6解析空中三角测量解析
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摄影测量学第11讲-解析空三
第六章 解析空中三角测量
(Analytical Aerial Triangulation)
1、概述 2、光束法区域网平差 3、像点坐标的量测与转点
1
山东科技大学测绘科学与工程学院
第一节 解析空中三角测量概述
一、解析空三的目的 二、解析空三的定义 三、解析空三的特点 四、解析空三的方法与分类 五、影像的连接点与转点 六、解析空三对控制点的要求
作用：连接成平差区域，重叠像 片的数量越多，则说几何强度越 大。 2、转点 （1）特征点的提取与定位 （2）自动转点 10
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五、影像的连接点与转点
Von Gruber points
每条航线4张像片，3个模型。二条航线共8张像片， 6个模型。
11
山东科技大学测绘科学与工程学院
15
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平面控制点按周边布设
密 集 周 边 布 设
C1
C2
点间隔2b
16个点
C3 8个点
C4 4个点
16
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高程控制点按排状布设
2b
ib
17
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六、区域网平差对控制点的需求
Auxiliary Data as Control Information Perimeter control for planimetry has reduced the number of control points and required terrestrial work for a photogrammetric block. However, the dense chains of vertical control demand additional surveys. A number of studies (Ackermann, 1984, Blais and Chapman, 1984, Faig, 1979) have been carried out to reduce the number of control points, especially vertical points, using measured exterior orientation parameters at the time of photography. These studies showed that great savings in the number of vertical control points could be achieved .四、解析空中三ຫໍສະໝຸດ 测量的方法和分类按技术方法分类
(Analytical Aerial Triangulation)
1、概述 2、光束法区域网平差 3、像点坐标的量测与转点
1
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第一节 解析空中三角测量概述
一、解析空三的目的 二、解析空三的定义 三、解析空三的特点 四、解析空三的方法与分类 五、影像的连接点与转点 六、解析空三对控制点的要求
作用：连接成平差区域，重叠像 片的数量越多，则说几何强度越 大。 2、转点 （1）特征点的提取与定位 （2）自动转点 10
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五、影像的连接点与转点
Von Gruber points
每条航线4张像片，3个模型。二条航线共8张像片， 6个模型。
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平面控制点按周边布设
密 集 周 边 布 设
C1
C2
点间隔2b
16个点
C3 8个点
C4 4个点
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高程控制点按排状布设
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六、区域网平差对控制点的需求
Auxiliary Data as Control Information Perimeter control for planimetry has reduced the number of control points and required terrestrial work for a photogrammetric block. However, the dense chains of vertical control demand additional surveys. A number of studies (Ackermann, 1984, Blais and Chapman, 1984, Faig, 1979) have been carried out to reduce the number of control points, especially vertical points, using measured exterior orientation parameters at the time of photography. These studies showed that great savings in the number of vertical control points could be achieved .四、解析空中三ຫໍສະໝຸດ 测量的方法和分类按技术方法分类
第六章-解析法空中三角测量-参考更改版
m
n-m-q
N11
N12
N13
N22
N23
N33
t1
t2
t3
l1
l2
l3
带状法方程的循环分块解法
上移
N ’22
消元后仍具有带状阵的特征, 用相同的算法继续消元
q
m-q
m
n-m-q
N11
N12
N13
N22
N23
N33
t1
t2
t3
l1
l2
l3
边法化边消元 达到只进行必要的计算, 只占最少的内存的目的
转
置
对
项
称
带宽
航带数
垂直于航带方向编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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16
17
18
19
20
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
1，2，…，20 待定点名 A，B，…，O 像片名 高程控制点 平高控制点
×
×
×
×
×
×
×
×
改化法方程
×
1
2
3
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11
12
13
14
×
×
×
×
×
×
×
×
未知数个数 15×6＋20×3＝150
多余观测数 234 － 150 ＝84
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带状法方程的循环分块解法
上移
N ’22
消元后仍具有带状阵的特征, 用相同的算法继续消元
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边法化边消元 达到只进行必要的计算, 只占最少的内存的目的
转
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带宽
航带数
垂直于航带方向编号
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1，2，…，20 待定点名 A，B，…，O 像片名 高程控制点 平高控制点
×
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改化法方程
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未知数个数 15×6＋20×3＝150
多余观测数 234 － 150 ＝84
解析空中三角测量有哪几种常用的方法
一填空题1.摄影测量与遥感经历；模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三种方法。
2.传统的航空影像，在航空向上的重叠一般是高向重叠一般是。
3.数字摄影测量中‘4D’产品指；DEM .DOM DLG. DRC。
4垂面与地面的交线和边这的交点，叫合点。
5根据平差采用的数学模型解析空三测量可分为独立模型法。
6立体测量的基础方程。
二名词解释像片比例尺航空像片上某一线断，长度与地面相应线段长度之比，称为像片比例尺。
1平均比例尺；以各点的平均高程为起始面，并根据这个起始面计算出的比例尺。
2主比例尺；由像主点航高计算出来的比例尺，它可以概略地代表该张航片的比例尺。
像点位移一个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构像的点位不同，这种点位的差异称为像点位移，它包括像片倾斜引起的位移和地形起伏引起的位移，其结果是使像片上的几何图形与地面上的几何图形产生变形以及像片上影像比例尺处处不等。
前方交会如果已知AB两点的坐标，为了计算未知点P的坐标，只要观测∠A和∠B即可。
这种测定未知点P的平面坐标的方法称为前方交会。
立体像对相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。
像片方位元素确定摄影瞬间摄影物镜（摄影中心）与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数，即确定这三者之间相关位置的参数三简答题什么叫摄影测量学，它的主要特点有哪些？？摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取合成果表达的一门信息科学。
传统的摄影测量学是利用光学摄影机摄得得影像，研究和确定被摄物体得形状、大小、性质和相互关系得一门科学与技术，摄影测量学得主要特点是在像片上进行测量和解译，无需接触物体本身，因而很少受自然和地理等条件的限制模拟相对定向的基本思想？？基本思想：把像片分别装入与像片主距相同的两个投影器内，完成内定向，建立和摄影光束法，由于没有进行相对定向，两光束必不满足同名光线对对相交，若用一水平承影的（交点）将会出现X方向和Y方向得差值。
第三章 解析空中三角测量
▪ 主要是利用若干已知大地测量坐标的物方控制点 作为平差的基准信息。
▪ 然而从摄影测量观测值与非摄影测量观测值的联 合平差意义上讲，非摄影测量信息中还包括直接 的大地测量观测值、导航数据所提供的影像外方 位元素以及物方点之间存在的相对控制条件等。
第二节 影像连接点的类型与 设置
▪ 在摄影测量作业中，影像间的联系、影像 对的定向等均是通过影像上的连接点来实 现的。
破坏相片药膜面及立体照准、刺点误差大，再加 上与之相应的精密坐标量测仪器，如精密立体坐 标量测仪、单像坐标量测仪正在逐渐退出历史舞 台，故人工转刺点的方法已很少使用。
二．仪器转刺点
▪ 利用转点仪转刺点传统的作业方法。
▪ 转点仪是指专门用来转刺像点的仪器，该类仪器能精确地 在每幅相片上刺出所有的连接点，只要用单像坐标量测仪 便可快速而准确地量测出所有的像点坐标。
▪ 独立模型法平差是先通过相对定向建立起 单元模型，以模型点坐标为观测值，通过 单元模型在空间的相似变换，使之纳人到 规定的地面坐标系，并使模型连接点上残 差的平方和为最小。
▪ 光束法是直接由每幅影像的光线束出发， 以像点坐标为观测值，通过每个光束在三 维空间的平移和旋转，使同名光线在物方 最佳地交会在一起，并使之纳人规定的坐 标系，从而加密出待求点的物方坐标和影 像的方位元素。
▪ 由于它的成本高和不便于作业，目前只在 高精度摄影测量平差，如加密m . N等大地 控制网，数字地籍测量或高精度变形测量 中采用，以及用于科学研究目的。
▪ 为了在影像上可以辨认和量测，地面标志点的大 小需按照影像比例尺来确定。计算标志点直径的 经验公式为：
d 25cm ms /10000
▪ 几种影像比例尺摄影时所采用的标志大小：
➢ 取代大地测量方法，进行三、四等或等外三角 测量的点位测定（要求精度为厘米级）；
▪ 然而从摄影测量观测值与非摄影测量观测值的联 合平差意义上讲，非摄影测量信息中还包括直接 的大地测量观测值、导航数据所提供的影像外方 位元素以及物方点之间存在的相对控制条件等。
第二节 影像连接点的类型与 设置
▪ 在摄影测量作业中，影像间的联系、影像 对的定向等均是通过影像上的连接点来实 现的。
破坏相片药膜面及立体照准、刺点误差大，再加 上与之相应的精密坐标量测仪器，如精密立体坐 标量测仪、单像坐标量测仪正在逐渐退出历史舞 台，故人工转刺点的方法已很少使用。
二．仪器转刺点
▪ 利用转点仪转刺点传统的作业方法。
▪ 转点仪是指专门用来转刺像点的仪器，该类仪器能精确地 在每幅相片上刺出所有的连接点，只要用单像坐标量测仪 便可快速而准确地量测出所有的像点坐标。
▪ 独立模型法平差是先通过相对定向建立起 单元模型，以模型点坐标为观测值，通过 单元模型在空间的相似变换，使之纳人到 规定的地面坐标系，并使模型连接点上残 差的平方和为最小。
▪ 光束法是直接由每幅影像的光线束出发， 以像点坐标为观测值，通过每个光束在三 维空间的平移和旋转，使同名光线在物方 最佳地交会在一起，并使之纳人规定的坐 标系，从而加密出待求点的物方坐标和影 像的方位元素。
▪ 由于它的成本高和不便于作业，目前只在 高精度摄影测量平差，如加密m . N等大地 控制网，数字地籍测量或高精度变形测量 中采用，以及用于科学研究目的。
▪ 为了在影像上可以辨认和量测，地面标志点的大 小需按照影像比例尺来确定。计算标志点直径的 经验公式为：
d 25cm ms /10000
▪ 几种影像比例尺摄影时所采用的标志大小：
➢ 取代大地测量方法，进行三、四等或等外三角 测量的点位测定（要求精度为厘米级）；
航带法空中三角测量详解
模型连接的实质：求出相邻模型之间的比
例尺规划系数k，后一模型中每一模型点 的空间辅助坐标以及基线分量BXBYBZ均乘 以规划系数k，就可获得与前一模型比例 尺一致的坐标。 将航带中所有的摄站点、模型点的坐标都 纳入到全航带统一的摄影测量坐标系中。
二、构建自由航带网（连续法相对定向）
摄站坐标
解析法空中三角测量
定义：在一条航线十几个像对中，甚至在若
干条航线构成的区域中，只布设少量野外实 测的地面控制点，在室内用电算方法加密出 测图所需的控制点（一般不少于每像对4个）。 野外布点：航带：1、平坦地区 品字形
2、丘陵山地 五点法 3、高山地 六点法 区域布点：九点法
一、解析空中三角测量的意义
0 y
Fx F F F F F x x x Bx x B y x Bz 0 Bx B y Bz Fy
X s 2 X s1 kmBx Ys 2 Ys1 kmBy Z s 2 Z s1 kmBz
模型坐标
X p X s1 k mN1 X 1 Yp 1 (Ys1 k mN1Y1 Ys 2 k mN2Y2 ) 2 Z p Z s1 k mN1 Z1
P215
相对控制条件 湖面等高 平面 圆周
共线
五、影像连接点的类型与设置 • • • 人工转刺点 仪器转刺点 标志点
•
•
明显地物点
数字影像相关转点
转刺点
标志点
明显地物点
B:航带法空中三角测量
主要内容
一、基本思想与流程
二、自由航带网的构建
三、单航带空中三角测量 四、航带法区域网平差
航带法解析空中三角测量研究的对象是一条航 带的模型。把一个航带模型视为一个单元模 型进行解析处理，因此这种方法首先把许多 立体像对构成的单个模型连结成航带模型。 在单个模型连成航带模型的过程中，各单个 模型中偶然误差和残余的系统误差会传递到 下一个模型中，由于这些误差传递累积的结 果使航带模型产生扭曲变形，所以航带模型 经绝对定向以后还需作模型的非线性改正， 才能得到所需的结果，这便是航带法解析空 中三角测量的基本原理。
解析空中三角测量名词解释
解析空中三角测量名词解释空中三角测量（AirTriangulation）是一种遥感测量技术，它已经广泛用于地理空间数据收集和测量。
它可以非常有效地收集某一地理区域的空间信息，也可以用于测量地理元素的变化，如水体范围、森林类型和绿地的变化。
这种测量技术在飞行任务时，能够获取更多的数据，从而更有效地完成测量任务。
空中三角测量技术基于对三个空间点的距离的测量，其中两个点位于空中，第三个点位于地面。
根据已知的两个距离和角度，就可以推断出第三个空间点的位置。
根据这一原理，空中三角测量能够测量出实物距离，这样就能够获得地理信息，而不需要考虑地形因素。
空中三角测量技术能够很密集的获取数据，收集的数据可以用来生成高精度的三维地图，用于仿真、地形分析、缓冲区分析、距离测量等。
在距离测量方面，空中三角测量技术可以用于测量路径、高度差和物体或地物间的距离。
在空中三角测量中，被测试的三点中至少一点要在飞机上，飞机测量由一个或多个引导设备（Guidance）控制，以确保测量距离和方向的准确。
空中三角测量中还会使用一些设备进行分析，如数字化地形系统（DTM）和遥感仪器，以收集空中测量的信息，以及地面测量的信息。
空中三角测量技术相对于地面测量具有很多优势，其中最重要的是它可以收集更多的数据，而且收集的数据的质量也更高，而且测量速度更快，可以大大缩短测量任务的时间。
总之，空中三角测量是一种非常有用的遥感测量技术，它可以准确快速地收集某一地理区域的高精度空间信息，而且不受地形影响，可以全面反映地理元素的变化。
此外，空中三角测量技术可以用于多种应用，它可以用于生成高精度三维地图，用于仿真、地形分析、缓冲区分析、距离测量等。
由于空中三角测量技术的优势，它已经成为地理信息的重要组成部分，并且广泛用于地理空间数据收集和测量。
16-解析空中三角测量(概述)
五、解析空中三角测量所需信息
3、解析空中三角测量中的像点
控制点、定向点、待求点和连接点 航 带 区 域 网 平 差 实 例
控制点---平高点、高程点、平面点
定向点---相对定向和绝对定向点 待求点---为满足测图而需要求解地 面坐标的点 连接点---被相邻像片、相邻模型、相邻航线共用且参与平差的 点，由于起到连接像片、模型或航线的作用，故称为连接点。 注意：在解析空中三角测量中参加平差的点是控制点和连接点
解析空中三角测量
(Analytical Aerial Triangulation)
解析空中三角测量(篇) §1 解析空中三角测量概述 §2 像点坐标的系统误差及其改正 §3 单航带空中三角测量 §4 航带法区域网平差 §5 模型法区域网平差 §6 光束法区域网平差
一、解析空中三角测量的目的
内 容 安 排 二、解析空中三角测量的定义 三、解析空中三角测量的特点
（点定位）+（测图）
摄影定位理论与方法
三、解析空中三角测量的特点
• 不接触被测目标即可测定其位置和形状，对 被测目标是否可以接触无特别要求。 • 可以快速地在大范围内实施点位的测定，节省 大量的野外测量工作。 • 凡从空中摄站可摄取的目标，均可测定其点位， 不受地面通视条件的限制。 • 区域网平差的精度高，内部精度均匀，且不受 区域大小的限制。
该技术又称为解析空中三角测量。 （Analytical Aerial Triangulation ）
二、解析空中三角测量的定义
美国摄影测量协会专业术语委员会的定义：
Analytical Aerial Triangulation An aerial triangulation procedure in which the spatial solution is obtained by computational routines. When performed with aerial photographs, the procedure is referred as analytical aero-triangulation.
第6章 解析空中三角测量
•
• •
七、像点坐标系统误差及改正
引起误差的因素包括：
底片变形（）
物镜畸变
大气折光
地球曲率
底片变形改正
• 四个框标位于像片的四个角隅 时可用双线性变换公式改正
x a0 a1 x a2 y a3 xy y b0 b1 x b2 y b3 xy
• 四个框标位于像片的中央 时可用比例缩放
A
地球曲率改正
改正公式：
H 3 2 r 2f R
H A0 A
R
n
a
r
f
a0
H：摄影航高 R: 地球的曲率半径 改正值
x x
r H x r f 2 R
2 2
R
r H y y y r f 2R
利用地面控制点解算七个绝对定向参数。
2）主要流程 将控制点的地面坐标转化为地面摄影测量 坐标； 计算重心坐标和重心化坐标 按公式建立绝对定向的误差方程式 解算绝对定向元素 计算待定点的概略地面摄影测量坐标
什么叫做多项式逼近？ 取一个多项式曲面Z=f(x,y)表示复杂的变形 曲面,并使该曲面通过航带网中的控制点，利用控制点 的已知值与加密点的不符值，通过最小二乘拟合，使所求 得的坐标变形值与实际变形值相等或其差的平方和最小。
v S1
b
S2 S3
u
o2 o1 o3
像点坐标
u1 x1 v R y 1 1 1 w1 f
u2 x2 v R y 2 2 2 w2 f
模型点坐标
三、解析空中三角测量信息
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
标，并对其进行系统误差改正。
2450
2449
2448
2447
2450
2449 2450136
2448 2449233
2450082
2449136
B653
B655
2450013
B654
2450001
（2）连续法相对定向建立单个立体模型
w2
w1 S1
2450
v2
v1
u1
2449
S2
u2
w3 S3
2448
为测绘地形图提供定向控制点和像片定向 参数
测定大范围内界址点的统一坐标 单元模型中大量地面点坐标的计算
解析近景摄影测量和非地形摄影测量
三、解析空中三角测量的分类
按数学模型
航带法 独立模型法 光线束法
按平差范围
单模型法 航带法 区域网法
§6-2 像点坐标的系统误差及改正
摄影机的系统误差 底片变形 航摄飞机带来的系统误差 大气折光误差 地球曲率的影响 摄影处理与底片复制中的系统误差 观测系统误差
1、底片变形改正
• 若量测了四个框标坐标，像点坐标可 用双线性变换公式改正
x a0 a1x a2y a3xy y b0 b1x b2y b3xy
v3
w4 u3
2447
S3
v4 u4
①
②
②
③
Z
Y
D
X
单像对相对定向回顾：
2387 2388
w1 S1 v1
w2 v2 u2
u1
S2
a1(x1,y1)
Z
a2(x2,y2)
A(u,v,w)
Y
D
X
以航带中第一张像片的像空间坐标系为像空间辅助坐标系，以后各像对的像空
间辅助坐标系彼此平行，每个像对相对定向以左片为基准，求出右片相对于左片
控制点求出地面加密点的物方空间坐
标，称之为解析空中三角测量。俗称
摄影测量加密。
二、解析空中三角测量的意义
不触及被量测目标即可测定其位置和几何 形状
可快速地在大范围内同时进行点位测定， 以节省野外测量工作量
不受通视条件限制 摄影测量平差时，区域内部精度均匀，且 不受区域大小限制
三、解析空中三角测量的目的
（3）模型连接，建立统一的航带自由网（归化各模型的坐标原点和比例尺）
w1 S1
2450
v1 u1
2449
w2 v 2 S2
u2
2448
w3 S3
v3 u3
2447
w4
v4 S4 u4
Z D
Y
X
将单个模型连接成航带模型，要将各模型不同的比例尺归化为统一的比例尺。通
常，以相邻像对重叠范围内的高程应相等为条件，从左向右顺次地将后一模型的比 例尺归化到前一模型的比例尺中，建立统一的以第一个模型的比例尺为基准的航带 模型。最后，将各模型坐标纳入到全航带统一的坐标系中。
的相对定向元素。
w1 S1
2450
v1 u1
2449
w2 v 2 S2
u2
2448
w3 S3
v3 u3
2447
w4
v4 S4 u4
U N1u1 bu N 2 u2 V N1v1 bv N 2 v 2 W N1w1 bw N 2 w2
Z
D
Y
X
连续法相对定向建立单个立体模型后：①各模型的像空间辅助 坐标系互相平行.② 坐标原点和各个模型的比例尺不尽相同
• 若量测了四个框标距时，可用比例缩 放
x x y y
Lx lx Ly ly
Lx,Ly为框标距的理论值 lx,ly为框标距的量测值 x,y为像点坐标的量测值 x’,y ’为像点坐标的改正值
2、摄影机物镜畸变差改正
物镜畸变包括对称畸变和非对称畸变：对称畸变在以像主点为
中心的辐射线上，辐射距相等的点，畸变相等。而非对称畸变是 因物镜各组合透镜不同心所引起的，其畸变值仅是对称畸变的三
x ,y
为改正底片变形后的像点坐标。
3、大气折光差改正
• 大气折光引起像点在径向的变形
r2 r ( f )r f f n n r 其中，r f 0 H n0 nH f
r 为像点误差改正数
r 为向径
rf 为折光差角
a a’ s
•
大气折光引起像点在坐标向的变形
x r r y dy r r dx
A
4、地球曲率改正
• 地球曲率引起像点在径向的变形
H 2 Rf
2 3
r 为像点误差改正数
r 为向径 R 为地球曲率半径
r
•
地球曲率引起像点在坐标向的变形
x y
x r y r
5、像片系统误差预改正
• 内定向并经系统误差预改正后的像点坐标
x x x dx x y y y dy y
内定向
镜头畸变
大气折光
地球曲率
§6-3 航带网法空中三角测量
主要内容
一、基本思想与流程
二、单航带法空中三角测量 三、航带法区域网空中三角测量
一、基本思想与流程 主要思想
把许多立体像对构成的单模型连结成一个航带 模型，将航带模型视为单模型进行解析处理，通 过消除航带模型中累积的系统误差，将航带模型 整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地 面坐标
分之一。故一般只对对称畸变进行改正。可采用下列多项式改正：
x x( k 0 k1r 2 k 2 r 4 ) y y ( k 0 k1r 2 k 2 r 4 )
式中：
x， y为像点坐标改正数；
k0、k1、k2为物镜畸变差改正系数，由摄影机检定获得；
r x 2 y 2 ，是以像主点为极点的向径；
一、基本思想与流程 基本流程
• 像点坐标系统误差预改正 • 立体像对相对定向 • 模型连接构建自由航带网
• 航带模型的绝对定向
• 航带模型非线性改正
• 加密点坐标计算
二、单航带法空中三角测量
1、建立航带模型
（1）像点坐标量测(影像匹配)及改正系统误差 量测每个像对事先选定好的加密点及控制点的像平面坐
第六章：解析空中三角测量
主要内容
一、解析空中三角测量的概念
二、像点坐标的系统误差及改正 三、航带网法空中三角测量
四、光束法区域网空中三角测量
§6-1 解析空中三角测量概述
问题的提出
2450 2449 2448 2447
B642 B657
② ①
246424Βιβλιοθήκη 524662467
B653
B655
B658
B694 B696
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7
9
2
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野外需要实测量个16个控制点
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一、解析空中三角测量的定义 利用计算的方法，根据航摄像片上 所量测的像点坐标以及极少量的地面