独立模型法、光束法空中三角测量.
空中三角测量的总结
空中三角测量的总结姓名：关诚昱学号：201105070206专业：遥感科学与技术指导老师：曾涛1.解析空中三角测量空中三角测量是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法。
其主要目的是为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点。
空中三角测量一般分为两种：模拟空中三角测量即光学机械法空中三角测量；解析空中三角测量即俗称的电算加密。
模拟空中三角测量是在全能型立体测量仪器（如多倍仪）上进行的空中三角测量。
它是在仪器上恢复与摄影时相似或相应的航线立体模型，根据测图需要选定加密点，并测定其高程和平面位置。
解析空中三角测量是指用计算的方法，根据遥感像片上量测的像点坐标和少量地面控制点，采用较严密的数学公式，按最小二乘法原理，用数字电子计算机解算待定点的平面坐标和高程。
２０世纪40年代，随着电子计算机的发明和应用，解析空中三角测量首先在英国的军事测量局投入应用。
２０世纪60年代以来，由于电子计算机技术和计算数学的发展，解析空中三角测量取得了长足的进步，形成了一套比较完善的测算方法。
由于精度高,效果好，解析空中三角测量被认为是测地定位的一种精密方法。
解析空中三角测量目前常用的方法是区域网平差。
区域网平差是指在由多条航线连接成的区域内进行控制点加密，并对加密点的平面坐标和高程进行的整体平差。
按照构网的方法和平差单元的划分，区域网平差的基本方法有：航线法、独立模型法和光束法。
相等，又要使各模型点坐标（此时作为观测值看待）改正数的平方和为最小，从而最后获得全区域网加密点的地面坐标。
2.航带法区域网空中三角测量这种方法基本上模仿模拟法空中三角测量建立单航带的过程，也就是通过计算相对定向元素和模型点坐标建立单个模型，利用相邻模型间公共连接点进行模型连接运算，以建立比例尺统一的航带立体模型。
这样由各单条航线独立地建立各自的航带模型。
每个航带模型单元要各自概略置平并统一在一个共同的坐标系中，最后进行整体平差运算。
摄影考试重点题目与答案
名词解释1。
摄影测量学:利用光学摄影机摄影的像片，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学技术2。
像点位移:当地面起伏、像片倾斜时,地面点在像片上的构像相对理想情况时产生的位置差异。
3．摄影比例尺：摄影像片当作水像片，地面取平均高程时，这时像片上的一段的水平距L 之比为摄影比例尺.4。
数字影像相关：利用计算机对数字影像进行数字计算的方式完成影像的相关，识别出两幅（或多幅）影像的同名像点。
5．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方法或作业过程。
6．摄影基线：相邻两摄站点之间的连线7．航线弯曲度：偏离航线两端像片主点间的直线最远的像主点到该直线的距离与该直线距离之比。
8．立体像对：在航空摄影时，同一条航线相邻摄站拍摄的两张像片具有60％左右的重叠度，这两张像片成为立体像对。
9．相对定向：确定一个立体像对中两张像片相对位置的参数10。
绝对定向：确定相对定向所建立的几何模型的比例尺和模型空间方位。
11。
中心投影:投影光线相互平行的投影12.影像内定向：将仪器坐标系中的像点坐标转换为像平面坐标系中坐标的过程13.摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离14。
航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度15。
像片的外方位元素：确定摄影瞬间像片在空间坐标系中位置和姿态的参数。
或称为表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数.16。
内方位元素：确定投影中心(物镜后节点)相对于像平面位置关系的参数17。
核线相关:沿核线寻找同名像点18.DEM：数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型19。
影像数字化:将透明正片或负片放在影像数字化器上，把像片上像点的灰度值用数字形式记录下来，此过程为影像数字化20。
模型绝对定向：用已知的地面控制点求解相对定向所建立的几何模型的比例尺和模型空间方位元素21。
同名核线：同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面22.同名像点：同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点称为同名像点。
第三章 解析空中三角测量
▪ 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）；
第九章 解析空中三角测量基础
(9-5)
式中x、y应为改正底片变形后，在o-xy坐标系中的坐标值。
三、大气折光差
如图9-3所示，设地面点A在像 片上的中心投影，如按直线行径 的正确位置为点a，由于实际的 投射光线受大气折光影响而弯曲 ，却构像于a’，该点可认为位在 通过摄影物镜中心的折光弧线的 切线方向上。aa’是由大气折光引 起的像点位移。显然底点光线不 会发生大气折光现象。假设像片 是水平的，那么像点位移aa’应在 以像主点为辐射中心的方向上。 令aa’=dr，叫做大气折光差。反 向延长a’S与过点A的水平面相交 于A’点，射线A’S与AS的夹角γf称 为折光差角。
最后，经过底片变形、摄影机物镜畸变差、大气折光差和 地球曲率改正后的像点坐标为： x x x dx x y y y dy y 式中：为经过底片变形改正后的像点坐标，改正式为式 (9-2)或式(9-3)； Δx、Δy这物镜畸变引起的像点坐标改正数，见式(9-5)； dx、dy为大气折光引起的像点坐标改正数，见式(9-8)； δx、δy为地球曲率引起的像点坐标改正数，见式(9-10) 。 在以后的空中三角测量的计算中像点坐标应取经过上述系 统误差改正后的坐标值，用x、y表示。
二、摄影物镜畸变差
物镜畸变差分对称畸变和非对称畸变。对称畸变表现为畸变在以 像主点为对称中心的辐射线上，辐射距相等的点畸变相同。对称辐 射畸变是像点辐射距的函数，通常用下式表示： Δr = K1r + K2r3 + K3r5 + K4r7 + … (9-4) 式中Δr为像点的对称畸变差，是误差值； r为像主点到像点的辐射距； K1，K2 …为参数。对某个摄影机物镜而言是定值，可通过鉴定求出 ，通常厂家提供。 将Δr分解成x和y方向上两个分量Δx和Δy，并取为改正值，
解析空中三角测量概述
CCD变形 参数
像点坐标 改正值中
第15讲 解析空中三角测量概述
五、像点坐标的系统误差 • 经系统误差预改正后的像点坐标
x x x dx x y y y dy y
摄影材料 变形
镜头畸变
大气折光
地球曲率
• 四个框标位于像片的中央时可用 比例缩放 1 1 2 Lx x x 2 2 lx
y x
Ly ly
3
3
4
第15讲 解析空中三角测量概述
五、像点坐标的系统误差———大气折光差 • 大气折光引起像点在径向的变形
r2 r ( f )r f f n0 nH r 其中， r f n0 nH f
物空间坐标的方法。
也称空三加密
第15讲 解析空中三角测量概述
一、解析空中三角测量的意义 1、不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状
2、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
3、不受通视条件限制
4、区域内部精度均匀，且不受区域大小限制
第15讲 解析空中三角测量概述
二、解析空中三角测量的目的 1、为测绘地形图提供定向控制点和像片方位元素
高精度定位有显著的影响，必须事先加以改正。特别是底片 变形和物镜畸变差的影响。
像点的系统误差对成图的精度影响不大，对大范围空三、
第15讲 解析空中三角测量概述
五、像点坐标的系统误差———摄影材料变形
• 四个框标位于像片的四个角隅时 可用仿射变换
x a0 a1 x a2 y a3 xy y b0 b1 x b2 y b3 xy
2、测定大范围内界址点的统一坐标
3、单元模型中大量地面点坐标的计算 4、解析近景摄影测量高精度摄影测量加密
解析空中三角测量最新发展
• x
AT
Pg
D
t
BTlx ATlx +
+ Pclx
T
A Pgl
g
R
T
• Pg
D
c r
C Tlx + Psls RT Pg lg
DT Pg Dd
DT Pg lg
与常规光束法比较法方程边宽加大了,但其良好稀疏 带状结构并没有破坏
GPS辅助光束法区域网平差法方程系数阵
太原试验
(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地)
太原试验结果
(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地)
1024胶片，RC-30(152mm)，区域为 3 × 8，Trimble 4000，2s数据更新率
全为标志点(常规光束法平差须布设12个平高点和2个高程点)
平差方案
密周边布点 光束法区域网平差
1864 -5.520 -116.460 116.565 11.422 -4.560 -115.490 115.612 10.144 -5.060 -115.950 116.062 10.735 5.070 115.960 116.069 10.735
系统误差改正后
前方交会 GPS 辅助光束 法区域网平差
投影中心与GPS天线相位中心之几何关系
机载GPS天线相位中心 A
zy
x
航摄仪投影中心 S
y x
Z
Y
M
X
GPS摄站坐标误差方程
顾及动态GPS定位之系统误差
X A XS x aX
bX
YA
YS
R
y
aY
(t
t0 ) bY
ZA ZS z aZ
摄影测量学 考前知识点整理
摄影比例尺：摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度摄影航高：相对航高：绝对航高：摄影测量生产对摄影资料的基本要求：影像的色调、像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹角，α＝ 0 时为最理想的情形）像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影像重叠；旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠；航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点连线不在一条直线上；像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线之间的夹角；像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影阴位：投影中心位于物和像之间。
（距摄影中心f ）阳位：投影中心位于物和像同侧。
（距摄影中心f ）像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点）像空间坐标系(x 、y 、-f)像空间辅助坐标系S-uvw物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系地面摄影测量坐标系D-XYZ内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化；2、确定摄影光束的形状；外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数线元素（X S ，Y S ，Z S ）角元素（航向倾角ϕ、 旁向倾角ω、 像片旋角κ）共线条件方程（摄影中心、像点、地面点）像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点（1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移（2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限)（3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限)（4）当 时，主纵线上点的位移最大像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位地形起伏像点位移的符号与该点的高差符号相同，像片上任何一点都存在像点位移物镜畸变、大气折光、地球曲率及底片变形等一些因素均会导致像点位移航摄像片：中心投影，平均比例尺，影像有变形，方位发生变化地形图：正射投影，比例尺固定，图形形状与实地完全相似，方位保持不变在表示方法上：地形图是按成图比例尺，用各种规定的符号、注记和等高线表示地物地貌；航片则是通过影像的大小、形状和色调表示。
摄影测量复习总结
摄影测量复习总结像平面坐标系(p-xy)：在像片平面上为描述像点平面位置所选定的右旋直角坐标系。
像空间坐标系(S-xyz)：描述单张像片上像点在像方空间位置的右旋直角坐标系。
●以投影中心为原点●x、y轴平行于像平面坐标系的相应轴●z轴与物镜主光轴重合●空间右手直角坐标系。
像空间辅助坐标系(S-XYZ)：原点选在摄影中心S，坐标轴系选择视需要而定◆通常有三种选取方法。
a) 取铅垂方向为z轴，航向为X轴，构成右手直角坐标系。
b) 以每条航线内第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。
c)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。
摄影测量坐标系(P-X p Y p Z p)：将向空间辅助坐标系S-XYZ沿着Z轴反方向平移至地面点P，得到的坐标系P-X P Y P Z P称为摄影测量坐标系。
（右手系）地面测量坐标系(t-X t Y t Z t)：地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标系为高斯-克吕格3°带或6°带1980西安坐标系（左手系），高程坐标系为1985黄海高程系。
（左手系）地面摄影测量坐标系(D-X tp Y tp Z tp)：坐标原点在测区内的某一地面点上，X tp轴与X p轴方向大致一致，但为水平，Z tp轴铅垂，构成右手直角坐标系。
（右手系）内方位元素：投影中心相对于影像的位置关系参数称为内方位元素。
（3个参数）●像主点O●像主点在影像平面中的位置x0、y0●投影中心到影像面的垂距f外方位元素：外方位元素是确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。
（6个参数）●线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(X s、Y s、Z s)●角元素：表示摄影光束空间姿态（像片在摄影瞬间空间姿态的要素，如ϕ,ω,κ）单片空间后方交会：根据影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面控制点（已知其像点和地面点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素。