无人机测绘 3.1摄影测量基础知识 摄影测量基础知识.ppt

* * 摄影测量基础知识 摄影测量学（Photogrammetry）是利用光学或数码摄影机获取的影像，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门学科。 一、摄影测量学 建立影像获取瞬间像点与对应物点之间所存在的几何关系。像点与对应物点之间几何关系的恢复可以通过模拟的、解析的或数字的方法实现。 二、摄影测量的基本原理 A a1 a2 摄影 ↓ 测量 同名像点 三、摄影测量概述 利用摄影手段获取目标物的影像数据，研究影像的成像规律，对所获取影像进行量测、处理、判读，从中提取目标物的几何的或物理的信息，并用图形、图像和数字形式表达测绘成果的学科。它的主要研究内容有：获取目标物的影像，对影像进行处理，将所测得的成果用图形、图像或数字表示。 摄影测量主要的摄影对象是地球表面，用来测绘国家各种基本比例尺的地形图，为各种地理信息系统与土地信息系统提供基础数据。 三、摄影测量概述 航天摄影测量 航空摄影测量 地面摄影测量 地 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 按摄站位置 按研究对象 按处理方法 三、摄影测量概述 各种比例尺图件 （地形图、专题图、特种地图、正射影像地图、景观图） 建立各种数据库 提供基础数据（地理信息系统和土地信息系统） 非地形测量领域 生物医学、公安侦破、古文物、古建筑、变形监测、军事侦察、矿山工程 三、摄影测量概述 从1851年法国陆军上校劳赛达提出并进行交会摄影测量算起，摄影测量学已经走过了 170 年的历程： 模拟摄影测量(1851-1970’s) 解析摄影测量(1950’s-1980’s) 数字摄影测量(1970’s-现在） 技术进步 技术革命 三、摄影测量概述 摄影测量三个发展阶段的特点 发展阶段 原始资料 投影方式 仪器 操作方式 产品 模拟 摄影测量 像片 物理投影 模拟 测图仪 人工操作 模拟产品 解析 摄影测量 像片 数字投影 解析 测图仪 机助 作业员操作 模拟产品 数字产品 数字 摄影测量 数字化影像 数字影像 数字投影 数字 计算机 自动化操作 +人工干预 模拟产品 数字产品 三、摄影测量概述 解算像片外方位元素 Xs, Ys, Zs, ?, ?, ? 前方交会解算地面点坐标 航空影像 像控测量获取 GCPs 航空摄影 航测外业 内业加密 4D产品生产 三、摄影测量概述 地形起伏引起的像点位移 s p a c b A B C B0 B b A A0 s E p b0 a a0 像片倾斜引起的像点位移 当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异称像点位移 1、像点位移 等比线上的像点没有倾斜误差 像底点没有投影误差 四、摄影测量基础 描述摄影中心与像片之间相互位置关系的参数 内方位元素（x0,y0,f）可恢复摄影光束 x y p f x0 y0 S o 2、像片的内方位元素 四、摄影测量基础 A Y X Z o Zs Xs Ys 外方位线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置(Xs、Ys、Zs) 外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态 3、像片的外方位元素 s ? ? ? 确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置（在地面空间坐标系中）和姿态的参数 四、摄影测量基础 表示摄影中心、像点及其对应物点位于一条直线的几何方程 X Y Z a (x,y) x y z S(Xs, Ys, Zs) A(X,Y,Z) 4、共线条件方程 四、摄影测量基础 单像空间后方交会和多像空间前方交会 摄影测量中的数字投影基础 光束法平差的基本数学模型 利用DEM制作数字正射影像图 利用DEM进行单张像片测图 4、共线条件方程 像平面坐标系 5、像点坐标量测 四、摄影测量基础 摄影材料变形 摄影物镜畸变 大气折光 地球弯曲 单像坐标量测仪 立体坐标量测仪 人工屏幕量测 自动匹配量测 系统误差改正 像点坐标量测 偏离了三点共线条件 5、像点坐标量测 a A’ A” a’ A S1 S2 立体像对 分像条件 两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行 两像片的比例尺应相近（差别15％） 人造立体观察条件 6、立体测图原理 立体镜观察 反光立体镜 叠映影像立体观察 互补色法、光闸法、液晶闪闭法、偏振光法 双目镜观测光路的立体观察 7、立体观察方法 单像空间后方交会 立体像对的空间前方交会 立体像对的相对定向 立体像对的绝对定向 8、摄影测量的解析计算 四、摄影测量基础 单张像片空间后方交会 单像空间后方交会是解析空中三角测量的基本内容 单张像片空间后方交会 3个地面控制点就可解求6个外方位元素改正数。 立体像对的前方交会 立体像对的空间前方交会是摄影测量点位测定和生