摄影测量学实用教案

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1、1第1页/共112页第一页，共112页。2目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 1-1 1-1 摄影测量的定义和任务摄影测量的定义和任务 1-2 1-2 影像信息科学的形成与内涵影像信息科学的形成与内涵 1-3 1-3 影像信息科学的组成影像信息科学的组成 第二章第二章 摄影的基本知识与影像误差处理摄影的基本知识与影像误差处理 2-1 2-1 摄影原理摄影原理(yunl)(yunl)与摄影机与摄影机 2-2 2-2 黑白感光材料黑白感光材料 2-3 2-3 摄影处理与像片晒印摄影处理与像片晒印 2-4 2-4 航空摄影及摄影测量对摄影的基本要求航空摄影及摄影测量对摄影的基本要求 2-5 2-5

2、像片影像的误差及其处理像片影像的误差及其处理第2页/共112页第二页，共112页。3 第三章第三章 单张航摄像片解析单张航摄像片解析(ji x)(ji x) 3-1 3-1 中心投影的基本知识中心投影的基本知识 3-2 3-2 摄影测量常用坐标系摄影测量常用坐标系 3-3 3-3 像片的内外方位元素像片的内外方位元素 3-4 3-4 像点在不同坐标系中的变换像点在不同坐标系中的变换 3-5 3-5 中心投影的构像方程中心投影的构像方程( (共线方程共线方程) ) 3-6 3-6 像点位移像点位移 3-7 3-7 单像空间后方交会单像空间后方交会目目 录录第3页/共112页第三页，共112页。4

3、 第四章第四章 立体观察和立体量测立体观察和立体量测 4-1 4-1 人眼的立体视觉人眼的立体视觉 4-2 4-2 人造立体视觉人造立体视觉 4-3 4-3 像对的立体观察像对的立体观察 4-4 4-4 像对的立体量测像对的立体量测 第五章第五章 双像解析摄影测量双像解析摄影测量 5-15-1 双像解析摄影测量概念双像解析摄影测量概念 5-2 5-2 双像空间前方交会双像空间前方交会 5-35-3 单像空间后方交会及双像空间前方交会作业流单像空间后方交会及双像空间前方交会作业流程程 5-4 5-4 解析相对解析相对(xingdu)(xingdu)定向及模型坐标计算定向及模型坐标计算 5-5 5

4、-5 模型绝对定向模型绝对定向 5-65-6 解析相对解析相对(xingdu)(xingdu)定向及解析绝对定向作业定向及解析绝对定向作业流程流程 5-75-7 单模型光束法单模型光束法( (双像后方交会双像后方交会) )目目 录录第4页/共112页第四页，共112页。5第六章第六章 解析解析(ji x)(ji x)空中三角测量概述空中三角测量概述 6-1 6-1 解析解析(ji x)(ji x)空中三角测量的分类空中三角测量的分类 6-2 6-2 单航带航带法空中三角测量概述单航带航带法空中三角测量概述 6-3 6-3 光束法空中三角测量概述光束法空中三角测量概述第七章第七章 解析解析(ji

5、 x)(ji x)立体测图仪及立体测图作业立体测图仪及立体测图作业 7-1 7-1 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪的基本原理立体测图仪的基本原理 7-2 7-2 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪硬、软件构成立体测图仪硬、软件构成 7-3 7-3 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪上的立体测图内业过程立体测图仪上的立体测图内业过程 7-4 7-4 航测立体测图作业工序流程航测立体测图作业工序流程目目 录录第5页/共112页第五页，共112页。6目目 录录 第八章第八章 数字地面模型概述数字地面模型概述 第九章第九章 像片纠正、正射投影技术及综合法测图像片纠正、正射投

6、影技术及综合法测图 9-1 9-1 像片纠正的概念像片纠正的概念(ginin)(ginin)与分类与分类 9-2 9-2 透视投影变换纠正（常规纠正）透视投影变换纠正（常规纠正） 9-3 9-3 数字纠正数字纠正 9-4 9-4 综合法测图综合法测图第6页/共112页第六页，共112页。7第十章第十章 数字摄影测量基础知识数字摄影测量基础知识10-1 10-1 数字影像数字影像10-2 10-2 基于灰度的影像匹配基于灰度的影像匹配10-3 10-3 同名同名(tngmng)(tngmng)核线与一维匹配概念核线与一维匹配概念10-4 10-4 数字摄影测量系统及数字摄影测量生产数字摄影测量系

7、统及数字摄影测量生产第十一章第十一章 摄影测量的外业摄影测量的外业11-1 11-1 像片控制点联测像片控制点联测11-2 11-2 像片调绘像片调绘 目目 录录 第7页/共112页第七页，共112页。8第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和观察和立体立体(lt)(lt)量测量测 人眼的立体(lt)视觉 41 人眼(rn yn)的立体视觉返回目录第8页/共112页第八页，共112页。9 1833年，惠斯通（英）证实，人眼的分辨远近的本 质是生理(shngl)视差。 设远近不同的两点A、B在人眼视网膜上产生的生理(shngl) 视差为 第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和观察和立体

8、立体(lt)(lt)量测量测41 人眼的立体(lt)视觉返回目录第9页/共112页第九页，共112页。10一、人造立体视觉的产生人造立体视觉：一定条件下，观察立体像对能获得与观察景物同样的生理视差，由此产生的立体感觉。 视模型(mxng)：观察立体像对获得的景物立体景像。第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和观察和立体立体(lt)(lt)量测量测42 人造立体(lt)视觉返回目录第10页/共112页第十页，共112页。11二、人造立体观察条件观察立体像对两眼分别(fnbi)观察一张像片上的同名像点使同名像点连线与眼基线大致平行第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和观察和立体立体(l

9、t)(lt)量测量测42 人造(rnzo)立体视觉返回目录第11页/共112页第十一页，共112页。12一、立体镜方式观察立体 1 1、立体镜法 2 2、左右光路仪器(yq)(yq)的立体观察系统 第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和观察和立体立体(lt)(lt)量测量测43 像对的立体观察返回(fnhu)目录第12页/共112页第十二页，共112页。13 二、重叠影像方式观察立体(lt) 1、互补色法 2、光闸法(液晶闪闭式） 3、偏振光法第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和观察和立体立体(lt)(lt)量测量测43 像对的立体观察返回(fnhu)目录第13页/共112页第十

10、三页，共112页。14第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和立体观察和立体(lt)(lt)量测量测 双测标立体(lt)量测原理 量测时， 可记录 显然有 或记录4-4 像对的立体(lt)量测返回目录 ( (像片的左右视差）像片的左右视差）（像片的上下视差）像片的上下视差）第14页/共112页第十四页，共112页。154-5 4-5 立体立体(lt)(lt)坐标量测仪坐标量测仪 一、HCZ-1HCZ-1型立体(lt)(lt)坐标量测仪 （同Zeiss steko1818Zeiss steko1818型） 结构示意图返回目录第15页/共112页第十五页，共112页。164-5 4-5 立体立

11、体(lt)(lt)坐坐标量测仪标量测仪 1 1、 仪器结构 基座 观察系统 左右光路分别观察左右像片 测标为0.06mm0.06mm黑点(hi din)(hi din)，设在光路中；光路放大8 8 x x车架 带动左右像片共同作x x方向运动 带动x x读数装置（0.02mm0.02mm） y y车架 带动左右光路系统（连同测标）共同作y y方向运动 带动y y读数装置（0.02mm0.02mm） 返回目录第16页/共112页第十六页，共112页。174-5 4-5 立体立体(lt)(lt)坐坐标量测仪标量测仪 p车架 带动右像片相对(xingdu)左像片作x方向运动（左片不动） 带动p读数装

12、置（0.01mm） q车架 带动右光路相对(xingdu)左光路作y方向运动（左光路不动） 带动q读数装置（0.01mm） 像片盘 18cm18cm 或23cm23cm返回目录第17页/共112页第十七页，共112页。18第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和立体观察和立体(lt)(lt)量测量测 照明设备 一般使用透明(tumng)正片或负片 4-5 立体(lt)坐标量测仪返回目录第18页/共112页第十八页，共112页。19第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和立体观察和立体(lt)(lt)量测量测 2 2、立体坐标量测作业过程 像片归心 使像平面(pngmin)(pngmin

13、)上坐标系 （一般采用框标坐标系） 原点与坐标仪原点重合 像片定向使像平面(pngmin)(pngmin)上坐标系 的轴系与坐标仪轴系重合 返回目录第19页/共112页第十九页，共112页。20第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和立体观察和立体(lt)(lt)量测量测 测定仪器零位置 将左右测标分别对准像平面上坐标系原点读取x.y.p.q值 检校好的仪器标准零位置为: 立体量测 a.动x.y手轮(shu ln)使测标对准a1 b. 动p.q手轮(shu ln)使测标对准a2 c.立体观察下,动x.y.p.q 手轮(shu ln)使测标立体切准模型点A d.记录读数x.y.p.q4-5

14、立体(lt)坐标量测仪返回目录第20页/共112页第二十页，共112页。21第四章第四章 立体立体(lt)(lt)观察和立体观察和立体(lt)(lt)量测量测 二、其它精密立体坐标量测仪器 1 1、 专门的精密立体坐标量测仪 坐标量测精度达1m1m 具有坐标自动记录功能 2 2、 解析立体测图仪（使用立体坐标量测功能） 坐标量测精度1 13m3m 具有坐标自动记录功能 具有对像片(xin pin)(xin pin)坐标的后续处理功能 4-5 立体(lt)坐标量测仪返回目录第21页/共112页第二十一页，共112页。22第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量双像解

15、析摄影测量： 根据立体像对中的物像几何关系，用数学计算方法 解求被摄目标空间(kngjin)(kngjin)坐标的理论方法。 常用的理论方法有： 1 1、单像空间(kngjin)(kngjin)后方交会+ +双像空间(kngjin)(kngjin)前方交会 2 2、解析相对定向+ +解析绝对定向 3 3、光线束法空中三角测量5-1 双像解析(ji x)摄影测量概念返回目录第22页/共112页第二十二页，共112页。23立体(lt)摄影测量第23页/共112页第二十三页，共112页。24双像空间前方交会：在已知立体像对的两张像片的内、外方位(fngwi)(fngwi)元素前提下，由同名光线交会确

16、定物点空间坐标的计算过程。第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-2 双像空间前方(qinfng)交会返回目录第24页/共112页第二十四页，共112页。25一、空间前方(qinfng)(qinfng)交会计算公式: :点投影(tuyng)系数法X1Y1Z1MZtpYtpXtpX2Y2Z2Xs1Ys1Zs1Aa1s1Y1X1Z1a2s2第25页/共112页第二十五页，共112页。26摄影摄影(shyng)基线基线BBX= Xs2 Xs1BY= Ys2 Ys1BZ= Zs2 Zs1s1s2第26页/共112页第二十六页，共112页。27同名光线同名光线(gu

17、ngxin)投影投影Aa1s1Y1X1Z1YA-Ys1XA-Xs1ZA-Zs1a2s2A第27页/共112页第二十七页，共112页。28点投影法前方点投影法前方(qinfng)交会交会)()(21222111YNYYNYYssA第28页/共112页第二十八页，共112页。29获取已知数据x0 , y0 , f , XS1, YS1, ZS1, 1, 1, 1 , XS2, YS2, ZS2 , 2, 2, 2量测像点坐标(zubio) x1,y1 , x2,y2由外方位线元素计算基线分量 BX, BY, BZ由外方位角元素计算像空间辅助坐标(zubio) X1, Y1, Z1 , X2, Y2

18、, Z2计算点投影系数 N1 , N2计算地面坐标(zubio) XA, YA, ZA 计算计算(j sun)过程过程第29页/共112页第二十九页，共112页。30像片控制测量获得像控点物方坐标像片控制测量获得像控点物方坐标像点坐标量测，得（像点坐标量测，得（x1,y1,x2,y2x1,y1,x2,y2）i;(x1,y1,x2,y2)j;i;(x1,y1,x2,y2)j; 单像空间后方交会，分别得左右像片的外方位元素单像空间后方交会，分别得左右像片的外方位元素 1, 1, 1zs1,ys1,xs1,双像空间前方交会得待定点物方坐标双像空间前方交会得待定点物方坐标（x,y,zx,y,z）j j

19、2, 2, 2zs2,ys2,xs2,第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-3 单像空间后交+双像空间前交作业(zuy)流程返回(fnhu)目录第30页/共112页第三十页，共112页。31解析(ji x)相对定向：利用立体像对中存在的同名光线共面的 几何关系，以解析(ji x)计算方法解求两张像 片的相对方位元素的过程。相对定向目的：由立体影像建立被摄目标的几何模型 （几何相似形态）。 一、立体像对的共面条件方程 相对定向元素：确定立体像对中两张像片相对方位的 参数。第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量 5-4 解析相对定

20、向及模型(mxng)坐标计算返回目录第31页/共112页第三十一页，共112页。321 1、连续法相对定向系统 像对的像空间(kngjin)(kngjin)辅助坐标系选择与 重合 xyzs 1XYZS 1第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析相对定向(dn xin)及模型坐标计算返回目录第32页/共112页第三十二页，共112页。33连续法相对定向连续法相对定向(dn xin)系系统统返回(fnhu)目录第33页/共112页第三十三页，共112页。34相对(xingdu)定向元素为： 显然，在 中,XYZS 12, 2, 2Bz,By,第五章第五章

21、双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析(ji x)相对定向及模型坐标计算返回目录第34页/共112页第三十四页，共112页。35 为什么BX不是(b shi)相对定向元素? 第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量5-4 解析相对定向(dn xin)及模型坐标计算返回目录1s2s2sZB2a2aYBXBXBYBZBmA1aZYX第35页/共112页第三十五页，共112页。36 2、单独法相对定向(dn xin)系统 原为点 像对的像空间辅助坐标系 X轴为 连线方向 Z轴位于左主核面内 ( 及 所在平面) 1SXYZS 121SS21S

22、S1o第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析相对定向(dn xin)及模型坐标计算返回目录第36页/共112页第三十六页，共112页。37返回(fnhu)目录第37页/共112页第三十七页，共112页。38相对定向(dn xin)元素为: 显然, 在 中，22211,XYZS 1第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量5-4 解析(ji x)相对定向及模型坐标计算返回目录第38页/共112页第三十八页，共112页。39 3、共面条件(tiojin)方程 第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测

23、量测量5-4 解析相对定向及模型坐标(zubio)计算返回目录第39页/共112页第三十九页，共112页。40 因摄影时同名光线与摄影基线共面,故由影像重建(zhn jin)几何 模型时,任何一对同名光线都应满足共面条件式: 当各向量坐标表达式为: 则共面条件式的行列式表达式为: 第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-4 解析相对定向及模型坐标(zubio)计算返回目录第40页/共112页第四十页，共112页。41 第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量返回(fnhu)目录Bs1s2BzByBxfyxZYX11111fyx

24、ZYX22222RxxzxxyBBBBBBtgcostg第41页/共112页第四十一页，共112页。42 将F按泰勒级数展开,取至一次项,得未知数(相对定向(dn xin) 元素)的线性方程式 第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析相对定向(dn xin)及模型坐标计算偏导系数表达式示例:返回目录第42页/共112页第四十二页，共112页。43求法见教材(jioci)P49第43页/共112页第四十三页，共112页。44对F展开式整理得: 式中, Q为推导过程中引入符号,为 Q的几何意义为模型(mxng)点的上下视差。第五章第五章 双像解析摄影双像解

25、析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-4 解析相对(xingdu)定向及模型坐标计算返回目录第44页/共112页第四十四页，共112页。45模型模型(mxng)(mxng)点上的上下视差点上的上下视差Q Q返回(fnhu)目录S1a1S2a2第45页/共112页第四十五页，共112页。46连续法相对定向中连续法相对定向中常数项的几何常数项的几何(j h)意义意义X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q为定向点上模型上下视差当一个立体像对完成相对定向， Q0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交， Q0YBYNYN2211Q第46页/共112页第四

26、十六页，共112页。47 2、定向计算(j sun)过程 相对定向标准点位 将Q视为观测值 第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析相对(xingdu)定向及模型坐标计算返回目录第47页/共112页第四十七页，共112页。48获取已知数据 x0 , y0 , f 确定相对定向元素的初值 0 由相对定向元素计算像空间辅助坐标(zubio) X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2计算误差方程式的系数和常数项解法方程，求相对定向元素改正数计算相对定向元素的新值判断迭代是否收敛三、相对定向三、相对定向(dn xin)元素元素计算计算第48页/共112页

27、第四十八页，共112页。49计算(j sun)流程 输入已知数据输入已知数据等fiyxyxi5|),(2211第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-4 解析相对定向及模型(mxng)坐标计算返回目录第49页/共112页第四十九页，共112页。5021,RR 确定相对定向元素初值确定相对定向元素初值 计算计算)0(000101012100020202xxBX第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析相对(xingdu)定向及模型坐标计算返回(fnhu)目录第50页/共112页第五十页，共112页。51iiZYXZYX

28、222111,计算计算 计算计算,21ZYBBQNN第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量5-4 解析相对(xingdu)定向及模型坐标计算 返回(fnhu)目录第51页/共112页第五十一页，共112页。52 计算误差方程系数计算误差方程系数 组成误差方程组成误差方程 组成法方程，并解组成法方程，并解 计算未知数新值计算未知数新值dd00第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析相对定向及模型坐标(zubio)计算返回(fnhu)目录第52页/共112页第五十二页，共112页。53Yd，d小于限差小于限差 计算模型点坐标

29、计算模型点坐标 输出输出N第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 5-4 解析相对定向及模型坐标解析相对定向及模型坐标(zubio)(zubio)计算计算返回(fnhu)目录第53页/共112页第五十三页，共112页。542、单独法解析相对定向、单独法解析相对定向(dn xin)原理原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1 ,Y1 ,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2)fyxZYX111111RfyxZYX222222R第54页/共112页第五十四页，共112页。55 四、模型坐标计算(j sun)(j sun) （连续法）第五章第

30、五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-4 解析相对定向(dn xin)及模型坐标计算返回目录第55页/共112页第五十五页，共112页。56式中，也可取 以消除相对定向残余(cny)上下视差的影响。第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-4 解析相对定向及模型(mxng)坐标计算返回目录第56页/共112页第五十六页，共112页。57四、模型四、模型(mxng)点坐标计算点坐标计算X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2第57页/共112页第五十七页，共112页。58模模型型(mxng)点点坐坐标标)()(212

31、22111YNYYNYYssA前方交会(jio hu)坐标点计算第58页/共112页第五十八页，共112页。59解析绝对定向(dn xin)(dn xin)：利用物方控制点，以解析计算方法解求（相对定向(dn xin)(dn xin)后建立的）自由模型的绝对定向(dn xin)(dn xin)元素的过程。绝对定向(dn xin)(dn xin)目的：将相对定向(dn (dn xin)xin)得到的自由模型经空间相似变换纳入测图坐标系。一、解析绝对定向(dn xin)(dn xin)的基本公式 空间相似变换 第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-5 模型绝对(

32、judu)定向返回目录第59页/共112页第五十九页，共112页。60X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2MZtpYtpXtpX0Y0Z0绝对定向(dn xin)元素： ，X0 ， Y0 ， Z0 ， ，绝对定向绝对定向(dn xin)元素元素第60页/共112页第六十页，共112页。61MZtpYtpXtpX0Y0Z0绝对绝对(judu)定向公式定向公式PYpXpAZp绝对定向(dn xin)元素： ，X0 ， Y0 ， Z0 ， ，第61页/共112页第六十一页，共112页。62设 线性化第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-5

33、模型(mxng)绝对定向返回(fnhu)目录教材P55第62页/共112页第六十二页，共112页。63二、定向计算过程(guchng)(guchng) 绝对定向的控制点 第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-5 模型绝对(judu)定向返回目录第63页/共112页第六十三页，共112页。64误差方程 至少需两个平高控制点和一个高程控制点，解求七个绝对(judu)定向元素。第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-5 模型(mxng)绝对定向返回目录第64页/共112页第六十四页，共112页。65计算(j sun)(j

34、sun)流程第五章第五章 双像解析摄影测量双像解析摄影测量5-5 模型绝对定向返回目录第65页/共112页第六十五页，共112页。66第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-5 模型绝对(judu)定向 计算计算 R R计算计算ZYXlll 组成误差方程组成误差方程返回(fnhu)目录第66页/共112页第六十六页，共112页。67N 组成法方程并解组成法方程并解第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-5 模型绝对(judu)定向返回(fnhu)目录第67页/共112页第六十七页，共112页。68第五章第五章 双像解析摄影

35、双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-5 模型绝对(judu)定向小于限差计算计算YN返回(fnhu)目录第68页/共112页第六十八页，共112页。69重心坐标重心坐标重心(zhngxn)化坐标目的(md)减少(jinsho)模型点坐标在计算过程中的有效位数，以保证计算的精度使法方程的系数简化，个别项数值变为零，以提高计算速度第69页/共112页第六十九页，共112页。70解析绝对解析绝对(judu)定向误差方程定向误差方程设则第70页/共112页第七十页，共112页。71四、地面四、地面(dmin)点坐标计算点坐标计算第71页/共112页第七十一页，共112页。72三、绝对三

36、、绝对(judu)定向元素的计定向元素的计算算u获取控制点的两套坐标(zubio) Xp , Yp , Zp , Xtp , Ytp , Ztpu给定绝对定向元素的初值 1, 0, X0, Y0, Z0u计算重心化坐标(zubio)u计算误差方程式的系数和常数项u解法方程，求绝对定向元素改正数u计算绝对定向元素的新值u判断迭代是否收敛第72页/共112页第七十二页，共112页。73第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-6 解析相对定向+解析绝对定向作业(zuy)流程 像片控制像片控制(kngzh)(kngzh)测量，获得像控点物方坐测量，获得像控点物方坐

37、标标 像点坐标量测，像点坐标量测，解析相对定向，得（连续法）解析相对定向，得（连续法）返回目录第73页/共112页第七十三页，共112页。74第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-6 解析相对(xingdu)定向+解析绝对定向作业流程计算模型点坐标计算模型点坐标计算待定点物方坐标计算待定点物方坐标返回目录第74页/共112页第七十四页，共112页。75 单模型光束(gungsh)法： 以单个模型为单元，将两张像片的 外方位元素及待定点物方坐标作为 未知数，在一个平差系统中整体 求解的算法。 (理论严密，解求精度高 )第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(s

38、hyng)(shyng)测量测量5-7 单模型光束法（双像后方(hufng)交会）返回目录第75页/共112页第七十五页，共112页。76 对共线(n xin)方程线性化，有第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-7 单模型(mxng)光束法（双像后方交会）返回目录第76页/共112页第七十六页，共112页。77误差(wch)方程形式为 写成 第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-7 单模型(mxng)光束法（双像后方交会）返回目录第77页/共112页第七十七页，共112页。78显然，对一个控制点或一个待定点， 可列出四

39、个方程式。 例如，设像对内(du ni)有三个控制点和二个待定点 （如图所示），则所列误差方程为: 第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量124535-7 单模型光束法（双像后方(hufng)交会）返回目录第78页/共112页第七十八页，共112页。79控制点1控制点2) 2(11yxVV)2(12121)2(11lylxOtOtOXXA) 2(22yxVV)2(22212)2(21lylxOtOtXAOX) 1 (11yxVV)1(12121)1(11lylxOtOtOXXA)1(22212)1(21)1(22lylxOtOtXAOXVVyx第五章第五章 双像

40、解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-7 单模型光束(gungsh)法（双像后方交会）返回(fnhu)目录第79页/共112页第七十九页，共112页。80 控制点3 待定点4)3(12121)3(11lylxOtOtOXXA)3(11yxVV)3(22212)3(21lylxOtOtXAOX)3(22yxVV)4(121)4(121)4(11lylxOttBOXXA)4(11yxVV)4(2221)4(22)4(21lylxOttBXAOX)4(22yxVV第五章第五章 双像解析摄影双像解析摄影(shyng)(shyng)测量测量5-7 单模型光束法（双像后方(hufng

41、)交会）返回(fnhu)目录第80页/共112页第八十页，共112页。81第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影测摄影测量量5-7 单模型(mxng)光束法（双像后方交会）待定点5)5(222)5(212)5(21)5()5(12)5(1121)5(1)5(22111lylxtBOtXAOXVVlylxtBOtOXXAVVyxyx返回(fnhu)目录第81页/共112页第八十一页，共112页。82法方程(fngchng)形式为 第五章第五章 双像解析双像解析(ji x)(ji x)摄影摄影测量测量5-7 单模型(mxng)光束法（双像后方交会）返回目录第82页/共112页第

42、八十二页，共112页。83 解析空中三角测量：以像点坐标为依据 ，采用一定 的数学模型，用少量控制点作为平差条件，解求加密点 物方坐标的理论(lln)方法或作业过程。 1.像控点的加密 解析空三的应用 2.地籍界址点测量 3.大范围变形监测 4.高精度近景测量第六章第六章 解析空中解析空中(kngzhng)(kngzhng)三三角测量概述角测量概述6-1 解析(ji x)空中三角测量的分类返回目录第83页/共112页第八十三页，共112页。84三、解析空中三、解析空中(kngzhng)三角测量三角测量的分类的分类单模型单模型(mxng)法法航带法航带法区域网法区域网法按平差范围航带法航带法独立

43、独立(dl)模型法模型法光线束法光线束法按数学模型第84页/共112页第八十四页，共112页。85第六章第六章 解析空中解析空中(kngzhng)(kngzhng)三三角测量概述角测量概述 6-2 航带法单航带空三返回(fnhu)目录第85页/共112页第八十五页，共112页。86一、基本一、基本(jbn)思想与流程思想与流程基本基本(jbn)思想思想航带模型第86页/共112页第八十六页，共112页。87一、基本一、基本(jbn)思想与流程思想与流程基本基本(jbn)流程流程航带模型第87页/共112页第八十七页，共112页。88第六章第六章 解析空中解析空中(kngzhng)(kngzhn

44、g)三三角测量概述角测量概述 一、航带模型的建立 1 1、像点坐标量测与系统误差改正(gizhng)(gizhng) 得 像控点、加密点的像平面坐标（x,yx,y） 2 2、连续法相对定向建立各单模型 得 像控点、加密点的模型坐标 （在各个像对的空辅坐标系中）。 3 3、各单模型利用公共点连接，建立起航带模型 得 像控点、加密点的在航带模型中的模型坐标 （在统一的航带空辅坐标系 中, , 且具有统一的模型比例尺）。 6-2 航带法单航带空三ismmmZYX),(xyzs 11),(smmmZYX返回(fnhu)目录第88页/共112页第八十八页，共112页。89第六章第六章 解析解析(ji x

45、)(ji x)空中三角测空中三角测量概述量概述 二、航带模型的绝对定向 得 像控点、加密点的地面摄测坐标 。 （可能只进行概略(gil)(gil)绝对定向，并含有非线性变形误差） 三、航带模型的非线性变形改正 利用三次或二次多项式作改正式： 6-2 航带法单航带空三返回(fnhu)目录第89页/共112页第八十九页，共112页。90第六章第六章 解析空中解析空中(kngzhng)(kngzhng)三三角测量概述角测量概述 （利用一定数量控制点上的内外(niwi)业坐标不符值，先解出多项式系数） 得加密点的地面摄测坐标 。6-2 航带法单航带空三返回(fnhu)目录第90页/共112页第九十页，

46、共112页。91第六章第六章 解析解析(ji x)(ji x)空中三角空中三角测量概述测量概述 光束法空三：根据共线方程(fngchng)(fngchng)，将全区域像片的外方位元素 和所有加密点的物方坐标作为未知数，以少量控制点 为条件，在一个平差系统中整体解算的理论、方法。 由共线方程(fngchng)(fngchng)线性化后得到的误差方程(fngchng)(fngchng)形式为 权 （a a） 式中 A= B= A= B=6-3 光束法空中(kngzhng)三角测量概述11a12a24a13a14a15a16a22a23a21a25a26a11a12a13a21a22a23aTsss

47、ddddZdYdXXTdZdYdXt 返回目录第91页/共112页第九十一页，共112页。92一、基本一、基本(jbn)思想与流程思想与流程基本基本(jbn)思想思想第92页/共112页第九十二页，共112页。93一、基本一、基本(jbn)思想与流程思想与流程原理图原理图第93页/共112页第九十三页，共112页。94第六章第六章 解析解析(ji x)(ji x)空中三角空中三角测量概述测量概述 对控制点，一般(ybn)有t=0 ; 若控制点物方坐标也参与平差，则将物方坐标当作 观测值，构成一组控制点物方坐标误差方程： 即： 权 (b) 6-3 6-3 光束法空中光束法空中(kngzhng)(

48、kngzhng)三角三角测量概述测量概述ZZZVYYYVXXXVzyx000)()()(000ZZZVYYYVXXXVZYXbp返回目录第94页/共112页第九十四页，共112页。95第六章第六章 解析空中解析空中(kngzhng)(kngzhng)三三角测量概述角测量概述 平差时，将两类观测值的误差方程（a),(b)整体(zhngt)解算。 误差方程一般形式仍可写成 法方程形式为 或写成 改化法方程式为6-3 光束(gungsh)法空中三角测量概述返回目录第95页/共112页第九十五页，共112页。96第七章第七章 解析立体解析立体(lt)(lt)测图仪及立体测图仪及立体(lt)(lt)测图

49、流程测图流程 一、解析测图仪的结构 解析测图仪是由精密立体坐标量测仪（带伺服系统）、 计算机、数控绘图仪、接口(ji ku)(ji ku)设备及相应软件组成的 立体测图系统。 立体坐标量测仪作业员计算机数控绘图仪返回目录第96页/共112页第九十六页，共112页。97第七章第七章 解析立体解析立体(lt)(lt)测图仪及立体测图仪及立体(lt)(lt)测图流程测图流程 二、解析测图仪的优点 （与模拟测图仪相比较） 1 1、精度高 光机部分简单、结构稳定。 改正(gizhng)(gizhng)系统误差、平差偶然误差 像点量测精度达1 13m3m返回目录第97页/共112页第九十七页，共112页。

50、98第七章第七章 解析立体解析立体(lt)(lt)测图仪及立体测图仪及立体(lt)(lt)测图流程测图流程 2、功能强 作业不受摄影方式及仪器活动范围(fnwi)限制， 可处理各类航片或卫片资料。 可完成多种测绘工作 取得多种测绘成果 3、效率高 解析定向 机助测图 4、可产生数字测绘产品，便于成果进入GIS管理应用返回目录第98页/共112页第九十八页，共112页。99第七章第七章 解析立体解析立体(lt)(lt)测图仪及立体测图仪及立体(lt)(lt)测图流程测图流程 三、解析(ji x)(ji x)测图仪工作原理数控数控绘图桌绘图桌计算机计算机立立 体体 坐坐 标标 量量 测测 仪仪MX

51、MYYZX2y2x1y1x返回目录第99页/共112页第九十九页，共112页。100 1 1、定向过程中 在仪器上，经像对定向（包括(boku)(boku)解析内定向、解析相对定向、解析绝对定向）后，建立起物像对应关系。 2 2、测绘过程中 从手轮、脚盘读出模型的地面摄测坐标（X,Y,Z)X,Y,Z) 输入计算机算得相应的像平面坐标 由伺服系统驱动测标运动到对应像点位置 作业员观察到测标在立体模型上的位置 以上步骤由实时程序控制，以高频率自动重复执行， 作业员即可观测到连续、完整的立体模型。第七章第七章 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪及立立体测图仪及立体测图流程体测图流程),(yx

52、),(yx返回目录第100页/共112页第一百页，共112页。101 四、解析测图仪的发展(fzhn)(fzhn) 1957 1957年 Halava Halava 提出设计思想 1976 1976年 13 13届ISPISP大会展出七家公司的仪器，标志 解析仪转入民用（其时，内存只 12 12 32k 32k） 八十年代开始逐步取代模拟测图仪，成为生产的 主流仪器。本身也由机助测图仪发展(fzhn)(fzhn)成为数据库 管理系统控制下的空间数据采集工作站。 90 90年代中后期，逐渐被数字摄影测量系统所取代。第七章第七章 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪及立立体测图仪及立体测图流

53、程体测图流程7-1 解析(ji x)测图仪的基本原理返回目录第101页/共112页第一百零一页，共112页。102第七章第七章 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪及立立体测图仪及立体测图流程体测图流程 一、硬件(yn jin)(yn jin) 1 1、精密立体坐标量测仪 实现对像片及立体模型的观测 2 2、计算机 数据处理、管理 3 3、数控绘图仪 模拟成果输出 4 4、接口设备 编码器：A/D A/D 转换 伺服系统：D/AD/A转换7-2 解析测图仪硬、软件(run jin)构成返回目录第102页/共112页第一百零二页，共112页。103解析(ji x)立体测图仪(WILD AC

54、1)返回(fnhu)目录第103页/共112页第一百零三页，共112页。104 二、软件 1 1、操作系统 管理、支持整个仪器系统工作 2 2、摄影测量系统软件 完成摄影测量任务(rn wu)(rn wu) （1 1） 实时程序 起数字导杆作用 （2) 2) 应用程序 实现各项具体量测功能第七章第七章 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪及立体立体测图仪及立体测图流程测图流程7-2 解析(ji x)测图仪硬、软件构成返回目录第104页/共112页第一百零四页，共112页。105 a、解析内定向 量测框标建立起像点的仪器坐标(zubio)到像平面坐标(zubio)的变换关系，将像点的仪器坐

55、标(zubio)转换为像平面坐标(zubio)。 一般采用仿射变换 b 、解析相对定向 量测同名像点，解得相对定向元素建立起自由立体 模型。第七章第七章 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪及立体立体测图仪及立体测图流程测图流程7-2 解析测图仪硬、软件(run jin)构成返回目录第105页/共112页第一百零五页，共112页。106 c、解析绝对定向 量测像控点，解得绝对定向元素将模型纳入测图坐标 系统。 d、数字测图 机助立体测绘 数字地面模型数据点采集(cij) 空中三角测量 地形分析 在线影像自动匹配 第七章第七章 解析立体解析立体(lt)(lt)测图仪及立体测图仪及立体(lt

56、)(lt)测图流程测图流程7-2 解析(ji x)测图仪硬、软件构成返回目录第106页/共112页第一百零六页，共112页。107 近景(jnjng)摄影测量 卫星影像立体测绘第七章第七章 解析解析(ji x)(ji x)立体测图仪及立立体测图仪及立体测图流程体测图流程7-2 解析(ji x)测图仪硬、软件构成返回目录第107页/共112页第一百零七页，共112页。108解析(ji x)立体测图返回(fnhu)目录第108页/共112页第一百零八页，共112页。109第七章第七章 解析立体解析立体(lt)(lt)测图仪及立体测图仪及立体(lt)(lt)测图流程测图流程7-3 解析(ji x)测

57、图仪上的立体测图内业过程 数据输入数据输入解析内定向解析内定向 解析相对定向解析相对定向 数字测图数字测图 解析绝对定向解析绝对定向返回(fnhu)目录第109页/共112页第一百零九页，共112页。110作业(zuy)一1.试述像平面坐标系、像空间坐标系、像空间辅助坐标系是怎样建立的？写出像点在后两个坐标系中的变换式。2.写出共线方程式，并说明式中个符号的意义。3. 什么是单像空间后方交会？计算时需哪些起始数据，解算哪些未知数？4.与平坦地区的水平像片相比，航摄像片通常存在(cnzi)什么像点位移？其中地形起伏引起的像点位移有什么特性？第110页/共112页第一百一十页，共112页。111作业(zuy)二1.写出双像前方交会公式，并说明式中各符号意义。2.什么是相对定向？用流程图表示相对定向的计算过程(guchng)。3.写出绝对定向的数学模型，并说明绝对定向计算时需要哪些起始数据，解算哪些未知数？起始数据又如何得到？4.结合解析测图仪说明航测立体测图的作业过程(guchng)。第111页/共112页第一百一十一页，共112页。112感谢您的观看(gunkn)！第112页/共112页第一百一十二页，共112页。