摄影测量复习总结

摄影测量复习总结
像平面坐标系(p-xy)：在像片平面上为描述像点平面位置所选定的右旋直角坐标系。

像空间坐标系(S-xyz)：描述单张像片上像点在像方空间位置的右旋直角坐标系。

●以投影中心为原点
●x、y轴平行于像平面坐标系的相应轴
●z轴与物镜主光轴重合
●空间右手直角坐标系。

像空间辅助坐标系(S-XYZ)：原点选在摄影中心S，坐标轴系选择视需要而定
◆通常有三种选取方法。

a) 取铅垂方向为z轴，航向为X轴，构成右手直角坐标系。

b) 以每条航线内第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。

c)以每个像片对的左片摄影中心为坐标原点，摄影基线方向为X轴，以摄影基线及
左片主光轴构成的面作为XZ平面，构成右手直角坐标系。

摄影测量坐标系(P-X p Y p Z p)：将向空间辅助坐标系S-XYZ沿着Z轴反方向平移至地面点P，得到的坐标系P-X P Y P Z P称为摄影测量坐标系。

（右手系）
地面测量坐标系(t-X t Y t Z t)：地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标系为高斯-克吕格3°带或6°带1980西安坐标系（左手系），高程坐标系为1985黄海高程系。

（左手系）
地面摄影测量坐标系(D-X tp Y tp Z tp)：坐标原点在测区内的某一地面点上，X tp轴与X p轴方向大致一致，但为水平，Z tp轴铅垂，构成右手直角坐标系。

（右手系）
内方位元素：投影中心相对于影像的位置关系参数称为内方位元素。

（3个参数）
●像主点O
●像主点在影像平面中的位置x0、y0
●投影中心到影像面的垂距f
外方位元素：外方位元素是确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。

（6
个参数）
●线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(X s、Y s、Z s)
●角元素：表示摄影光束空间姿态（像片在摄影瞬间空间姿态的要素，如ϕ,ω,κ）单片空间后方交会：根据影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面控制点（已知其像
点和地面点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素。

◆依据：共线条件方程
◆需求：3个地面控制点，6个方程，6个未知数（外方为元素）
◆计算过程：
获取已知数据 m, x0 , y0 , f, X tp, Y tp, Z tp
1)量测控制点像点坐标 x,y
2)确定未知数初值 X s0, Y s0, Z s0, ϕ0, ω0, κ0
3)组成误差方程式并法化
4)解求外方位元素改正数
5)检查迭代是否收敛
立体像对前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地
面点在物方空间坐标系中坐标的方法。

◆依据：共线条件方程
◆需求： 2个同名像点，4个方程，3个未知数（坐标）
◆计算过程：
1)获取已知数据x0 , y0 , f, X S1, Y S1, Z S1, ϕ1, ω1, κ1 , X S2, Y S2, Z S2 , ϕ2, ω2, κ2
2)量测像点坐标x1,y1 ,x2,y2
3)由外方位线元素计算基线分量B X, B Y, B Z
4)由外方位角元素计算像空间辅助坐标X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2
5)计算点投影系数N1 , N2
6)计算地面坐标X A, Y A, Z A
相对定向：恢复两张像片之间的相对位置和姿态，建立相对立体模型，其比例方位是任意
的。

◆相对定向元素：描述立体像对两张像片相对位置和姿态关系的参数。

◆依据：共面条件方程
◆需求：5个同名像点，5个未知数（相对定向元素），不需要地面控制点
◆计算过程：
1)获取已知数据 x0 , y0 , f
2)确定相对定向元素的初值μ＝ν＝ϕ＝ω＝κ＝0
3)由相对定向元素计算像空间辅助坐标 X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2
4)计算误差方程式的系数和常数项
5)解法方程，求相对定向元素改正数
6)计算相对定向元素的新值
7)判断迭代是否收敛
绝对定向：通过将相对定向模型进行缩放、平移和旋转，使其达到绝对位置。

◆绝对定向元素：描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数。

◆需求：3个地面控制点（2个平高控制点，1个高程控制点），7个方程，7个未知数
◆计算过程：
1)获取控制点的两套坐标X p , Y p , Z p , X tp , Y tp , Z tp
2)给定绝对定向元素的初值λ＝1, Φ＝Ω＝K＝0, X0, Y0, Z0
a)计算重心化坐标
3)计算误差方程式的系数和常数项
4)解法方程，求绝对定向元素改正数
5)计算绝对定向元素的新值
6)判断迭代是否收敛
光束法双像解析摄影测量：采用已知的少量控制点以及待定点，在像对内同时解求两张
像片的外方位元素与待定点坐标。

◆计算过程：
1)像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定
2)逐点建立误差方程式并法化
3)改化法方程式的建立
4)边法化边消元循环分块解求改化法方程式
5)求出每片的外方位元素
6)加密点坐标计算
解析空中三角测量：根据像片上量测的像点坐标和少量像片控制点，采用严密的数学公
式，按最小二乘法原理，用计算机进行的空中三角测量。

◆意义：
1)不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状
2)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
3)不受通视条件限制
4)区域内部精度均匀，且不受区域大小限制
◆目的：
1)为测绘地形图提供定向控制点和像片定向参数
2)测定大范围内界址点的统一坐标
3)单元模型中大量地面点坐标的计算
4)解析近景摄影测量和非地形摄影测量
◆分类：
●按数学模型
a)航带法
b)独立模型法
c)光线束法
●按平差范围
a)单模型法
b)航带法
c)区域网法
◆信息：
●摄影测量信息：像片上量测的像点坐标
●非摄影测量信息：大地测量观测值、像片外方位元素、相对控制条件
航带法空中三角测量：由单个航线构成的模型为平差基本单元的空中三角测量。

◆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。

◆基本流程：
1)像点坐标系统误差预改正
2)立体像对相对定向
3)模型连接构建自由航带网
4)航带模型绝对定向
5)航带模型非线性改正
6)加密点坐标计算
独立模型法：由单模型或多个模型组成的单元模型作为整体平差运算中的基本单元的空中
三角测量。

◆计算步骤
1)计算单元模型中的模型点坐标
2)利用相邻模型之间公共点和所在模型中控制点，每个模型各自进行三维线性变换，
列出误差方程，并作逐点法化
3)建立全区域的改化法方程式，计算每个模型的7个参数
4)由模型的7个参数计算每个模型中待定点平差后的坐标，若为相邻模型的公共点，
则取其平均值作为最后结果
光束法空中三角测量：以摄影时目标点、相应像点和摄站点三点共线条件所建立的每条
空间光线作为整体平差运算中的基本单元的空中三角测量。

◆基本思想：以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为
平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现最佳交会，将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素
◆基本流程
1)像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定
2)逐点建立误差方程式并法化
3)改化法方程式的建立
4)边法化边消元循环分块解求改化法方程式
5)求出每片的外方位元素
6)加密点坐标计算
空中三角测量方法比较：
独立模型法空间相似变换七参数独立模型中中。