摄影测量学(武大)09袁修孝PPT课件

Fy0 YS
dYS
Fy0 ZS
dZS
Fy0
x
dx
Fy0
d
Fy0
d＋
Fy0 X
dX
Fy0 Y
dY
Fy0 Z
dZ＋Fy0 x0
dx0
Fy0 y0
dy0
Fy0 f
df
0
第六讲 空间后方交会与航摄像片的比例尺 Space Resection And Aerial Image Scale
[一]空间后方交会
[一]空间后方交会
2、空间后方交会的公式
令：
X
Y
R0
X
Y
X
0 S
YS0
Z
Z
Z
0 S
（x
x 0）计 ＝
f
X Z
（
y
y 0）计 ＝
f
Y Z
a1 a2 a3 0
R0 b1
b2
b3
c1 c2 c3
第六讲 空间后方交会与航摄像片的比例尺 Space Resection And Aerial Image Scale
2、空间后方交会的公式
以第一式为例：
F x x x 0 a 3 (X X S ) b 3 ( Y Y S ) c 3 (Z Z S ) ＋ fa 1 (X X S ) b 1 ( Y Y S ) c 1 (Z Z S ) 0
F
0 x
X S
[aXF1
0
xf
S
a? 3 ( x
x 0 )]
[一]空间后方交会
2、空间后方交会的公式
xx0
f
a1(XXS)b1(YYS)c1(ZZS) a3(XXS)b3(YYS)c3(ZZS)

′ g0 (k, c) = g′(x0 , y0 ) ′ g0 ((k +1), c) = g′(x1, y1)
二.基于共面条件的同名核线几何关系
直接 直接 在倾 在倾 斜影 斜影 像上 像上 获取 获取 核线 核线 影像 影像
a1 l1 S1 S2
a2 l2
A
示意图
z y
w v x
s1
s2
u
P
BY = B Z = 0
vp v
wp w
=0
v = b1 x + b 2 y b 3 f w = c1 x + c 2 y c 3 f
y = ( A/ B)x + (C / B) f
A = v p c1 w p b1 B = w pb2 v pc2 C = w pb3 v pc3
线性内插示意图
v = 某常数即表示某一核线
(0,n)
k
(m,n)
C=v v (0,0) (m,0)
u
(u,c) (2u,c) (3u,c)
(u,c) (2u,c)
(3u,c)
+ + + + b1v b3v b2v b3v c1 f c3 f c 2 f c3 f
a 1u x = f a 3u a 2u y = f a 3u
k
y1
核线
线
内
5.核线的重排列(重采样)
线性内差
1 d = [( y 1 ) d 1 + y 1 d 2 ]
最邻近法
n = 1/tgK n = 1/tgK
对每条核线 而言K是常数Biblioteka �ys f
f
a b
物面

py Ly
100%
55
3
、
S a f P 视摄影像片水平、 地面取平均高程 时，像片上的线 段 l 与地面上相 应的水平距L 之 比为摄影比例尺
摄 影 比 例 尺
A
H
1 l f m L H
E
f为摄影机主距，H为航高
56
什么是航高？与摄影比例尺的关系？
航高：摄影机相对某一水准面的 高度。
1 f （理想情况） 相对航高：摄影机相对某一基准 m H 面的高度。（通常基准面取测区 m H 地表平均高程平面，有 ） m H H mf m 绝对航高：摄影机相对平均海水 要求 5% m 面的高度。 即 H 5% H
4
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-1 摄影原理与摄影机
等效透镜的基本点、线、面
5
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-1 摄影原理与摄影机
主光轴： 透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。 主焦点（F,F’): 平行于主光轴的光线通过透镜组后 与主光轴的交点。 主平面（Q,Q’): 过等效折射点（h,h’)且垂直于主光 轴的平面。 主点（s,s’)： 主平面与主光轴的交点。 主焦距： 主焦点到主点间距离。 节点（k,k’）： 主光轴上角的放大率为1的一对光学 共轭点。（光线通过共轭节点时，角 放大率为1；物方与像方同介质时， k,k’分别与s,s’重合）。
小比例尺
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-4 航空摄影及其基本要求
三、航空摄影的基本要求
1、航摄倾角:摄影主光轴与 铅垂方向的夹角

要求 3
0
50
摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直， 偏离铅垂线的夹角小于30，夹角为像片倾角

4
b2 = cosω’cosκ’+ sinω’ sinφ’sinκ’
5
b3 = -sinω’ cosφ’
6
c1 = sinω’sinκ’+ cosω’sinφ’cosκ’
7
c2 = sinω’cosκ’- cosω’sinφ’sinκ’
8
c3 = cosφ’cosω’
9
3）以Z轴为主轴的Av系统的坐标变换
01
a1 = cosAcosκv+sinAcossinv
02
a2 = -cosAsinκv+sinAcoscosv
03
a3 = -sinAsin
04
b1=-sinAcos κv sinAsinv+ cosAcoscosv
06
b3 = -cosAsin
07
X
Y
Z
A
p
S
Xs
Ys
Zs
1）以Y轴为主轴的、 、
X
Y
Z
A
Xs
Ys
Zs
o
ox
X
Y
Z
N
S
旁向倾角
航向倾角
像片旋角
x
y
2）以X轴为主轴的，、 ， 、 ，
航向倾角,
旁向倾角，
像片旋角，
X
Y
Z
A
S
X
Y
Z
N
Xs
Ys
Zs
o
oY
，
，
，
x
y
3）以Z轴为主轴的A、、
方位角A
像片倾角
像片旋角
X
Y
Z
A
S

点的三维坐标。
空间前方交会技术在卫星遥感测 量中同样发挥着重要作用，能够 提高遥感数据的精度和可靠性。
卫星遥感测量的应用范围包括全 球气候变化监测、环境监测、资
源调查、灾害预警等方面。
地面激光雷达测量
地面激光雷达测量是一种主动式测量技 术，通过向地面发射激光束并接收反射 回来的信号，能够快速准确地获取地面
武大《摄影测量》课件第15讲空间前方交会
CATALOGUE
目 录
• 空间前方交会概述 • 空间前方交会的基本步骤 • 空间前方交会在摄影测量中的应用 • 空间前方交会中的问题与解决方案 • 空间前方交会的前沿技术与发展趋
势
01
CATALOGUE
空间前方交会概述
定义与原理
定义
空间前方交会是一种通过处理立 体像对的同名光线，确定地面点 空间位置的方法。
点的三维坐标信息。
空间前方交会技术在地面激光雷达测量 中能够提高对复杂地形的测量精度，尤 其在山区、森林等复杂环境下具有显著
优势。
地面激光雷达测量的应用范围包括地形 测绘、林业调查、考古探测等方面。
04
CATALOGUE
空间前方交会中的问题与解决 方案
误差来源与控制
误差来源
由于测量设备、环境因素和数据处理方法的限制，空间前方 交会中存在多种误差来源，如观测误差、模型误差和匹配误 差等。
精度评估的方法包括比较已知 的真值、重复观测、交叉验证 等，评估指标包括中误差、均 方根误差等。
精度评估的目的是发现和纠正 空间前方交会中可能存在的误 差和问题，提高交会结果的可 靠性和精度。
03
CATALOGUE
空间前方交会在摄影测量中的 应用
航空摄影测量
航空摄影测量是利用航空摄影所获取的影像信息，通过摄影测量技术确 定地面点的三维坐标，为各种地理信息数据采集、地图制作和更新提供 重要依据。

x2k
第6页/共48页
复习
2、空间相似变换
XT a1 a2 a3 X X0
YT a2 b2 b3 Y Y0
ZT
a3
c2
c3 Z
Z0
空间相似变换公式的应用：
1、已知：地面控制点坐标（XT , YT , ZT ）和相应的模型 点坐标（X, Y, Z ），求绝对方位元素。
同名像点坐标 (x1, y1, x2, y2 )
相对方位元素
(1,10
,
,
2
,
0 2
)
第35页/共48页
1、模型点坐标的计算 b. 单独像对相对定向之后，模型点坐标的计算
原始数 据
计算左右片在摄测坐标系中旋转 矩阵的方向余弦
a1 a2 a3
b1
b2
b3
c1 c2 c3
a1 a2 a3
b1
b2
Z
tr
Z
dX0
dY0
Ztr 0 X tr
Ytr X tr 0
d Z0 d ' d
XT XT0 YT YT 0 ZT ZT 0
d
d
d' 1 d
(XT )0
M X X 0 0 第8页/共48页 0
3、绝对方位元素解算
控制点的 数量和 分布
y2
A
Z c1 c2 c3 f
第17页/共48页
Z Y
S
X
Z
P2 a X Y
Z
X
Y
X
Y
BX BY
X Y
(1)
Z BZ Z
X NX Y NY (2) Z NZ
X N X Y N Y (3) Z N Z

数字摄影测量
基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像 进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几 何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品
数 字 影 像
•计算机技术 •数字图像处理 •影像匹配 •模式识别 •DPW
数字测量摄 影系统
自动建立 立体模型 自动量测 和解译

解析摄影测量
以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算 方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、 性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学
光 学 像 片
解 析 测图仪器
计算机建立 立体模型 人工量测 和解译
•解析空三 •解析测图仪 •数控正射仪
数字线划地图 数字高程模型 像片影像地图
三条航带175张航空影像精选课件20北京城市景观亚运村精选课件22航天摄影测量航空摄影测量地面摄影测量近景摄影测量显微摄影测量形摄影测量非地形摄影测量模拟摄影测量解析摄影测量数字摄影测量遥感平台高度目的用途其它航天飞机240350km不定期地球观测空间实验无线电探空仪100m100km各种调查气象等超高度喷气机1000012000m侦察大范围调查中低高度飞机5008000m各种调查航空摄影测量飞艇5003000m空中侦察各种调查直升机1002000m各种调查航空摄影测量无线遥探飞机500m以下各种调查航空摄影测量飞机直升机牵引飞机50500m各种调查航空摄影测量牵引滑翔机系留气球800m以下各种调查索道1040m遗址调查50m地面实况调查30m地面实况调查车载升降台精选课件24精选课件25精选课件26精选课件2712精选课件281839年法国人达盖尔发明摄影术为摄影测量提供了基本手段1851年法国陆军上校劳赛达提出交会摄影测量并测绘了万森城堡图标志着摄影测量的开始1858年法国摄影师纳达尔乘坐气球在巴黎郊外80m上空拍摄了世界上第一张航空影像1860年美国人布莱克利用湿板拍摄了波士顿的航空像片1885年法国人乘坐气球从2000英尺高空拍摄了巴黎的航空像片1903年莱特兄弟发明了飞机使航空摄影和航空摄影测量成为可能1906年美国人劳伦仕用17只风筝吊着巨型相机拍摄了旧金山大火第一次世界大战期间首台航摄仪的问世立体坐标量测仪和1318立体测图仪的使用真正开始了摄影测量学精选课件29数字摄影测量1970精选课件30光学机械测图仪器人工建立立体模型人工量测和解译机械绘图图解线划地图像片影像地图利用光学多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图利用光学多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图?单片测图?分工法测图?综合法测图?单片测图?分工法测图?综合法测图精选课件31光学纠正仪seghj24精选课件32wia10模拟立体测图仪精选课件331954年第一台电子计算机问世1957年海拉瓦博士提出解析测图仪的思想标志着解析摄影测量的开始20世纪70年代末至90年代初解析摄影测量发展的鼎盛时期精选课件34计算机建立立体模型人工量测和解译自动记录数字线划地图数字高程模型像片影像地图以电子计算

1、利用立体像对两张像片的 相对方位元素，计算模型点 的三维坐标；
2、利用立体像对两张像片 的外方位元素，计算地面点 的地面坐标。
o1 a1
o2 a2
S1
S2
AA
Z
Y
B
S
BX
Z Y X aP1
Z
Y
S
X
BZ
BY
Z
P2
a
X X
Y
Z
Z
Y X A X Y
X NX BX X BX N X
XT XT
XS XS
) b1(YT ) b3(YT
YS YS
) c1( ZT ) c3( ZT
ZS ZS
) )
y
f
a2(
XT
XS
)
b2 (YT
YS
) c2(
ZT
ZS
)
a3( XT X S ) b3(YT YS ) c3( ZT ZS )
(X(TX,Y,YT ,,ZZT ) A
③立体量测观察系统
3、分像方法
②互补色法
3、分像方法
③偏振光法
3、分像方法
④交替光阑法 （闪闭法、光闸法）
量测的内容：
像点坐标量测、左右视差量测、上下视差量测。借助于有测
量标志的量测工具或仪器进行。
测标
测标的作用
测标的种类
1、什么叫单像空间后方交会 利用地面控制点及其在片像上的像点，确定像
匹配方法基 基于 于特 灰征 度的 的影 影像 像匹 匹配 配(（小影区像域特内征影为像匹灰配度基分础布） 为匹配基础）
匹配点确定的基础：匹配测度。基于不同的理论可以定义各 种不同的匹配测度，因而形成了各种影像匹配方法

摄影测量学(武大)01袁修孝
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭