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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 绪论摄影测量与遥感的概念：摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进 行记录、量测和解译,从而获得自然物体和环境的牢靠信息的一门工艺、科学和技术；摄影测量与遥感的主要特点：在像片上进行量测和解译；无需接触物体本身,较少受自然和地理条件限制；可摄得瞬时的动态物体影像；像片及其它各类影像供应物体的大量几何信息和物理信息摄影测量学的三个进展阶段：模拟摄影测量 1851-1970 利用光学 / 机械投影方法实现摄影过程的反转；位置和姿势, 构成与实际地势表面成比例的几何模型,种专题图；解析摄影测量 1950-1980 用两个 /
2、 多个投影器模拟摄影机摄影时的 通过对该模型的量测得到地势图和各以电子运算机为主要手段,通过对摄影像片的量测和解析运算方法的交会方式来讨论 和确定被摄物体的外形、大小、 位置、性质及其相互关系,并供应各种摄影测量产品的一门科学；数字摄影测量1970-现在）/数字化影像进行处理,自动半自动 基于摄影测量的基本原理,通过对所猎取的数字提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息,品；摄影测量三个进展阶段的特点：从而获得各种形式的数字产品和目视化产名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摄影测量分类：按距离远近： 航天摄影测量、
3、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量、显微摄影测量按用途： 地势摄影测量、非地势摄影测量按处理手段 ：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量单像摄影测量的理论基础：共线方程、共面条件摄影测量的任务：. 地势测量领域各种比例尺的地势图、专题图、特种地图、正射影像地图、景观图；建立各种数据库；供应地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据；. 非地势测量领域生物医学公安侦破古文物、古建筑建筑物变形监测军事侦察矿山工程其次章 单张航摄像片解析航摄机主距： 航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值,常用 f 表示；摄影机的主距分为：长焦距 主距 200 mm 中焦距 主距 100 200mm 短
4、焦距 主距 l00mm 对应的像场角分为：常角 75 以下 宽角 75 100 特宽角 100 以上 L 之比；摄影比例尺： 是指航摄像片上一线段为l 与地面上相应线段的水平距由于摄影像片有倾角,地势有起伏,所以摄影比例尺在像片上到处不相等；我们一般指的摄影比例尺,是把摄影像片当作水平像片,地面取平均高程, 这时像片上的一线段 l 与地面上相应线段的水平距 L之比,称为摄影比例尺 1m,即1 l fm L H式中, f 为航摄机主距,H 为平均高程面的航摄高度,称为航高；空中摄影 要按航摄方案要求进行；行,并保持各航线的相互平行； 摄影比例尺在整个摄区, 飞机要按规定的航高和设计的方向呈直线飞
5、名师归纳总结 像片重叠度 :同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠,重叠部分与整个像幅第 2 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 长的百分比称为重叠度,一般要求在60%以上； 相邻航线的重叠为旁向重叠,旁向重叠度保持在 24%以上；保证像片立体量测与拼接； 空间摄影基线 ：掌握像片重叠度时,将飞机视为匀速运动,每隔肯定空间距离拍照一张像片,摄站的间距称为空间摄影基线 B； 航线弯曲度 ：航线弯曲度是指偏离该直线最远的像主点到该直线垂距与航带两端像主点之间的直线距离的比,一般采纳百分数表示. 航线的弯曲会影响到航向重叠、旁向重叠的一
6、样性,假如弯曲太大,就可能会产生航摄漏洞,甚至影响摄影测量的作业；因此,航线弯曲度一般规定不得超过 3%; 像片旋角 ：像片上相邻像主点连线与同方向框标连线间的夹角称为像片旋角 ; 像片倾角 ：空中摄影采纳竖直摄影方式,即摄影瞬时摄影机的主光轴近似与地面垂直,它偏离铅垂线的夹角应小于 3 度,夹角称为像片倾角；航摄像片上特别的点、线：设地面为 E,像片为 P（即像平面）两平面相交于直线 为像片倾角 ；摄影中心： 影像是由地面上各点发出的光线通过航空摄影机物镜投射究竟片感光层上形成的,这些光线会聚于物镜中心S,称为摄影中心；中心投影TT,称为 迹线 ,即 透视轴 ,平面夹角像主点：通过摄影中心
7、S, 垂直于像平面 P的直线 SO 称为主光轴, 它与像平面 P 的交点 o 称为像主点； So 称为航摄机的主距 f；像底点： 通过摄影中心 S 作地平面 E 的铅垂线 SN,称为主垂线,主垂线 SN与像平面 P的交点 n称为像底点,与地面 E 的交点 N称为地底点； SN 称为摄影航高 H；等角点： 主光轴 SoO 与主垂线 SnN 所夹的角 a,称为像片倾斜角； a角的二等分线与像片交点 c 称为等角点；与 E 面的交点 C称为等角点的共轭点；主纵线： 通过主垂线SnN 与主光轴SoO作一平面W,W与像平面P 的交线 VV,此平面称为主垂面, 既垂直于像平面P, 又垂直于地面E；主垂面称
8、为主纵线；主垂面W与地面 E的交线 V0V0,称为摄影方向线；摄影测量常用的坐标系：像方空间坐标系描述像点的位置 像平面坐标系像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置,通常采纳右手坐标系 ,x,y 轴的挑选按需要而定,在解析和数字摄影测量中,常依据框标来确定像平面坐标系,称为像框标坐标系；在摄影测量解析运算中,像点的坐标应采纳以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标；为此, 当像主点与框标连线交点不重合时,须将像框标坐标系平移至像主点；当像主点在像框标坐标系中的坐标为 x0,y0时,就量测出的像点坐标 x,y 化算到以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标为 x x0,yy0； 像空间坐标系名师归纳总
9、结 为了便于进行空间坐标的变换需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系,即像空间坐第 3 页,共 18 页标系；以摄影中心S 为坐标原点, x,y 轴与像平面坐标系的x, y 轴平行, z 轴与主光轴重合,形成像空间右手直角坐标系S-xyz；像点坐标表示为（x,y,-f）；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 像空间坐标系随着像片的空间位置而定,每张像片的像空间坐标系不统一； 像空间帮助坐标系此坐标系的原点为摄影中心S,坐标轴系的挑选视需要而定,通常有三种选取方法；其一是取铅垂方向为 Z 轴,航向为 X 轴,构成右手直角坐标系,见图 a；其二是以每条航线内第
10、一张像片的像空间坐标系作为像空间帮助坐标系,见图 b；其三是以每个像片对的左片摄影中心为坐标原点,摄影基线方向为 X 轴,以摄影基线及左片主光轴构成的面作为 XZ平面,构成右手直角坐标系,如图 c；用 S-XYZ表示；物方空间坐标系 描述地面点的位置 摄影测量坐标系将像空间帮助坐标系 S-XYZ沿着 Z轴反方向平移至地面点 P,得到的坐标系 P-XpYpZp称为摄影测量坐标系；由于它与像空间帮助坐标系平行,因此很简洁由像点的像空间帮助坐标求得相应的地面点的摄影测量坐标； 地面测量坐标系地面测量坐标系通常指地图投影坐标系,也就是国家测图所采纳的高斯克吕格 3 带或 6 带投影的平面直角坐标系和高
11、程系,两者组成的空间直角坐标系是左手系用 T-XtYtZt表示；摄影测量方法求得的地面点坐标最终要以此坐标形式供应应用户使用； 地面摄影测量坐标系由于摄影测量坐标系采纳的是右手系,而地面测量坐标系采纳的是左手系,这给由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难,为此,在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系,称为地面摄影测量坐标系,用 D-XtpYtpZtp 表示,其坐标原点 在测区内的某一地面点上,Xtp 轴与 Xp 轴方向大致一样,但为水平,Ztp 轴铅垂；构成右手 直角坐标系； 摄影测量中, 第一将摄影测量坐标转换成地面摄影测量坐标,最终再转换成地 面测量坐标；航摄像片
12、的内、外方位元素：确定航空摄影瞬时摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿势,描述这些位置 和姿势的参数称为像片的方位元素； 内方位元素： 表示摄影中心与像片之间相关位置的参数包括三个参数,即摄影中心S 到像片的垂距 主距 f 及像主点 O 在像框标坐标系中的坐标 x0,y0；内方位元素一般视为已知； 外方位元素： 表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿势参数；一张像片的外名师归纳总结 方位元素包括六个参数,其中有三个是直线元素,用于描述摄影中心的空间坐标值,另外三第 4 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个是角元素,用于表
13、达像片面的空间姿势； 三个直线元素 Xs,Ys,Zs 摄影中心 S在地面空间坐标系中的坐标,通常选用地面摄影测量坐标系 三个角元素以 y 轴为主轴的j-w-k 系统系统以 x 轴为主轴的w-j-k以 Z 轴为主轴的A-a-ku 系统空间直角坐标变换： 像点空间直角坐标的旋转变换是指像空间帮助坐标与像空间坐标之间的变换；共线方程： 它是摄影测量中最基本、最重要的公式；xfa 1 XAX sb 1 Y AY sc 1 ZAZsa 3 XAX sb 3 Y AY sc 3 ZAZsyfa2 XAX sb 2 Y AY sc 2 ZAZsa3 XAX sb 3 Y AY sc 3 ZAZs式中： x,
14、y 为以像主点为原点的像点坐标；XA,YA,ZA 为相应地面点坐标；f 为像片主距,影像的内方位元素 x0 , y0 ,f；XS , YS ,ZS 为摄影中心 S 的物方空间坐标；ai , bi , ci（i = 1,2,3）为影像的三个外方位角元素组成的九个方向余弦共线方程的逆算式：a 1 x a 2 y a 3 fX A X s Z A Z s c 1 x c 2 y c 3 fb 1 x b 2 y b 3 fY A Y s Z A Z s c 1 x c 2 y c 3 f已知像点坐标及像片的内外方位元素,仍不能运算地面点的三维坐标,只有同时知道地面点的高程时, 才能确定地面点的平面位
15、置,因此在摄影测量处理中,需要使用立体影像确定地面点三维坐标；共线条件方程的应用： 单像空间后方交会和多像空间前方交会； 解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型； 构成数字投影的基础； 运算模拟影像数据（已知影像内外方位元素和物点坐标求像点坐标）； 利用数字高程模型（DEM）与共线方程制作正射影像； 利用 DEM 与共线方程进行单幅影像测图等等；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 航摄像片是中心投影,它的特点是摄影光线均交于同一点S ; 地图是正射投影,全部投影光线相互平行并与投影面正交由于投影的差异,只有在地面
16、水平 差异无高差 且像片也水平 即平行地面 时,这两种投影方无中心投影变换： 将倾斜摄影的像片变为水平摄影的像片,是一种平面对平面的投影变换；这种将倾斜摄影的像片变为水平摄影的像片的过程,就称为中心投影变换；像片订正： 摄影测量中将任意倾角的像片变为规定比例尺的水平像片 即规定比例尺的影像地图 ；像点位移：地面点在地面水平的水平像片上的构像与地面有起伏时或倾斜像片上的构像的点位不同,这种点位差异称为像点位移；因像片倾斜 引起的像点位移因地势起伏 引起的像点位移因物理因素 引起的像点位移摄影物镜的畸变差,大气折光,地球曲率以及底片变形等；属于一种系统误差,很难用光学机械的方法模拟改正,但可以用数
17、学模型来描述；像片比例尺： 在航摄像片上某一线段影像的长度与地面上相应线段距离之比,就是像片上该线段的构像比例尺对于中心投影的航摄像片,只有当像片水平且地面也水平常,像片上任意线段的比例尺都相等；实际上由于存在像点位移,像片比例尺到处不等,是一个近似值,称为主比例尺；1lfmLH空间后方交会：利用肯定数量的地面掌握点,依据共线方程, 反求像片的外方位元素,这种方法称为单张像片的空间后方交会；已知像片的内方位元素和至少三个地面点坐标及像点坐标,就可列出至少六个方程式,解求出像片六个外方位元素；在空间后方交会中,通常是在像片的四个角上选取四个或更多的地面掌握点,因而要用最小二乘法平差运算；空间后方
18、交会的求解过程：猎取已知数据：从摄影资料中查取像片比例尺 1m、平均航高、内方位元素 x0,y0,f,从外业测量成果中, 猎取掌握点的地面测量坐标 Xt,Yt,Zt,并转化成地面摄影测量坐标 Xtp,Ytp,Ztp 量测掌握点的像点坐标：将掌握点标刺在像片上,利用立体坐标量测仪量测掌握点的像框标坐标,并经像主点坐标改正,得到像点坐标 x ,y ；确定未知数的初始值：在竖直摄影情形下,角元素的初始值为 0,即 j 0w0 k00；线元素中 ,ZS0H=mf, X S0,Y S0的取值可用四个角上掌握点坐标的平均值,即：名师归纳总结 运算旋转矩阵XS 01i41X tpi,Y S01i41Y tp
19、iR阵；第 6 页,共 18 页44R：利用角元素的近似值运算方向余弦值,组成- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 逐点运算像点坐标的近似值：利用未知数的近似值按共线方程运算掌握点像点坐标的近似值 x；y；组成误差方程式：逐点运算误差方程式的系数和常数项；组成法方程式：运算法方程的系数矩阵 A TA 与常数项 A TL；解求外方位元素：依据法方程,解求外方位元素改正数,并与相应的近似值求和,得到外方位元素新的近似值；检查运算是否收敛：将求得的外方位元素的改正数与规定的限差比较,小于限差就运算终止；否就用新的近似值重复 4-8的运算,直到满意要求为止；第三章
20、 双像解析摄影测量人体的立体视觉：单眼观看景物时,人们感觉到的仅是景物的透视像,似乎一张像片一样,不能正确判定景物的远近；只有用双眼观看景物,才能判定景物的远近,得到景物的立体效应,这种现象称为人体的立体视觉；生理视差： 由于交会角的差异,使得两弧长ab 和 ab不相等,其差s=ab-ab称为生理视差；生理视差是判定景物远近的根源；人造立体视觉条件：两张像片必需是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对；每只眼睛必需只能观看像对的一张像片；两像片上相同景物 同名像点 的连线与眼基线应大致平行；两像片的比例尺相近 差别 15,否就需用 ZOOM 系统等进行调剂；双像解析摄影测量的三种方法：利用像片
21、的 空间后方交会与前方交会 来解求地面目标的空间坐标；利用立体像对的内在几何关系,进行 相对定向 ,建立与地面相像的立体模型,运算出模型点的空间坐标；再通过 肯定定向 ,将模型进行平移、旋转、缩放,把模型纳入到规定的地面坐标系之中,解求出地面目标的肯定空间坐标；利用 光束法 双像解析摄影测量来解求地面目标的空间坐标；这种方法将待求点与已知外业掌握点同时列出误差方程式,统一进行平差解求；这种方法理论较为严密,它把前面两种方法的两种步骤合在一个整体内；三种方法的比较分析：第一种方法前交的结果依靠于空间后方交会的精度,行平差运算；前交过程中没有充分利用余外条件进其次种方法运算公式比较多,最终的点位精
22、度取决于相对定向和肯定定向的精度,用这种方法的解算结果不能严格表达一幅影像的外方位元素；第三种方法的理论最严密、立体像对的前方交会：精度最高,待定点的坐标是完全按最小二乘法原懂得求出来的；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这种由立体像对中两张像片的内、法,称为空间前方交会；外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方现已知两张像片的内、外方位元素, 设想将像片按内外方位元素值置于摄影时的位置,明显同名射线 S1a1 与 S2a2 必定交于地面点 A；空间前方交会的运算步骤为：由已知的外方位角元素及像点的坐标,
23、运算像空间帮助坐标；由外方位线元素,运算摄影基线重量 Bx,By, Bz；运算投影系数 N1,N2；最终由前方交会公式运算地面点的地面摄影测量坐标；由于N1 和 N2 已经求出,运算地面坐标时 YA应取平均值,是为了排除相对定向中存在的残差的影响；Y A1Y s 1N1 Y 1Y s 2N2Y 22双像解析运算的空间后交前交方法：野外像片掌握测量在重叠部分四角,找出四个明显地物点,作为四个掌握点；在野外用一般测量的方法测算出四个掌握点的地面测量坐标XtYtZt；用立体坐标量测仪量测像点的坐标像片在仪器上归心定向后,测出四个掌握点的像片坐标x1,y1与x2,y2,然后测出全部需要解求的地面点的像
24、点坐标x1,y1和x2,y2；空间后方交会运算像片外方位元素依据运算机中事先编制好的程序,按要求输入掌握点的地面坐标及相应的像点坐标,对两张像片各自进行空间后方交会,运算各自的六个外方位元素 Xs2,Ys2,Zs2,j2,w2,k2；空间前方交会运算未知点地面坐标Xs1,Ys1,Zs1,j1,w1,k1和1）用各自像片的角元素,运算出左、右像片的方向余弦值,组成旋转矩阵 R1与 R2；2）依据左、右像片的外方位线元素运算摄影基线重量 Bx,By,Bz B x X s 2 X s 1B y Y s 2 Y s 1B z Z s 2 Z s 13）逐点运算像点的像空间帮助坐标：名师归纳总结 X1R
25、 1x 1X2R 2x2第 8 页,共 18 页Y 1y 1Y 2y2Z 14）运算点投影系数：fZ2f- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - N 1B xZ2B zX2X 1 Z2X2Z1N 2B xZ1B zX 1X 1 Z2X2Z15）运算未知点的地面摄影测量坐标：XtpN1X1Xs 1N2X2s 2Xs2Ns 2Y tp1 Y 1Y s1N2 Y 2YZtpN1 Z1Zs 1N2Z2Z6）重复 35 完成全部点地面坐标的运算；相对定向： 用解析运算的方法解求相对定向元素的过程,称为解析法相对定向；由于不涉及像片的肯定位置,因此不需掌握点；相对定向元素
26、：用于描述两张像片相对位置和姿势关系的参数,称为相对定向元素；像片在选定的像空间帮助坐标系中的位置（摄影中心 j,w,k 表示）；S 的坐标）和姿势（像片的姿势角,用连续像对相对定向：是以左方像片为基准,求出右方像片相对于左方像片的相对方位元素；帮助坐标系）以左片的像空间坐标系作为像空间bx 只打算模型的大小,不影响模型的建立,因此可以给定一固定值,不需求解；相对定向元素为 5 个；单独像对相对定向： 是以摄影基线作为像空间帮助坐标系的 X 轴,以左摄影中心S为原点, 左像片主光轴与摄影基线B 组成的主核面左主核面 为 XZ平面,构成右手直角坐标系；bx 只打算模型的大小,不影响模型的建立,因
27、此可以给定一固定值,不需求解；相对定向元素为 5 个；解析法相对定向原理：名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从两个摄站对同一地面摄取一个立体像对时,同名射线对对相交于地面点,此时, 如保持两张像片之间相对位置和姿势关系不变,将两张像片整体移动时,同名射线对对相交的特性也不发生变化； 同名射线对对相交是相对定向的理论基础；相对定向的共面条件：如下列图, S1a1和 S2a2 为一对同名射线,其矢量用 S1a1和 S2a2表示,摄影基线矢量用 B表示；同名射线对对相交,说明射线 S1a1, S2a2 ,及摄影基线 B
28、位于同一平面内,亦即三矢量 S1a1, S2a2 , B 共面；依据矢量代数,三矢量共面,它们的混合积等于零,即：BS 1 a 1S 2 a 20共面条件方程其值为零的条件是完成相对定向的标准,用于解求相对定向元素；连续像对相对定向元素解算过程：在立体坐标量测仪上,量测选定的 6 个定向点的像点坐标 x1,y1及x2,y2；确定初始值：假定左像片水平,就左片旋转矩阵 R1 为单位阵；右片的角元素 j,w,k 及 m,g的初始值取为零；bx 取定向点中 1 号点的左右视差（x1 x2）；依据初始值,运算右片旋转矩阵 R2；依据输入的像点平面坐标,运算像空间帮助坐标：依据给定的初始值,运算X1x
29、1X2x2N1 ,Y 1y 1,Y 2R2y2Z1fZ2fby, bz,并依据像空间帮助坐标,运算各点的投影系数N2；依据连续像对相对定向的作业公式运算每个定向点的误差方程常数项及系数项,组成误差方程式；运算法方程系数矩阵及常数项,并解求法方程,求得未知数的改正数；求未知数的新值,即初始值加改正数；检查未知数的改正数是否大于限差,如大于限差, 就重复步的运算,直到全部改正数都小于限差为止；肯定定向： 要确定立体模型在地面测量坐标系中的正确位置,就需要把模型点的摄影测量坐标转化为地面测量坐标,这一工作需要借助于地面测量坐标为已知值的地面掌握点来进行,称为立体模型的肯定定向；肯定定向包括模型的旋转
30、、平移和缩放；解析法肯定定向的目的：将相对定向后求出的摄影测量坐标变换为地面测量坐标；肯定定向元素： 一个像对的两张像片有十二个外方位元素,相对定向求得五个元素后,要恢复像对的肯定位置,仍要解求七个肯定定向元素；肯定定向元素共有七个（,Y,a 1Z,）XX tpa2a 3X PY tpb 1b 2b 3Y PYZtpc1c2c 3ZPZ式中, Xtp,Ytp,Ztp为模型点的地面摄影测量坐标,XP,YP,ZP为同一模型点的摄影测量坐名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 标； l 为模型缩放比例因子,a1,bl, ,
31、c3 为坐标轴系三个转角,运算出的方向余弦,Y,Z 为坐标原点的平移量；上式中有 7 个未知数,至少需列 7 个方程,如将已知平面坐标 Xtp,Ytp和高程 Ztp 的地面控制点称为平高掌握点,仅已知高程的掌握点称为高程掌握点,就至少需要两个平高掌握点和一个高程掌握点,而且三个掌握点不能在一条直线上；生产中,一般是在模型四角布设四个掌握点 ,因此有余外观测值,按最小二乘法平差解求；肯定定向的解算过程：（1）确定待定参数的初始值：0=0=0=0,0=1, X= Y= Z=0；（2）运算地面摄影测量坐标系重心的坐标和重心化的坐标；（3）运算摄影测量坐标系重心的坐标和重心化的坐标；（4）运算常数项l
32、xXtp0R 0XpX0lyY tpY pY 0lzZtpZpZ0（5）组成总误差方程式；（6）逐点法化及法方程式求解,得到待定参数的改正数；（7）运算待定参数的新值（8）判定d ,d ,d 是否均小于给定的限值 ；如大于限值 ,就重复运算,否就,运算过程终止；光束法双像解析摄影测量：用已知的少数掌握点以及待求的地面点,在像对内, 同时解求两张像片的外方位元素与待定点的坐标；由共线方程动身, 但在线性化过程中与单影像空间后方交会问题的不同之处是此时 把待定点坐标 X,Y,Z作为未知数 ,未知数,掌握点同时列误差方程,联合进行解算；该解法含有左、 右像片 共十二个外方位元素为未知数；对于每个待求
33、点仍引入三个坐标改正数为未知数；如一个立体像对中有 四个平高掌握点和 n 个待求点 ,就共需要解求（12+3n）个未知数 ,而 误差方程式个数为 求；16+4n；外方位元素和待定点坐标依据最小二乘法原懂得解析空中三角测量：指的是用摄影测量解析法确定区域内全部影像的外方位元素；摄影测量方法测定（或加密）点位坐标的意义：不需直接触及被量测的目标或物体,凡是在影像上可以看到的目标,不受地面通视条件限 制,均可以测定其位置和几何外形；可以快速地在大范畴内同时进行点位测定,从而可节约大量的野外测量工作量；摄影测量平差运算时,加密区域内部精度匀称,且很少受区域大小的影响；所以,摄影测量加密方法已成为一种非
34、常重要的点位测定方法；解析空中三角测量的分类：从传统方法 上讲,依据平差中采纳的数学模型可分为航带法、独立模型法和光束法；名师归纳总结 依据 平差范畴的大小,解析空中三角测量可分为单模型法、单航带法和区域网法；第 11 页,共 18 页GPS帮助空中三角测量：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 是指利用机载GPS接收机与地面基准点的GPS接收机同时、快速、连续地记录相同的GPS卫星信号,通过相对定位技术的离线数据后处理猎取摄影机曝光时刻摄站的高精度三维坐标,将其作为区域网平差中的附加非摄影测量观测值,以空中掌握取代或削减 地面掌握；经采用统一的数学模型和
35、算法,整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法；第四章 数字摄影测量数字摄影测量：利用数字灰度信号,采纳数字相关技术量测同名像点,在此基础上通过解析运算,进行相对定向和肯定定向,建立数字立体模型,从而建立数字高程模型、绘制等高线、制作正射影像图以及为地理信息系统供应基础信息等；利用运算机技术 ,代替人眼的立体模型观测；运算机、运算机的运算和影像匹配算法；对象为数字或数字化影像；影像数字化： 将透亮正片 （或负片）放在影像数字化器上,式记录下来,称为影像数字化；把像片上像点的灰度值用数字形设 F0 为投影在透亮像片上的光通量,F 为透过透亮像片后的光通量；TFF0OF0透过率 T,不透过
36、率O F影像的灰度： 又称光学密度, 反映了透亮的程度,对数表示：DlogOlog1T即透光的才能；影像的灰度用不透过率的采样： 对实际连续函数模型离散化的量测过程,被量测的点称为样点,样点之间的距离即采样间隔；量化： 将各点的灰度值取为整数的过程方法为将透亮像片有可能显现的最大灰度变化范畴进行等分,等分的数目称为 “ 灰度等级”,然后将每个点的灰度值在其相应的灰度等级内取整,取整的原就是四舍五入；由于数字运算机中数字均用二进制表示,因此灰度等级一般都取为 2mm 是正整数 ；数字影像是一个灰度矩阵 g；矩阵的每个元素 gj,i 是一个灰度值,对应着光学影像或实体的一个微小区域,称为 像元素或
37、像元或像素（Pixel= Picture element ）；要从影像中提取物体的空间信息,第一要确定与物点相对应的像点坐标；数字影像内定向： 在摄影测量中常取用以像主点为原点的像平面坐标来建立像点与地面点的坐标关系；由于在像片扫描的数字化过程中,像片的扫描坐标系与像平面坐标系一般不平行,且坐标原点不同,所以同一像点的像平面坐标 x,y 与其扫描坐标 x ,y不相等,需要加以换算,这种换算称为数字影像内定向；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - xa 0a 1xa2yyb 0b 1xb2y其中 a0,a1,a2,b0
38、,b1,b2 称为内定向参数, 其数值由像片上四个框标的扫描坐标及其相应的像平面坐标组成误差方程式,用平差运算求得；内定向问题需要借助影像的框标来解决；现代航摄仪一般都具有48 个框标；位于影像四边中心的为机械框标,位于影像四角的为光学框标,它们一般为对称分布；为了进行内定向,必需量测影像上框标点的影像架坐标或扫描坐标；然后依据量测相机的检定结果所供应的框标理论坐标（传统摄影测量中也用框标距理论值）,用解析运算方法进行内定向,从而获得所量测各点的影像坐标；数字影像相关： 对于全数字化摄影测量,在没有人眼的立体观测的情形下,如何从左、右数字影像中查找同名像点,亦即数字影像相关,是全数字化摄影测量
39、的核心问题；即第一取出以待定点为中心的小区域中的影像信号,然后取出其在另一影像中相应区域的影像信号,运算两者的相关函数,以相关函数最大值对应的相应区域中心点为同名点；以影像信号分布最相像的区域为同名区域,同名区域的中心点为同名点；基于灰度的影像相关：是在以待定点为中心的窗口（或称区域） 内,以影像的灰度分布为影像匹配的基础,故它们被称为灰度匹配；相关系数法一般在左影像上先确定一个待定点,称之为目标点,以此待定点为中心选取 m x n（可取 m = n）个像素的灰度阵列作为目标区或称目标窗口；为了在右影像上搜寻同名点,必需估量出该同名点可能存在的范畴,建立一个k x l（k m, ln）个像素的
40、灰度阵列作为搜索区,相关的过程就是依次在搜寻区中取出m x n 个像素灰度阵列 （搜寻窗口通常取m = n）,运算其与目标区的相关系数；协方差法 协方差法与相关系数法类似,只是相像性判据不同, 这里采纳协方差值作为相像性判据；取其最大者对应的相关窗口的中心,即为目标点的同名像点；高精度最小二乘相关 影像匹配中判定影像相像的度量很多,其中有一种是“ 灰度差的平方和最小”；如在此系统中引入系统变形的参数,按 配系统；min 的原就,解求变形参数,就构成了最小二乘影像匹影像灰度的系统变形 有两大类：一类是辐射畸变；另一类是几何畸变；在影像匹配中引入这些变形参数,同时按最小二乘的原就,解求这些参数, 就是最小二乘影像匹配的基本思想；核面： 通过摄影基线S1S2与任一物方点A 所作的平面WA 称为通过点A 的核面；通过像主点的核面称为主核面；核线： 核面与影像面的交线称为核线；的同名像点必定位在其同名核线上；核线相关：在一条核线上的任一点其在另一幅影像上在核线影像上,只需要进行一维搜寻；理论上,目标窗与搜寻区均可以是一维窗名师归纳总结 - - - - - - -核面与 第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 口；但是, 由于两影像窗口的相关系数一般是统计量,为了保证相关结果的牢靠性,应有较多的样本进行估量