攝影測量經典總結

2022-03-12 06:17:49 字數 4809 閱讀 8632

1. 定義:通過影像研究資訊的獲取、處理、和成果表達的一門資訊科學。

傳統的攝影測量學是利用光學攝影機攝得的影像、研究和確定被攝物體的形狀、大小、性質和相互關係的一門科學與技術。

內容:獲取被攝物體的影像,研究單張和多張像片影像的處理方法,包括理論、裝置和技術,以及將所測得的成果以**形式或數字形式輸出的方法和裝置。

一、航空攝影機的基本結構

攝影物鏡光圈快門暗箱檢影器座架、控制裝置、壓平裝置、框標裝置-機械標誌(量測相機)

二、攝影機物鏡:光軸ll,主平面h1、h2,主點s1s2、節點k1、k2、焦點f1f2、焦距f

三、攝影機主距f

由物鏡中心向像平面引垂線,垂足稱像片主點,垂距稱像片主距或攝影機主距f

四、像角與像幅尺寸

對無窮遠調焦:在焦面上得照度不均勻光亮圓為視場(其直徑與s夾角為視場角)取照度均勻光亮的圓為像場,直徑與s夾角為像場角在像場內取圓內接正方形或圓外切正方形為像幅大小

遙感通常是指通過某種感測器裝置,在不與被研究物件直接接觸的情況下,獲取其特徵資訊(一般是電磁波的反射輻射和發射輻射),並對這些資訊進行提取、加工、表達和應用的一門科學和技術。

量測相機與非量測相機的區別。

量測相機具有較高的光學效能,攝影過程高度自動化,有框標裝置,物鏡品質優秀,能消除或減少像差;非量測相機沒有框標裝置,物鏡的畸變較大,種類很多,從成像介質區分可分為光學相機和數位相機。

中心投影的相片和地形圖的區別。

a.攝像片與地形圖表示方法和內容不同:在表示方法上,地形圖上是按成圖比例尺所規定的各種符號、註記和等高線來表示地物、地貌的,而航攝像片則表示為影像的大小、形狀和色調;在表示內容上,在地形圖上用相應的符號和文字、數字註記表示,這些在像片是表示不出來的。

另一方面,在地形圖上必須經過綜合取捨,只表示那些經選擇的有意義的地物,而在像片上有所攝地物的全部影像。

b.航攝像片與地形圖的投影方法不同:地形圖是正射投影,比例尺處處一致,航攝像片是中心投影 ,各處比例尺也不一致,相關方位也發生變化。

2.中心投影的特點。

地面上的點——像片上的點;像片上的點——地面上的點或直線。地面上的直線——像片上的直線或點;像片上的直線——地面上的直線或平面。

攝影比例尺

1、定義:指空中攝影計畫設計時的像片比例尺,航攝像片上的線段l與地面上相應線段的水平距離l之比.

2.公式:1/m = l/l = f/h

主距f:(物鏡中心到像片面的垂直距離) h: 攝影航高

航高指飛機在攝影瞬間攝影機物鏡相對於某一水準面的高度。

航向重疊同一航線內相鄰像片之間的影像重疊。

旁向重疊相鄰航線之間的影像重疊。

攝站點攝影瞬間,物鏡中心s的空間位置

攝影基線兩相鄰攝影站之間的距離,用b表示。

像片旋角相鄰像片主點連線與像幅沿航線方向的夾角

像平面座標係以像主點為座標原點右手平面座標系o-xy

像框標座標系根據像片的框標連線交點為原點的像平面座標系p-xy

像空間座標係以攝影中心s為座標原點,x、y軸的方向與像平面座標系x、y軸的方向平行,z軸與主光軸重合,形成的右手座標系. s-xyz

像空間輔助座標係以攝影中心s為座標原點,軸系的方向視需要而定.右手座標系. s-uvw

地面測量座標系地圖投影座標系或大地座標系t- xtytzt ,左手座標系。

地面攝影測量座標係以側區內的某一點為座標原點,x軸與航線方向大致一致,但為水平, z軸垂。用 d- xyz 表示的右手座標系。

座標系之間座標轉換,像空間座標系——像空間輔助座標系(旋轉矩陣r,方向余弦)

a i b i c i 為方向余弦,即兩座標軸系間夾角的余弦。

人眼的立體視覺

在用雙眼觀測景物時,能判斷景物的遠近,得到景物的立體效應,這一現象稱為人眼的立體視覺。

三、人眼立體視覺產生的原因:由於遠近不同的物體在左右眼視網膜構像,產生生理視差,生理視差通過視神經傳送到大腦,由大腦綜合,作出景物遠近的判斷。

人造立體視覺(續)

空間景物在感光材料上構像,人眼觀察構像的像片產生生理視差,所產生的空間景物的立體視覺。

人造立體視覺產生的條件:

① 兩張像片必須是在不同位置對同一景物攝取的立體像對;

② 每只眼睛必須只能觀察像對中的一張像片;

③ 兩像片上相同景物(同名像點)的連線與眼基線要大致平行(在同一平面內);

④ 兩張像片的比例尺相近。

內方位元素─描述攝影中心與像片相對關係的資料。

f, x0, y0

對航攝像機來講,內方位元素都經過廠家的嚴格鑑定,一般情況下視為已知量。

外方位元素─確定攝影瞬間攝影中心空間位置及像片姿態的引數。

三個外方位線元素(xs、ys、zs)

三個外方位角元素(φ、ω、κ )

像點位移,位移的方向,方式。

當像片傾斜或地面有起伏時,所攝取的影像均和理想情況有所差異,也就是地面點在像片上構像的點位偏離了應有的正確位置,產生了像點位移。包括:像片的傾斜引起的像點位移、地形起伏引起的像點位移、物理因素(物鏡的畸變差、大氣折光、地球曲率、底片變形等)引起的像點位移。

a 因像片的傾斜引起的像點位移(地面水平)位移的方向:以等角點為極點的方向線上。b因地形的起伏引起的像點位移(像片水平)方向:

在以像底點為極點的輻射線上

a位移大小

b位移大小:

共線方程:

人造立體視覺條件。

條件:兩張像片必須是在不同位置對同一景物攝取的立體像對;每只眼睛必須只能觀察像對中的一張像片;兩像片上相同景物(同名像點)的連線與眼基線要大致平行(在同一平面內);兩張像片的比例尺相近。

像點座標如何獲取:座標量測儀,在數字影像上獲取。

上下,左右視差。

在攝影測量中,乙個立體像對的同名像點在各自的像平面座標系的x,y座標之差分別稱為左右視差p及上下視差q,即p=x1-x2,q=y1-y2。同名光線投影在承影面上是否有上下視差是檢驗是否完成相對定向的標誌。

相對定向,絕對定向概念絕對定向元素相對定向元素:獨立連續(像空間輔助座標系的建立)。

相對定向:確定乙個立體像對兩像片的相對位置,確定兩像片相對位置關係的元素稱為相對定向元素;

目的:恢復兩張像片的相對位置和姿態,使同名光線對對相交。

特點:不考慮模型的比例尺,不需要野外控制點。

分類:連續相對的相對定向元素(bv,bw,φ2,ω2,κ2)和獨立相對的相對定向元素(φ1,κ1,φ2,ω2,κ2)。

絕對定向:確定像片與地面的相對位置,確定相對定向建立的立體模型的比例尺和模型空間方位的元素稱為絕對定向元素(xs,ys,zs,λ,ф,ω,k)

目的:將立體模型納入地面攝影測量座標系中。

特點:考慮模型的比例尺,需要野外控制點。

原理:在應用光學投影或機械投影的方法,模擬相對攝影的過程,恢復攝影時的空間方位,使同名射線對對相交,以實現攝影過程的幾何反轉,建立測圖所需的立體模型,再在該模型上測製地形圖。

模擬法測圖的過程

內定向恢復像片的內方位元素,建立相似光束;

相對定向恢復兩張像片的相對位置,建立和地面相似的立體模型;

絕對定向將模型納入到地面測量座標系中,並歸化為所需的模型比例尺;

立體測圖用量測工具量測立體模型,測製地形圖。

解析法測圖的過程

左右片放在座標儀的像片盤上,並輸入有關引數

內定向相對定向

絕對定向測圖

空間相似變換:

平移,旋轉,縮放

單獨像片的空間後方交會和雙像前方交會。

利用一定數量的地面控制點,根據共線條件方程式,解求像片外方位元素的過程,這種解算方法是以單張像片為基礎的,稱單像空間後方交會。由立體像對中兩張像片的內外方位元素和像點座標來確定相應地面點的地面座標的方法為空間前方交會。

1. 空間後方交會的解求過程:a獲取已知資料;b量測控制點的像點左邊;c確定未知數的初始值;d計算旋轉矩陣r;e逐點計算像點座標的近似值;f組成誤差方程式;g組成法方程式;h解求外方位元素;i檢查計算是否收斂;精度:

mi=m0(qii)1/2,m0=±([vv]/(2n-6))1/2.

雙像前方交會:根據立體像對中兩張相片的內外方位元素和像點座標來確定相應地面點的地面座標。計算過程如圖所示

雙像解析計算的空間後交-前交方法計算地面點的空間座標步驟:a野外像片控制測量;b量測像點座標;c空間後方交會計算兩像片的外方位元素;d空間前方交會計算待定點地面座標。

雙像相對定向+模型的絕對定向。

同名射線對對相交是相對定向的理論基礎。相對定向的共面條件方程式(向量表示式):

座標表示式:

模型座標的解求:若模型點在像空間輔助座標系s1-u1v1w1中的座標為(u,v,w),其計算過程為(1)根據相對定向元素計算像點的空間輔助座標(u1,v1,w1)及(u2,v2,w2);(2)計算左右像點的投影係數n1,n2;c求模型點在像空間輔助座標系的座標為:

u=n1u1=bu+n2u2

v=n1v1=bv+n2v2

w=n1w1=bw+n2w2

用於單獨像對時,則:u=n1u1=b+n2u2

v= n1v1=n2v2

w= n1w1=n2w2

實際計算中,將獲得的模型點在像空間座標系的座標乘以攝影比例尺的分母,其模型放大成約為實地後,再進行絕對定向。

絕對定向:相對定向後得到模型點在像空間輔助座標系中的座標(u,v,w地面攝影測量座標(x,y,z) (兩空間座標系的變換,也稱相似變換)。基本關係式:

( x、y、z:地面點在地面攝影測量系中座標;

u、v、w:模型點在像空間輔助座標系中的座標

模型比例尺的縮放係數,待求;至少需要兩個平高點和乙個高程點

三個控制點不能在一條直線上

模型的四個角布設4個控制點a1,a2….c3:是由兩座標軸系的三個旋轉角

計算的方向余弦,待求xs,ys,zs座標原點的平移量,待求;

七個絕對定向元素

攝影測量實習總結

本學期的最後一周,我們開始了攝影測量學的實習。通過實習我認識到攝影測量學是通過獲取立體影像來研究和確定被攝物體的形狀 大小 空間位置 性質和相互關係的一門資訊科學與技術。攝影測量教學實習是 攝影測量學 課程教學的重要組成部分。通過實習將課堂理論與實踐相結合,使學生深入掌握攝影測量學基本概念和原理,加...

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攝影測量實習報告

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