí)上交成果內(nèi)容及要求2、同名點(diǎn)坐標(biāo)量測結(jié)果包括量測的相對定向點(diǎn)、像片控制點(diǎn)、待定地物點(diǎn)的像素坐標(biāo)(包括電子文檔與部分打印結(jié)果)包括電子圖件與打印圖件4、糾正數(shù)字影像結(jié)果圖像(數(shù)字圖像)5、小組實(shí)習(xí)報(bào)告包括內(nèi)定向程序與求得的數(shù)字內(nèi)定向元素、相對定向程序與求得的兩航3、個人實(shí)習(xí)報(bào)告附錄一(單獨(dú)像對相對定向公式推導(dǎo))k?F=F?+(-bX?Y?)dφ?+bX?Z?dk?+bX?Y?dφ?+b(Y?Y?-fZ?)do?+(-bX?Z?)dk?=0,則有：;其中上式就是單獨(dú)像對的相對定向公式。附錄二(絕對定向公式推導(dǎo))三、三維坐標(biāo)系間的變換——布爾莎七參數(shù)公式X?=△X。+(1+dK