近景摄影测量控制点布设方案的研究
龚 涛
(西南交通大学 测量工程系 成都 610031)
【摘 要】 随着计算机技术的飞速发展和近景摄影测量应用范围的日益拓广,非量测用摄影机作
为影像信息的获取手段亦已显出其优越性。在真正建立非量测用摄影机所摄像片与
目标物间已知的数学关系中,控制点起着不可缺少的桥梁作用,不论是控制点的布
设还是数量都将直接影响到目标物物方坐标的解算精度。利用手持式120相机,就
直接线性变换算法中控制点的分布对物方坐标解算精度的影响进行了模型设置和
控制点选择的实验,取得了满意结果,并就此对直接线性变换算法中控制点的选择
问题得出了很有意义的结论。
【关键词】 控制点;直接线性变换(DL T );近景摄影测量
【分类号】 P 234.1
在近景摄影测量的信息获取手段中,最常选用的仪器是量测用摄影机。这类摄影机是专门为测量目的而设计制造的,因而,它的内方位元素已知或可测定,摄影机有框标装置,物镜畸变差小,并配有外部定向装置,这为在测图仪上进行信息处理和成果输出提供了必备的条件。但是随着近景摄影测量应用范围的日益拓广,近景摄影测量已不仅仅应用于测量界,还广泛渗透到工业监控、建筑、生物、医学、交通等领域。这样,选择量测用摄影机作为获取影像信息的手段便日益显出了诸多限制。比如,摄影距离受限,摄影机笨重,调焦范围有限或不可调焦,要求以任意方式摄影,被摄物不是一片测区,而是一块机械零件,等等。为此,灵活、轻便、可任意调焦、价格便宜的普通摄影机,便被引入了近景摄影测量领域。特别是能直接建立坐标仪坐标同物方坐标间数学关系的直接线性变换算法的提出,从理论上合理地、完全地支持了普通摄影机在近景摄影测量中的应用。同时,计算机技术的不断发展和数据处理软件功能的不断加强,则为普通摄影机提供了强有力的解算和处理手段,使得非量测用摄影机相对于量测用摄影机的缺陷(如物镜畸变差大,内方位元素不稳定,所摄像片不能在测图仪上处理,等等)在很大程度上得到了克服,并且精度也已达到了量测摄影机的水平[1]。对于非量测用摄影机所摄的像片只能用解析法处理,比如选用DLT 算法,而摄影像片与目标物间已知数学关系的建立,则完全依赖于控制点,所以,起着桥梁作用的控制点的分布问题在这里就显得尤为重要了。
笔者利用普通手持式120相机,针对具有不同纵深度的立体模型,基于DLT 算法,对控制点的不同数量和多种布设形式,在建立普通摄影机所摄像片的坐标仪坐标与目标物物方坐标间的数学关系中的作用,以及控制点分布对DLT 解算精度的影响作了大量实验,取得了满意结果,并对利用非量测用摄影机作为信息获取手段,以DLT 算法作为解析处理方法中控制点收稿日期:1996-06-12 龚涛:女,1968年生,讲师,硕士。
1997年6月 JOU RN A L O F SO U T HW EST JIA OT ON G U N IV ERSIT Y June 1997
的分布问题得出了很有实用意义的结论。1 摄 影
选择国产海鸥120普通手持式相机,对立体模型(示于图1)进行摄影。立体模型是特意为实验而选制的。它是在一张50cm ×50cm 的高塑板上均匀地固定着41根高低不同的同样是高塑材料的长方体柱,柱高从2.3～17.5cm 不等。在长方体柱顶面和底板上布设人工标志,如图1所示。标志绘于受温度、湿度影响小的聚脂薄膜纸上。点位的排列高低错落,这样就在模型上形成了具有不同纵深度,立体均匀分布的人工标志点。从图1可看出人工标志选择了图2所示的两种形状。根据关系式[2]
<=53d Y f
(1)
其中 <——人工标志直径;
d ——立体坐标量侧仪测标的直径;
Y ——摄影距离;
f ——
摄影机主距。图1 实验模型 图2 人工标志
在实验中,d =0.05mm ,Y =1m,f =0.65m,则<=0.1mm 。所以在圆形标志中心刺以0.1mm 直径的刺孔,用于在1818立体坐标量测仪上量测时,测标精确切准标志点位,以利提高量测精度。人工标志上的同心圆,是用于量测标志点物方坐标和坐标仪上量测象点坐标时粗瞄准
的。 图3 摄影布设 摄影布设如图3所示。将模型底板竖靠在
墙上,有长方体柱的一面向外,并使模型底板尽
量垂直于地面。选择摄影距离Y =1m ,摄影基
线B =0.32m 。将120相机镜头对准模型立面,
对模型作单机立体摄影。摄影焦距f =0.65m 。
选择普通120黑白胶卷作为摄影软片。将摄影
底片印成正片固定于玻璃板上,在立体坐标量
测仪上量测左片和右片上所有标志点的坐标仪
331
第3期 龚涛:近景摄影测量控制点布设方案的研究
坐标分别为(x,y)′左,(x,y)′右。摄影时摄取了两个立体像对,分别将两个像对左片、右片的坐标仪坐标取平均值,作为左片、右片标志点最后的坐标仪坐标值(x,y)左,(x,y)右。在C5立体测图仪上以相同精度获得立体模型各标志点物方坐标的量测值(X,Y,Z)量,单位为m m。
2 解析处理
在有了标志点的坐标仪坐标值(x,y)左和(x,y)右,以及物方坐标量测值(X,Y,Z)量以后,即可选择一定数量的控制点。利用DLT算法[2]
x+k1(x-x0)r2=L1X+L2Y+L3Z+L4 L9X+L10Y+L11Z+1
y+k1(y-y0)r2=L5X+L6Y+L7Z+L8
L9X+L10Y+L11Z+1
(2)
建立坐标仪坐标(x,y)与物方坐标(X,Y,Z)间的数学关系。根据式(2)列出关于未知参数L i(i =1,…,11)和k1的误差方程式[2]
V=M L+W(3)式中
V=v x v y
M=-1
A
X Y Z10000x X x Y x Z A(x-x0)r2 0000X Y Z1y X y Y y Z A(y-y0)r2
L=[L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10L11k1]T
W=-1
A
x
y
A=L9X+L10Y+L11Z+1
式(3)中有12个未知数,因此,至少需要6个已知物方坐标的控制点,才能解算出这12个未知数。
在解求出L系数以后,根据(2)式列出关于未知点的物方坐标(X,Y,Z)算的误差方程式[2]
V=N S+Q(4)式中
N=-1
A
L1+L9x′ L2+L10x′ L3+L11x′L5+L9y′ L6+L10y′ L7+L11y′
S=[X Y Z]T
Q=-1
A L4+x L8+y
x′=x+k1(x-x0)r2
y′=y+k1(y-y0)r2
这样,就可由量测的未知点的坐标仪坐标(x,y)左、(x,y)右逐点解算未知点对应的物方坐标(X,Y,Z)算。
332西 南 交 通 大 学 学 报 第32卷
为了进行实验,量测了所有标志点的坐标仪坐标(x ,y )左、(x ,y )右和物方坐标(X ,Y ,Z )量。这样,在选择了一定数量的标志点作为控制点以后,其它的标志点即视为未知点。所以可以直接比较未知点物方坐标解算值(X ,Y ,Z )算与其量测值(X ,Y ,Z )量之差
m X =1n ∑
n ?X 算-X 量?m Y =1n
∑n ?Y 算-Y 量?m Z =1n
∑n ?Z 算-Z 量?(5)n 为未知点总数。根据(5)式,求解未知点物方坐标的解算精度
m =m 2X +m 2Y +m 2
Z (6)
以m 作为分析控制点分布对DLT 解算精度的影响指标。
3 实验与分析
选择了不同数量,多种布设形式的控制点,如图4所示。根据(6)式分别解算出各种控制点分布情况下未知点物方坐标的解算精度m ,图4是其中具有代表性的几组情况。m 的单位为mm ,下同。
图4 实验一
(1)先看图4中a 和b 两种分布。控制点布设在整个摄区,未知点位于控制点的控制范围内。尽管a 是在中部横向加强的控制,b 是在中部纵向加强的控制,但二者的m 却相差不大;再看c ,d 和e 三种布设形式,控制点布设在摄区的某一局部。正是因为控制点的分布过于集中,使得远处未知点受到的控制作用减弱,造成c ,d 和e 布设形式下的m 明显大于a 和b 两种布设形式下的m 。
图4a ～4e 的布设形式中,控制点的数量均为7个。若增加其控制点数量,如图5所示的实验结果,可以看出,它们的解算精度都提高了。特别是c ,d 和e 三种布设,因其控制点的分布范围扩大了,从而加强了对远处未知点的控制作用,所以其解算精度得到了明显改善。比较图4和图5的a ～e 布设形式,可以得出,控制点应均匀分布在摄区内;增加控制点的333第3期 龚涛:近景摄影测量控制点布设方案的研究
数量,可提高未知点物方坐标的解算精度。这对控制点不能均匀分布在摄区时尤为明显。
(2)再分析图4中g 和h 两种布设情况,均为方框形。g 内框的控制点集中于中部,h 内框则接近于摄区边沿分布,然而两者的m 却大不一样。再看i ,j 和k 三种布设情况,同样是j 和k 的布设是在摄区边沿加强了控制,i 布设在边沿则减弱了控制,因而i 布设形式下的m 就大于
i 和k 。再比较图4、
图5中的c ,d 和e 三种分布,也是控制点集中于中部的d 分布情况下的m 大。因此,可以得出,控制点的布设应尽量沿摄区的边沿均匀分布,
且兼顾中部控制。
图5 实验二
(3)就控制点数量对m 的影响作了更
进一步的实验,示于图6。从图6可以看
出,随着控制点数量的增加,m 也在减小。
但是,当控制点数量增加到10个以上时,
其m 的变化却很小了。可见,控制点数量
的增加会提高物方坐标的解算精度,但并
不是控制点数量越多,精度就越好,而是有
限度的。过多的布设控制点,不仅不能更好
地改善m ,而且还会增大外业和内业工作
量,而且过多地布设控制点还会受地形条件的限制。(4)图4的d 分布,因其控制点位于一条直线上,至使其迭代计算不收敛。笔者又针对控制点分布于同一平面的情况作了实验,发现尽管控制点均匀分布在整个摄区,但因其Z 坐标值相差仅为$Z max =4.8mm ,得到m =14.848mm 。显然,控制点不应该分布在一条直线上或接近一个平面内,而应具有一定的纵深度,
立体均匀地分布在摄区内。
图6 实验三
4 结论与建议
根据上述实验与分析,可以得出利用普通相机基于DLT 算法的控制点分布方案如下:
(1)控制点应立体、均匀地分布在摄区内,而且一定加强摄区边沿的控制点布设;控制点的点位不能布设在近似一条直线或近似一个平面上。
(2)增加控制点的数量,可提高未知点物方坐标的解算精度,但数量的增加也应有限度。控制点数量选在10个左右为佳。若过少,多余观测量减少,影响解算精度;若过多,除了增加工334西 南 交 通 大 学 学 报 第32卷
作量和计算量外,m 并不能得到明显改善。
(3)在自然环境允许,控制点能均匀布设在摄区时,可相应减少控制点数量(至少不能少于7个),仍能满足精度要求;若受自然环境影响控制点不能均匀分布时,可通过增加控制点的数量,提高解算精度。
航92班文学虎同学参加了本文的实验工作,在此表示感谢。
参 考 文 献
1 王文颖.工程与近景摄影测量.北京:地质出版社,1994:68
2 冯文灏.非地形摄影测量.北京:测绘出版社,1985:38-66
A Scheme for Distribution of Control Points
in Close -Range Photogrammetry
G ong Tao
(Dept.o f Sur v.Eng.,Southw est Jiaot ong U niver sity ,Cheng du 610031,China )
【Abstract 】 T he crux to use non-surveying camera in clo se-rang e photog ram-
metry lies in selection of contr ol points.T he distributio n and num-
ber of control points w ill directly affect the precision o f the so lu-
tions for object coo rdinates .An ex periment is conducted w ith a
comm on cam er a to study the influences of distributio n of control
points in DLT alg orithm on the pr ecision of the solutio n fo r o bject
coodinates ,and the satisfactory results are obtained .
【Keywords 】 control po int;direct linear transform ation (DLT );close-range pho-
togr ammetry 335第3期 龚涛:近景摄影测量控制点布设方案的研究
杭州市地铁2号线一期工程SG2-3标 杭发厂站—人民广场站 盾构施工控制测量方案 编制： 审核： 批准： 中铁隧道集团有限公司 杭州市地铁2号线一期工程SG2-3标项目经理部 二○一一年七月
一、编制依据 1、杭州市地铁2号线工程杭发厂站~人民广场站区间施工设计图及有关说明； 2、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308—2002； 3、《城市测量规范》CJJ8—99； 4、《新建铁路工程测量技术规范》TB10101—99； 5、《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008； 6、《建筑变形测量规范》JGJ8-2007； 7、《工程测量规范》GB50026-93； 8、《市政地下工程施工及验收规程》DGJ08-236-1999； 9、《盾构法隧道施工及验收规范》GB50446-2008； 10、杭州地铁公司发布的地铁工程施工测量管理细则。 二、工程概况 2.1、工程位置 本工程位于杭州市萧山区，其中杭发厂站-人民广场站区间为2号线全地下盾构区间，盾构从人民广场南端头井始发沿市心中路下掘进，先后旁穿北河上的泰安桥和长廊顶河上的华荣桥，抵达杭发厂站北端头后调头，再次始发掘进至人民广场南端头。盾构区间平面位置详见图1.1《工程平面位置图》。
图1.1 工程平面位置 2.2、设计情况 【杭～人】区间起讫里程为上行线SDK5+665.328～SDK6+350.666（下行线XDK5+665.328～XDK6+350.666），区间上行线长685.338m（下行线长685.863m）。区间上行线及下行线由直线段和二组缓和曲线组成，曲线半径均为1000m、1500m、。区间上行线及下行线隧道均以0坡出站后以22‰的下坡到达区间最低点后，上行线以21.6‰的上坡(下行线线以21.56‰的上坡)，最后以2‰的上坡进站。线路呈节能V型。本区间竖曲线半径最大为5000m，最小为3000m。隧道拱顶埋深为10.2～15.6m。 2.3、技术标准 1)结构设计使用年限为100年。 2)结构的安全等级为一级。 3)结构按7度抗震设防。 4)结构设计按6级人防验算。 5)衬砌结构变形验算：计算直径变形≤2‰D（D为隧道外径）。 6)管片结构允许裂缝开展，但裂缝宽度≤0.2mm。 7)结构抗浮安全系数不得小于1.05。 8)盾构区间隧道防水等级为二级。 三、施工测量流程 仪器检测→交桩及控制点复测→测量方案及审批→机载仪器测量→人工复测→监理、建设方复测→施工过程中复测→竣工测量。 四、施工平面控制测量 4.1、施工平面控制网的布置原则 (1)、工程测量放样的程序，遵守由总体达到局部的原则； (2)、控制点应满足整体控制要求； (3)、控制点应埋设在牢固不易破坏的位置； (4)、控制点相互之间必须通视，不能满足通视要求应合理设置工作点； (5)、控制点数据采集后需进行闭合，并进行平差计算； (6)、严格控制限界要求，满足设备安装要求，放样时需掌握“宁大勿小”
沈阳地铁十号线土建工程XX标段XXX站 加密控制点测量方案 制表:XXX 检查:XXX 复核:XXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXX年X月X日
目录 一、工程概况 (2) 二、编制依据 (3) 三、测量人员及测量仪器设备 (3) 四、测量工艺流程 (5) 五、加密点的布设埋设 (5) 六、加密点的观测 (6) 1 (7) 八、测量质量保证措施 (10) 九、仪器精度的保证措施 (10) 十、资料的上报 (10) 十一、测量安全及文明要求 (10) 一、工程概况 黑龙江大学站位于黑龙江大学校门西南侧，哈尔滨服装城东侧，车站沿南北走向布置于
学府路下，为地下二层岛式车站。黑龙江大学站主体结构的是个已于去年结束，今年施工车站附属结构。车站共设4个出入口（其中1个为远期预留）、2个风道和2组风亭等附属结构。 车站东侧为黑龙江大学，西侧有哈尔滨服装城，展位处地面高程起伏不大，地面标高约为158.2米。本车站附属结构为地下一层结构，顶板覆土2.8～5.0米，车站附属结构基坑开挖深度为10米左右。 我标段车站主体结构已经全部施工完成，剩余工程为车站附属结构，施工均采用明挖法施工。为满足工程施工需要，保证测量工作准确及时，特制定加密点布设、埋设及观测方案。 二、编制依据 《工程测量规范》（GB50026-93） 《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008） 《城市测量规范》（CJJ8-99） 哈尔滨地铁一期工程二标段控制点交接桩成果 国家其他测量规范、强制性标准 三、测量人员及测量仪器设备 1、测量人员
2、仪器设备 3、辅助工具及材料
河南理工大学测绘学院 《近景摄影测量学》教学实验报告 （专业必修课） 2011年月日 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 实验成绩： 评语: 指导老师签名： 2011年月日
实习报告一：相机的认识和使用 一、实验的目的与要求： 1.熟悉使用相机并对物体进行高清晰拍摄 2.了解相机的各功能键对拍摄景物的作用 二、实验仪器： 佳能相机一台 三、实验步骤 1.打开相机 2.阅读相机的使用说明书，了解相机的参数设置 3.用一种拍摄模式对物体进行拍摄然后观察其效果 4.换一种拍摄模式在观察相片的效果，然后与上一张相片对比，观察其图形的差别 5.修改相机参数再观察相片的成图效果。 四、实验体会与收获： 这次实习让我学会到如何使用相机对物体进行高清晰拍摄，同时认识了相机的各个功能键的作用和用法，初步掌握了拍摄的技巧，了解了相机各个功能键对拍摄景物的作用。
实习报告二：Lensphoto软件的处理过程 一、实验目的： 1.掌握Lensphoto软件的操作步骤 2.掌握Lensphoto软件对非量测相机参数的检校。 二、实验内容： 用Lensphoto软件对已有的实验数据进行处理并得出处理结果 三、实验步骤 1.相机检校 2、新建工程 (1)工程--新建--导入(导入对应要处理的工程影像数据)，输入航带数，对影像进行航带分组。 3、打开工程 打开对应的工程文件*.prj。 （1）、空三匹配匹配前人工给定航带内和航带间立体像对的种子点，目的是确定匹配像对两张影像间的概略偏移量。 （2）、光束法平差只有进行了相对定向，控制点量测才具有预测功能 （3）、控制点量测 4、引入控制点 (1)把全站仪导出的三维点信息，进行编辑。整理成软件可识别的*.ctl数据格
平面控制点的选择 在选点时，首先调查收集测区已有的地形图和控制点的成果资料，一般是现在中比例尺（1：10000-1：1000000)的地形图上进行控制网设计。根据测区内现有的国家控制点或测区附近其他工程部建立的可资利用的控制点，确定与其联测的方案及控制网点位置。在布网方案初步确定后，可对控制网进行精度估算，必要时对初定控制点作调整。然后到野外去勘探、核对、修改和落实点位。如需测定起始边，起始边的位置应优先考虑。如果测区没有以前的地形资料，则需详细勘察现场，根据已知控制点的分布、地形条件及测图和施工需要等具体情况，合理的拟定导线点的位置，并建立标志。 控制点位置的选定应满足相应工程的基本要求《公路勘测规范》 （JTJ061-99）中规定。公路平面控制网应满足一下要求。 （1）相邻导线点间要通视，对于钢尺量距导线，相邻点间还要地势平坦，以便于量边长。 （2）导线点应选在土质坚硬、稳定的地方，以便于保存点的标志和安置仪器。 （3）导线点应选在地势较高，视野开阔的地方，以便于进行加密、扩展、寻找和碎部测量以及施工放样。 高程控制点的选择 高程控制点通常以水准测量的方法建立，成为水准点。水准点的选定应满足一下要求。 （1）水准点应选在能长期保存，便于施测，坚实、稳固的地方。 （2）水准路线赢尽可能沿坡度小的道路布设 （3）在选择水准点时，应考虑到高程控制网的进一步加密。 （4）应考虑到便于国家水准点进行联测。 （5）水准网应布设成附和路线，结点网或环形网。 平面控制点的埋设 平面控制测量的标石中心就是控制点的实际点位。所有控制测量成果，包括坐标、距离、角度、方位角等都是以标石中心标志位准。因此，标石的任何损坏或位移都会使控制测量成果失去作用或精度受到很大影响。可以说，埋设稳定、坚固和耐久的中心标石，是保证控制测量质量的一个十分重要的环节。 国家平面控制网为三角网，国家三角测量规范按三角网等级和地质条件将中心标石分为8种规格。 公路工程测量控制网三角点或导线点标石一般采用混凝土桩。当有整体坚固的岩石或建筑物时，三角点或导线点可设在岩石或建筑物上。
数字近景摄影测量测图应用探讨 摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了数字近景摄影测量测图 技术的飞跃，研究其相关课题对于提升测图的整体效果具有极为关键的意义。本 文首先介绍了数字图像处理，分析了数字近景摄影测量关键技术，并研究了数字 近景摄影测量技术的应用，望对相关工作的开展有所裨益。 关键词：数字近景摄影；测量；测图；应用 1前言 随着数字近景摄影测量测图应用条件的不断变化，对其技术方法提出了新的要求，因此 有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此， 本文从概述相关内容着手本课题的研究。 2数字图像处理 图像处理技术作为一项基础技术在各种领域都有着应用。图像是三维景物的二维投影， 三维景物的很多信息并不能在二维图像上体现出来。摄影测量双像测量是图像三维信息提取 的基础技术，通过影像匹配代替传统人工观测，将原始相片的灰度转变为电子、光学、数字 等不同形式信号。影像相关是通过不同信号之间的关联函数评价相似性。取出特定点中心小 区域影像信号，之后在另一个影像区域中区域对应区域影像信号，求得相关函数，以影像新 红分布相似区域作为同名区域。这是自动化立体测量的基本原理。 2.1数字相关 数字图像处理使用了数字相关技术，利用计算机进行数字影像数值计算，进行影像的匹配。数字相关算法除了相关函数，还有协方差函数、差绝对值和、相关精度等方法，数字相 关通常都是二维搜索过程，通过核线相关原理的引入，能够进一步简化为一维搜索。 2.2二维相关 二维相关首先在影像上确定一个待定点作为目标点，之后以目标点选择一定像素数的灰 度阵列，作为目标区域，同时在另一个影像上搜索同名点，估算同名点可能存在的范围，建 立同样大小的灰度阵列进行搜索，计算和目标区域的相似度。 2.3一维相关 核线影响上进行一维搜索，理论来说，目标窗和搜索窗均可视作一维窗口，但是两个影 像窗口相似性通常都是统计量，为了提高结果可靠性，需要尽量丰富的样本，所以目标窗口 像素不能过少，而且目标区域过长会造成灰度信号中心和集合中心之间不重合，相关函数高 峰值和最高信号值一致，影像几何变形影响下会出现很大误差。因此目标区和二维相同时搜 索工作从一个方向进行即可。 3数字近景摄影测量关键技术研究分析 1）现代化数字图像的直接获取与处理。分析传统的图像获取，即电子管摄像机，根据功 能划分，主要包括量测像机、半量测像机、非量测像机，对于量测像机，其主要目的是精密 测量物体的位置、尺寸、运动轨迹，其具有机械结构稳定、镜头光学畸变小、长焦距和相片 尺寸大的特点，但是，随着现代工业的发展，固体式数字摄像机已不断涌现在市场中，即数 字像机，数字像机在各个领域中得到广泛应用，尤其是广播电视，其主要有CCD图像传感器、摄影镜头及相关电子电路等附件构成，根据性能的不同，数字像机分为标准视频摄像机和数 码相机，其主要通过定向反光标志和标志中心的亚像素精确定位的亚像素边缘检测、子像素 精度中心定位来实现物体测量，对于定向反光标志中的RRT标志的“准二值摄影”，可以采用 梯度幅值法来提高图像测量的精度，亚像素精度边缘定位后，采用椭圆最小二乘拟合的方法 来获取反光标志中心，最后确定像素的精度。 2）数字像机的试验场法标定技术、自标定技术。试验场法标定是指对已控制点摄影的单 片相机空间后交会进行求解，其具有计算简单、摄影几何图形要求低、内外参数相关性影响 小的特点，例如某实验采用了28mm/2.8D、视场角为60°*46°的尼康D2H数码相机，在拍摄 过程中，由于相机焦距是固定的，并且设置的摄影距离为3.2m，分别在不同摄影位置对事物 进行顺时针拍摄和逆时针拍摄，为了验证不同参数对标定结果的影响，分别选择不同的畸变
实验一、坐标转换 一、实验背景： 解析摄影测量学通过坐标系统旋转和共线方程建立了像点坐标与对应物点坐标的严密关系。数字影像像素坐标系不同于像平面坐标系，需要通过内定向建立像素坐标系与像平面坐标系的关系，故此次实验的本质即数字影像内定向。 二、实验原理： 1.内定向通过对影像框标的量测来解决，影像内定向的实质是确定像平面坐标系。 2.进行解算的时候我们希望得到的是一个点的像平面坐标，而根据扫描所得到的相片 我们只能得到其像素坐标，它们之间存在一个转换的关系，即仿射变换： 数学模型： ,, 012 ,, 012 x a a x a y y b b x b y =++ =++ 其中x’y’分别为像素点在像素坐标值，x y为对应点像平面坐标值。根据上式我们可以通过部分控制点求得仿射变换中的系数，然后就可以根据一个像素点的像素坐标而 求得其所对应的像平面坐标。 注：当量测分别位于影像四边中央和四角的8个框标，也可采用双线性变换公式进行像 点坐标改正。 三、实验工具： MATLAB，Photoshop 四、实验步骤： 1.量测像框标的像素坐标。 通过PS打开量测其8个框标的像素坐标。 框标分布图： 具体方法：将范围拖动至框标所在处，放大框标，鼠标瞄准十字丝中心，显示出X,Y坐标。
量测完8个框标的像素坐标，同理对中的8个框标点进行量测。 2.找出两张相片上控制点所对应的像素坐标。 由找出下图中左图6个控制点像素坐标。再 由找出下图中右图6个控制点像素坐标。 具体方法：比如要找到6157的像素坐标，我们先找到其大致范围，然后放大，再与周围环 境比对，利用放大的图综合比较，找到控制点
近景定义：通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动准柜台的科学手段。 优点：1.它是一种瞬间获取被测物体大量物理信息和几何信息的测量手段。2.它是一种非接触性量测手段，不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态，可在恶劣条件下作业。3.它是一种适合于动态物体外形和运动状态测定的手段，是一种适用于微观世界和较远目标的测量手段。4.它是一种基于严谨的理论和现代的硬软件，可提供相当高的精度与可靠性的测量手段。 5.它是一种基于数字信息和数字影像技术以及自控技术手段。 6.可提供基于三维空间坐标的各种产品。 缺点：1.技术含量高，需要昂贵的硬件设备投入和较高素质的技术人员，设备的不足以及技术含量的欠缺均会导致不良的测量结果。2.对所有测量对象不一个定是最佳选择。 主要用途：1.古建筑与古文物摄影测量。2.生物医学摄影测量。3.工业摄影测量。 发展状况：在国际上已有五六十年历史，在进京摄影测量与机器视觉委员令的组织下，每两年召开一次国际性的学术讨论会。近景摄影测量，在国内近十余年有较大发展。中国测绘学会摄影测量与遥感委员会负责协调学术交流工作。 内外方位元素的选择：1.内方位元素：恢复（摄影时）光束形状的要素。若有四个框标像在像片P上它们构成一个框标坐标系，像主点在此框标坐标系内的坐标（X0,Y0）以及主距f，即为像片P的内方位元素。 外外方位元素的选择：确定光束在给定物方空间坐标系中的位置与朝向要素。三个直线元素，即坐标值XYZ，用以形容各光束定点（摄影中心）S在物方空间坐标系中的位置。三个角元素，用以形容光束在物方空间坐标系中的朝向。 摄影机的分类：量测摄影机、格网量测摄影机、半量测摄影机、非量测摄影机。 各类摄影机的性能与技术指标：量测摄影机：机械结构稳定，光学性能好； 格网量测摄影机：配有标准网格以改正底片变形，并具备量测摄影机功能； 半量测摄影机：不具备量测摄影机众多功能但配有改正底片变形的格网； 非量测摄影机：内方为元素不能记录，光学畸变颇大，未采取减少或改正底片变形的措施并且不具备记载外部定向参数的功能。 何谓一步像机：一步相机又称一次成像照相机。利用此类相机，在启动快门一分钟后，即可获得照片。感光材料自身，集感光片、电源以及显影定影药浆于一体构成。 非量测用像机有哪些优点和特性：1、社会拥有量大，包括它的通用性与普及性；2、使用方法灵活，包括调焦范围大，可手持摄影，可对任意方向摄影；3、价格相对低廉；4、适合某种专业的特殊要求，如连续摄影、高速摄影、同步摄影、跟踪摄影、显微摄影、有线或无线遥控摄影、全景摄影和水下摄影。 立体摄影机：在已知长度的摄影基线两端，配有两台主光轴平行且与基线垂直的量测摄影机的设备，称之为立体量测摄影机。 CCD的概念、原理和形式：电荷耦合器件CCD是20世纪70年代发展起来的半导体器件。原理：CCD是在N型或P型硅衬底上，生长一层很薄的（约10nm）二氧化硅绝缘层，再在此氧化层上，按一定序列，淀积多个相隔很近的金属电极而生成的。通过光注入方式或电注入方式，将代表输入信号的电荷，引入金属电极下的表面势阱后，通过附加在金属电极上的控制信号，使电荷做存储及转移动作，最后在输出端收集输出信号。 形式：线阵CCD图像传感器、面阵CCD图像传感器、CCD摄影机、固态摄像机 彩色电视机的制式有哪几种：NTSC制式、PAL制式、SECAM制式、EIA制式 夜视器的作用和适应范围：作用：对照度很低的对象进行观察、监视以至测量。 适用范围：应用于黑暗条件下的隐蔽性监视，如野生动物观察、工厂、仓库、海关、边防的巡视、公安与法院的取证以及银行、公司的保安等方面。
《数字摄影测量学》之“4D 产品生产”综 合实习实验报告 一、实验任务及目的 在所有专业课程结束之后，为巩固所学知识，通过毕业前的以实际生产为标准的4D 产品生产实习，进一步深入掌握摄影测量学的基础理论以及全数字摄影测图过程。包括掌握VirtuoZo 的主要模块的功能、数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字栅格地图(DRG)、数字线画地图(DLG)的制作工艺与流程。并在4D产品基础上，制作出该区域虚拟现实成果。 此实习主要针对遥感科学与技术专业中摄影测量与遥感方向的本科生。 二、试验流程 设置模型参数设置 影像 参数 设置 DEM 参数 设置 正射 影像 参数 设置 等高 线参 数 模型定向 (内相对绝对) 打开工程 打 开 模 型 核线重采样 影像匹配 编辑匹 配结果 生成 DEM 生成 等高线 生成正 射影像 生成等高线叠合 正射影像 IGS编辑4D产品 将4D成果导入三维软件
三、内容和形式 ●了解掌握VirtuoZo 的主要功能模块，利用自动空中三角测量软件完 成一个区域的加密任务 ●利用空中三角测量的成果，生成DEM ●进行数字微分纠正，生成DOM，并且进行影像镶嵌 ●采用已有航空影像的调绘资料，结合等高线图完成一幅全要素矢量 DLG 制作 ●对已有的纸质地形图扫描数字化，完成DRG 制作 ●将4D成果，导入三维软件，制作虚拟现实场景； 四、实验准备 ●23×23一对数字航空影像以及相应的影像参数。例如：主距、框标距、 摄影比例尺、成图比例尺、控制点、数字高程模型的间隔参数以及正 射影像的比例尺等。 ●每个学生提供一台数字摄影测量工作站VirtuoZo 及立体观测设备
大比例尺测图一般利用目标清晰、精度高的直角地物目标或点状地物目标作为像片控制点，也可在航摄前在地面上敷设人工标志。被选定的目标精确地在像片上刺出位置，并于像片背面绘出与相关地物关系略图，以简明确切的文字说明其位置。用图根控制测量方法(见地形测量)与精度要求测定其平面坐标和高程。 像片控制测量 photo-control survey 方法，有立体像对、航线和区域网3种布点方案，其中区域网法所需 野外控制点最少，是常用的一种。点的位置，须符合摄影测量的要求。例 如，点位要选择在像片航向3片重叠范围内和旁向重叠的中部，平面控制点 应选在线状地物的交叉点或明显拐角点上，高程控制点尽量选择高程变化 缓慢的地形特征点上，平高控制点则应两者兼顾。②技术设计，是将像片 控制点，以及像主点、图廓点、大地点等标绘在旧地形图或像片图上，然 后根据测区地形特征，迸行图上设计，确定控制网的扩展和每个像片控制 点的具体施测方案。③像片刺点和点位测量，是同时进行的。在地面上竖 立规标的同时，经过仔细对照周围的地物地貌，便可在像片上刺出点位并 作出标记和说明。点位狈l]量是以大地点为基础，用经纬仪或电子速侧仪， 采用侧角交会、测距导线和三角高程等方法经过观测、计算等步骤，最后 求得像片控制点的平面坐标和高程。④资料整理，包括控制像片的着墨整 饰和观测成果的整理、调制成果表。像片控制测量野外作业劳动量大，周 期长，人们在不断探索减少野外控制点的可能性。例如，航空摄影前在大 地点或其他已知点设置标志，使之在像片上有明确而清晰的影像，可以简 化像片控制测量的过程。在地形图更新中，充分利用已有的控制点，一般 不再进行控制测量。在航天摄影侧量中，摄站坐标和像片姿态角，可以根 据轨道参数和星像片确定，在定位和测图时，不一定完全依赖野外控制点。 (杨定国) XiangPIQn kongzhi celiang 像片控制测量(pho‘0一con‘rol SurVey) 在野外测定像片控制点的平面坐标和高程的方法。又称像片联测。 是航空摄影测量外业作业项目之一。主要为航测内业控制加密和测图提供 起算数据，是保证军用地形图数学精度的重要环节。像片控制测量包括选 点、技术设计、像片刺点和点位测量、资料整理等主要内容。①选点，是 确定像片控制点在像片上的位置。像片控制点(亦称野外控制点)分为平面 控制点、高程控制点和平高控制点3 种。点的数量，取决于航测内业控制加 密的
多基线数字近景摄影测量 近景摄影测量 传统把近到一米内远到100米以内的摄影测量称为近景摄影测量。这样近当然不可能在飞机上，因此，近景又可以称为地面摄影测量。 近景摄影测量难点：航空摄影测量是平行摄影,摄影要求简单,摄影很规范化, 基线不变,摄影关系不变.交会角不变,利于匹配。它的照片也很规则,各单模型是固定基线、摄摄影关系及交会角,非常规范.因而当计算机技术高速发展时,它容易通过连续的空中三角测量实现各单模 型的连接和点的匹配传递从而达到自动化.但是同样是双目视觉的近景摄影测量是交向摄影,它的摄影条件非常复杂,拍摄要求非常苛刻,拍的照片远没有航摄平行摄影那样规范.它本身 的这些因素使它永远解决不了匹配,交会角,精度三者的三角矛盾.无法实现自动化. 三者矛盾：从精度而言: 交会角大,基线长,精度高; 交会角小,基线短,精度低. 从匹配而言: 交会角大,变形大,匹配难; 交会角小,变形小匹配易; 能满足两张影像变形不超过匹配的许可,而又能满足起码的精度,这样的交会角在传统的近景摄影测量---即基于双目观测原理中的近景摄影测量的地面摄影条件几乎是不存在的.这便是近几十年来近景摄影测量无实质进展的根本原因. 矛盾解决：张院士把从空间一个点由两条光线交会的摄影测量基本法则变化为空间一个点由多条光线交会而成的全新概念，彻底解决了数字近景发展的难题。Lensphoto Lensphoto介绍：A.新的理论原理; 传统摄影测量无论是模拟方式，解析方式或是数字化方式，都是基于人眼双目立体视觉的基本原理。Lensphoto实现了从传统基于人眼双目视觉原理到真正基于计算机视觉原理完成摄影测量的跨越；从近景摄影测量技术上讲，这是一套实现了质的飞跃的崭新技术。以计算机视觉原理（多基线）代替人眼双目视觉（单基线）传统摄影测量原理，从空间一个点由两条光线交会的摄影测量基本法则变化为空间一个点由多条光线交会而成的全新概念。B.新的数据获取方式; 旋转多基线摄影: 一个模型可以由多张照片生成,不再是一条摄影基线.多条基线多张照片同时构成多个模型.多基线摄影又分旋转和平行两种摄影方式.这是一种全新的摄影机制.与它对应的软件新处理技术基础便是计算机视觉原理.它将原来按“单模型”处理的交向摄影，扩展为多个模型的区域；比常规的“交向 摄影的单模型”，可大大的减少控制点。C.新的匹配技术; 多片立体匹配: 多基线摄影新机制的引入,使近摄影测量首次有了影像匹配的条件.Lensphoto所采用的是目前国内外最先进的 多片立体匹配技术, 适应于被摄物体的空间分布不连续、断裂、遮挡的新的影像匹配,此技术也是公司的专利.它优于现有一切数字航空摄影测量工作站中的匹配技术.D.首次在近景摄影测量中运用了空中三角测量及平差技术.Lensphoto是世界上第一套将自动空中三角测量和 区域网平差引入近景摄影测量的数字近景摄影测量软件。故它具有极高的精度及自动化。 Lensphoto采用的普通的单反数码相机获得多基线影像，利用可靠的近景多片匹配算法获取大量的同名点，然后通过近景空中三角测量获取向片外方位元素和相机参数，最终通过多光线前方交会及区域自由网平差，自动生成物方区域三维坐标点的点云，从而建立高精度的数字表面模型，进行各种比例尺的线划地形图测绘等等。 性能优势：（1）以普通数码相机取代量测相机，使该技术易于普及。数据采集简单迅速。大大减少外业工作量。内业处理简单容易。（2）精度高。从而可应用行业广。（3）近景摄影测量历史上首次将空中三角测量和平差技术引入。实现了高自动化，高效率。将空中三角测
《摄影测量原理》 实 验 报 告 院系: 班级: 姓名: 指导教师: 实验一预备知识 一、实验目得 1、了解4d得基本概念。 2、了解VirtuoZo NT系统得运行环境及软件模块得操作特点。 3、了解实习工作流程,从而能对4d产品生产实习有个整体概念。 二、实验内容 1、熟悉4D得基本概念。 数字高程模型(缩写DEM)就是在某一投影平面(如高斯投影平面)上规则格网点得平面坐标(X,Y)及高程(Z)得数据集。 数字正射影像图(缩写DOM)就是利用数字高程模型(DEM)对经扫描处理得数字化航空像片,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成得数字正射影像数据集。它就是同时具有地图几何精度与影像特征得图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。 数字线划地图(缩写DLG)就是现有地形图要素得矢量数据集,保存各要素间得空间关系与相关得属性信息,全面地描述地表目标。 数字栅格地图(缩写DRG)就是现有纸质地形图经计算机处理后得到得栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后,经几何纠正,并进行内容更新与数据压缩处理,彩色地形图还应经色彩校正,使每幅图像得色彩基本一致。数字栅格地图在内容上、几何精度与色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。 2、了解VirtuoZo NT系统,熟悉系统得运行环境及配置,主要软件模块以及作业方式等,了解系统目录。 3、系统启动。 4、4d产品制作流程
根据VirtuoZo制作4d产品得基本工作流程如下: 三、实验方 法与步骤 通过阅读 实验指导书, 对制作ＤＥ Ｍ、ＤＯＭ流 程以及基本知 识进行足够得 了解。 四、实验结 果 五、实验心得与体会 通过学习摄影测量这门课,我已经了解4D得一些知识,现在又做了这次实验,使我对4D产品又加深了了解,此外,我也接触到了一个软件VirtuoZo NT,我开始就将这个软件进行练习,不断得去了解这个软件,通过实习指导书与视频,我对这个软件得又了更进一步得了解,这个软件就是做摄影测量实验得基础,在这个界面里能够做出一个完美得数字模型,能够将整个城市或者整个地区得影像制作成地形图与正摄投影图,能够使人们更加直观得瞧出地区得整体景象,我们能够用它制作4D产品,我要理解这个软件得制作流程,能够更好得做出产品。
近景摄影测量总结 1、近景摄影测量是摄影测量与遥感学科的一个分支它通过摄影手段以确定地形以外目标的外形和运动状态。主要包括古文物古建筑摄影测量、工业摄影测量、生物医学摄影测量三个部分。 2、近景摄影测量与航空摄影测量的比较1、相 同点基本原理相同模拟处理方法、解析处理方法、数字影像处理方法基本相同某些内业摄影测量仪器的使用。2、不同点1）测量目的 不同。航空摄影测量以测制地形、地貌为主注重其绝对位置近景摄影测量以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的并不注重目标物的绝对位置。2）被测量目标物不同。航空摄影测量目标物以地形、地貌为主近景摄影测量目标物各式各样、千差万别3）目标物纵深尺寸与摄影距离比的变化范围不
同。4）摄影方式不同。航空摄影为近似竖直摄影方式近景摄影除正 直摄影方式外还有交向摄影方式等。5）影像获取设备不同。6）控制方式不同。航空摄影测量的控制方式以控制点为主且多为明显的地 面点近景摄影测量除控制点方式外还有相 对控制方式且常常使用人工标志。7）近景摄 影测量适合动态目标 3、近景摄影测量技术的优点1、瞬间获取被测 目标的大量几何和物理信息适合于测量点数 众多的目标2、非接触测量手段可在恶劣条件下作业3、适合于动态目标测量。 4、近景摄影测量技术的不足1、技术含量高需较昂贵设备和高素质人员2、对所有测量目标并非最佳技术选择--当不能获得质量合格的影像--当待测量点数稀少 5、近景摄影测量精度统计的方法衡量精度的基本指标是被测点的坐标中误差精度1、估算精度: 摄影前按控制方式、条件等的理论估算精度2、内精度:影像处理时按方程组健康度直接计算3、外精度:用多余控制点或条件客观的精度检验 6、影响近景摄影测量精度的因素1、像点坐标的质
数字近景摄影测量在建筑物变形监测中的应用 摘要：本文介绍了数字近景摄影测量的基本概念，回顾了数字近景摄影测量技术应用于建筑物测绘的研究，并重点分析了在建筑物变形监测中的应用，表明利用数字近景摄影测量技术观测建筑物变形的方法具有效率高、质量好等显著优点。并展望了数字近景摄影测量技术的未来发展。 1.数字近景摄影测量 1.1 数字近景摄影测量的基本概念 近景摄影测量也称非地形摄影测量，是指在0-300m 近距离范围对所研究的各类目标进行摄影，通过对拍摄的图像加工处理，从而确定静态目标的点坐标、表面形状以及动态目标的活动轨迹。近景摄影测量一般包括近景摄影和图像处理两个过程。 随着数码相机的广泛应用，价格愈来愈低廉，使用数码相机的数字近景摄影测量发展越来越快。数字近景摄影测量是指以数字相机为图像采集传感器、并对所摄图像进行数字处理的近景摄影测量。数码相机的出现和不断发展，极大地推动了数字近景摄影测量的发展[1]。 近景摄影测量的摄影机一般分为两种，即量测用的和非量测用的。量测用的摄影机是指专为摄影测量设计的，在像框上设有框标，内方位元素已知或可记录，物镜畸变差很小，主距为固定的或可以调焦的。非量测用的摄影机就是一般使用的相机，特点是内外方位元素一般不知，物镜畸变差比较大，且常常不够稳定。进行数字近景摄影测量的多为以半导体技术CCD 电荷耦合器为基础的数码相机，属于非量测相机。CCD 的状态及灵敏度可长期稳定，因此是可以检校的。在进行精确摄影测量工作前，必须对普通数码相机进行严格的检校。摄影机的检校是指检查和矫正摄影机内方位元素和光学畸变系数的过程。 1.2 数字近景摄影测量的解算模型 数码相机所拍摄的影像内方位元素值未知，因此可以采用直接线性变换模型（Direct Linear Transformation 简称DLT ）。DLT 解法是建立像点坐标仪坐标和相应物点物方空间坐标之间直接的线性关系的解法[2,3]。其基本公式为： 01 111094321=+++++++Z L Y L X L L Z L Y L X L x （1） 01 111098765=+++++++Z L Y L X L L Z L Y L X L y （2） 式（1）和（2）中，L1至L11是11个系数，分别为相片的6个外方位元素（X s ,Y s ,Z s ,φ,ω,К），3个内方位元素（主点的坐标仪坐标x 0、y 0以及拍摄相片的x 方向主距f x ），y 方向相对x 方向的比例变化率d s （即比例尺不一性）以及x 、y 轴间的不正交性d β这11个参数的函数；X 、Y 、Z 是点的空间坐标；x 、y 是相应点的影像坐标。 由于摄影物镜光学畸变差的影响，使得像点、摄站和相应地面点之间的共线关系受到破坏，因此，必须考虑畸变的影响，而光学畸变差主要以辐射方向为主。可考虑加入改正项： 210r κ)x (x Δx ?-= （3） 210r κ)y (y Δy ?-= （4）
课间实验报告 2010年——2011年第 2学期 实验课程：摄影测量学 实验班级：08级地理信息系统 学生： 学号： 指导教师： 重庆交通大学测量与空间数据处理实验室
目录 实验一：单像空间后方交会算法实现 实验二：人眼立体相对观察
实验一：单像空间后方交会算法实现 一、 实验目的 通过用程序设计语言（Visual C++或者C 语言、C# 、VB 语言）编写一个完整的单片空间后方交会程序，通过对提供的一定数量的地面控制点进行计算，运用共线方程式反求输出像片的外方位元素并评定精度。本实验的目的在于让学生深入理解单片空间后方交会的原理、方法，体会在有多余观测情况下，用最小二乘平差方法实现解求影像外方位元素的过程。通过上机调试程序加强动手能力的培养，通过对实验结果的分析，增强学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。 二、 实验器材 1. 航片坐标量测数据，控制点成果表，航片摄影参数等： ①已知航摄仪内方位元素：f=153.24㎜，000x y ==,摄影比例尺：1/50000 ②已知4对控制点的影像坐标和地面坐标 ③要求写出详细的解答过程 三、 实验原理 以单幅航空影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的 像坐标量测值出发，根据共线条件方程，求解该影像在航空摄影时刻的外方位元素 。由于空间后方交会所采用的数学模型共线方程是非线性函数，为了方便外方位元素的求解，需要首先对共线方程进行线性化。 四、 实验步骤 运用程序设计语言编写计算过程代码，其代码编写原理为： 1. 运用空间后方交会的基本公式： 2. 误差方程式和法方程式的建立：
第一章 1.近景摄影测量（Close-range Photogrammetry）：通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动状态。是摄影测量与遥感（Photogrammetry & Remote Sensing）学科的一个分支。 2.与航空摄影测量的异同点 相同点 ⑴.基本原理相同 ⑵.模拟处理方法、解析处理方法、 数字影像处理方法相同 ⑶.某些内业摄影测量仪器的使用 不同点： ⑴.被测量目标物不同 航空摄影测量目标物以地形、地貌为主；近景摄影测量目标物各式各样、千差万别，大到寺庙、飞机、海轮，中到汽车、脚印，小到青蛙、手腕骨、弹壳撞击孔甚至花粉。 ⑵. 测量目的不同 航空摄影测量以测制地形、地貌为主，注重其绝对位置； 近景摄影测量以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的，并不注重目标物的绝对位置。⑶. 影像获取设备不同 航空摄影以航摄仪为主； 近景摄影除各种量测摄影机外，还有各类非量测摄影机，如X光机、普通相机、CCD 相机等。 ⑷. 摄影方式不同 航空摄影为近似竖直摄影方式； 近景摄影除正直摄影方式外，还有交向摄影方式（包括多重交向摄影方式） ⑸.目标物纵深尺寸与摄影距离比不同 ⑹. 控制方式不同 航空摄影测量控制以绝对控制点方式为主，且多为明显地物、地貌点； 近景摄影测量除控制点方式外， 还有相对控制方式，常使用人工标志。⑺.近景摄影测量适合动态目标
3.近景摄影测量技术的优缺点 优 ⑴．瞬间获取被测目标的大量几何和物理 信息，适合于测量点数众多的目标； ⑵．非接触测量手段，可在恶劣条件下作 业； ⑶．适合于动态目标测量。 ⑷．可提供相当高的精度与可靠性⑸．可提供基于三维空间坐标的各种产品 缺 ⑴．技术含量高，需较昂贵的设备和高素质人员； ⑵．对所有测量目标并非最佳技术选择；--不能获得质量合格的影像； --待测量点数稀少 4.近景摄影测量的主要应用领域是什么？ ?古文物古建筑摄影测量 ?生物医学摄影测量 ?工业摄影测量 ?5.近景摄影测量常用坐标系(R) 1）像平面坐标系：(x,y) 2）像空间坐标系：(x,y，-f) 3）物方空间坐标系：(XP,YP,ZP) 4）辅助空间坐标系：(Xm,Ym,Zm) 1.内方位元素：恢复摄影时光束形状的要素，包括像主点在框标坐标系的坐标(x0,y0)及像片的主距f。 外方位元素 2.外方位元素：确定摄影光束在物方空间坐标系中的位置与朝向的要素，包括三个直线元素（XS,YS,ZS）,描述摄影中心在物方空间坐标系中的位置以及三个角元素（ψ, ω, κ），描述摄影光束在物方空间坐标系中的朝向。 共线条件方程式描述了像点、摄影中心、物点位于同一直线上的几何关系。
摄影测量学空间后方交会实验报告测绘101徐斌摄影测量学实验报告 实验一、单像空间后方交会 学院: 建测学院 班级: 测绘101 姓名: 徐斌 学号: 26 一( 实验目的 1.深入了解单像空间后方交会的计算过程; 2.加强空间后方交会基本公式和误差方程式，法线方程式的记忆; 3.通过上机调试程序加强动手能力的培养。 二(实验原理 以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点和相应点的像坐标量测值出发，根据共线条件方程，求解该影像在航空摄影时刻的相片外方位元素。 三(实验内容 1.程序图框图
2.实验数据 (1)已知航摄仪内方位元素f,153.24mm，Xo,Yo,0。限差0.1秒 (2)已知4对点的影像坐标和地面坐标: 影像坐标地面坐标 x(mm) y(mm) X(m) Y(m) Z(m) 1 -86.15 -68.99 36589.41 25273.32 2195.17 2 -53.40 82.21 37631.08 31324.51 728.69 3 -14.78 -76.63 39100.97 24934.98 2386.50 4 10.46 64.43 40426.54 30319.81 757.31 3.实验程序 Form1.cs 程序
using System; using System.Collections.Generic; using https://www.doczj.com/doc/3016847031.html,ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO; namespace 后方交会1 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } public double f,m, Xs, Ys, Zs, a1, a2, a3, b1, b2, b3, c1, c2, c3, q, w, k; public static int N,s; public double[] x = new double[4];
实验立体观察 一．目的 1.熟练掌握每种立体镜的使用方法，利用立体镜看出航片的立体效果。 2.了解桥式立体镜和红绿立体镜的原理。 二．要求 1．禁止大声喧哗，随意进出教室。保持课堂秩序。 2．不得随意损坏涂抹照片，不得损坏眼镜，各小组组长负责仪器和像片完好无损，损坏像片和仪器的要进行赔偿。 三．仪器 每组一套立体像对，一个桥式立体镜。 电脑一台，红绿立体镜，数字影像。 四．方法和步骤 1.拿到两张像片之后，首先观察像片上一样图案的部分，把它们按照规定的 顺序摆放好。 2.寻找同名像点，把立体镜摆放在同名像点的上方，左眼看左片的像点，右 眼看右片的像点，仔细观察，直到看出高低起伏的感觉。 用立体镜进行像对立体观察时，首先要将像片定向。像片定向是用 针刺出每张像主点O 1、O 2 ，并将其转刺于相邻像片上O′ 1 和O′ 2 ，在像 片上画出像片基线O 1O′ 2 和O′ 1 O 2 ，再在图纸上画一条直线，使两张像 片上基线O 1O′ 2 和O′ 1 O 2 与直线重合，并使基线上一对相应像点间的距 离略小于立体镜的观察基线。然后将立体镜放在像对上，使立体镜观察基线与像片基线平行。同时用左眼看左像，右眼看右像。 开始观察时，可能会有三个相同的影像（左、中、右）出现，这时要凝视中间清晰的目标（如道路、田地），如该目标在中间的影像出现双影，可适当转动像片，使影像重合，即可看出立体。 3、像对立体观察的立体效果 在满足立体观察的条件下，随着两张像片放置方式的不同，就会产生不同的立体效应。 1）正立体效应 如果把左方摄影站获得的像片放在左方用左眼观察；右方摄影站摄取的像片放在右方用右眼观察，这时获得与观察实物相似的立体效果，称为正立体效应。
测量控制方案 一、控制网的布设 ⑴制网的布设原则和布设方案 Ａ平面控制网的布设，遵循下列原则： 首级控制网的布设，因地适宜，且适当考虑发展，与国家 坐标系统联测时，同时考虑联测方案。 首级控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理确定。 Ｂ平面控制网的建立，可采用卫星定位测量、导线测量、三角形网测量等方法。平面控制网精度等级的划分，卫星定位测量控制网依次为二、三、四等和一、二级，导线及导线网依次为三、四等和一、二、三级，三角形网依次为二、三、四等和一、二级。平面控制网的坐标系统，应在满足测区内投影长度变形不大于２.５ｃｍ／ｋｍ的要求下，做下列选择： 小测区或有特殊精度要求的控制网，可采用独立坐标系统 在已有平面控制网的地区，可沿用原有的坐标系统 C平控制网形式：根据桥梁跨越宽度、地形条件，可布设如下 形 式：
选择控制点要求： 尽可能使桥轴线作为三角网的一个边，提高桥轴线精度。 或将桥轴线的两个端点纳入网内，间接求算桥轴线长度。 交会角不致太大或太小（图形刚强），地质条件稳定，视野开阔， 便于交会墩位。 控制点要埋设标石，刻有“十”字的金属中心标志。 当兼作高程控制点使用时，中心顶部应为半球状。 控制网基线精度：高于桥轴线精度2～3倍 根据已知条件以及经济因素，采用导线布置控制网，等级为四级。 精密导线的布置形状 平面控制测量中精度导线的布置形状一般为：直伸形，曲折形， 闭合环形和主副导线环形等。 三角大地四边双大地四边三角
⑵控制网布设应考虑的因素 布设控制网时，可利用桥址地形图，拟定布网方案，并仔细研究桥梁设计图及施工组织设计图及施工组织计划的基础上，结合当地情况进行踏勘选点。点位布设满足以下要求： ①图形应简单 ②控制网的边长一般在0.5～1.5倍河宽的范围内变动。 ③使桥轴线与控制网紧密联系。 ④所有控制点不应位于淹没地区和土壤松软地区，尽量避开施工区、堆料区及受交通干扰区。便于观测和保存 二、现场测量控制 现场放线时候要注意复测，放完线通过拉距离及换人测量等避免出错，而且还要通过下面所述的控制现场测量成果精度。 现场用全站仪测量放线的时候要注意以下事项 ①测距前应先检查电池电压是否符合要求，在气温较低的条件下作业时，应有一定的预热时间。