多视几何中外参数与航测外方位元素的相互转化
2015测绘师考试遥感与摄影测量名词解释
2015测绘师考试遥感与摄影测量名词解释2012测绘师考试摄影测量与遥感名称解释⼀．名词解释1.摄影⽐例尺严格讲，摄影⽐例尺是指航摄像⽚上⼀线段为J 与地向上相应线段的⽔⼲距L 之⽐。
由于影像⽚有倾⾓，地形有起伏，所以摄影⽐例尺在像⽚上处处不相等。
⼀般指的摄影⽐例尺，是把摄影像⽚当作⽔平像⽚，地⾯取平均⾼程．这时像⽚上的⼀线段l 与地⾯上相应线段的⽔平距L 之⽐，称为摄影⽐例尺1／m2.像⽚倾⾓空中摄影采⽤竖直摄影⽅式，即摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地⾯垂直，它偏离铅垂线的夹⾓应⼩于3D ，夹⾓称为像⽚倾⾓。
3.航向重叠同⼀条航线内相邻像⽚之间的影像重叠称为航向重叠，⼀般要求在60％以上。
4.旁向重叠相邻航线的重叠称为旁向重叠，重叠度要求在24％以上5.摄影基线控制像⽚重叠度时，是将飞机视为匀速运动，每隔⼀定空间距离拍摄⼀张像⽚，摄站的间距称为空间摄影基线B 。
6.像平⾯坐标系像平⾯坐标系⽤以表⽰像点在像平⾯上的位置，通常采⽤右⼿坐标系，x ，y 轴的选择按需要⽽定．在解析和数字摄影测量中，常根据框标来确定像平⾯坐标系，称为像框标坐标系。
7.像主点相机主光轴与像平⾯的交点8.内⽅位元素内⽅位元素是表⽰摄影中⼼与像⽚之间相关位置的参数，包括三个参数。
即摄影中⼼到像⽚的垂距(主距)f 及像主点o 在像框标坐标系中的坐标00,y x9.外⽅位元素外⽅位元素是表⽰摄影中⼼和像⽚在地⾯坐标系中的位置和姿态的参数,⼀张像⽚的外⽅位元素包括六个参数，其中有三个是直线元素，⽤于描述摄影中⼼的空间坐标值；另外三个是⾓元素，⽤于表达像⽚⾯的空间姿态。
10.空间后⽅交会已知像⽚的内⽅位元素以及⾄少三个地⾯点坐标并量测出相应的像点坐标，则可根据共线⽅程列出⾄少六个⽅程式，解求出像⽚六个外⽅位元素，称为空间后⽅交会。
11.中⼼投影变换对于平坦地区(地⾯起伏引起的投影差⼩于规定限差)⽽⾔，要将中⼼投影的像⽚变为正射投影的地图，就要将具有倾⾓的像⽚变为⽔平的像⽚，这种变换称为中⼼投影的变换12.像点位移⼀个地⾯点在地⾯⽔平的⽔平像⽚上的构像与地⾯有起伏时或倾斜像⽚上构像的点位不同，这种点位的差异称为像点位移，它包括像⽚倾斜引起的位移和地形起伏引起的位移，其结果是使像⽚上的⼏何图形与地⾯上的⼏何图形产⽣变形以及像⽚上影像⽐例尺处处不等。
数字摄影测量学第02讲 航摄像片的投影关系与内外方位元素
物点、像点、投射线、像面（承影面）
物点
像面
投射线
像点
[一] 航摄像片的投影关系及其特征 2、平行投影与中心投影 [Central Projection & Parallel Projection ] 投射线互相平 行的投影，叫做 平行投影。 正射投影（垂直投影）
[一] 航摄像片的投影关系及其特征 2、平行投影与中心投影
H
S
o c V N
αn
i
C
O
CO= ??
Page 24
航摄像片是地面的中心投影。 如何建立像点与地面点之间的关系？
数学分析方法
S
f
a o
第一步：数学描述，建立坐标系 第二步：建立关系方程
？
A
[三]常用的坐标系统 1、框标坐标系(o'-x'y')
如何表示像点量测坐标？ y'
2、扫描坐标系(A－IJ)
外方位线元素
确定像空系的原点S在地辅系 中的坐标；
z S
y x y
a
o
x
X S、YS、Z S
ZT
YT
A
OT
XT
[四]像片的方位元素[Element of orientation]
外方位角元素
确定像空系三轴在地辅系中的方向。
Z Y
1)
x、、
系统
z
S
y x y
2) y、、 系统 3)
Z
G
G
G
G
o'
x'
X
G
飞行方向
O
Y
G
[三]常用的坐标系统
SO：主光轴
S
多视几何理论辅助的无人机低空摄影测量解析空三
多视几何理论辅助的无人机低空摄影测量解析空三于瑞鹏【摘要】针对地形起伏大、高差大的测区,Inpho软件空三加密结果不理想或者无法完成空三加密.为此文中提出利用PhotoScan软件先对影像进行匹配处理,将经过优化的外方位元素,导入Inpho软件进行空三加密,两者结合,结果发现空三精度和速度大大提高.【期刊名称】《矿山测量》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】4页(P73-75,104)【关键词】Inpho;PhotoScan;POS;外方位元素;空三加密【作者】于瑞鹏【作者单位】山东省第一地质矿产勘查院,山东济南 250014【正文语种】中文【中图分类】TD178;P231.2在摄影测量数字化成图作业时，空三加密是重要步骤之一，其方法是利用像片上的像点坐标与一些定向的控制点，采用摄影测量的方法来计算每个影像的外方位元素，然后依据摄影测量过程的几何反转，重新构建可以量测的几何立体模型，基于此方法就可以计算与像点对应的地面上点的坐标[1-2]。
由GPS定位技术获取航摄仪的位置参数，由IMU测定其姿态参数。
在无人机飞行条件下，GPS接收机定位精度很难实现高精度定位，信号容易失锁或者发生周跳，虽然修复周跳和信号失锁的方法有很多，但其定位精度和可靠性在高速度情况下也难以保证，对定位结果造成影响[3]。
利用原始的POS数据做空三加密时，结果不理想或者失败，因此如何提高空三加密的精度和速度就成为一个非常重要的研究内容。
根据生产实践，探讨PhotoScan辅助Inpho软件做空三加密的方法和技巧。
1 数据处理系统1.1 PhotoScan优化影像外方位元素流程Agisoft PhotoScan Professional是一个按照计算机视觉自动生成3D模型的软件。
采用多视图3D重建技术，可以处理具有重叠区域的图像，并且能够采用添加外部控制点的方法来生成具有真实地理空间坐标的3D模型。
可使用该软件处理航空摄影图像或高分辨率数码相机拍摄的图像。
航空摄影测量基本理论(以坐标转换的视角)
当像幅内有多余控制点时，应依最小二乘法平差计算。此 时vy，像则点可的列坐出标每x、个y点作的为误观差测方值程看式待，，一加般入形相式应为的：改正数vx和
vx
x X s
dX s
x Ys
dYs
x Z s
dZs
x
d
x
d
x
d
(x)
x
vy
y X s
dX s
y Ys
dYs
y Z s
dZs
y
d
y
d
y
d
(y)
x f a1( X A X s ) b1(YA Ys ) c1(Z A Zs ) a3( X A X s ) b3(YA Ys ) c3(Z A Zs )
y f a2 ( X A X s ) b2 (YA Ys ) c2 (Z A Zs ) 共线方程a式3包( X括A十二X个s )数据b3：(Y以A像主Ys点) 为c原3 (点Z的A 像Z点s的)
式影地像中中面的3：心 摄个x的 影，外地 测y方为面 量位像摄 坐角点影标元的测；素像a量i组，平坐成b面标i，的坐；c9i标（X个A。i，方=1XY向，AS，，余2，YZ弦AS，为3。）Z物S为为点影摄的
R R R R
cos 0 sin 1 0
0 cos sin 0
0
1
0
0
y Z s
dZ s
式中，（x），（y）为函数x，y的近似值，它们是将外方
位面元坐素标的以初及始主值距Xf代S0，入Y共S0，线Z方S0程，中0求，出0的，。d0 X和S，控d制YS点，的dZ地S，
d，d，d为六个外方位元素的改正数，它们的系数为函 数对各个未知数即六个外方位元素的偏导数。
航片的内外方位元素汇编课件
THANKS
感谢您的观看
Part
02
航片内方位元素
像素大小与像点位置
像素大小
像素是像片上的最小成像单元， 其大小决定了像片的分辨率和细 节表现。像素大小与相机镜头焦 距、传感器尺寸等因素有关。
像点位置
像点是像素在像片上的投影，其 位置由像素在传感器上的排列位 置决定。像点位置的准确性对后 续的图像处理和测量至关重要。
像片倾角与旋转角
Part
05
航片内外方位元素的应用
Байду номын сангаас
摄影测量基本应用
确定摄影中心与被摄物之间的几何关系
01
通过内外方位元素的确定，可以推算出摄影中心与被摄物之间
的位置关系，为后续的测量和数据处理提供基础。
纠正影像变形和畸变
02
利用内外方位元素，可以对影像进行几何纠正，消除由于摄影
角度、地球曲率等因素导致的影像变形和畸变。
概念
内外方位元素是摄影测量学中的基本概念，用于描述摄影中心、像片和地面点之间的空 间几何关系，是进行航空摄影测量和遥感图像处理的基础。
元素之间的关系
相互影响
内外方位元素之间相互影响，任何一个元素的改变都会对其他元素产生影响。 例如，摄影中心坐标的改变会导致像片坐标的变化，而像片倾角的变化也会影 响像片旋角和像片倾斜角等。
地球椭球体模型
描述地球形状的数学模型 ，用于将地理坐标转换为 平面坐标。
摄影时刻太阳方位角与高度角
STEP 02
STEP 03
时间参数
拍摄时刻的准确时间，与 太阳位置相关，影响太阳 方位角和高度角。
STEP 01
太阳高度角
太阳光线与地球表面之间 的夹角，用于描述太阳在 天空中的位置。
无人机倾斜摄影测量技术及其应用
无人机倾斜摄影测量技术及其应用无人机倾斜摄影作为一种先进的影像获取手段，正在应用于各个行业及领域之中。
其中无人机倾斜摄影测量技术的要求最为复杂，无论是在地面分辨率、航摄参数设置、镜头相机参数的要求上，还是获取影像后的模型建立与数据采编上，都应遵循一定的规则。
标签：无人机;倾斜摄影;测量技术;应用1 无人机倾斜摄影技术无人机倾斜摄影技术是指通过利用多角度相机，来采集地面物体不同角度及不同高度的影像，凭借其高分辨率的航测影像技术，将具有丰富的地理信息数据，通过三维建模的方式来呈现真实场景的技术。
其技术路线是利用倾斜摄影系统，结合无人机的快速便捷的采集能力，将采集的数据快速生成三维模型。
其中倾斜摄影系统共分为三大部分：一是飞行平台，包括小型飞机或无人机;二是航飞操作人员;三是仪器部分，包括传感器（相机、GPS定位装置）和姿态定位系统。
本文将对此技术路线的无人机硬件、飞行控制软件、数据处理系统进行详述。
2 无人机低空摄影2.1 试验数据介绍试验区为灵武市上元名城小区，范围大约为1000m2，有高层建筑，地势总体较为平坦，拍摄当天天气晴朗，植被遮挡较少，适宜拍照。
根据测区实际情况，相对航高设计为160m，地面采样间隔0.09m，航向和旁向重叠度均为70%。
在完成地面站设置工作后，完成起飞工作，驾驶员操纵操作杆控制飞机起飞，地面站同时监视飞机的姿态、飞速、航高、以及坐标位置，拍摄得到不同角度的影像。
2.2 像控点布设控制点布设均匀地覆盖在整个测区，标志清晰可见，方便像片刺点。
试验布设12个像控点，所有像控点皆为平高点。
采用GPS静态进行测量。
试验坐标系统采用西安独立坐标系统。
2.3 数据处理关键技术方法通过ContextCapture软件对倾斜影像进行了处理，ContextCapture具有较高的自动化程度，无需过多的人工干预，且运行过程稳定。
数据处理关键技术流程如下：2.3.1 多视影像匹配影像匹配主要通过SIFI特征匹配算法建立不同像片之间的联系，获取大量同名点用于后续的空中三角测量。
基于航测内外业一体化拓展
测绘 技术 装备
第 ｌ ６ 卷
２ ０ １ ４年第 １ 期
基于航测 内外业一体化拓展
李微 娜 （ 国家 测绘地 理信 息局 第 ０ ５ ４ ）
要： 地形 图成 图工序诸 多， 各工序之 间即有 区别又有联 系，即有 分工又要合作 ，即要相互 了 解 又要相互
３ 内外业 一体 化拓 展 ３ ． １野外 控制 测量 及 内业像控 点加 密
业 数据 上 叠加 Ｄ ０ Ｍ影像 直接 作业 ，实现 内外业 生产 的技 术接 轨 。并 回放 纸质 调 绘 片实 地核 查 、补调 。
外业 人 员应 认 真对 待 内业 的标 记提 示 ，对 室 内不 可
野外 控 制 测 量是 为 地形 图成 图提 供像 片控 制 点 判 或 判 读无 把 握 的地 物 一一 调 查清 楚 ，对 地 理名 称 的平 面 坐 标和 高 程 ，对 航测 成 图 质量 起 到 决定 性作 地物 属 性 也要 一一 核 实 ，对 内业错 判 或漏 判 的要予
论。 ２地 形 图 的发展 变化
例 如 ， 电杆 的转折 点 、独 立 地 物 、 阴影下 的地物 、 单独 房 屋 、错 综 复杂 的水 系 等 。之 后 ，利 用 已成 图
随着计算机技术 、网络技术和信息技术的迅速 资料 上 的属 性 资源 ，将属 性 导入 内判数 据 ，并进 行 发 展 。地 形 图在 存放 载 体 、 内容 表达 、成 图方 式 、 相 关 要 素编 辑 ，充 分 利用 内业 资源 服 务于 外 业 ，达
密检 测 ，发现 错误 实地 重测 ，达 到 １ ０ ０ ％ 合格 ，再 交 内业 数据 编辑 。 （ １ ） 可行 性 ： 内业 加密 。这样 既对 外业 工作 进 行 了检 测 、完 善 ，
计算机视觉中的多视图几何第二章3D射影几何和变换
零空间与生成子空间表示
(2)Plucker矩阵 将一条直线由4*4的反对称齐次矩阵表示，连接两点A,B的直线L的矢量表示：L=AB’-BA’ L有若干如下性质： 1、L的秩为2 2、该表示具有描述一条直线所需要的4个自由度，6-2 3、矩阵L与用来确定它的点A,B无关,C=A+aB代替时,那么得到的矩阵是 L’’=AC’-CA’=A(A’+aB’)-(A+aB)A’= AB’-BA’=L
Page *
绝对二次曲线 (1)绝对二次曲线是在π∞上的一条二次曲线，满足 X1²+X2²+X3² =0 X4² 值得注意的是定义一条二次曲线需要定义两个方程 可以写成(x1,x2,x3)I(x1,x2,x3)’=0形式 绝对对偶二次曲线 (1)绝对二次曲线的对偶是3维空间中一种退化的对偶二次曲面，从几何上说，绝对对偶二次曲线由对偶二次曲线的平面组成。想象一个椭球面的所有切平面的集合，然后把椭球面压成饼的情况。
Page *
秩 ∮ 对角线 方程 实现 4 4 (1,1,1,1) X²+Y²+Z²+1=0 无实点 2 (1,1,1,-1) X²+Y²+Z²=1 球面 0 (1,1,-1,-1) X²+Y²=Z²+1 单叶双曲面 3 3 (1,1,1,0) X²+Y²+Z²=0 点(0,0,0,1) 1 (1,1,-1,0) X²+Y²=Z² 过原点的圆锥 2 2 (1,1,0,0) X²+Y²=0 单条直线(Z轴) 0 (1,-1,0,0) X²=Y² 两平面X=+-Y 1 1 (1,0,0,0) X²=0 平面X=0 三次绕线
Page *
设A,B分别是原点和X-方向的理想点
测绘技术航测摄影测量数据处理方法
测绘技术航测摄影测量数据处理方法测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色，尤其是航测摄影测量作为一种常见的测绘技术手段，其数据处理方法也是不可忽视的一环。
本文将介绍一些常见的航测摄影测量数据处理方法。
一、影像预处理在进行航测摄影测量数据处理之前，首先需要对获取的航空影像进行预处理。
这一步骤包括影像内外定向、几何纠正、大地纠正等。
影像内外定向的目的是通过摄影测量仪的内外参数确定像点的物方坐标，以便后续测量和分析。
几何纠正则是为了消除地面上物体的形变，使影像具有地理实际的几何性质。
大地纠正是为了将影像从像素坐标转化为大地坐标，方便后续的测量和分析。
二、立体像对匹配立体像对匹配是航测摄影测量数据处理中一个重要的环节，通过匹配两幅影像中的对应像点，可以得到物方三维坐标。
常见的立体像对匹配方法包括特征点匹配、区域匹配和基于模型的匹配等。
特征点匹配是通过提取影像的特征点，并通过匹配这些特征点来获得匹配的像对。
区域匹配是通过将影像划分为不同的区域，然后比较这些区域之间的相似性来进行匹配。
基于模型的匹配是通过建立物体的三维模型，并将模型与影像进行比较来进行匹配。
三、数字高程模型生成数字高程模型（DEM）是航测摄影测量数据处理中的一个重要结果，它可以提供地面高程信息。
DEM的生成方法包括基于像对的建模方法和基于区域的建模方法。
基于像对的建模方法是通过匹配立体像对获得物方三维坐标，然后根据这些坐标生成DEM。
基于区域的建模方法是通过将影像划分为不同的区域，然后通过匹配这些区域之间的相似性得到DEM。
生成的DEM可以用于地形分析、地质勘探等领域。
四、航测摄影测量数据处理软件随着测绘技术的发展，出现了许多航测摄影测量数据处理软件，这些软件提供了各种各样的数据处理方法和工具。
其中一些软件包括ERDAS IMAGINE、ENVI、PCI Geomatics等。
这些软件具有用户友好的界面和强大的功能，可以满足不同用户的需求。
总结起来，航测摄影测量数据处理方法包括影像预处理、立体像对匹配、数字高程模型生成等步骤。
509.遥感中外方位元素在不同坐标系中的变换
目录内容摘要 (II)第1章绪论 (1)1．1外方位元素在遥感中的作用 (1)1.2外方位元素的获取方法 (4)第2章外方位元素的获取方法 (7)2.1 获取外方位元素的传统方式 (7)2.2 直接地理参考中外方位元素应用和解求 (15)第3章直接地理参考软件中外方位元素的求解 (25)第4章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)内容摘要随着科学技术的进步，传统的测绘科学正发展成为以(GPS,RS,GIS)为代表的空间信息科学，与此同时数据获取与处理技术对我们也提出了更高的要求。
本文介绍了两种解算外方位元素的方法:传统的摄影测量方法和直接地理参考方法。
应用高精度定位定向系统(简称POS 系统)能够获取机载传感器的空间位置和三惟空间信息，从而定量化反演遥感信息获取过程，实现机载遥感直接对地定位。
最后通过Pospac软件的应用，实现了遥感中外方位元素的求解。
关键词：全球定位系统，惯性导航系统，外方位元素，直接地理参考，定位定姿。
AbstractIt is increasingly diffcult for the data acquirement and up data to meet the requirement ,while the traditional surveying growing into the spatial information science reprensengted bu GPS,RS and GIS.This paper introduces two ways of calculating exterior orientation elements.which include the ordinary way and the way of Direct Geo-reference..By combination of GPS with Inertial Measurement Unit ( IMU) , Positioning Orientation System(POS) may conduct direct measurement of all parameters of the exterior orientation for airborne sensors so as torealize direct geo - referencing..At last ,we actualize calculating of exrerior orientation elements onRomote-Sensing through the help of the Pospac sofeware.Keywords:GPS, INS, exterior orientation elements, DirectGeo-feference, integration.第1章绪论1．1外方位元素在遥感中的作用1.1.1摄影测量与遥感的定义和特点摄影测量学有着悠久的历史，19 世纪中叶，摄影技术一经问世，便应用于测量，它从模拟摄影测量开始，经过解析摄影测量阶段，现在已经进入数字摄影测量阶段，当代的数字摄影测量是传统摄影测量与计算机视觉相结合的产物。
测绘技术航测摄影测量方法详解
测绘技术航测摄影测量方法详解测绘技术是现代社会中应用广泛的一门学科，其中航测摄影测量方法是测绘技术中的重要组成部分。
本文将对航测摄影测量方法进行详细的解析，包括其基本原理、测量过程和应用领域等内容。
航测摄影测量方法是通过航空摄影的手段获取地面目标的影像信息，并利用摄影测量的原理进行测量和计算。
它主要依靠航空摄影测量仪器，如航空相机和摄影测量辅助设备等。
通过航空相机拍摄连续的影像幅面，并结合地面控制点的坐标信息，可以实现对地面目标的测量和定位。
在航测摄影测量中，主要涉及到的原理包括空间重构原理、相对定向原理和绝对定向原理。
空间重构原理是指通过摄影测量的方法将二维影像坐标转化为三维地面坐标。
相对定向原理是指通过摄影测量仪器的内外定向元素，确定影像相对于摄影测量基准的几何空间关系。
绝对定向原理是指通过地面控制点的坐标信息，确定影像相对于地球坐标系的绝对位置。
在进行航测摄影测量时，一般需要进行测量准备、摄影飞行、摄影测量数据处理等步骤。
首先，需要进行测量准备工作，包括地面控制点的标定和布设、航行计划的确定等。
接下来，通过航空摄影飞行的方式进行影像数据的获取。
飞行过程中，航空相机会定期触发拍摄，获取多张连续的影像幅面。
最后，利用测量软件对摄影测量数据进行处理，包括相对定向、绝对定向和数字几何模型的生成等。
航测摄影测量方法在地理信息系统、城市规划、地质勘察、环境监测等领域得到了广泛的应用。
在地理信息系统中，航测摄影测量方法可以用于获取地理信息数据，如地貌地形、水系河流等，用于地图绘制和地理空间分析。
在城市规划中，航测摄影测量方法可以用于获取城市建筑物的立体信息，用于规划和设计。
在地质勘察中，航测摄影测量方法可以用于获取地质地貌的信息，用于找矿勘探和地质灾害预警。
在环境监测中，航测摄影测量方法可以用于获取地表覆盖信息，用于环境变化监测和资源管理。
总结起来，航测摄影测量方法是一种通过航空摄影手段进行地面目标测量的方法。
超图研究院-倾斜摄影建模技术原理
四问倾斜摄影建模技术文/超图研究院（导语）倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。
同时有效提升模型的生产效率，采用人工建模方式一两年才能完成的一个中小城市建模工作，通过倾斜摄影建模方式只需要三至五个月时间即可完成，大大降低了三维模型数据采集的经济代价和时间代价。
什么是倾斜摄影？倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（如图 1所示，目前常用的是五镜头相机），同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。
垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片（一组影像），镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片（四组影像）。
图 1图 2一组影像获取示意图图 3连续几组影像获取示意图正拍影像倾斜影像图 4 正拍影像与倾斜影像对比图图 5 同一地物四个侧面倾斜影像倾斜摄影建模技术有哪些工作流程？1、倾斜影像采集倾斜摄影技术不仅在摄影方式上区别于传统的垂直航空摄影，其后期数据处理及成果也大不相同。
倾斜摄影技术的主要目的是获取地物多个方位（尤其是侧面）的信息并可供用户多角度浏览，实时量测，三维浏览等获取多方面的信息。
1)倾斜摄影系统构成倾斜摄影系统分为三大部分，第一部分为飞行平台，小型飞机或者无人机；第二部分为人员，机组成员和专业航飞人员或者地面指挥人员（无人机），第三部分为仪器部分，传感器（多头相机、GPS定位装置获取曝光瞬间的三个线元素x，y，z）和姿态定位系统（记录相机曝光瞬间的姿态，三个角元素φ、ω、κ）。
2)倾斜摄影航线设计及相机的工作原理倾斜摄影的航线设计采用专用航线设计软件进行设计，其相对航高、地面分辨率及物理像元尺寸满足三角比例关系。
航线设计一般采取30%的旁向重叠度，66%的航向重叠度，目前要生产自动化模型，旁向重叠度需要到达66%，航向重叠度也需要达到66%。
摄影测量中常用的坐标系统与航摄像片的内外方位元素
➢ z轴：与摄影方向（主光轴 ）So重合，右手定则确定z
轴正方向
➢ 用途：过渡坐标系；右手坐
a (x,y,-f) 标系
o
x
➢ 表示：S-xyz
表示像点在像方空间位置的空间直角坐标系。已知像点 的像平面坐标后，就能获得该像点的像空间直角坐标。
一、像方坐标系
2、像空间坐标系 s-xyz
zy x
s
➢特点：每张像片的像空间坐标系是 各自独立
三、航摄像片的内、外方位元素
2、外方位元素
三个角元素：可看作是由摄影机主光轴从起始的铅垂方向 绕空间坐标轴按某种次序连续三次旋转形成的。 可以用三种不同的主轴系统来描述： 以Y轴为主轴的φ-ω-κ系统（我国用的较多） 以X轴为主轴的ω′-φ ′ -κ ′系统（西方国家用的较多） 以Z轴为主轴的 τ -α- v （ A-α- v ）系统 我国摄影测量工作站用的是φ-ω-κ系统
二、物空间坐标系
3、地面摄影测量坐标系
其坐标原点在测区内的其一地面点上，X轴与航线 方向大致一致，但为水平．Z铀铅垂，构成右手直角坐标 系。
摄影测量中，首先将摄影测量坐标转换成地面摄影 测量坐标，最后再转换成地面直角坐标。
二、物空间坐标系
s
3、地面摄影测量坐标系
y
原点为地面 某一控制点，
Ztp
ox a
新课导入 像点
框标坐标系 关系？
像空间坐标系
S
o
x
y
a
x
关系？
地面辅助坐标系
A
地面点
已知 大地坐标系
如何确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相关 位置关系的参数？
三、航摄像片的内、外方位元素
方位元素：描述摄影机（含航摄像片）姿态的参数
像片的外方位元素解算
像片的外方位元素解算摘要：摄影测量学有着悠久的历史，是研究利用摄影手段获得被测物体的图像信息。
从几何和物理方面进行分析处理，对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。
它从模拟摄影测量开始经过解析摄影测量阶段，现已进入数字摄影阶段。
随着现代航天技术和电子计算机技术的飞速发展，摄影测量得到了更广泛的应用。
在数字地球空间数据框架的建立中，摄影测量技术直接或间接的起着重要的作用。
它的几何处理的任务是根据像点的位置确定相应的地面点的空间位置。
用摄影测量方法研究被摄物体的几何信息和物理信息时，必须建立该物体和像片之间的数学关系，为此，要首先确定航空瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系的位置和姿态，解求外方位元素的过程就是恢复摄影中心和像片在地面坐标的位置和姿态的几何处理过程。
根据共线条件方程、空间后方交会的误差公式和法方程的数学模型，利用9 点法、6 点法、4 点法求解像片的外方位元素。
通过实例，论述了解算像片外方位元素的理论精度，并进行计算结果的精度分析，在单位权中误差σ 0 =0 .01m m的情况下，精度可提高10倍。
并提出建立新的空间后方交会的直接解法关键字：摄影测量外方位元素几何处理摄影中心像点位置空间位置和姿态空间坐标地面坐标共线方程 VC++ 理论精度1发展历史摄影测量学有着悠久的历史，它是研究利用摄影手段获得被测物体的图像信息，从几何和物理方面进行分析处理，对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。
它从模拟摄影测量开始经过解析摄影测量阶段，现已进入数字摄影阶段。
摄影测量最初叫图像量测学(根据Iconometry而来，或译作量影术)。
1837年，发明摄影技术后，才叫摄影测量学。
数学家勃兰特早在18世纪就论述了摄影测量学的基础——透视几何理论。
1839年，法国报导了第一张摄影像片的产生后，摄影测量学开始了它的发展历程。
19世纪中叶，法国陆军上校劳塞达利用所谓“明箱”装置，测制了万森城堡图。
劳塞达被公认为“摄影测量之父”。
测绘技术中的航测影像配准方法
测绘技术中的航测影像配准方法随着航空技术和测绘工具的不断发展，航测影像成为了现代测绘领域中不可或缺的重要数据来源。
而航测影像配准作为其中的关键环节，对于保证测绘数据的准确性和可靠性具有重要意义。
本文将介绍测绘技术中的航测影像配准方法，并探讨其应用在不同领域中的变化与挑战。
一、基本概念与原理航测影像配准是指将航测获取的多幅影像准确地定位到目标地球表面上，并实现正确的影像几何位置关系。
其基本原理是通过提取和匹配图像上的特征点，建立图像间的对应关系实现影像配准。
常用的特征点包括角点、边缘、色块等。
一般而言，航测影像配准可以分为刚性配准和非刚性配准两大类。
刚性配准是指影像中的物体经过平移、旋转、缩放等刚性变换后仍保持原有形状和结构。
刚性配准的目标是寻找影像之间的平移和旋转参数，常用的方法有最小二乘拟合法、相位相关法和递归最小二乘法等。
非刚性配准是指影像中的物体在变换过程中其形状和结构可能发生改变。
非刚性配准的目标是寻找影像之间的非线性变换参数，常用的方法有基于特征变量的方法、插值法和基于物体形变模型的方法等。
二、应用领域与发展趋势航测影像配准在测绘领域中有着广泛的应用。
它不仅可以用于制图、地理信息系统（GIS）的数据更新与验证，还可以用于测量变形监测、地貌分析、城市规划和环境保护等领域。
在制图方面，航测影像配准可以提供高分辨率的地理数据，为地图绘制和更新提供准确的底图。
特别是在地震、洪涝等灾害事件后，航测影像配准可以迅速获取并更新受灾地区的地理信息，为救灾工作提供帮助。
在地形变形监测方面，航测影像配准可以实现对地表运动的精确测量和分析，为地质灾害、地下沉降、地震活动等问题的研究提供重要依据。
同时，航测影像配准也可以用于大规模工程项目的监测与评估，如高速铁路的轨道位移、大坝变形等。
在城市规划和环境保护方面，航测影像配准可以为城市规划提供准确的基础数据，实现城市地理信息系统的建设和管理。
同时，在环境保护方面，航测影像配准可以用于监测植被分布、土地利用变化等，为生态环境保护提供科学依据。
像片的外方位元素解算
学校代码：11517学号：200808111209HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业论文题目像片的外方位元素解算学生姓名张晶晶专业班级测绘工程0842学号200808111209系（部）土木工程指导教师（职称）谢瑞（讲师）完成时间 2012 年 5月 18日河南工程学院论文版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计（论文）任务书题目像片的外方位元素解算专业测绘工程学号200808111209姓名张晶晶目的及意义、研究方法、研究成果、参考文献等：一、目的及意义：（1）确定航空摄影瞬间的摄影中心与像片在地面设定的空间坐标中位置和姿态，描述这些位置和姿态的参数即外方位元素（2）依据最小二乘原理，针对三种外方位元素解算方法，从理论上分析外方位元素的解算方法及过程，同时对其进行精度评定及估算分析二、基本要求（1）利用像片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空间坐标及外方位元素（2）利用立体像对的内在几何关系，进行相对定向，然后通过绝对定向解求外方位元素（3）利用光束法双像解析摄影测量解求外方位元素三、研究成果1 论述三种外方位元素解算方法及过程2 分析比较各个方法的优缺点及适用范围3 对各个方法的计算结果进行精度评定及精度分析四、参考文献[1]王之卓编著.摄影测量原理[M].北京：武汉大学出版社，1976.[2]黄世德编著.航天摄影测量学[M].北京：测绘出版社，1987.[3]姚国际等编著.基于宽基线立体影像Harris－laplace特征的最小二乘匹配算法[J].中文科技期刊数据库，2011（6）.[4]张剑清，潘励，王树根编著.摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2003.[5]李德仁，王树根，周月琴编著.摄影测量与遥感概论[M].北京：测绘出版社，2001.[6]俞浩清编著.摄影与空中摄影学[M].北京：测绘出版社，1985.[7]李德仁等编著.解析摄影测量学[M].北京：测绘出版社，1992.[8]李德仁等编著.摄影测量信息处理系统的理论和实践[M].北京：测绘出版社；2007.[9]靳国旺等编著.基于区域网平差的INSAR基线估计方法[J].中文科技期刊数据库，2011（5）.[11]张祖勋，张剑清编著.数字摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2002.[10]官云兰，程效军，周世健等编著.基于单位四元数的空间后方交会[J].测绘学报.2008（2）.[12]王勇,姜挺，江刚武编著.基于单位四元数描述的单像空间后方交会[J].测绘科学技术学报.2007（2）.[13]杨化超等编著.利用2维DLT和共线方程分解相机外方位元素[J].测绘科学技术学报，2006（3）.[14]T.lindeberg.Scale-space theory:Abasic tool for analysing structures at different scales[J].Journal of Applied Statistics,1994,（2）.[15]K.Mikolajczyk,C.schmid.An affine invariant interest point detector[J].In European Conference on Computer Vision,2002完成期限：2012.2.6-2012.5.13指导教师签名：专业负责人签名：年月日目录摘要 (I)ABSTRACT (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究目的及意义 (2)2 外方位元素解算基础 (2)2.1方位元素的概念 (2)2.1.1 内方位元素 (3)2.1.2 外方位元素 (3)2.2空间坐标转换式 (7)2.2.1 空间坐标转换 (7)2.2.2 确定方向余弦 (8)2.3共线方程 (12)2.4共面方程式 (14)3 三种外方位元素解算方法 (15)3.1单张像片的空间后方交会 (15)3.1.1 单张像片的空间后方交的概念 (15)3.1.2 基本关系式 (15)3.1.3 误差方程和法方程 (16)3.1.4 计算过程及精度评定 (19)3.1.5 空间后方交会的步骤 (20)3.2相对定向-绝对定向解算 (20)3.2.1 相对定向的概念 (20)3.2.2 解算过程 (21)3.2.3 误差方程及法方程解算过程 (23)3.3绝对定向 (24)3.3.1 概念及定义 (24)3.3.2 绝对定向元素的计算 (24)3.3.3 解算过程及精度评定 (25)3.4光束法解算 (26)3.4.1 定义及概念 (26)3.4.2 解算过程 (26)4 三种解算方法的比较分析 (27)4.1观测值及控制点的比较 (27)4.2依据原理不同 (28)4.3精度不同 (28)4.4实用范围不同 (28)4.5比较的总结 (28)5 总结与展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)像片的外方位元素解算摘要摄影测量的几何处理任务是根据相片上像点的位置确定相应地面点的空间位置，为此，必须建立物体与相片之间的数学关系，首先必须确定航空摄影瞬间的摄影中心与像片在地面设定的空间坐标中位置和姿态，描述这些位置和姿态的参数就是像片的方位元素。
多视影像的城市实景三维生产关键技术
多视影像的城市实景三维生产关键技术李莹;林宗坚;苏国中【摘要】鉴于传统的航空和卫星遥感手段主要针对城市建筑物顶部进行模型重建,而对地物侧面的三维重建一直缺少有效的解决方法,该文提出一套自动化实景三维模型生产流程和成果质量检测方法.利用倾斜摄影倾直两用低空相机技术,分别研究大区域高精度多视影像的获取、提高空中三角测量精度、城市实景三维模型构建等关键技术环节,并据此对全市数据成果进行了相应的分析,为倾斜摄影城市实景三维模型的生产提供参考和借鉴.%To satisfy the current city real 3D modeling demands,this paper proposes an approach to produce real 3D models with an autonomous workflow and quality self-evaluation method.The technology of oblique photography low altitude camera is employed in our approach in the following areas:acquisition of multi-viewimages,promotion of aerial triangulation precision,and construction of city real-time 3D model.The field experiment in Dunhua city shows that this result can be used as references and examples for oblique photography based city real 3D modeling.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2017(032)001【总页数】5页(P35-39)【关键词】倾斜摄影测量;倾直两用低空相机;多视影像;空中三角测量精度;城市实景三维生产【作者】李莹;林宗坚;苏国中【作者单位】辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院,辽宁阜新123000;中国测绘科学研究院,北京100039;中国测绘科学研究院,北京100039【正文语种】中文【中图分类】TP391目前，大范围的城市三维模型生产主要依靠摄影测量的手段进行生产。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Y
图1
针孔摄像机几何示意图
由 图 1 与 图 2 中相似三角形关系 ， 可组成完整 投影等式 ， 并用齐次坐标表示 ， 得 [2’ 9-10]:
* Z y 丄 =
f Y
+ Z*0 + z y0
z
/
0
*0 0
x
Y
0 / ^ 0
(1)
Z
_
0
0
1 0
图 1 给出了多视图几何理论中的针孔摄像机几 何 。令 投 影 中 心 C 位于一个欧式坐标系原点， 平面 或记为:
z
1
引 言
=/(/为焦距长度)称为图像平面， 主点(*0, y 。 ） 为图
多视图几何是近二十多年来计算机视觉领域发展 起来的一个热点研究方向[1]， 其解决的基本问题是从 若干幅世界景体的影像求得对真实景物结构的理解。 虽然多视图几何理论早期的研究借鉴了当时传统摄影 测量学领域的研究成果,但是到2 0 世 纪 9 0 年代以来, 经众多计算机视觉领域研究人员的发展， 多视图几何 理论已形成自身的基本理论框架， 发展到了几乎是完 备的程度。其 中 最 具 代 表 性 的 工 作 是 由 Hartley 与
R Z w
图3
摄影测量中摄像机成像几何示意图
为
如 图 3,当确定外方位元素的物方坐标系就是以 某一地面点 B 为原点的地面辅助坐标系时， 地面点4 在该坐标系下的坐标为（ XD， YD ， Z D)， 根据外方位线
第 3 6 卷第 6 期 2016 年 1 1 月
海
洋
测
绘
HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTING
Vol. 3 6 ,No. 6 Nov.,2016
D01:10.3969/j.issn.1671-3044.2016.06.018
多视几何中外参数与航测外方位元素的相互转化
收 稿日期： 2016-04-13;修 回 日 期 ： 2016-06-20 作者简介： 闸 旋 （ 1988-)， 男， 湖北武汉人， 助理工程师， 硕士， 主要从事海岸带遥感技术研究。
76
海 洋 测 绘
第 36卷
面辅助坐标系。假 设 存 在 某 一 地 面 点 4 , 其在像空 间坐标系中的坐标为(^ 其中,
的非齐次形式（ *,y)T 、
( X , Y , Z ) T 分别与齐次形式（ *,y ,l)T 、 （ X,Y,Z,l)T
个角元素（ 公 式 中 的 R 摄 即 为 相 机 3 个外方位角元 素构成的旋转矩阵） 。
(3)
(4) 以 3
式中,w p 为参考坐标系 w 中点 p 的坐标向量;W r 为由 参考坐标系 w 到摄像机坐标系c 的旋转矩阵;cO 式 (4)带人式( 2 ) ,得 ： 忑i _ 式中,R 计= W
内参数是未知的， 同时相机拍摄瞬间的姿态也可以是任 意的,且相机的内参数和各拍摄瞬间的相对位置关系都 是能够根据影像序列后期计算得到的。因此， 研究实现 多视图几何与摄影测量中的物理量的相互转换,对于两 学科间理论成果的相互补充具有实际意义[叫。 本文所讨论的内容仅限于遵循针孔成像模型的 面阵相机， 其数学基础是中心投影。首先阐述多视 几何中相机外部参数（ 简称外参数） 与摄影测量中 相机外方位元素（ 简称外方位元素） 在各自理论系 统中的具体含义， 然后推导并给出两者的互相转换 公式， 实现了多视图几何中外参数与摄影测量中外 方位元素的相互转换。
〔 X) r U
0
,h
, & ) ,而在以摄站中心 S
像空间辅助坐标系中的坐标为（ X ,Y ,Z ) ,两者之间
f
0 0
Xo
cp r〇 ,
可用下式表达[11-12]:
Y Z
〇 / _0
X4
" X "
(6)
1_
式中， 矩 阵 K 为 相机内参数矩阵 ,包 含 在 K 中的参 数称为相机内部参数 ;c p 为摄像 机 坐 标 系 c 中 点 P 的坐标向量 ;P 为 二 维 图 像 平 面 坐 标 系 中 像 点 P 的 坐 标 向 量 。 （注 意 是等价的 ） 。 更一般的是,当参考坐标系并不是相机坐标系时, 式 (3) 给出了(任一 ) 空间点 P 由参考坐标系转换为摄 像机坐标系的转换公式:如通过添加一个旋转矩阵 和一个平移向量6〇^由这两个矩阵描叙的刚体变换使 得空间点 P 由参考坐标系回到相机坐标系[ 1 °]。 cP = c wR wI^ + c O w 3x1 3x3 3x1 3xl 其齐次形式为：
p 、 cp
Y 74 = 3 RR3* _Z _ 3 _
影测量学中， 确定影像或者摄影光束在摄 影瞬间的空间位置和姿态的参数， 称为影像的外方 位元素。一幅影像的外方位元素包括用于描述3 个 摄影中心 S 相对于物方空间坐标系位置的元素(X s，
Y s， Z s )和用于描述影像面在摄影瞬间空中姿态的3
Zisserman 等人完成的[2]。多视图几何理论允许相机的
像平面与主轴交点。该模型描述了摄像机坐标系下 三维空间点 m r， z )与图像平面上二维像点 p (*，
y
)之间的投影关系。通常图像原点位于左上角， 为方
便后续推导,建立一个原点位于相机中心， z 、 r 轴分 别与图像坐标系轴平行的摄像机坐标系[2]。图 2 为 图 1 中针孔摄像机几何的纵向剖面图。
闸 旋 \ 林 杨 正 2 ,辛 宪 会 、李 海 滨 1
( 1 . 海军海洋测绘研究所， 天 津 300061; 2. 92899部 队 ， 浙 江 宁 波 315200) 摘要： 多视几何与传统摄影测量存在很多相似性， 其相关理论与技术发展对传统摄影测量极具借鉴意义， 然而如何 将多视图几何理论融人传统摄影测量仍是有待解决的问题。针对如何实现多视图几何中相机外参数与摄影测量中相机 外方位元素相互转换展开研究， 通过详细介绍与分析两者在各自理论系统中的具体含义， 推导并给出两者的互相转换公 式。实现多视图几何中外参数与摄影测量中外方位元素转换， 对于两学科间理论成果的相互补充具有实际意义。 关键词： 摄影测量学;计算机视觉;多视图几何;相 机 外参数;外方位元素;针孔摄像机几何 中图分类号： P231 文献标志码： B 文章编号： 1671-3044(2016)06-0075-04