第五章摄影测量解析基础.ppt

摄影测量解析基础 像片解析：利用数学分析的方法，研究被摄景物在航片上的成像规律，像片上的影像与所摄物体之间的数学关系，从而建立起像点与物点的坐标关系式。 目的：获取被摄物体的几何图形或空间坐标。 5.1 像点坐标量测 5.2 单像空间后方交会 5.3 立体像对的前方交会 5.4 立体像对的解析法相对定向 5.5 立体模型的解析法绝对定向 5.6 双像解析的光束法严密解 用于量测像点坐标的仪器称为立体坐标量测仪。分为普通立体坐标量测仪和精密立体坐标量测仪。 量测精度达到3-5um的立体坐标量测仪称为精密立体坐标量测仪。 量测的成果： 单像空间后方交会：利用航片上三个以上的像点坐标及对应的地面控制点坐标，计算像片外方位元素的工作。 空间后方交会的基础方程：共线方程 5.3 立体像对的前方交会 一、立体像对前方交会的概念 式中 （X,Y,Z）——物点的物方坐标（通常为地面摄测坐标） ——投影中心的物方坐标 ——像点的像空间辅助坐标 N ——投影系数 投影系数的计算式: 摄影基线 点投影法前方交会 5.4 立体像对的解析法相对定向 一、解析法相对定向的概念 用于描述两张像片相对位置和姿态的参数称为相对定向元素。用解析计算的方法解求相对定向元素的过程称为解析相对定向从而建立地面立体模型。 三、解求相对定向元素的关系式 1. 连续像对相对定向元素解求式 连续像对相对定向是以左像片为基础，求出右像片相对于左像片的五个相对定向元素。 2. 单独像对相对定向元素解求式 连续法相对定向中常数项的几何意义 相对定向元素计算 获取已知数据 x0 , y0 , f , x1 , y1 , x2 , y2 假定摄影基线 bu= x1- x2 设定相对定向元素的初值 ? ＝ ? ＝ ?2 ＝ ?2 ＝ ? 2＝0 由相对定向元素计算像空间辅助坐标 u1, v1, w1 , u2, v2, w2 逐点计算误差方程式的系数和常数项并法化 解法方程，求相对定向元素改正数 求相对定向元素的新值 判断迭代是否收敛（限差0.01′=3×10－4） 2.单独像对相对定向元素解求式 5.5 立体模型的解析法绝对定向 我们知道，一个像对的两张像片有十二个外方位元素，相对定向求得五个元素后，要恢复像对的绝对位置，还要解求七个绝对定向元素：包括模型的旋转、平移和缩放。它需要地面控制点来解求，这种坐标变换，在数学上为一个不同原点的三维空问相似变换，其公式为： 法方程的建立与求解 绝对定向参数的计算 获取控制点的两套坐标 Xp , Yp , Zp , Xtp , Ytp , Ztp 给绝对定向参数的初值 ?＝1, ?＝?＝? ＝ 0, X0, Y0, Z0 四、双像解析的相对定向—绝对定向法 立体像对相对定向-绝对定向法解求模型点的地面坐标，其过程为： ⑴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； ⑵由相对定向元素组成左右像片的旋转矩阵，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； ⑶根据已知地面控制点的坐标，按绝对定向元素的误差方程式解求该立体模型的绝对定向元素； ⑷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。 5.6 双像解析的光束法严密解 光束法：用已知的少数控制点以及待求的地面点，在立体像对内同时解求两像片的外方位元素和待定点的坐标，俗称一步定向法。 三种方法的比较 计算重心化坐标 计算误差方程式的系数和常数项 解法方程，求绝对定向参数改正数 计算绝对定向参数的新值 判断迭代是否收敛 1.连续像对相对定向 连续像对相对定向是以左像片为基准，求出右像片相对于左像片的5个定向元素，即 以左像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系，记为 S1—U1V1W1，过右摄影中心作另一像空间辅助坐标系S2—U2V2W2 ，两者的相应坐标轴相互平行。此时，a1,a2在各自的像空间辅助坐标系中的坐标分别为：（u1,v1, w1 ）和（ u2 ,v2 ,w2 ）,S2在 S1—U1V1W1 中的坐标为 , 则上述共面条件方程式可以用坐标表示为； 其中，R是右像片相对于像空间辅助坐标系的三个角元素的 函数．由于 只涉及模型比例尺，相对定向中可给予定值，因此，只有5个相对定向元素 为未知值。 W2 W1 V2 U2 V1 U1 B s1 s2 bw bv bu ?