POS空间定位定向系统航空摄影遥感数据获取中的应用_王燕宁
浅谈航空摄影测量DOM在地形测绘中的应用
浅谈航空摄影测量DOM在地形测绘中的应用摘要：在传统地形测绘中，采用的测绘技术无法满足大比例地形图绘制需求，且只能在局部小范围内进行测图，相关测绘数据结果的更新则主要依赖于人工来完成。
这种测绘工作方式不仅劳动强度大，而且作业效率低，无法满足当今地理信息产业化时代的工程地形测绘要求。
采用无人机航空摄影测量技术进行测绘分析，可以提供丰富的数字化、可视化成果，提升地形测绘图的应用价值。
下面主要分析航空摄影测量DOM在地形测绘中的应用。
关键词：无人机；航空摄影测量；地形测绘1.无人机航空摄影测量技术分析1.1技术原理无人机航空摄影测量技术以UAV无人机航测系统为载体，集成了空中拍摄、无人机遥控遥测和视频影像传输处理等多种技术。
无人机航测技术主要借助无人机、影像航拍设备、地面航线设计应用软件、无人机航摄飞行控制软件、地面信息处理系统、机载数据处理系统等，获取高分辨率及高精度遥感数字影像。
通过无人机高空飞行作业，搭载数字航测设备进行工程地形遥感测绘，借助信息数据处理系统对无人机航空摄影所得相关遥感影像数据进行后期加工，从而制作形成符合各种比例尺精度要求及国家地形测绘标准的地图产品。
1.2DOM的制作原理所谓数字正射影像的制作就是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片或遥感影像，经过逐像元进行处理，再按影像镶嵌，根据图幅范围裁剪生成的影像数据。
使用数字影像处理技术，不仅便于影像增强、改变反差等，而且以非常灵活地应用到影像的几何变换中，形成数字微分纠正技术。
根据有关的参数与数字地面模型，利用相应的构像方程式，或按一定的数学模型用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正射影像，这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行，而且使用的是数字方式处理，因此叫做数字微分纠正或数字纠正。
2 无人机航空摄影测量技术的应用优势与误差来源2.1应用优势无人机航空摄影测量技术，即无人机与航空摄影测量有效结合的技术，为航空遥感开创出一个新的发展方向—无人机数字低空遥感，可广泛应用于多个领域，如基础测绘、国家工程建设、数字化城市建设、国土监察、灾害应急处理等，具有以下4种优势。
机载三维激光雷达(LIDAR)扫描测量技术在长输管道测量中的应用
机载三维激光雷达(LIDAR)扫描测量技术在长输管道测量中的应用摘要：本文论述了机载三维激光雷达扫描测量技术在长输管道测量中的应用，并结合实际论述了该技术的方法和特点，该方法在管道测量中充分体现了其高精度、高密度、高效率、产品丰富等特点，为今后该技术在长输管道勘察设计中的应用提供了有力的技术支持。
关键词：机载激光雷达；激光点云；正射影响；数字高程模型1机载LIDAR技术简介机载三维激光雷达扫描测量(以下简称机载LIDAR- Light Detection and Ranger)技术是继GPS以来在测绘遥感领域的又一场技术革命。
LIDAR是一种集激光、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM。
机载激光扫描可以获取更小的目标信息，如高压线，可以穿透植被等覆盖物获得地面点数据，而且可实时得到地表大范围内目标点的三维坐标，同时它也是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的可行技术，可以快速、低成本、高精度地获取三维地形地貌、航空数码影像及其它方面的海量信息。
特别是对长输管网工程地处山区密林、植被茂密、无人进入的区域，传统的测量技术无法满足工期的要求，而且人员进入测区非常困难，因此，本项目的测绘工作，采用了机载三维激光雷达扫描测量。
2技术内容2.1获取数据的方法和原理机载激光雷达测量系统设备主要包括三大部件：机载激光扫描仪、航空数码相机、定向定位系统POS(包括全球定位系统GPS和惯性导航仪IMU)。
其中机载激光扫描仪部件采集三维激光点云数据，测量地形同时记录回波强度及波形；航空数码相机部件拍摄采集航空影像数据；定向定位系统POS部件测量设备在每一瞬间的空间位置与姿态，由GPS确定空间位置，由IMU测量仰俯角、侧滚角和航向角数据。
激光雷达工作原理图LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。
浅析城市航空摄影测量分析
浅析城市航空摄影测量分析摘要：城市地面摄影是航空遥感的主要手段，航空摄影是获取城市物理地理信息最常用、最有效的遥感手段，其成果是空中测量制作中广泛使用的原始数据和基础数据，用于测绘城市基本比例尺地形图、工程建设专用地图、资源调查和解释等。
航空摄影测量技术正在逐步取代传统方法，基于多年工作经验，结合大量相关文献，对城市航空摄影测量进行了详细的分析，对未来的发展提出了一定的展望，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：城市航空；摄影测量；测量技术；测量分析；科学技术为生产力发展和人类社会进步提供了源源不断的动力。
科学技术取得了巨大的发展，推动了各项社会事业的发展。
航空摄影测量作为一种重要的地理测绘方法，取得了很大的进步，同时也面临着新型挑战。
航空摄影测量技术是以航空飞机为基础，通过摄影设备、地面、测绘技术等手段，结合其他工具设备，实现影像获取和各种数字产品制作。
航空摄影测量技术从最初期军事用途演变为国计民生的重要应用。
近年来，计算机技术和信息技术的发展导致航空测量技术发生了重大变革。
除了传统的现场测量外，数据采集技术也取得了新的突破。
随着北斗导航系统组网的成功，无人机技术的飞速发展，以信息技术为主导的一组高精度航空摄像测量技术出现在人们的视野中。
其中包括星载SAR、航空摄影、土地资源卫星等，传统测量方法面临前所未有的挑战。
一、航空摄影测量概述航空测量是指通过对二维图像的观测，提取空间信息和数据。
通过计算机技术，人们可以有效地获得地理空间信息。
在空中测量上，几何定位是指利用遥感影响确定地面目标点的空间位置，这是基于遥感图像目标识别的实现。
为了实现目标定位，必须提高空间定向恢复的速度和精度。
随着空间定位技术、传感器技术和计算机计算技术的发展，几何定位的空中测量方法必须完善，对地面控制点的需求逐渐减少。
通过测量工作，有效地降低了对地面控制点的需求，缩短了导航图周期，在降低生产成本的有效控制方面取得了重大突破，摄影测量取得了显著成效。
第21届国际摄影测量与遥感大会(ISPRS)
第21届国际摄影测量与遥感大会(ISPRS)1、规模与内容大会期间从7月7日至10日举办了4天技术展览会(Technical Exhibitions)，展出面积达4000多平方米。
来自全球26个国家和地区的95个机构参加了展出，参展单位类型主要包括各国摄影测量与遥感硬件制造商25家、软件开发商28家、数据提供商9家、工程服务商16家、研究机构和社会团体7家、其他单位10家。
展出的主要类型包括：增强型数码航空摄影机(多线扫、全立体、高分辨率等)；集成式空中惯导和定位系统；静态或移动航空和地面Lidar测量数据获取、处理系统；多源数据高速集成处理像素工厂系统；综合型全数字摄影测量系统；功能扩展的遥感图形图像数字处理系统；GIS软件系统；三维重建编辑处理和显示系统；各种卫星遥感影像数据；以及其他产品。
表3 硬件/软件展出主要类型和参展单位数量技术类型参展单位数量主要参展商信息获取(包括光谱仪、数码相机、Lidar、地面采集及予处理系统等) 19Lieca、DIMAC SYSTEMS、Applanix Corporation、北京欧普特科技有限公司、INTERGRAPH、ITRES Reseach Ltd、Jena-Optronik GmbH、Optech Inc、RIEGL、ROLLEI MetricGmbH、拓普康、Trimble、Vexcel Imaging GmbH、Wehrli/Geosystem信息处理(包括数字摄影测量、Lidar数据处理、RS处理、综合处理等) 28DA T/ET Systems International、DEPHOS、ERDAS,Inc、InfoterraGroup、INTERGRAPH、INPHO GmbH、KLT Associates Inc.、Lieca 、PCI GEOMA TICS、P&F ETH Zurich、STORA ENSO、Terrasolid Ltd.、Topol Software、Virtual Geomatics、北京吉威数源信息技术有限公司、北京四维远见信息技术有限公司、武汉适普、武大吉奥、航天量子GIS和数据库11 Clark Labs、ESRI、LIZARDTECH、Sanborn Map Co.、北京超图、武大吉奥、中地数码、天际瞰宇信息技术(北京)有限公司、中测新图(北京)遥感技术有限责任公司应用服务(网上服务、导航服务、LBS等)2 北京四维图新科技股份有限公司、ESRI集成式或综合式系统 5 Applanix Corporation、STORA ENSO、北京四维图新科技股份有限公司、武汉适普、Trimble2、航空航天遥感平台产品及发展动向此次大会上出现了一批新型的航空遥感平台，如三角翼、无人机、飞艇和轻型飞机等低空平台，在此领域也涌现出了一批新的航摄单位。
国家地理信息产业发展规划 (2014-2020年)
国家地理信息产业发展规划（2014－2020年）地理信息是人类在经济社会活动中获取或形成的、主要描述事物或者现象的地理位置、时空分布及其动态特征和相关自然社会属性的信息，是重要的基础性信息资源，是国家信息资源的重要组成部分，广泛应用于经济社会发展各领域。
以地理信息资源开发利用为核心的地理信息产业，作为高技术产业、现代服务业和战略性新兴产业，市场潜力巨大，发展前景广阔。
为促进地理信息资源开发利用、提升产业核心竞争力、推动产业做大做强，根据《国务院办公厅关于促进地理信息产业发展的意见》（国办发〔2014〕2号）要求，制定本规划。
一、发展形势（一）取得的成绩改革开放以来，我国地理信息产业从无到有，进入了发展壮大、转型升级的新阶段。
发展环境不断优化。
党中央、国务院高度重视地理信息产业发展，有关部门积极予以扶持。
地理信息资源开发利用的社会认知度不断提高，社会需求更加旺盛。
用户群体从以政府为主转向政府、企业和大众并重，规模不断扩大。
市场主体日趋多样化，市场准入、信息安全等方面的政策法规和规范标准逐步完善，竞争有序的市场环境初步形成。
产业基础设施日益完善。
北斗卫星导航系统加快建设，服务范围已覆盖亚太地区。
自主航天遥感对地观测体系初步形成，高分辨率遥感测图卫星实现了从无到有的跨越，地面接收、处理、分发、应用体系基本形成。
现代测绘基准体系进一步完善。
地理信息资源共享和服务设施日臻完善，国家自然资源和地理空间基础信息库一期工程建成并投入试运行，国家地理信息公共服务平台“天地图”正式为政府和社会提供服务。
产业规模迅速扩张。
企业融资能力大幅提高，已有18家企业在国内外资本市场上市，参与国际竞争能力明显增强。
企业并购重组趋于活跃，产业聚集式、规模化发展趋势明显。
“十二五”以来，产业服务总值年增长率30%左右。
截至2013年底，企业达2万多家，从业人员超过40万人，年产值近2600亿元。
新应用、新服务不断产生，互联网搜索和电子商务提供商、通信服务提供商、汽车厂商等纷纷涉足地理信息应用领域，形成了遥感应用、导航定位和位置服务等产业增长点。
阐述工程测量中摄影测量与遥感技术的运用
阐述工程测量中摄影测量与遥感技术的运用摘要：在科学技术水平显著提升的背景下，不断提高工程测量技术，达到不仅节约人力成本同时提高测量数据的准确性和精度。
为工程建设提供精确的数据基准。
本文将从摄影测量与遥感技术的相关概念介绍、当前工程测量工作中存在的问题、摄影测量与遥感技术在工程测量中应用的主要技术以及摄影测量与遥感技术在工程测量中的实际应用四个方面进行相关论述，以供参考。
关键词：摄影测量；遥感技术；工程测量；发展趋势前言摄影测量主要就是依靠航摄像片进行地形图测绘，特点为：成图速度较快，气候季节制约影响小，精度较高。
遥感技术主要是基于航空摄影技术，使数字遥感与影像遥感有效结合的一种使用先进化的探测技术，能够实现不与研究对象接触的前提下，获取相关的特征信息。
此技术在地质、测绘、水文以及资源勘查等工作中得到广泛运用。
1.摄影测量和遥感技术基础概述1.1摄影测量技术概述摄影测量技术指的是通过专业的仪器和设备以及专业的技术人员，按照实际情况绘制数字化的图像的一种测量技术，其飞速发展在很大程度上促进了我国工程测量技术的发展。
测量人员在应用摄影测量技术的过程中，可以利用相机技术完成图像数据的建立，并按照定位标准进行工程测量，确定正相机、提取物要素、全数字摄影测量要素等，进而完成工程数据的测量。
在实际的数据测量过程中，测量人员需要根据相机装置的CCD数字摄影，获取数字图像，利用经典的观测方法对物体进行分析，获取照片的数字化内容，并在数据测量和确定后进行科学应用。
另外，测量人员需要按照坐标位置进行测量，选择不同的测量方法，保证测量数据的精度一致，按照一定的计算标准建立数字地面模型，根据平差数据的误差分析进行空间坐标分析，采集DEM摄影测量标准，绘制正片相机图和等高线标准。
1.2遥感测量技术概述在进行遥感测量的过程中，关键一点在于有效与电磁感应波相融合，通过专业的感应器对远程的辐射信号和反辐射信号进行接收，并且在接收信号之后对数据进行有效的分析。
摄影测量与遥感复习要点
1 相对定向:恢复两张像片的相对位置,建立立体模型;2 绝对定向:将立体模型纳入到地面测量坐标系中,并规化为所需的模型比例尺3 立体像对：在立体摄影测量中由不同摄影站对同一地面景物摄取的,具有一定影像重叠的两张像片称为立体像对;4 像片纠正：将中心投影的构像经过投影变换转变为正射投影,同时消除像片倾斜所引起的像点位移,使其相当于水平像片的构想,符合规定的比例尺,此变换过程为像片纠正;5 解析空三：只测定少量必需的外业控制点,在室内测出一批测图所需要的像片点坐标,通过解析的方法一定的数学模型平差计算出相应地面点的地面坐标;6 核线相关：核面与两像片的交线为同名核线,同名像点必定在同名核线上,沿核线相关计算,寻找同名像点;7 数字高程模型:是国家基础空间数据的重要组成部分,表示地表区域上地形的三维向量的有限序列,即地表单元高程的集合Z=fx,y研究地表起伏;8 GPS辅助空三：利用GPS动态定位原理,采用机械GPS接收机与地面基准站的GPS接收机同时,快速;连续地记录相同的GPS信号,通过相对定位技术的离线数据处理后,获得航摄飞行中摄站点相对与该地面基准点的三维坐标,并将作为辅助数据应用于光束法区域平差中;9 内方位元素：确定摄影中心与像片间相关位置的参数为内方位元素;10外方位元素：确定摄影中心和像片在地面坐标系中的位置与姿态的参数为外方位元素;11 像片调绘：利用航摄像片所提供的影像特征,对照实地进行识别,调查和做必要的注记,并按照规定的取舍原则,图示符号表示在航片上的工作;12 4D产品：DEM数字高程模型DOM数字正摄影像DRG数字栅格地图DLG 数字线划地图1航空摄影测量的定义与任务：定义：利用飞机或其他飞行器所载的摄影机在空中拍摄地面像片;结合地面控制点测量,调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业;任务：测制各种比例尺地形图和影像地图,建立地形数据库,并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础依据;2 航空摄影特殊点,线,面：点：摄影中心S,像主点O,地底点N,等角点C主合点i线：摄影机轴SO,垂线SN,主纵线W,主横线h o h o等比线h c h c摄影方向线vv,透视轴TT,合线h i h i面：像平面P,地平面E,主垂面W,合面E s;3航空摄影测量有哪些常用的坐标系各怎样定义的1像方坐标系像平面坐标系：用于表示像点在像平面上的位置,以像主点为原点的像平面坐标系用0-XY表示;2像框标坐标系：使用航摄像片的框标来定义像平面坐标系3像空间坐标系：为便于进行像点的空间坐标转换建立的能够描述像点空间位置的坐标系;4向空间辅助坐标系：将不统一的像空间坐标系转化到一种相对统一的坐标系中从而方便计算,该坐标系的坐标原点扔为摄影中心S,UW坐标轴方向视情况而定; （2）物方坐标系：1 摄影测量坐标系：将第一个像对的像空间辅助坐标系S-UVW沿W轴反方向平移到地面点P得到的坐标系P-XpYpZp2地面测量坐标系：用国家测图所采用的高斯-克吕格3度或6度带投影的平面直角坐标系和以某平面为起算面的高程系所组成的空间左手坐标系T-XtYtZt3地面摄影测量坐标系：为方便摄影测量坐标系和地面测量坐标系的转换而建立的过渡性坐标系;坐标原点在测区内的某一地面点,X轴为大致与航向一致的水平方向,Z轴沿铅垂方向,构成右手系;4 简述空间后方交会的解析过程1获取已知数据2量测控制点的像点坐标3确定未知数的初始值4计算旋转矩阵R5逐点计算像点坐标的近似值6组成误差方程式7组成法方程式8求解外方位元素9检查计算是否收敛5 述解析空三的作业过程1原始资料处理2自动空中三角测量准备3加密点自动生成4交互式编辑5接边及成果输出6 简述双向解析的相对定向—绝对定向方法的基本过程1用连续像对或单独像对的相对定向元素的误差方程式解求像对的相对定向元素;2由相对定向元素组成左右像片旋转矩阵R1 R2并利用前方交会式求出模型点在像空间辅助坐标系中的坐标3根据已知地面控制点坐标按绝对定向元素的误差方程式求解该立体模型的绝对定向元素4按绝对定向公式将所有待定点的坐标纳入地面摄影测量坐标中;7连续像对与独立像对各取什么样的空间坐标系各有哪些相对元素单独相对相对定向：像空间辅助坐标系V轴,摄影基线,V轴垂直于左主核面,W轴;位于左主核面;相对元素：φ 1 k1 φ 2 w2k2连续：以左片像空间坐标系作为本像对的像空间辅助坐标系,相对定向元素：b vb w φ2w2 k28 航空像片与地形图区别是1表示方法地形图是按成图比例尺所规定的各种符号,注记和等高线来表示地物地貌,航摄像片影像的大小,形状,色调;2表示内容：地形图用相应符号,文字,数字注记表示,房屋,道路等,这些在像片上是表示不出来的,且地形图上必须经过综合取舍,只表示经选择的有意义的地物,像片上有所摄地物的全部影像,显示内容广泛,3投影方式不同：地形图是正射投影,比例尺出处一致,地形图上图形不仅与实际形状完全相似,而且某相关方位保持不变；航片是中心投影,由于像片倾斜,地形起伏误差影响,使航片上影像有变化,各处比例尺不一致相关方位也发生变化;9解析空中三角测量有哪几种常用的方法基本思想是什么1航带法解析空中三角测量；以单元航带模型作为一个基本单元,利用地面控制点的摄影测量坐标与实际地面坐标相等以及相邻航带公共点坐标应相等为条件,用平差差在全区域求各加密点坐标,平差模型; 2独立模型法：以构成的每一单元模型为独立单元,进行全区域的整体平差计算,通过平移,缩放,旋转最终达到最或是位置; 3光束法解析空中三角测量；以每张像片所组成一束光线为平差的基本单元,在全区域内建立误差方程式,求每张像片的六个外方位元素和加密点的地面坐标;平差基础方程为：共线条件方程10 像片控制点布设的基本原则1像控点的布设必须满足布点方案的要求,一般情况下按图幅布设,也可以按航线或采用区域网布设;2位于不同成图方法的图幅之间的控制点或位于不同航线,不同航区分界处的像片控制点,应分别满足不同成图方法的图幅或不同航线和航区各自测图的要求,否则应分别布点;3在野外选择像片控制点,不论是平面点,高程点或平高点,都应该选在明显目标点上; 4当图幅内地形复杂,需采用不同成图方法布点时,一幅图内不超过两种布点方案,每种布点方案所包括的像对范围相对集中,可能时应尽量按航线布点,以便于航测内业作业;5像控点的布设,应尽量使内业作业所用的平面点和高程点合二为一,即布设成平高点;11 航摄像片的判读特征有哪些1形状特征 2大小特征 3色调特征 4阴影特征 5相关位置特征 6纹理特征 7图案结构特征 8色彩特征 9活动特征 12 简述DEM 数据处理的流程.1数据格式转换 2 坐标系统变换 3 数据编辑4 栅格数据矢量化 5 数据分块 6 子区边界的提取13 数字正摄影像图制作方法：1 全数字摄影测量方法：就是利用计算机对数字影像进行处理,并用计算机视觉,影像匹配和影像识别代替人眼,与计算机进行立体测量2单片数字微分纠正方法：首先,对航摄负片进行影像扫描,然后根据区域内已有的数字高程模型的数据和控制点坐标对数字影像内定向,数字微分纠正3正摄影图扫描方法：可直接对已有的光学制作的正射影像图进行影像扫描数字化,再经过平移缩放旋转和仿射等图像变换就能获得正确的数字正射影像图; 1共线方程各参数含义和用途)()()()()()()()()()()()(333222333111S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a fx -+-+--+-+--=-+-+--+-+--=x,y→ 想点坐标观测值； XYZ→ 相应地面点坐标控制点已知X s,Y s,Z s → 摄影中心在选取的地面摄影测量坐标一般未知待求a1...c3→ 由三个外方位元素00.0..0.0确定一般未知待求作用：由控制点解算外方位元素-单像空间后方交会,光束法由立体像对的像点坐标解算对应地面点坐标-多像前方交会利用DEM 制作数字正射影像图；利用DEM 进行单张像片测图;2摄影测量基本思想利用拍摄手段把物体摄成影像以获取物体各方面信息 原始资料 投影方式 仪器 操作方式 产品模拟摄影测量 像片 物理 模拟测图仪 作业人员 模拟产品 解析摄影测量 像片 数字 解析测图仪 机助作业员操作 模拟 数字数字摄影测量 像片 数字 计算机 自动化操作+作业员干预 模拟 数字3 grid 与tin 的优缺点优点：1只存储了高程坐标,2数据结果简单,3易于管理缺点：1 有时不能准确表示地表物结构与细部特征；2格网过大会损失地形的关键特征；3格网太小地形简单地区又存放在大量冗余数据4格网点高程内插时损失精度5如不改变格网大小,则无法适用起伏程度不同的地区;6对于某些特殊计算如视线计算时,格网的轴线方向被夸大7由于栅格过于粗略,不能精确表示地形的关键特征,如山,峰等;TIN 优点：1 能充分利用地貌的特征点,线,面;较好地表示复杂地形；2 可根据不同地形,选取合适的采样点数；3 分析地形和绘制立体图方便,4 克服了高程矩阵中冗余数据的问题,缺点： 存储量大,数据结构复杂,不便于规范管理,难以与矢量和栅格数据进行联合分析4航空摄影作业过程主要步骤和内容1航空摄影2 航测外业3航测内业4测绘产品1.航空摄影：在专用飞机上安装航空摄影机,通过对地面的连续摄影,以获取所摄地区的原始航摄资料和信息,主要为航摄提供基本的测图资料及一些影像数据;2.航测外业:像片控制测量；像片调绘；像片图测图;2.1像片控制测量：技术计划的拟定,高级地形控制点观测与计算；控制点的迭制；像片控制点的观测,计算,控制测量成果的整理;2.2像片调绘：调绘前准备工作；像片判读；地物地貌元素的综合取舍‘调查有关情况和测量有关数据；补测新增地物；像片着墨清绘；接边；检查验收；2.3像片图测图：固定比例尺像片图测图是综合法测图的主要方法,以航摄像片为基础,经像片纠正制作或具有与测图比例尺相等的像片平面图,根据像片图的影像确定地物,地貌点的平面位置,利用像片平面图在野外,通过普通地形测量方法确定地面高程,测绘等高线,调绘地物地貌,最终获得地形图;3 航测内业：控制点加密,像片纠正,立体测图像片加密：满足内业测图或制作像平面图的需要;像片纠正：消除航摄片与正射片间差异,满族像片图及制作正射图的需要;立体测图：航测成图的主要方法;4 测绘产品：4D产品,立体景观图,立体透视图,各种工程设计所需要的三维信息5通过本课学习,你认为要干好摄影测量工作要哪些方面的素质摄影测量时信息摄取,处理,提取和成果表达的一门信息学科,主要任务是测制各种不同比例尺地形图,建立地形数据库,并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据;摄影测量学与工程测量学,测绘学及其他学科间有密切的关系,摄影测量学必须具备大地测量学,工程测量学,地图制图学,遥感,地理信息系统,GPS及地籍测量与土地管理方面知识;误差理论测量平差,整理统计是处理摄影像片的基础,除此之外,还应掌握数学,应用学,物理学,工程科学,计算机科学,人文管理学等方面知识;为了加强交流,需熟练掌握英语,掌握专业知识后;还应培养我们的个人情操,在工作中认真严谨,态度端正,多动手实践,有吃苦精神不怕苦不怕累,只有具备以上素质,才能学好这门学科,才能为摄影测量做贡献;第一章绪论1.摄影测量的三个阶段：模拟、解析、数字;2.摄影测量的主要特点：①无需接触被摄物体本事获得其信息；②有二维影像重建三维目标；③面采集数据形式；④同时提取物体的几何与物理特征;3.摄影测量按用途可分为：地形和非地形测量;4.传统的摄影测量与数字摄影测量的区别：传统的摄影测量是利用光学摄影机提取像片,通过像片来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置和相互关系的一门科学技术;数字摄影测量是利用所采集的数字化影像,在计算机上进行各种数值、图形和影像处理,研究目标的几何和物理特性,从而获得各种形式的数字产品和可视化产品;第二章影像获取1.框标的作用：建立像片的直角框标坐标系;2.摄影机主距f：航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值,称为摄影机主距;它与物镜焦距基本一致,因物镜畸变等因素而有少许差异;3.常用的遥感数据有：美国陆地卫星LandsatTM和MSS遥感数据,法国SPOT卫星遥感数据;4.量测型相机与非量测型相机的区别：是否有框标;第三章摄影测量基础知识1.绝对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对于平均海水面的航高;2.相对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对于其他某一基准面或某一点的高度;3.影像方位元素：方位元素：确定摄影时摄影物镜摄影中心S 、像片与地面三者之间相关位置的参数;即摄影瞬间摄影中心S 、像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态;①内方位元素：摄影物镜中心S 相对于影像位置关系的参数x 0 ,y 0 f ;②外方位元素：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Xs, Ys, Zs,φ,ω,κ ;获取方法：①单像空间后方交会求解；②GPS 测定一台,Xs,Ys, Zs,三台φ,ω,κ ；③POS 系统测定,GPS+惯导系统;4.R 阵为旋转矩阵,正交矩阵;5.中心投影构象方程式及其应用：)()()()()()()()()()()()(333222333111s s s s s s s s s s s s Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a fx -+-+--+-+--=-+-+--+-+--= 应用：①单像空间后方交会和多像空间前方交会；②解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型；③摄影测量中的数字投影基础；④航空影像模拟已知影像内外方位元素和物点坐标求像点坐标； ⑤利用DEM 与共线方程制作数字正射影像图；⑥利用DEM 与共线方程进行单幅影像测图;6摄影测量常用坐标系：①像平面直角坐标系o – x y该坐标系原点：像主点O 即摄影中心S 在像平面上的垂足像平面坐标系的坐标轴方向与框标坐标系相同;是右手坐标系; ②像空间直角坐标系S-xyz为了进行像点的空间坐标变换,而建立的描述像点在像空间位置的坐标系;每张像片的像空间坐标系是各自独立的;③像空间辅助坐标系S-uvw由于各张像片的像空间坐标系不统一,给计算带来了困难,为此,需要建立一种相对统一的坐标系,称为像空间辅助坐标系;将像空间坐标系的Z 轴方向转到铅垂方向或某一竖直方向;④地面摄影测量坐标系D-XpYpZp由于像空间坐标系是右手系,地面测量坐标系是左手系,给地面点由像空间辅助坐标系转换到地面测量坐标系带来了困难,为此,需要在两种坐标系之间建立一个过渡性的坐标系,称为地面摄影测量坐标系;坐标原点D 为测区内的某一地面点;⑤地面测量坐标系T-XtYtZt地面测量坐标为国家统一坐标系,平面坐标系为高斯-克吕格三度带或六度带1980西安坐标系,高程坐标系为1985黄海高程系;第四章双像立体测图基础与立体测图1.双像立体测图:双像立体测图是指利用一个立体像对即在两个位置对同一景物摄取有一定影像重叠的两张像片重建地面立体几何模型,并对立体几何模型进行量测,直接给出符合规定比例尺的地形图,获取地理基础信息;使用一个立体像对构建地面立体模型的方法也称为立体摄影测量;2.人造立体观察的条件：①立体像对：两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对；②分像条件：每只眼睛必须只能观察像对的一张像片；③两像片上相同景物同名像点的连线与眼基线应大致平行；④两像片的比例尺应相近差别<15％;3.主核面：是指同多像主点的核面;4.左右视差P：同名投影点在仪器X方向上的偏差称为左右视差;5.上下视差Q：同名投影点在仪器Y方向上的偏差称为上下视差;6.完成相对定向的唯一标准：两像片上同名投影光线对对相交;7.内定向：恢复像片对的内方位元素;8.相对定向：确定一个立体像对两像片的像对位置;相对定向元素：确定两像片相对位置关系的元素;9.绝对定向：是借助已知的控制点对几何模型进行平移、旋转与缩放,使其成为地面模型,纳入到地面摄影测量坐标系中D-XYZ;10.绝对定向公式：第五章摄影测量解析基础1.单像空间后方交会：利用影像覆盖范围内一定数量的地面控制点的空间坐标和相应的影像坐标,根据共线条件方程反求出影像的外方位元素;这种方法称为单幅影像的空间后方交会;目的：获取外方位元素;基本思想：以单幅影像为基础,从该影像所覆盖地面范围内若干地面控制点的已知坐标和相应点的像坐标量测值出发,根据共线条件方程,解求该影像在航空摄影时的外方位元素Xs, Ys, Zs,φ,ω,κ;2.空间后方交会法的详细过程：①获取已知数据 m, x , y , f , Xt, Yt, Zt；②量测控制点像点坐标 x,y；③确定未知数初值 Xs, Ys, Zs, , , ；④计算旋转矩阵R;按3-9式；⑤逐点计算像点坐标的近似值x、y;按5-1式；⑥逐点计算误差方程式5-3式的系数和常数项,组成误差方程式;系数计算按5-4式5-8式和5-9b式；⑦计算法方程的系数矩阵ATA与常数项ATL,组成法方程ATAX= ATL；⑧解求外方位元素;按5-6式 X=ATA-1 ATL,并与相应的近似值求和,得到外方位元素新的近似值；⑨检查迭代计算是否收敛;3.解析法绝对定向：解析法绝对定向,就是利用已知的地面控制点,从绝对定向的关系式出发,解求七个绝对定向元素;目的：将相对定向后求出的模型点在像空间辅助坐标系中的坐标变换为地面摄影测量坐标;4.立体像对双像前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点在物方空间坐标系中坐标的方法;5.什么叫单像空间后方交会其观测值和未知数各是什么至少需要几个已知控制点,为什么答：根据共线方程利用一直控制点与其影像对应点,反求该像片的外方位元素Xs,Ys,Zs, Ψ,ω,k的方法称为单像空间后方位交会;观测值为：从摄影资料查找像片的比例1/m,平均航高,内方位元素x0,y0,f;从外业测量成果中,获取控制点的地面测量坐标,Xt,Yt,Zt;并转换为地面摄影测量坐标X,Y,Z;6.双像解析摄影测量有哪三种解析方法各有什么特点后交---前交解法,该方法前交的结果依赖于空间后方交会的精度,前交过程中没有充分利用多余条件平差计算；常在已知像片的外方元素,需确定少量待定坐标时采用;相对定向---绝对定向解法,该方法计算公式比较多,最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度,用这种方法的结果不能严格表述一副影像的外方元素,多在航带法解析空三测量中用;光束法,该方法理论严密,要求精度最高,带顶点坐标是按最小二乘准则解的,在光束法解析空三测量中用;第六章解析空中三角测量一、解析空中三角测量：采用严密的数学公式,按最小二乘法原理,用计算机进行的空中三角测量;二、解析空三的平差模型：1.航带法区域网平差；2.独立模型法区域平差；3.光束法区域网平差;三、航带网法空中三角测量基本思想：把许多立体像对构成的单个模型连结成一个航带模型,将航带模型视为单元模型进行解析处理,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四、独立模型法区域网空中三角测量基本思想：独立模型法区域网空中三角测量的基本思想是：把一个单元模型视为刚体,利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域,在连接过程中,每个单元模型只能作平移、缩放、旋转因为它们是刚体即单元内不加任何改正的独立模型,这样的要求只有通过单元模型的空间相似变换来完成;在变换中要使模型间公共点的坐标尽可能一致,控制点的摄测坐标应与其地面摄测坐标尽可能一致,同时误差的平方和为最小,在满足这些条件下,根据最小二乘准则对全区域网实施整体平差,解求每个模型的七个绝对定向参数,从而求出所有待定点的地面坐标;五、光束法空中三角测量的基本思想：以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元,以中心投影的共线方程作为平差的基础方程,通过各光线束在空间的旋转和平移,使模型之间的公共光线实现最佳交会,将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中,从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素;六、GPS辅助空中三角测量：GPS辅助三角测量就是利用机载GPS接收机与地面基准站的GPS接收机同时、快速、连续的记录相同的GPS卫星信号,通过相对定位技术的离线数据处理后获得航摄飞行中摄站点相对于该地面基准点的三维坐标,将其作为区域网平差中的辅助数据用于区域网联合平差,从而可大量节省甚至省去地面控制点;第七章数字地面模型及其应用数字地面模型就是一个用于表示地面特征的空间分布的数据阵列;最常用的是用一系列地面店的平面坐标X、Y及该点的地面高程Z或属性组成的数据阵列;二、数字高程模型：数字高程模型DEM或 DHM是表示区域D上地形的三维向量有限序列｛Vi=Xi,Yi,Zi,i=1,2,…n｝其中Xi,Yi∈D是平面坐标,Zi是Xi,Yi对应的高程;三、数字高程模型数据内插方法：DEM的数据内插就是根据参考点已知点上的高程求出其他待定点上的高程;1.移动曲面拟合法；2.线性内插；3.双线性多项式内插法;第八章全数字摄影测量基础。
POS辅助光束法区域网平差_袁修孝
第37卷 第3期测 绘 学 报V ol .37,No .3 2008年8月AC TA GEODAETICA et CARTOG RAPHICA SINICAAug .,2008 文章编号:1001-1595(2008)03-0342-07中图分类号:P 208 文献标识码:APOS 辅助光束法区域网平差袁修孝武汉大学遥感信息工程学院,湖北武汉430079POS -supported Bundle Block AdjustmentY U A N Xiu -xiaoS chool o f Remote S ensin g and In formation Eng ineering ,Wuh an University ,Wuhan 430079,H ubei ,ChinaA bstract :T he basic principle o f co mbined bundle block adjustment fo r PO S data and pho tog rammetr ic obse rva -tions is de scribed in this paper .A fundamental er ror equation is established acco rding to the rigo rous g eometric rela tionships amo ng aerial camer a ,G PS receiv er and IM U (ine rtial measurement unit ).A PO S -suppo rted bun -dle block adjustment sy stem W uCA PS is develo ped by author based o n the basic mathematical model .T wo sets of aerial imag es ,at scales 1∶2500and 1∶60000,w ith PO S data taken ov er two pr ojects of the flat topog ra -phy in China were processed by W uCA PS .T he e xperimental re sults hav e ve rified tha t the accuracy of PO S -suppo rted bundle block adjustment using the POS determined po sitio ns and a ttitudes of ae rial came ra between uncalibr ated and calibrated is ve ry clo sed .When o ne g round co ntrol point (GCP )in the each co rner aro und the block is set ,the coo rdina te accuracy of pho tog rammetric points can meet the r equirements o f the specifications of to po gr aphic mapping .T his can no t only reduce the w orkload o f field GCP s 'translocation ,but avo iding the implantatio n o f calibra tion field .T herefo re ,it can save PO S opera tion cost drama tically .In the same time ,a no vel ,rapid and economical metho d fo r aerial triang ulatio n is pro po sed in this pape r .Key words :Po sitio n and O rientation Sy stem (PO S );PO S -suppor ted bundle blo ck adjustment ;theo retical accu -racy ;pr actical accuracy摘 要:介绍POS 数据与摄影测量观测值联合平差的基本原理,推导了平差基础误差方程,并利用自行研制的PO S 辅助光束法区域网平差系统WuCA PS 对摄自两个平坦地区的1∶2500和1∶60000比例尺两种航摄影像进行了试验。