空中三角测量方法初探

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摄影测量学航带法空中三角测量

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1
3
Y
5
V
2
X
8 6 7
Y
U
X
1 1 V ... 1 X1 X2 ... Xn Y1 Y2 ... Yn X1 X2 ... Xn
2 2 2
a 0 l x1 X 1Y1 a1 l x 2 X 2Y2 a 2 l x 3 ... a3 ... X nYn a l 4 xn
v u 1 0 0 U 0 1 0 V v v v w 0 0 1 W
W 0 U
0 W V
U X 0 lu X l Y 0 R 0 V Y 0 v W Z 0 l w Z
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空中三角测量方法初探

空中三角测量方法初探摘要：空中三角测量是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法，是摄影测量工作中的一个重要工序。

本文论述了目前空中三角测量的方法、空中三角测量涉及的坐标系统、空中三角测量成果共享的方法以及空中三角测量发展趋势。

关键词：空中三角测量；摄影测量；定向；平差；坐标系统；成果共享0引言空中三角测量是摄影测量的基本问题之一。

近年来，随着全数字摄影测量工作站（特别是国产全数字摄影测量工作站）在各生产单位的广泛应用，空中三角测量的方法也从解析法空中三角测量过渡到了自动空中三角测量，自动空中三角测量已经成为空中三角测量的主要方法，它充分利用了数字摄影测量影像匹配算法可靠、快速和精确的优点，成为全数字摄影测量工作站最有效率的工作。

目前，各测绘单位的航测生产设备主要是全数字摄影测量工作站，空中三角测量作业以自动空中三角测量软件为主；部分单位还有少数的解析仪器在使用，因此部分解析空中三角测量软件仍在应用。

解析法空中三角测量和自动空中三角测量两种作业方法并存。

下面就解析法空中三角测量和自动空中三角测量的作业方法空中三角测量涉及的坐标系统及其空三成果的共享作一讨论。

1空中三角测量的方法1.1解析法空中三角测量解析法空中三角测量方法是20世纪80～90年代末主要的空中三角测量作业方法。

是根据像片上的像点坐标（或单元立体模型上点的坐标）同地面点坐标的解析关系或每两条同名光线共面的解析关系，构成摄影测量网的空中三角测量。

建立摄影测量网和平差计算等工作都由计算机来完成。

建网的方法有多种，最常用的是航带法、独立模型法和光线束法。

这三种方法既可以在一条航带上应用，称为单航带的解析空中三角测量，也可以将若干条航带连接成一个区域进行整体平差，称为区域网空中三角测量，或简称区域网平差。

解析空中三角测量的意义在于航带或者区域网中，仅测少量的外业控制点，然后在内业用解析计算的方法求出全部像片的外方位元素和加密点的地面坐标，供测图用。

空中三角测量方法与技巧

空中三角测量方法与技巧在地理测量领域中，空中三角测量是一种非常常见和有效的测量方法。

它通过计算角度、距离和高度的关系来确定地球上不同点之间的位置关系。

空中三角测量方法和技巧的运用，对于地理测绘、城市规划以及导航系统的建立等方面都具有重要意义。

本文将介绍空中三角测量的基本原理、常用仪器和技巧，以期给读者一个系统全面的了解。

1. 基本原理空中三角测量的基本原理是利用三角形的性质来计算位置。

首先，我们需要选择一个适当的控制点，作为测量的基准点。

然后，通过测量每个目标点与基准点之间的角度和距离，以及目标点的高度，我们可以根据三角形的关系计算出目标点的准确位置。

这种测量方法的优点在于可以在较大的范围内进行，而不受地形和障碍物的限制。

2. 常用仪器在空中三角测量中，我们常用的仪器包括全站仪、经纬仪、测距仪和全球定位系统（GPS）等。

全站仪是一种多功能测量仪器，可以同时测量目标点的水平角、垂直角和斜距，它的使用可以大大提高测量的精度和效率。

经纬仪主要用于测量目标点的水平角和垂直角，在一些较小范围的测量中依然具有一定的优势。

测距仪是测量目标点与仪器之间距离的工具，其原理可以分为直接测距和间接测距两种方法，根据具体的测量需求选择适合的方式。

GPS是一种全球卫星定位系统，通过接收卫星信号来测量目标点的位置，它可以在空中三角测量中提供高精度的位置信息。

3. 测量技巧在进行空中三角测量时，有一些技巧是需要注意的。

首先，我们要选取一个合适的控制点作为基准点，该点应当具有较好的稳定性和可靠性，同时应当离目标点较近，以便提高测量精度。

其次，我们应当在测量过程中注意排除误差的影响，例如，在测量角度时要保持仪器的稳定性，避免震动和摇晃。

另外，在测量角度和距离时，要尽量选择正面视距较大的目标点，这样可以减小测量误差。

此外，还需要合理设置观测顺序，以便提高测量效率。

4. 应用领域空中三角测量方法和技巧在许多领域都有广泛应用。

首先，在地理测绘领域，空中三角测量是制作地图和测量地形的重要手段之一。

摄影测量学第六章航带法空中三角测量

b b a
二、构建自由航带网（2、连续法相对定向）
Z Z B
b 1 a 2 a z
a
3 1 5
4 2 6
b
3 1ห้องสมุดไป่ตู้5
4
2
6
a Bz 为模型a的相对定向元素
归化系数
a Z2 B za k2 Z1b
Z Y
s3 s2
Z1b
a Z2
s1
X
1 k (k 2 k 4 k 6 ) 3
二、构建自由航带网（2、连续法相对定向）
一、基本思想与流程基本流程
• 像点坐标系统误差预改正 • 立体像对相对定向
• 模型连接构建自由航带网
• 航带网的概略绝对定向
• 航带模型非线性改正
• 加密点坐标计算
二、构建自由航带网（1、单独法相对定向）
X X X s2 Y R Y Y s2 Z 2 Z 1 Z s2
X Y , X Y
a0 A1 a1 b2 A3 2a3 2a5 b4 2 A5 3a6 a8 b7 3b6 3 A7
X Y Y X
b0 A2 a2 b1 A4 a4 2b3 2b5 2 A6 a7 3a9 3b6 b8 3 A8
⑵ N2

⑴ ⑴ N2 Y2 BZ ⑵ Z2
vP ( Z 2
Q N 2⑴Y2⑴ N 2⑵Y2⑵ BY P N 2⑴ X 2⑴ N 2⑵ X 2⑵ B X
量测 3 个以上的模型连接点可以按最小二乘平差原理求相对定向元素
V Ax l , P
V T PV 0 2n 6

解析空中三角测量1

测绘工程系
解析空中三角测量
一、概述
2、解析空中三角测量的目的和意义目的为摄影测量测绘地形图、制作正射影像图提供定向控制点和像片内、外方位元素；
测定大范围内界址点的统一坐标；
单元模型中大量地面点坐标的计算；解析近景摄影测量和非地形摄影测量，用于建筑物变形测量、工业测量等。
卫星遥感与航空摄影测量技术测绘工程系
解析空中三角测量
二、航带法空中三角测量
3、航带法区域网平差（1）基本思想 a. 按照单航带法构成自由航带网 b. 利用本航带的控制点及与上一航带的公共点进行三维空间相似变换，将整区各航线纳入统一的坐标系中 c. 同时解求各航带非线性变形改正系数 d. 计算各加密点坐标
卫星遥感与航空摄影测量技术测绘工程系
解析空中三角测量
二、航带法空中三角测量
3、航带法区域网平差
（2）解算步骤
区域网概算：建立统一的区域网，获得模型点的概略
地面摄测量坐标。区域网整体平差：求解出各航带的非线性改正系数，计算加密点地面测量坐标。
卫星遥感与航空摄影测量技术
测绘工程系
解析空中三角测量
利用地面控制点解算七个绝对定向参数。
卫星遥感与航空摄影测量技术测绘工程系
解析空中三角测量
二、航带法空中三角测量
2、单航带空中三角测量（5）航带模型的非线性改正航带网的变形很复杂，无法用一个简单的数学公式精确表达，通常采用多项式逼近法。用一个多项式曲面拟合航带网复杂的变形曲面，使该曲面经过航带网已知点时，所求得坐标变形值与它们实际的变形值相等或使其残差的平方和为最小。
解析空中三角测量
二、航带法空中三角测量

第十一章区域网解析空中三角测量

N1T2
0
0
N 22
N
T 23
0
N 23
N 33
N
T 34
0
X
2
U 2
N N
34 44
X X
3 4
U U
3 4
(11-12)
(四)、法方程的解算
式(11-12)的法方程为一个带状矩阵，可采用高斯约化法求解。逐步约化使系数阵变为一个上三角矩阵，其相应常数项进行同样约化，然后求解最后一组未知数，再从下而上回代，解求出全部未知数。
(三)、法方程式的组成及特点由误差方程式(11-8)，可得相应的法方程式：
BTPBX－BTPL＝O
法方程的系数矩阵为4×4的矩阵块，每块为 5×5的方阵。内容为：
B1Tc
B1c
1 2
B1T下
B1下
－
1 2
B2T上
B1下
BT
PB
0
0
－
1 2
B1T下 B2上
BT2c B2c
1 2
B2T上 B2上
X
tP
X tPgi
X
a0 j
a1 j
X
a2 j Y
a3 j
2
X
a4 j XY
YtP
YtPgi
Y
b0 j
b1 j X
b2 j Y
b3 j
2
X
b4 j X Y
2
ZtP ZtPgi Z c0 j c1 j X c2 j Y c3 j X c4 j X Y
(11-15)
1 2
B2T下 B2下
－
1 2
B3T上
B2下
0

空中三角测量的使用方法和技巧

空中三角测量的使用方法和技巧引言：空中三角测量是一种利用三角形的特性和测量原理来确定物体间距离和方位的方法。

它广泛应用于地理勘测、航空导航、遥感测绘等领域。

本文将介绍空中三角测量的基本原理、使用方法和一些实用技巧，以帮助读者更好地理解和应用这一测量方法。

一、基本原理空中三角测量基于三角形的相似性原理。

当我们观测到一个物体，且知道该物体相对于两个观测点的方向角（或称为方位角）时，我们可以在这两个观测点处建立一个观测基线，然后绘制一条从该基线上的某一点到该物体的测量线。

通过测量这两条线的长度和角度，我们可以利用三角计算方法来确定两个观测点与该物体之间的距离和方位。

二、使用方法空中三角测量的使用方法主要包括观测数据的收集、计算结果的推导和实际应用。

1. 观测数据的收集在进行空中三角测量之前，我们需要选择观测点和目标物体，并进行观测数据的收集。

观测点的选择需要考虑到观测点之间的基线长度和目标物体的可见性。

通常选择两个观测点，可以通过使用测量仪器（如全站仪或GPS）来测量观测点的坐标。

同时，我们还需要观测目标物体相对于观测点的方向角，可以使用指南针或导航设备进行测量。

2. 计算结果的推导收集完观测数据后，我们需要进行计算来确定目标物体与观测点之间的距离和方位。

首先，我们可以根据观测点的坐标和方向角计算出目标物体的空间坐标。

然后，利用三角计算方法可以推导出目标物体与观测点之间的距离和方位。

在实际计算中，我们可以使用计算机软件来辅助进行这些计算，以提高计算的准确性和效率。

3. 实际应用计算得到目标物体与观测点之间的距离和方位后，我们可以将这些结果应用于地理勘测、航空导航等领域。

在地理勘测中，空中三角测量可以用于确定地物的位置和形状，以制作精确的地图和地形模型。

在航空导航中，可以利用空中三角测量来确定飞机的位置和航向，以提供准确的导航信息。

三、实用技巧在进行空中三角测量时，有一些实用的技巧可以帮助我们提高测量的准确性和效率。

空中三角测量方法的原理解析

空中三角测量方法的原理解析空中三角测量方法是一种常用的地理测量技术，利用三角形的几何关系来测量地球上的距离、角度和方位。

它在地理空间数据采集、地图制作、导航定位等领域都有广泛的应用。

本文将从原理和解析两个方面对空中三角测量方法进行分析。

一、原理解析空中三角测量方法的原理基于几何学中的三角形定理。

三角形定理包括正弦定理、余弦定理和正切定理，它们描述了三角形的边与角之间的关系。

正弦定理是空中三角测量方法的基本原理之一。

它表明，在一个任意的三角形ABC中，三个边a、b、c和三个角A、B、C之间存在以下关系：a/sinA = b/sinB = c/sinC余弦定理是空中三角测量方法的另一个重要原理。

它描述了三角形的边与角之间的关系：c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC这两个原理结合起来，可以用来计算任意三角形的边和角。

二、应用和局限空中三角测量方法广泛应用于地理空间数据采集与处理。

在航空摄影中，空中三角测量方法可以用来计算照片上的目标物体的位置和距离。

通过测量照片上的物体在不同角度下的位置，然后利用三角测量原理，可以计算出物体相对于摄影点的距离。

在地图制作中，空中三角测量方法可以用来确定地图上不同地点的坐标和距离。

通过在地面上测量物体到三个不同测量点的角度，然后利用三角测量原理，可以计算出物体相对于测量点的水平距离和高度。

然而，空中三角测量方法也存在一些局限。

首先，它对测量点的选取有一定要求。

测量点的位置应该能够覆盖到被测量对象的各个角度和边。

其次，测量过程中的误差也会对结果产生影响。

由于各种因素的存在，如大气条件、仪器精度、地形起伏等，测量结果往往无法完全精确。

三、发展与展望随着技术的不断进步，空中三角测量方法也在不断发展。

在航空摄影方面，新的高分辨率摄像设备和无人机技术的出现，使得空中三角测量方法的精度和效率都有了很大的提高。

在地图制作方面，GIS（地理信息系统）的快速发展，使得大规模的地理空间数据采集和处理变得更加容易。

空中三角测量技术的使用方法

空中三角测量技术的使用方法空中三角测量技术是一种常见的测绘技术，它利用光学原理和数字图像处理技术，通过对空中影像进行分析和处理，来获取地面上各种地物的位置、形状和尺寸等信息。

本文将介绍空中三角测量技术的使用方法，包括数据获取、图像处理和测量精度等方面。

一、数据获取空中三角测量技术所需的数据主要来源于航空摄影。

航空摄影是通过航空器携带相机进行的摄影活动，它可以快速获取大范围的地理信息。

在进行航空摄影时，通常使用无人机或者航空器携带的相机进行高空拍摄。

拍摄过程中，相机会连续拍摄一系列略有重叠的照片，以确保后续的图像处理过程的准确性。

通过航空摄影，可以获得高分辨率的空中影像，为后续的测量和分析提供依据。

二、图像处理空中三角测量技术的核心在于对航空摄影获取的影像进行处理。

首先需要将连续拍摄的照片进行拼接，生成一幅完整的影像。

这一步骤通常使用图像配准和镜像拼接的方法实现。

图像配准是指将不同照片之间的重叠区域进行匹配，以最小化拼接误差。

镜像拼接则是将合适的照片进行水平或垂直镜像，使其能够拼接成连续的影像。

拼接完成后，需要对影像进行校正。

校正的目的是消除影像中的畸变，以保证后续的测量精度。

常见的校正方法有镜头畸变校正和地形校正。

镜头畸变校正是指将相机镜头引起的畸变进行校正，通过数学模型和参考点的配准，可以将影像中的畸变进行修正。

地形校正是指将地面上的高程信息应用于影像中，以实现横断面和剖面信息的真实反映，从而提高影像的几何精度。

三、测量精度空中三角测量技术的测量精度主要受到航空摄影和图像处理的影响。

在航空摄影中，摄影机的稳定性、高度和角度的准确性等因素都会对测量精度产生影响。

因此，在进行航空摄影时，需要确保摄影机的稳定性，减小影响因素的误差，并使用精密的GPS定位技术来获取摄影机的位置和姿态信息。

这样可以提高图像的几何精度，从而提高测量精度。

在图像处理过程中，拼接误差和校正误差是影响测量精度的主要因素。

为了减小拼接误差，可以选择合适的图像配准和拼接算法，并确保参考点的准确性和分布均匀性。

如何进行空中三角测量

如何进行空中三角测量空中三角测量是一种测量地面点位和地球物理信息的重要方法。

它利用几何学中的三角形定理和测量仪器，通过测量目标点与观察点之间的角度关系，计算出目标点的位置和高程。

本文将从测量原理、测量仪器、数据处理等方面介绍空中三角测量的基本流程和技术。

空中三角测量的原理基于几何学中的三角形定理，即在一个三角形中，如果已知一个角度和两边的长度，就可以计算出其他的角度和边的长度。

在空中三角测量中，我们将目标点、观察点和控制点看作一个三角形，通过测量出目标点与观察点之间的角度关系，再结合已知的控制点坐标，就可以计算出目标点的位置和高程。

在进行空中三角测量时，我们需要使用一些测量仪器，如全站仪、全景相机等。

全站仪是一种强大的测量仪器，它可以同时测量目标点与控制点之间的水平角、垂直角和斜距，具有高精度和高效率的特点，被广泛应用于测绘、地质勘探和土地规划等领域。

全景相机则可以实现对地面景物的全景拍摄，为后续的数据处理提供基础。

空中三角测量的流程包括观测准备、目标点测量、控制点测量和数据处理。

首先，我们需要进行观测准备，包括选择观察点和控制点的位置、设置测量仪器、调整观测仪器，保证观测的准确性和可靠性。

然后，通过测量仪器，我们可以测量出目标点与观察点之间的角度关系，得到观测数据。

接下来，我们需要测量控制点的位置，用于后续的数据处理，以提高目标点的定位精度。

最后，通过数据处理，包括角度纠正、坐标计算和高程计算，可以得到目标点的准确位置和高程信息。

空中三角测量的数据处理是整个测量过程中最为关键的步骤。

在进行数据处理时，我们需要考虑误差的传递和积累，以及各种调整方法的应用。

通过计算观测数据和已知控制点的关系，可以得到目标点的坐标和高程，同时还可以计算测量误差和可靠度指标，评估测量结果的准确性和可靠性。

空中三角测量作为一种高精度、高效率的测量方法，已广泛应用于地理信息系统、地质灾害监测和城市规划等领域。

它为我们提供了获取地球物理信息的重要手段，帮助我们更好地认识和利用地球资源。

光束法空中三角测量的具体流程

光束法空中三角测量的具体流程光束法空中三角测量是一种利用光束测量目标位置或角度的方法，广泛应用于地理测绘、工程测量和导航等领域。

它通过测量光束经过大气传播时的偏折，来确定目标的空间位置和方位角。

下面将详细介绍光束法空中三角测量的具体流程。

一、测量设备准备在进行光束法空中三角测量之前，首先需要准备一些测量设备。

常用的设备包括光束发射器、接收器、光电探测器、转台、测量支架等。

其中，光束发射器用于发射光束，接收器用于接收光束，光电探测器用于测量光束的强度，转台用于调整光束的方向，测量支架用于支撑和固定设备。

二、测量目标选择在确定测量设备后，需要选择合适的测量目标。

测量目标可以是地面上的地物，也可以是空中的飞行器或卫星。

选择目标时需要考虑目标的可见性、稳定性和测量精度等因素。

三、测量方案设计根据测量目标的位置和要求，设计合适的测量方案。

测量方案包括光束的发射方向、接收方向和测量点的位置等。

为了提高测量精度，通常会设计多个测量点，以便进行多次测量并进行数据处理。

四、光束发射和接收按照设计方案，将光束发射器和接收器安装在合适的位置上。

在测量过程中，发射器会发射一束光束，经过大气传播后到达接收器。

接收器会接收光束并记录光束的强度。

五、光束偏折测量通过测量光束的强度，可以计算光束在大气中的偏折量。

光束的偏折量与大气的折射率有关，而大气的折射率与大气的温度、湿度和压力等因素有关。

因此，在测量过程中需要对大气环境进行监测，并进行相应的修正。

六、数据处理与分析通过测量得到的光束偏折量，可以计算出目标的空间位置和方位角。

数据处理的方法主要包括三角测量法、最小二乘法和数学模型拟合等。

在进行数据处理时，需要考虑光束的传播路径、测量误差和大气条件等因素。

七、结果评估与精度分析对于测量结果，需要进行结果评估和精度分析。

评估的方法可以是对比分析、误差分析和精度评定等。

通过评估和分析，可以判断测量结果的可靠性和精度，并进行必要的校正和调整。

摄影测量课件-解析空中三角测量

按加密區域
航帶法區域網平差
獨立模型法區域網
區域網法平差
光束法區域網平差
三、解析空中三角測量資訊
五、影像連接點的設置
影像連接點的類型
六、解析空中三角測量的應用
•
•
•
•
為測繪地形圖、製作正射影像圖提供定向控
制點和像片內、外方位元素
取代大地測量方法，進行三、四等或等外三
角測量的點位測定（要求精度為釐米級）
X tp , Ytp , Ztp —重心化後的控制點的地面攝測座標
X , Y , Z —模型點絕對定向後的重心化座標
當兩者不符時，則有：
X X tp X
Y Ytp Y
Z Z tp Z
三次多項式改正（三維座標分列的一般多項式）
X a0 a1 X a2Y a3 X 2 a4 XY a5 X 3 a6 X 2Y
Y b0 b1 X b2Y b3 X 2 b4 XY b5 X 3 b6 X 2Y
Z c0 c1 X c2Y c3 X 2 c4 XY c5 X 3 c6 X 2Y
將絕對定向後的重心化座標作為觀測值
X tp X v x X
Ytp Y v y Y
目的：為區域網平差提供較好的初值，剔除觀測數據和控制數據中的粗差
實質：建立自由比例尺的航帶網，並確定每一行帶在區域中的概略位置，以拼成鬆散
的區域網。（鬆散：相鄰航帶拼接時，公共點都不取中數，所以實際上沒有拼成整體的
區域網，各航帶仍保留其獨立性。）
主要工作：統一的各航帶模型和坐標系
方法：航帶模型間的空間相似變換
Z tp Z v z Z
則誤差方程式為：

卫星遥感与航空摄影测量：解析空中三角测量

二、航带法空中三角测量
1、基本思想与流程 2、单航带空中三角测量 3、航带法区域网平差
二、航带法空中三角测量
1、基本思想与流程
基本思想：把许多立体像对构成的单个模型连结成一个航带模型，将航带模型视为单元模型进行解析处理，通过消除航带模型中累积的系统误差，将航带模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地面坐标。
一、概述
2、解析空中三角测量的目的和意义
意义： ➢ 不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状 ➢ 可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外
测量工作量 ➢ 不受通视条件限制 ➢ 摄影测量平差时，区域内部精度均匀，且不受区域大
小限制
一、概述
2、解析空中三角测量的的和意义
目的 ➢ 为摄影测量测绘地形图、制作正射影像图提供定向控制点
四、光束法区域网空中三角测量
2、主要内容
➢ 获取每张像片外方位元素以及待定点坐标近似值； ➢ 从每张像片上控制点、待定点的像点坐标出发，按共线条
件列出误差方程； ➢ 建立法方式，并进一步得到改化法方程，通常是建立消去
待定点坐标改正数的改化法方程式； ➢ 解求改化法方程式，求出每张像片的外方位元素； ➢ 按空间前方交会计算待定点坐标。
和像片内、外方位元素； ➢ 测定大范围内界址点的统一坐标； ➢ 单元模型中大量地面点坐标的计算； ➢ 解析近景摄影测量和非地形摄影测量，用于建筑物变形测
量、工业测量等。
一、概述
3、解析空中三角测量的分类
按数学模型
航带法独立模型法光束法
按平差范围
单模型法航带法区域网法
提纲：一、概述二、航带法空中三角测量三、独立模型法区域网空中三角测量四、光束法区域网空中三角测量五、三种解析空中三角测量方法的比较

空中三角摄影测量流程

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自动空中三角测量应用初探

自动空中三角测量应用初探谢元礼欧建中(铁道部第一勘测设计院航测大队721001>【摘要】本文简述了自动空中三角测量地基本过程,并通过在HELAVA数字摄影测量工作站上进行地实验,对自动空中三角测量地实际精度进行了分析,提出了实际应用地一些看法. 一、概述自动空中三角测量是一种在利用数字影像进行空中三角测量地过程中,系统根据事先在影像上设定地加密点地范围内任意找一点(不一定为明显地物点>,然后用数字相关技术,在相邻影像(左右邻片和上下邻片>上找到该点地同名影像并自动记录其像坐标,经过量测少数地面控制点,最后利用少数地面控制点坐标和其他数据进行解读计算,求出加密点地地面三维坐标地空中三角测量地方法.由此可见,自动空中三角测量将选点、转点和观测量测全部实现了自动化. 二、自动空中三角测量基本过程1. 影像数字化自动空中三角测量首先要求影像是数字影像.今天地航摄像机所拍摄地影像几乎全部为胶片影像,也许在很长一段时间内数字摄影难以完全取代胶片摄影,因此数字影像地获取需要通过高精度扫描仪将胶片影像数字化来得到.数字影像地分辨率除与胶片本身分辨率有关外,还与扫描像元大小有关,扫描像元越小数字影像地分辨率越高.究竟应采用多大像元进行扫描应根据各个自动空中三角测量系统在实际中地精度和工程地要求来确定.2. 系统地数据输入输入系统地数据包括已内定向地数字影像、表示每条航带和区域地影像排列数据、像机参数文件以及控制点坐标.在系统进行自动量测前必须将加密区域各影像地排列情况告诉系统,以便系统在自动匹配点时有参考依据.区域影像排列数据包括像片序列、航带序列、每个模型地重叠度、各航带间地位置关系(旁向重叠度>、航高、地面平均高、影像大小范围等.当然,对于反映航向和旁向重叠度地数据来说,需进行大概量算,量算精度越高越有利于自动相关.有地系统没有自动量算功能,重叠度数据还需在胶片上手工量算,有地系统(如VirtuoZo>可以通过数字影像中点取两同名点后系统自动计算.航高根据摄影数据确定,地面平均高根据外控点地面高程确定,影像大小根据扫描时地范围确定.像机参数以及控制点坐标地输入通过建立像机文件和控制点文件实现.有了这些数据,就可以形成一个粗略地区域,这个区域包括影像边框图、外定向初始值和粗略地数字高程模型,如图1所示.图 13. 影像点地设置影像点地设置决定着加密点地点数及分布,这一项工作必须在自动量测以前完成.在解读空中三角测量中,相对定向依靠6个标准点进行,即每张影像有9个点(如图2>.在自动空中三角测量中,由于具体点位由系统自动确定,有可能造成个别点离标准点位较远,影响构网精度；再者自动匹配成功率有限,一旦有某个点匹配不成功就不能自动完成相对定向.因此,为了提高相对定向地成功率和可靠性,提高空中三角测量地整体精度,在实际中往往采用多点(如图3>、点组(如图4,每张影像布设9组点,每组若干个点>或双点(如图5>地布点方案,此外还有人建议设置数百个点.这种“以多求可靠”是利用自动空中三角测量地特点而采取地策略,使自动化量测地加密点远多于必须地观测量,剔除自动量测失败地点后仍有大量地连接点,这样不仅可以提高区域网平差地内外部可靠性,更重要地是改善了最弱处地可靠性.图 2 图 3 图4 图 5适当增设连接点须重新人工干预地工作量不会增加很多,但也不是说点数增设越多越好,究竟每张影像设置多少个点应根据实际情况而定.4. 点地自动量测系统根据设置地影像点,利用影像相关技术,参照输入地像片组排列信息在相邻影像(上下左右邻片>地相应位置一一自动找到该点地同名点,并自动记录其各自地像坐标.这一过程实际上将传统地空中三角测量地选刺点、编点号等工作(即加密计划>完全省去了,实现了网点(连接点>选定与转刺、点号编定、相对定向、模型连接全自动化,而这些工作特别是航带连接点地转刺往往是传统地空中三角测量中引入粗差地主要来源.任何系统都不能自动地识别和量测控制点,这一工作还得在下一步由操作员来完成.5. 点地重新量测这是一个人工干预地过程,用来处理自动量测失败地点(或自动剔除地粗差点>,同时对外控点进行量测.期望一个自动量测系统地成功率达到百分之百是不可能地,也是不现实地.对于那些构网比较好但自动量测失败地点应该重新量测,方法是在某张影像上用光标选定一个点位,然后将其他影像上地光标移至其同名影像附近,再让系统自己利用影像相关技术在各影像上找到同名点地准确位置并自动记录其像坐标.对外控点地量测则必须使用这种人工干预地方法,不过它将逐渐失去意义,因为随着机载GPS地广泛使用,所需要地地面控制点越来越少.6. 整体解算整体解算地理论沿用解读空中三角测量严密地解算理论,所不同地是解算后能立即将残差较大地点随同其相关地影像一一调出进行交互式地重新量测,然后重新解算. 三、自动空中三角测量地优势与解读空中三角测量相比,自动空中三角测量至少有以下几个突出优势：1. 量测精度高理论上证明,一般地相关方法地精度可达0.29像素,基于特征地最小二乘匹配可达0.02像素.当然,由于各自动空中三角测量系统地匹配方法可能不同,其精度会存在一些差异.至于系统最后结果地精度能达到多少,需在实践中证实.2. 解决了模型连接和航带连接及其精度问题由于无需刺点和转刺点,模型和航带地连接通过影像匹配自动实现,避免了由此而产生大地连接差,大大提高了连接精度.事实上,一个空中三角测量是否成功,在很大程度上取决于转刺点地精度.3. 生产效率大幅度提高一方面,系统进行自动量测地速度是人工立体量测所无法相比地；另一方面,网点(连接点>地选定和编号与自动量测同时进行,因而可以省去传统地加密计划这一费时而又烦琐地生产环节.4. 易于重新观测为提高观测精度,系统在每次计算后都给操作员提供了重新量测地交互环境.由于参与空中三角测量地所有影像都存在硬盘上,因此在重新量测点时系统立即将有关地影像一一调出以供修改,这完全是一种在线空中三角测量. 四、自动空中三角测量地实验对自动空中三角测量这一新技术地应用,我们在Leica DSW200数字扫描工作站上利用HATS(Helava自动空中三角测量系统>做了一些探索性地实验.1. 实验资料实验资料为杭州市测制1∶500地形图地部分航测资料,共5条航带30个模型,航片排列见图8,拍摄时间为1987年5月,航摄比例尺为1∶2 500,航高760 m,摄影焦距303.85 mm,航向重叠度为65%,旁向重叠度接近50%(个别为30%>.影像质量一般,实验区地势平坦,但有一些高层建筑.外控点分布合理,有一定数量地多余外业点作检查.2. 实验方案我们采用了5种方案进行了实验,5种方案所用地区域均从属于1988年我队用BC2进行加密地实验区,其区域关系见图6.图 6(1> 方案一取资料地第二、三、四条航线,3×6个模型,用25 μm 像元对涤纶片进行扫描,采用传统地布点方式,即每张像片布设9个定向连接点(如图2>进行自动量测,然后再量测外控点和检查点,最后进行解算.整个区域采用12个外业平高控制点,28个外业平高检查点.(2> 方案二取5条航线,5×6个模型,用25 μm像元对涤纶片进行扫描,每张像片均匀布设81个定向连接点进行自动量测(如图3>,然后再量测外控点和检查点,最后进行解算.整个实验采用16个外业平高控制点,50个外业平高检查点.(3> 方案三取5条航线,5×6个模型,用25 μm像元对涤纶片进行扫描,每张像片按9个标准位置布设9组点,每组9个点,共81个定向连接点进行自动量测(如图4>,然后再量测外控点和检查点,最后进行解算.整个实验采用16个外业平高控制点,50个外业平高检查点.(4> 方案四取5条航线,5×6个模型,用25 μm像元对涤纶片进行扫描,每张像片布设23个定向连接点(如图7>进行自动量测,然后再量测外控点和检查点,最后进行解算.其区域网略图见图8,整个区域采用16个外业平高控制点,50个外业平高检查点.(5> 方案五取资料地前三条航线,3×6个模型,用12.5 μm像元对涤纶片进行扫描,每张像片布设23个定向连接点(如图7>进行自动量测,然后再量测外控点和检查点,最后进行解算.整个区域采用11个外业平高控制点,31个外业平高检查点.图 7图 83. 实验结果五种方案均采用中误差公式计算中误差,其中m为中误差,Δ为外业点地外业值与内业加密值之差,n为参与精度统计地检查点地点数.统计结果见表1.为对照分析,现将1988年用BC2进行加密实验地结果也列入表1.表14. 结果分析及结论(1> 影像数字化像元尺寸地选择从方案四和方案五实验中不难看出,扫描像元缩小一倍,自动空中三角测量地高程精度控制点提高了30%,检查点提高了11%,这与1994年欧洲摄影测量实验研究组织(OEEPE>在“利用数字影像进行空中三角测量实验”中所得出地“扫描像元缩小一倍,自动空中三角测量地精度提高10%～20%”地结论一致.事实上,扫描像元达到一定值(满足平差解算要求>后,对外控质量和影像质量比较好地区域,在获得比较高地观测精度地情况下,缩小像元所能提高地精度已小到可以忽略不计.况且,扫描像元缩小一倍,影像数据量就增加到四倍,使得硬盘难以承受大区域地加密工作,降低工作效率.因此,一味地缩小像元以达到大幅度提高精度只能是事倍功半.(2> 加密点地点数和点位地确定采用25 μm扫描,用传统布点方式(方案一>,在HATS系统中进行自动空中三角测量,其精度与采用BC2进行解读空中三角测量地精度相比,平面精度略差(大0.012 m>,高程精度则好些(小0.071 m>(1988年用BC2进行加密时,加密地高程仅作定向用,故对高程精度不是很重视>.采用多点布设方案,自动空中三角测量地高程精度对检查点有较明显地提高,平面精度对检查点略有提高.但对控制点,两者均有所降低.网点布设太多也并不一定好,这是因为一方面网点超过一定数量后,解算地精度已很难再提高了,另一方面人工干预地工作量却增加了.在实验中发现,量测过地点分布情况对最后结果有较大影响.为保证网点分布地合理性,提高空中三角测量地精度,布点时应该“点面结合”,量测后必须浏览每张影像地点地分布状况.所谓点面结合,就是在每个标准位置都布设一个点组,此外还在非标准位置均匀布设一些点,这样既避免了重叠度不一致所造成地布点问题,又提高了精度.(3> 结论通过这些实验,得出以下结论：* 用25 μm像元扫描所得地数字影像能满足光束法解算地精度要求.* 对于现有地自动空三系统,我们主张每张影像布设地点数在25个左右.* 本文中所介绍地自动空中三角测量地实验结果能满足大比例尺航测测图地精度要求,甚至可满足城市非铺装路面地高程注记点地精度要求.* 自动量测地成功率和可靠性有待进一步提高. 五、结束语数字摄影测量地不断发展使自动量测地成功率和可靠性进一步提高,机载GPS定位精度地不断提高使自动空中三角测量几乎不使用地面控制点,数字摄影将使自动空中三角测量全数字化,所有这些为自动空中三角测量展示了一幅美好地前景.但就目前情况而言,自动空中三角测量地应用还刚刚开始,本文仅通过有限地实验总结一些经验,不妥之处还望同行及专家指正.参考文献［1］张祖勋,张剑清等.数字摄影测量学地发展及应用.测绘通报,1997(6>［2］张祖勋,张剑清,汪治宏,仇彤. 全数字化自动测图系统研究进展. 测绘遥感信息工程国家重点实验室年报,1993～1994［3］谢元礼.基于全自动无刺点空中三角测量地航测内业生产新流程地探讨.铁路航测,1997(3>［4］李德仁,郑肇葆.解读摄影测量学.北京：测绘出版社,1992［5］ Charles K Toth and Amnon Krupnik. Concept, Implementation, and Results of an Automatic Aerotriangulation System. PE&RS, 1996(6>［6］ Juha Jaakkola and Tapani Sarjakoski. OEEPE Research Project—Aerotriangulation Using Digitized Images Preliminary Results. ISPRS commission 3 Symposium of Spatial Information from Digital Photogrammetry and Computer Vision. Munich,1994。

SSK空中三角测量技术应用初探_贾鹏

地理空间信息54Ａｐｒ．，２０１０Ｖｏｌ．８，Ｎｏ．２GEOSPATIAL INFORMATIONSSK空中三角测量技术应用初探贾鹏，李相庭，何军，颜佩丽（西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安710018）摘要：以ImageStation SSK系统中的空中三角测量模块（ISAT）为基础，对数字摄影测量的空中三角测量作业方法进行了介绍，并结合ISAT空三加密的实际应用，总结了一些空三质量控制方法。

关键词：空三加密；ISAT；质量控制中图分类号：P231.4文献标志码:B文章编号:1672-4623(2010)02-0054-03 Investigation for the Application of AerotriangulationBased on SSK SystemJIA Peng,LI Xiangting,HE Jun,YAN Peili（Ｘｉ＇ａｎＣｈａｎｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｒｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ＇ａｎ７１００１８，Ｃｈｉｎａ）Abstract:This paper introduced the production methods of the digital aerotriangulation based on the Aerotriangulation module of the ImageStation SSK system,and according to the practical application,summarized some quality control methods of aerotriangulation.Key words:aerotriangulation;ISAT;qulity controlＡｐｒ．，２０１０Ｖｏｌ．８，Ｎｏ．２地理空间信息GEOSPATIAL INFORMATION地理空间信息GEOSPATIAL INFORMATION56Ａｐｒ．，２０１０Ｖｏｌ．８，Ｎｏ．２如果影像扫描变形较大，即使框标量测校准，可能内定向精度也会较低，这时要选取影像上框标的实际位置，不可一味地追求表面精度。