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1、摄影测量学知识点第_章绪论1、摄影测量学-是对研究物体进行摄影、 量测和解译所获得的影象，获取被摄物体的几 何信息和物理信息的一门科学和技术。摄影测量的特点 1、在影像上量测，无需接触物体本身，因 此很少受自然地理 2、影象是客观事物的真实反映，信息丰富， 可选择需要的物体影象进行量测、处理、研 究,从影象上获得最新以全面的几何或物理 信息。1=1IW 3、摄影测量大部分工作在内业进行，有利 于自动化、数字化、智能化斤作效率高。摄影测量分类按摄影站的位置：航天摄影测量、航空摄影 测量、地面摄影测量显微摄影测量、水下 摄影测量按研究对象不同：地形摄影测量、非地形摄 影测量l=J按处理技术手段：模
2、拟摄影测量、解析摄影 测量、数字摄影测量l=J摄影测量学的三个发展阶段模拟摄影测量阶段(1851-1970)i=j用光学投彩卷和机械方法垸宣撬影时的位.胃姿曲 横掀摄影过程F暗成一 个比实地堵小了的凡柯模型，即所iSHf影il程的几何反转，在此模型上采集 堂测,将所得到的够果通过机械晚由轮传功方式直接在绘图桌上绘出各种图 件。乂光学机械+测图仪器人工建立立*体模型,单耳测图,分二法刑图踪合洼浏图图解线划地图像片影像地图提出摄影测量新概念数字投影代替物人工量测V和解译机械发队解析摄影测量阶段(1950-1980)理投影到解折摄影弱量的时代,精密的机械导杆被共践方彳一 又称冷数字导杆”所代替，简化
3、了仅器的结枸，形成了.解 析测图伙.然而利用六个标准点姓进行相对定向仍然没有变化.死是 人们只需观测六个标准点位的上下视差.计算机就能自动 解算相对定向的元素*计算的过程虽然还是迭代的过程， 但是，作业员的作业中避免了迭代过程，从而加快了定向发展阶段原始资料侵器操M式产品模拟 摄影测量像片枷里曜手择住模虾H 解析摄影测量数字摄咐量像片踌投墨解祈测图惧机助模虾品 割亨产品数字化悬像 数宁影像计真机+作业员干预数字产吕 模J护品L5Ji摄影测量三个发展阶段的特点第二章摄影测量解析基础中心投影的正片位置和负片位置a）负片位置：投影平面和物点位在投影中心 的两侧b）正片位置：投影平面和物点位在投影中心
4、 同一侧c）摄影时的位置是负片位置，解算时的位置 是正片位置，为了解算的方便，像点和物 点之间的几何关系并没有改变；摄影比例尺d）摄影比例尺指摄影像片上一线段为l与地 面上相应线段的水平距L之比e）航摄比例尺-指水平像片，地面取平均 高程时，像片上的一线段Z与地面上相应 线段的水平距L之比摄影仪摄影的要求摄影方式竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似 与地面垂直摄影航高：H=mf摄影重叠度f）重叠摄影部分与整个像幅长的百分比称 为重叠度g）航向重叠p-同一条航线内相邻像片之 间的影像重叠h）旁向重叠q-相邻航线的重叠P=6065%q=3035%摄影比例尺特性-1 ）摄影比例尺愈大，则像片地面分辨
5、率 越高，有利影像的解译与提高成图的精 度。-2）摄影比例尺愈大，则摄影工作量增加, 摄影费用要增多，所以摄影比例尺要根 据信息采集的精度确定。量测用摄影机的特征1.量测用摄影机的像距是一个固定的已知值2. 量测用摄影机承片框上具有框标3. 量测用摄影机的内方位元素值是已知的摄影测量解析基础（一） 一、像片解析：就是利用数学分析的方法， 研究被摄景物在航摄像片上的成像规律，像 片上影像与所摄物体之间的数学关系，从而 建立像点与物点的坐标关系式。二、像片解析是摄影测量的理论基础；三、测量中：地面与地形图的投影方式属于 正射投影，航摄像片的投影方式：中心投影重要的点、线、面 一、点投影中心S （主
6、光轴：过投影中心S垂 直于像平面P的光线）像主点o：主光轴与像平面的交点o地主点O：主光轴 与地面对应点O像底点n：过投影中心S的铅垂线SN与像平 面交点n地底点N：过投影中心S的铅垂线SN与地 面点交点N.倾斜角-主光轴SO与主垂线SN夹角a 等角点c :倾斜角a的平分线SC与像平面P的交点c； SC和与地面E的交点C称为等角点共轭 点；合点：过投影中心做E上的一直线的平行 线和P的交点；二、线 So ：摄影机的主距&像片主距 用f表 示； TT：迹线&透视轴 像平面和地平面的 交线； SO：摄影方向，表示摄影瞬间摄影机主 光轴的空间方位； SN：是投影中心S相对于相对于过地底 点N的地平面
7、的航高； vv：主纵线，W和P的交线 VV：摄影方向线，W和E的交线 Hihi:合线，真水平线，ES与P的交线三、面 P：像平面；E：地平面； W：主垂面：过铅垂线SnN和摄影方向 线SoO的铅垂面；PW,W E,W TT ES：真水平面或者合面，过S作一水平 面平行与E常用坐标系像平面上的直角坐标系框标坐标系（量测）像平面直角坐标系（计算）像空间直角坐标系（S-xyz）像空间辅助坐标系（S-XYZ）摄影测量坐标系（O1XPYPZP）地面测量坐标系（tXtYtZt）l=Jw地面摄影测量坐标系（A-XtpYtpZtp ）坐标系种类像平面上的坐标系保平面坐轿系T 0）像方坐标系。框标坐标系匚像空间
8、坐标系食地面摄影测量坐标系（）像平面上的直角坐标系 框标坐标系：v茶L据标在像帽四边中虎：2. 原点; p3, 坐标轴框粽连我*轴1, 框株在傲幅四角；2. 原疽；p也坐标翰推标连境夹角在航 貌方向的平外娜为*轴（一）像平面上的直角坐标系像平面直角坐标系，框标在像幅四边中央】2. 原点：o像主点3, 坐标轴？同前像空间辅助坐标系闾摄影测量坐标系（二）像空间直角坐标系（S-xyz）坐标原点十投影中心 坐标方向H H同像平面直角坐标系：如的方向（三）像空间辅助坐标系（S-XYZ）XL原点：S2坐标轴，X辎航携方可（一般和框标盗瑜不承合）2轴钳垂线方向（四）摄影测量坐标系（OLXpYpZp）右手坐标
9、系航带网中的统 坐标，表示诸模型点在构 成航带网后的统一坐标；坐标轴：通常与第一张像片（或第一个像对）的像空间辅助坐标系的各坐标轴相同 坐标原点在地面上某一个点b里五）_地面测量坐标系（t-XtYtZt） 钢面珈量坐标另国家统一坐羸，学面/ 标系为高斯-克门格三度带或六度带1980西 安坐标系，高程坐韦 左手系坐标0（六）地面摄影测量坐标系（A-XtpYtpZtp）原点为地面某一控制点，p轴与地面测量 坐标系的Z轴平行T Xtpffl与航线一致 右手系坐标匕航测像片的方位元素方位元素：确定摄影时摄影物镜（摄影中心）、像片与地面三者之间相关位置的参数;=1描述摄影瞬间摄影中心与影像在地面设定 的
10、空间坐标系中的位置与姿态的参数。分类：内方位元素和外方位元素作用：确定像点、投影中心和物点的相对位置，然后通过像点反求物点坐标像片的内方位元素作用：摄影物镜后节点与像片之间相互位置 的参数；表示摄影中心与影像之间相关位置的参数参数：包括三个参数（f.，x0，y0）像主点o在像框标坐标系中的坐标x0，y0摄影中心s到影像的垂距（主距）fLi恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束像片的外方位元素像片外方位元素：通过已建立的摄影光束，确 定摄影瞬间摄影中心和影像在地面宜角坐标 系中空间位置和姿态的参数一张像片有六个外方位元素，三个直线元素， 三个角元素；三个直线元素：用于描述摄影中心在地面空间 直角坐
11、标系中的坐标值（一般为地面摄影测量 坐标系）；三个角元素：描述摄影光束在拍摄瞬间在空间 的姿态的要素。1=1三个直线元素，描述摄影中心在地面空间直角 坐标系中的坐标值（Xs、Ys、Zs）（地面摄影测 量坐标系中坐标）。三个角元素（中、k），表 示摄影光束空间姿态（像片在摄影瞬间空间姿 态的要素）主轴：第一次旋转所绕的轴；副轴：第二次旋转所绕的轴；第三旋转轴：第三次旋转所绕的轴像点坐标变接及投影变换投影变换 1.目的：将地面景物中心投影构像的影像变 换为正射投影的地图信息.这也是影像信息 的摄影测量处理基本任务之一， 2.中心投影构像方程EEi=J设摄影中心S与地面点A在地面摄影测 量坐标系AX
12、tpYtpZtp中的坐标分别 为XSYSZS （即像片外方位直线元素）和 XAYAZA，则地面点A在像空间辅助坐 标系中的坐标为XA 一 XS，YAYS，ZAZS共线方程尤=_f (xXs)+4(匕-七)+c1(ZZJa3(XXS) + b3(XA- XS) + c3(ZA-ZS) v_ (XA-XS) + b (七”s ) +。ZA Z) y /222a3( XAF) + bR-Y) + c3( * 气)当需要顾及内方位元素时，上式可表示为:注(X - X ) + b (Y - Y ) + c (Z - Z ) Xx f 1AS1_AS1AS0 a (X - X ) + b (Y - Y )
13、 + c (Z - Z )3 A S 3 A S 3 A S_ _ a (X - X ) + b (Y - Y ) + c (Z - Z ) yo -f aXA -X) +(YA-心 + ；(ZA-于)3 A S 3 A S 3 A S共线条件方程的几点结论 当地面某一点坐标（XA,YA,ZA ）已知时，量测 像点坐标（x，y），式中有六个未知数，即六个 外方位元素； 利用3个或3个以上的已知地面平高点，可求出 像片外方位元素（后交法）； 立体像对的外方位元素已知时，量测像点坐标 （x，y），可求解未知地面点三维坐标 （XA,YA,ZA）；在给定像片的外方位元素的条件下，并不能由像 点坐标计算
14、地面点的空间坐标，只能确定地面点 的方向，只有给出地面点的高程，才能确定地面 的平面位置。共线条件方程的应用单像空间后方交会和多像空间前方交会解析空中三角测量光束法平差中基本数学模型;摄影测量中的数字投影基础;计算航空影像模拟（已知影像内外方位元素和物 点坐标求像点坐标;利用DEM与共线方程制作数字正射影像;利用DEM进行单张像片测图等。影像内定向 定义：传统摄影测量中，利用平面相似变换等公 式，将影像架坐标（框标坐标）变换为像平面直 角坐标系坐标的方法；定义：数字摄影测量中，利用平面相似变换等公 式，将扫描坐标系转换为像平面坐标系的过程； 方法：平面相似变换例如仿射变换； 单像空间后方交会定义：利用影像覆盖范围内一定数量的分布合理 的控制点的空间坐标与影像坐标，根据共线条件 方程，反求该影像的外方位元素。第三章1. 人造立体视觉自然界中，当用两眼同时观察空间远近不同的A 与B两个物点时，如图，由于远近不同而形成
