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文檔簡介

1、1. 攝影測量學的定義 : 是對研究的物體進行攝影,量測和解譯所獲得的影像 獲取被攝物體的幾何信息和物理信息的一門科學和技術。 內容: 獲取被攝物體的影像,研究影像的處理理論、技術、和設備,以及將 所處理和量測得到的結果以圖解或數字的形式輸出技術和設備。2. 主要特點 : 在像片上進行量測和解譯,主要工作在室內進行,無需接觸物 體本身,因而很少受自然和地理等條件的限制 ; 所攝影像是客觀物體或目標的 真實反映,信息豐富直觀,人們可以從中獲得所研究物體的大量幾何信息; 可以拍攝動態體的瞬間影像,完成常規方法難以實現的的測量工作;適用于 大范圍地形測繪,成圖快,效率高;產品形式多樣。3. 攝影測量

2、學的分類 :按攝影時攝影機所處位置不同: 航天攝影測量 (遙感技術)、航空攝影測 量(主要方式)、地面攝影測量、近景攝影測量、顯微攝影測量。按應用領域劃分:地形攝影測量、非地形攝影測量。 按處理的技術手段分:模擬攝影測量、解析攝影測量、數字攝影測量。4. 攝影測量學發展的三個階段 :模擬攝影測量 ,解析攝影測量 , 數字攝影測 量5. 攝影原理 : 小孔成像原理6. 成像公式: 物方主平面 Q到物點 A 的距離 D,稱為物距;像方主平面 Q到 像點a的距離 d,稱為像距。物鏡的焦距為 F。由光學成像公式可知:構像公式的另一種形式:111DdFxx f 27. 物鏡的光圈 :實際使用的物鏡都不是

3、理想的,通過物鏡邊緣部分的投射光線都會引起較大的影像模糊和變形。為限制物鏡邊緣部分的使用,并控制和 調節進入物鏡的光量,通常在物鏡筒中間設置一個光圈。光圈是衡量鏡頭能 通過光線多少的重要參數,一方面可調節物鏡使用面積的大小,另一方面了 調節進入物鏡的光亮。鏡頭具有匯聚光線的能力,它里面有一個用以控制鏡 頭有效通光口徑的裝置,稱為 光圈 。8. 快門:快門起遮蓋投射光線經物鏡進入鏡箱體內的作用, 是控制曝光時間的重要機件。曝光時間:(了解)快門從打開到關閉所經歷的時間。常用的快門有:中心 快門和簾式快門。9. 有效孔徑 d與物鏡焦距 F之比稱相對孔徑(d/F) 。相對孔徑的倒數 K F/d ,

4、稱為 光圈號數 。10. 景深:指被攝景物中能產生較為清晰影像的最近點至最遠點的距離。 景深與 物距、光圈號數及物鏡焦距有關,物距越大或光圈號數越大,景深也越大。11. 量測用攝影機三個特征 :(1)量測用攝影機的像距是一個固定的已知值,( 2)量測用攝影機承片框上具有框標( 3)內方位元素值是已知的12. 黑白攝影處理過程一般分為四大步 :顯影、定影、水洗和干燥。 (具體 內容了解了解)13. 攝影處理的目的 : 是使所攝景物的影像顯現出來并得到固定。顯影處理 :是利用顯影液使感光材料乳劑層中受光后的鹵化銀晶體內的銀 離子大量地還原為銀原子, 使曝光后感光材料上的潛影經顯影 液的氧化作用,將

5、潛像轉成可見影像。定影處理 :采用化學方法溶解所有剩余鹵銀物質,以便得到穩定的影像。水洗與干燥處理 :定影工作完成后,感光材料乳劑層表面附有大量的絡鹽 和雜質,需用水清洗掉在 30 分鐘以上。以水洗后的感光材料應用海綿,毛巾等 物除去表面水滴,然后放在通風的地方晾干。14. 航空攝影 :將航攝儀安放在飛機或其他航空飛行器上,從空中對地面景物的攝影。15. 航空攝影的基本要求 :飛機飛行穩定性好、 保持一定的高度、 航行路線直、 飛行速度適宜、續航時間長。豎直攝影 :攝影瞬間攝影機主光軸處于鉛垂方向的攝影。以測繪地形圖為 目的的空中攝影多采用豎直攝影的方式。要求航攝機在曝光的 瞬間物鏡主光軸垂直

6、于地面。像片傾角要小于 2 3 。豎直航空攝影分類 : 面積航空攝影、條狀地帶航空攝影、獨立地塊航 空攝影。(1)相對航高: 是指攝影瞬間攝影物鏡相對于被攝區域內地面平均高程基 準面的高度,用 H 表示,按 H=m?f 計算得到。(2)絕對航高: 是指攝影瞬間攝影物鏡相對于平均海平面的航高,指攝影物鏡在攝 影瞬間的真實海波高度。通過 H 絕=H+h平均 地計算得到。16. 攝影測量對空中攝影的基本要求:1)攝影比例尺攝影比例尺的變換有一定的限制范圍:1fmHM 為像片比例尺分母, H為攝影高度或稱航高 空中攝影時飛行航高 H 的變化量 H(也稱航高差)應限制為 H5H 另外,測量規范還規定同一

7、航帶內最大航高與最小航高之差不得大于 30m; 攝影區域內實際航高與設計航高之差不得大于 50m。(2)像片重疊度 攝影測量使用的航攝像片,要求沿航線飛行方向兩相鄰像片上對所攝地面 有一定的重疊度, 稱為航向重疊度。 對于區域攝影, 要求兩相鄰航帶像片之間也 要有一定的影像重疊,稱為旁向重疊度。航向重疊度 Px% Px/lx 100旁向重疊度 Py% Py/ly 100Lx, ly 表示像幅的邊長;航向重疊度的實用公式為:Px,Py 表示航向和旁向重疊影像部分的邊長hPx)% Px % 50 %H式中 h 為攝區內地面高差, H為攝影航高。正常規定航向重疊度 Px 65(3)航帶彎曲度是指航帶

8、兩端像片主點之間的直線距離 L 與偏離該直線最遠的像主點 到該直線垂距的比,一般采用百分數表示:R% 100% 航帶彎曲度一般規定不得超過 3。R% L 100%(4)像片旋偏角 相鄰兩像片的主點連線與像幅沿航帶飛行方向的兩框標連線之間的夾角稱 為像片的旋偏角,對像片的旋偏角,一般要求小于6,個別最大不大于 8,而且不能連續三片有超過 6的情況。17航攝像片影像的誤差主要來源: (1)底片變形( 2)航攝機物鏡畸變差( 3) 大氣折光差( 4)地球曲率影響18. 主色和補色 : 三種顏色中任一種顏色均不能由其余兩種顏色混合而成, 種顏色按不同的比例混合可形成各種色調的顏色, 稱為 主色或三原色

9、 ;如果兩種 顏色的光混合產生白色或灰色,則這兩種顏色就稱為 互補色 。黃和藍,紅和青, 綠和品紅為互補色。三原色:藍綠紅19. (1)加色法 :是將三原色按照不同比例進行光學混合 ,得到其他顏色2)減色法 : 從白光中減去主色而獲得補色的過程20. 濾光片 :染成某種顏色的有色玻璃透明片,屬于選擇性吸收的透明體21. 數碼相機 (電子元件)與傳統相機(銀鹽膠卷)的本質區別在于所采用的感光 介質不同。22中心投影的基本知識用一組假想的直線將物體向幾何面投射稱為投影。 其投影線稱為投影射線。 投影的幾何面通常取平面稱為投影平面。 在投影平面上得到的圖形稱為該物體在 投影平面上的投影。投影有中心投

10、影與平行投影兩種, 而平行投影中又有斜投影與正射投影之分23. 航攝像片是攝區地面的中心投影24. 航片上特殊的點、線、面。 (P31)25. 攝影測量中常用的坐標系 (P34)(1)像平面坐標系( 1)框標坐標系( 2)像平面直角坐標系( 3)以主縱線 為 Y 軸的像平面坐標系)(2)像空間坐標系( Sxyz )(3)像空間輔助坐標系( S XYZ)(4)攝影測量坐標系( P-XPYPZP)(5)地面測量坐標系( t XtYtZt ) ( 6)地面攝影測量坐標系( A-XtpYtpZtp )26.內方位元素含義:描述攝影物鏡像方節點與相片之間相關位置的參數稱為相片的 相關:內方位元素可以確定

11、攝影物鏡后節點相對于像片平面的關系。因此, 測圖時可以利用像片的內方位元素建立和攝影光束完全相似的投影光束。 從解析 觀點看,利用像片的內方位元素,可將像點在框標坐標系 P-xy 中的量測坐標轉 換成像空間直角坐標系 S-xyz 中的坐標,用于解析計算。 它是攝影測量中重要的 基本數據。27.外方位元素 含義:在恢復內方位元素的基礎上,確定航攝相片在攝影瞬間的空間位置和 姿態的參數。28. 像點在不同坐標系中的變換 (P39)(1)像點的平面坐標變換(2)像點的空間坐標變換29.構像方程1. 一般地區的構像方程共線條件方程a1 b1 c1xy a3 b3 c 22 abcXX AX sXxY1

12、YAYsYRyZZAZsZfx f a1(X Xs ) b1(Y Ys) c1(Z Zs) xf=a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs )=yf a2(XX s)b2(YYs)c2(ZZs)yfa3(X Xs) b3(Y Ys) c3(Z Zs )上述方程描述的是攝影瞬間像點、攝影中心和物點三點共線的幾何關系。2. 平坦地區的構像方程 :Xa11x a12 y a13a31x a32 y 1a21x a22 y a23Ya31x a32 y 1 上述方程為地面水平時的中心投影構像方程, 它反映了兩個平面對應點之間的投影變換關系 稱為投影變換公式用此公式可以將傾斜像片變換為水平像片。30.

13、利用航攝像片上三個以上像點坐標和對應像點坐標和對應地面點坐標, 計算 像片外方位元素的工作,稱為 單張像片的空間后方交會 。(概念)(P50)31. 計算過程:(1)獲取已知數據。從航攝資料中查取平均航高與攝影機主距;獲取控制點 的地面坐標并轉換為地面攝測坐標。 m, x0 , y0 , f , Xtp, Ytp, Ztp( 2)量測控制點像點坐標并作系統誤差改正x, y( 3)確定未知數初值 Xs0, Ys0, Zs0, 0, 0, 0( 4)用三個角元素的初值,計算各方向余弦值,組成旋轉矩陣R(5)逐點計算像點坐標的近似值(6)逐點計算誤差方程式的系數和常數項,組成誤差方程式(7)計算法方

14、程的系數矩陣 ATA和常數項 ATL, 組成法方程式(8)解法方程,球的外方位元素的改正數(9)用迭代法計算外方位元素的新值(10)將求得得外方位元素改正數與規定的限差比較,若小于限差,則迭代 結束。否則用新的近似值重復。32.像點位移 :理論上講,理想像片可以作為地形圖直接使用。但是由于在實 際航空攝影時,在中心投影的情況下,當像片有傾斜,地面有起伏時,便會導致 地面點的實際構像位置與理想情況下的構像位置存在差異, 這種點位的差異稱為 像點位移。構像比例尺(了解) :在航攝像片上,某一線段構像的長度與地面上對應線段水平距離之比,就是航攝像片上該線段的構像比例尺。在像片水平,地面也水平的理想情

15、況下,像片的比例尺才是個常數。 不同相對航高的線段, 具有不同的構像比例尺,線段航高越小,構像比例尺越 大33. 立體視覺的條件 :(1)生理視差的絕對值小于 0.4mm(2)物體在左右兩眼內的兩個構象在同一眼基線平面內人造立體觀察的條件:(1)兩張像片必須是在左、右兩個位置對同一個物體進行攝影而獲得的。(2)分像條件:一只眼睛只能觀察像對中的一張像片,即左眼看左像,右眼看 右像。(3)兩張像片應這樣放置:同名像點的連線應與眼基線近似的平行,而且同名 像點間距離應該小于眼基距(或小于擴大后的眼差距) 。34.(1)雙像測標量測法 : 是用兩個刻有量測標記的測標放在兩張像片上,或放 置在左右像片

16、的觀察光路中, 當立體觀測像片對時, 左右兩個測標構成一個空間 測標,當左、 右測標分別在左右像片的同名地物點上時, 就構成測標與該地物點 相切。此時,移動像片或觀測系統的手輪可直接讀出該點量測坐標系中的坐標 (x1,y1)與( x2,y2)?;蛘咭詼y標切到某一高程,用左右手輪運動,保證測 標沿立體模型表明緊貼移動,即可帶動測圖設備繪出等高線。( 2)立體像對的特別點、線、面。 (掌握) P/71(3)雙像解析攝影測量三種方法:A. 空間后方交會 - 前方交會法解求地面點的空間坐標 。這種方法先以單張像 片為單位進行空間后方交會, 分別求出兩張像片的外方位元素, 再根據待定點的 一對像點坐標,

17、用空間前方交會法解求待定點的地面坐標。B.相對定向 - 絕對定向法解求地面點的空間坐標。 這種方法不直接求出兩張 像片相對于地面攝影測量坐標系的外方位元素, 而是先進行相對定向, 確定兩張 像片相對于以左攝站為原點的像空間輔助坐標系的方位元素 - 相對定向元素,然 后用前方交會方法計算出模型點坐標, 建立與地面相似的立體模型。 最后進行絕 對定向, 將立體模型作三維的平移、 旋轉和縮放, 使模型點坐標變換為地面攝影 測量坐標。C 光束法解求地面點的空間坐標。 這種方法根據共線條件方程式同時解算 兩張像片的 12 個外方位元素和待定點的地面坐標。又稱為一步定向法。36. 雙像解析攝影測量的目的

18、:立體像對與被攝物體的幾何關系,以數學計 算方式,通過計算機解求被攝物體的三維空間坐標38.空間后方交會前方交會法的計算步驟1). 像片控制測量2). 像點坐標測量3). 空間后方交會計算相片的外方位元素4). 空間前方交會計算待定點的地面坐標39. 絕對定向元素 :描述立體像對在攝影瞬間的絕對位置和姿態的參數相對定向元素 : 描述立體像對兩張像片相對關系的參40. 采用重心化求解的原因 :減少坐標在計算過程中的有效位數,提高計算 精度:也可以使法方程式的系數簡化,個別項的數值為0,從而加快計算速度。 重心化坐標是指以重心為原點的坐標。41. 空中三角測量: 為了減少外業工作量,在野外只測定少

19、量必要的地面控制點,在室內利用相片之間內在的幾何關系,用攝影測量的方法求解這些雙向 攝影測量所必須的控制點的地面坐標。42. 空中三角測量的分類 :按發展階段可以分為:模擬空中三角測量、解析空中三角測量和數字空中三 角測量按平差范圍:單模型空中三角測量、單航帶空中三角測量、區域網空中三角 測量按數學模型:航帶法空中三角測量、獨立模型法空中三角測量、光束法空中 三角測量43. 航帶法單航帶解析空三上網主要步驟 :1 、像點坐標量測與系統誤差改正。2、連續像對法相對定向建立單個模型。3、航帶內各立體模型利用公共點進行連接,建立起來統一的航帶網模型。4、航帶網模型的絕對定向。5、航帶網模型的非線性改

20、正。6 將加密點地面攝測坐標變換為大地坐標44.模型連接 :將航帶內所有模型連接成航帶網,必須將各對象的模型進行比例尺規劃,這一過程稱為模型連接。45. 光束法解析空中三角測量基本思想 :以一張像片組成的一束光線作為一個平差的基本單元,以中心投影的共線方 程作為平差的數學模型,以相鄰像片公共交會點坐標相等、控制點的內業坐 標與已知的外業坐標相等為條件,列出控制點和加密點的誤差方程式,進行 全區域的統一平差計算, 解求出每張像片的外方位元素和加密點的地面坐標。46. ( 1)像片糾正的實質 :相片糾正的實質是要將相片的中心投影變換為成 圖比例尺的正射投影,實現這一變換的關鍵是要像點與相應圖點的對

21、應關系 (2)像片糾正的概念 :若能將中心投影的航攝像片進行處理,消除像片 傾斜引起的像點位移,消除或限制地形起伏引起的投影差,歸化不同攝站所 攝像片的比例尺,就可形成既有航攝影像的優點又有地形圖的數學精度的正 射影像,這一過程稱為像片糾正。47.攝影測量外業工作任務:1. 攝影測量外業控制測量:控制點2. 像片解譯及調繪3. 攝影測量外業補測48. 布點方案1. 全野外布點 :精度高,但工作量大,受限制,常被非野外布點代替。 (僅用 于特殊要求及特殊地形。 )2. 稀疏布點 :指在外業只測定少量控制點,其余大部分的像控點要通過內業 加密手段獲取的布點方案。3. 像控點的布設方案 :(1)航線

22、網布點:六點法、三點法、五點法(2)區域網布點4像控點的目標確定: 像控點應選擇在像片上影像清晰、能準確判點的明 顯地物點,如地物拐角點、接近正交的線狀地物交點或固定的點狀地物上。49. 像片判讀 : 即識別像片上各種影像所反映的屬性特征, 分為目視解譯與計 算機解譯。直接判讀標志: 地物本身屬性在影像上的反映。形狀、大小、色調、陰 影、圖案、相關位置、紋理間接判讀標志: 間接反映和表現目標地物信息的特征。地物相關布局,植被標志,地貌形態,水系格局,季相標志。50像片調繪方法:(結合書本看 P/174) 攝影測量成圖的像片調繪是根據地物在像片的構像規律, 在室內或野外對像 片進行判讀調查,識別影像的實質內容,并將影像顯示的信息按照用圖的需 要綜合取舍后,用圖式規定的符號在像片上表示出來。對于像片影像沒有顯 示而地形圖又需要的地物,要用地形測量的方法補測描繪到像片上,最終獲 得能夠表示測區地面地理要素的調

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