1. 什么是摄影测量学，摄影测量发展的三个阶段摄影测量学是对研究的物体进行摄影，测量和解译所获得的影像，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学。三个阶段：模拟、解析、数字摄影测量。 2. 根据成图的需要，规定了摄影比例尺后，如何选择航空摄影机与航摄高度？答：采用特宽角航摄机，航高值就小，采用常角或窄角航摄机，航高值就大。（航高的大小将决定飞机实际升限和最小安全高度的限制，另外，测图的高程测定精度与航高有关（高程中误差与航高成正比））大比例尺单像测图，应选用常角或窄角航摄机，小比例尺立体测图应选用特宽角航摄机。 3. 什么是航摄像片的内外方位元素，各有何作用？ 答：内方位元素包括三个参数，即摄影中心S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0 0,y x ，用其来恢复摄影光束。确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素，一张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问坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。 4. 摄影测量中常用的坐标系有哪些，各有何作用？ 答：摄影测量中常用的坐标系有两大类。一类是用于描述像点的位置，称为像方空间坐标 系；另——类是用于描述地面点的位置．称为物方空间坐标系。 （1）像方空间坐标系①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，xy 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。②像空间坐标系为了便于进行空间坐标的变换，需要建 立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。以摄影中心S为坐标原点，xy轴与 像平面坐标系的xy 轴平行，z 轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系s-xyz ③像空间辅助坐标系像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，但这种坐标的待点是每张像片的像空间坐标系不统一，这给计算带来困难。为此，需要建立一种相对统一的坐标系．称为像空间辅助坐标系，用s-XYZ表示。此坐标系的原点仍选在摄影中心S坐标轴系的选择视需要 而定。 ⑵物方空间坐标系①摄影测量坐标系将像空间辅助坐标系XYZS沿着Z轴反方向平移至地面点P,得到的坐标系称为摄影测量坐标系②地面测量坐标系地面测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯—克吕格3带或6带投影的平面直角坐标系和高程系，两者组成的空间直角坐标系是左手系。③地面摄影测量坐标系由于摄影测量坐标系采 用的是右手系，而地面测量坐标系采用的是左手系，这给由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难。为此，在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系，称为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。 5. 摄影测量中，为什么常要把像空间坐标变换为像空间辅助坐标，常用的坐标变换公式是什么？答：由于将像平面坐标求像点的像空间坐标时，每张相片的像空间坐标系不统一，给计算带来困难。因此建立相对统一的像空间辅助坐标系。像空间坐标系和像空间7.什么叫共线方程，它在摄影测量中有何应用 答：共线方程是：共线方程即中心投影的构像方程共线方程式包括十二个数据：以像主点为原点的像点坐标，相应地面点坐标，像片主距及外方位元素。 主要应用如下：（1 ）单片后方交会和立体模型的空间前方交会；②求像底点的坐标；③ 光 束法平差中的基本方程④ 解析测图仪中的数字投影器；⑤航空摄影模拟；⑥利用DEM进行单张像片测图。 9. 什么叫像点位移，简述引起像点位移的因素答：当航摄像片有倾角或地面有高差时，所摄 的像片与上述理想情况的差异。这种差异反映为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斜像片上构成的点位不同，这种点位的差异称为像点位移。
空间后方交会的解算 一． 空间后方交会的目的 摄影测量主要利用摄影的方法获取地面的信息，主要是是点位信息，属性信息，因此要对此进行空间定位和建模，并首先确定模型的参数，这就是空间后方交会的目的，用以求出模型外方位元素。 二． 空间后方交会的原理 空间后方交会的原理是共线方程。 共线方程是依据相似三角形原理给出的，其形式如下 111333222333()()() ()()() ()()()()()()A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S a X X b Y Y c Z Z x f a X X a Y Y a Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X a Y Y a Z Z -+-+-=--+-+--+-+-=--+-+- 上式成为中心投影的构线方程， 我们可以根据几个已知点，来计算方程的参数，一般需要六个方程，或者要三个点，为提高精度，可存在多余观测，然后利用最小二乘求其最小二乘解。 将公式利用泰勒公式线性化，取至一次项，得到其系数矩阵A ；引入改正数（残差）V ，则可将其写成矩阵形式： V AX L =- 其中 111333222333[,]()()()()()()()()()()()()()()T x y A S A S A S x A S A S A S A S A S A S y A S A S A S L l l a X X b Y Y c Z Z l x x x f a X X a Y Y a Z Z a X X b Y Y c Z Z l y y y f a X X a Y Y a Z Z =-+-+-=-=+-+-+--+-+-=-=+-+-+- 则1()T T X A A A L -= X 为外方位元素的近似改正数， 由于采用泰勒展开取至一次项，为减少误差，要将的出的值作为近似值进行迭代，知道小于规定的误差 三． 空间后方交会解算过程 1. 已知条件 近似垂直摄影
摄影测量原理 单张影像后方交会实习
目录 一实习目的 (3) 二实习原理 (3) 1. 间接平差 (3) 2. 共线方程 (3) 3. 单向空间后方交会 (4) 三计算流程 (4) 1. 求解步骤 (4) 2.计算机框图 (4) 四程序实现 (5) 五结果分析 (6) 1.外方位元素 (6) 2.误差 (6) 3.旋转矩阵R (7) 六实习体会 (7) 1. 平台的选择 (7) 2.问题的解决 (7) 3.心得体会 (8) 七代码展示 (8)
一实习目的 为了增强同学们对后方交会公式的理解，培养同学们对迭代循环编程的熟悉感，本次摄影测量课间实习内容定为用C语言或其他程序编写单片空间后方交会程序，最终输出像点坐标、地面坐标、单位权中误差、外方位元素及其精度。 已知四对点的影像坐标和地面坐标如下。内方位元素fk=153.24mm，x0=y0=0。 本次实习，我使用了matlab2014进行后方交会程序实现。结果与参考答案一致，精度良好。 二实习原理 题干中有四个控制点在地面摄影测量坐标系中的坐标和对应的像点坐标，由此可列出8个误差方程，存在2个多余观测（n=2）。故可利用间接平差的最小二乘法则求解。 由于共线方程是非线性函数模型，为了方便计算，需要将其“线性化”。但如果仅取泰勒级数展开式的一次项，未知数的近似值改正是不精确的。因此必须采用迭代趋近法计算，直到外方位元素的改正值小于限差。 1.间接平差 间接平差为平差计算最常用的方法。在确定多个未知量的最或然值时，选择它们之间不存在任何条件关系的独立量作为未知量组成用未知量表达测量的函数关系、列出误差方程式，按最小二乘法原理求得未知量的最或然值的平差方法。 在一个间接平差问题中，当所选的独立参数X个数与必要观测值t个数相等时，可将每个观测值表达成这t个参数的函数，组成观测方程。 函数模型为：L = BX + d。 2.共线方程 共线方程是中心投影构像的数学基础，也是各种摄影测量处理方法的重要理论基础。 式中： x，y 为像点的像平面坐标； x0，y0，f 为影像的内方位元素； XS，YS，ZS 为摄站点的物方空间坐标； XA，YA，ZA 为物方点的物方空间坐标； ai，bi，ci （i = 1,2,3）为影像的3 个外方位角元素组成的9 个方向余弦。
1.什么是摄影测量学，摄影测量发展的三个阶段 摄影测量学是对研究的物体进行摄影，测量和解译所获得的影像，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学。三个阶段：模拟、解析、数字摄影测量。 2.根据成图的需要，规定了摄影比例尺后，如何选择航空摄影机与航摄高度答：采用特宽角航摄机，航高值就小，采用常角或窄角航摄机，航高值就大。（航高的大小将决定飞机实际升限和最小安全高度的限制，另外，测图的高程测定精度与航高有关（高程中误差与航高成正比））大比例尺单像测图，应选用常角或窄角航摄机，小比例尺立体测图应选用特宽角航摄机。 3.什么是航摄像片的内外方位元素，各有何作用 答：内方位元素包括三个参数，即摄影中心S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,yx，用其来恢复摄影光束。确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素，一张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问坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。 4.摄影测量中常用的坐标系有哪些，各有何作用 答：摄影测量中常用的坐标系有两大类。一类是用于描述像点的位置，称为像方空间坐标系；另——类是用于描述地面点的位置．称为物方空间坐标系。 (1)像方空间坐标系①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，xy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。②像空间坐标系为了便于进行空间坐标的变换，需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。以摄影中心S为坐标原点，xy,轴与像平面坐标系的xy轴平行，z轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系s-xyz③像空间辅助坐标系像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，但这种坐标的待点是每张像片的像空间坐标系不统一，这给计算带来困难。为此，需要建立一种相对统一的坐标系．称为像空间辅助坐标系，用s-XYZ表示。此坐标系的原点仍选在摄影中心S坐标轴系的选择视需要而定。 (2)物方空间坐标系①摄影测量坐标系将像空间辅助坐标系XYZS沿着Z轴反方向平移至地面点P，得到的坐标系称为摄影测量坐标系②地面测量坐标系地面测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯—克吕格3带或6带投影的平面直角坐标系和高程系，两者组成的空间直角坐标系是左手系。③地面摄影测量坐标系由于摄影测量坐标系采用的是右手系，而地面测量坐标系采用的是左手系，这给由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难。为此，在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系，称为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。 5.摄影测量中，为什么常要把像空间坐标变换为像空间辅助坐标，常用的坐标变换公式是什么答：由于将像平面坐标求像点的像空间坐标时，每张相片的像空间坐标系不统一，给计算带来困难。因此建立相对统一的像空间辅助坐标系。像空间坐标系和像空间
单张相片后方交会
目录 ●作业任务 (3) ●解算原理 (3) ●具体过程 (4) ●算法描述及程序流程 (4) ●计算结果 (7) ●结果分析 (8) ●心得体会及建议 (8) ●参考文献 (9)
一，作业任务 已知摄影机主距f=153.24mm，四对点的像点坐标与相应地面坐标列入下表： 表1-1 计算近似垂直摄影情况下后方交会解。 二，解算原理 【关键词1】中心投影构像方程 在摄影测量学中，最重要的方程就是中心投影构像方程（图2-1）。这个方程 将地面点在地面摄影测量坐标系中的坐标（物方坐标）和地面点对应像点的像平 面坐标联系起来。在解析摄影测量与数字摄影测量中是极其有用的。在以后将要 学习到的双像摄影测量光束法、解析测图仪原理及数字影像纠正等都要用到该 式。 图2-1 在上述公式中：x和y分别为以像主点为原点的像点坐标，相应地面点坐标 为X,Y,Z，相片主距f以及外方位元素Xs，Ys，Zs，ψ，ω，κ。 而在此次作业中，就是已知四个地面控制点的坐标以及其对应的像点坐标， 通过间接平差原理来求解此张航片的外方位元素。 【关键词2】间接平差 在一个平差问题中，当所选的独立参数X的个数等于必要观测值t时，可将 每个观测值表达成这t个参数的函数，组成观测方程，然后依据最小二乘原理求 解，这种以观测方程为函数模型的平差方法，就是间接平差方法 间接平差的函数模型为： 随机模型为： 平差准则为：VtPV=min 【关键词3】单像空间后方交会 利用至少三个已知地面控制点的坐标A（Xa，Ya，Za）、B（Xb，Yb，Zb）、Z（Xc，
Yc，Zc），与其影像上对应的三个像点的影像坐标a（xa，ya）、b（xb，yb）、c（xc，yc），根据共线方程，反求该像点的外方位元素Xs，Ys，Zs，ψ，ω，κ。这种解算方法是以单张像片为基础，亦称单像空间后方交会。 在此次作业中，就是已知四个控制点在地面摄影测量坐标系中的坐标和对应的像点坐标。由此可以列出8个误差方程，存在两个多余观测数，则n=2。故可利用间接平差里，依据最小二乘法则，进行求解。由于共线条件方程是非线性函数模型，为了便于计算，需把非线性函数表达式用泰勒公式展开成现行形式，即“线性化”。而又因为仅取泰勒级数展开式的一次项，未知数的近似值改正是粗略的，所以必须计算采用逐渐趋近法，解求过程需要反复趋近，直至改正值小于限差为止。 三，具体过程 1，获取已知点数据：从摄影资料中查取像片比例尺1/m，平均航高，内方元素x0，y0，f；从外业测量成果中，获取控制点的地面测量坐标Xt，Yt，Zt，并转换成摄影测量坐标X,Y,Z。 2，量测控制点的像点坐标：将控制点标刺在像片上，利用立体坐标量测仪量测控制点的像框坐标，并经像点坐标改正，得到像点坐标x，y。 3，确定未知数的初始值：在竖直摄影测量情况下，角元素的初始值为0，及ψ=ω=κ=0； 线元素中，Zso =m*f+(Z[0]+Z[1]+Z[2]+Z[3])/4，Xso，Yso的取值可用四个角点上制点坐标的平均值，即：Xso=(X[0]+X[1]+X[2]+X[3])/4;Yso=(Y[0]+Y[1]+Y[2]+Y[3])/4；4，计算旋转矩阵R：利用角元素的近似值计算方向余弦，组成R阵。公式如下：R[0][0]=cos(ψ)*cos(k)-sin(ψ)*sin(w)*sin(k); R[0][1]=-cos(ψ)*sin(k)-sin(ψ)*sin(w)*cos(k); R[0][2]=-sin(ψ)*cos(w); R[1][0]=cos(w)*sin(k); R[1][1]=cos(w)*cos(k); R[1][2]=-sin(w); R[2][0]=sin(ψ)*cos(k)+cos(ψ)*sin(w)*sin(k); R[2][1]=-sin(ψ)*sin(k)+cos(ψ)*sin(w)*cos(k); R[2][2]=cos(ψ)*cos(w); 5，逐点计算像点坐标的近似值：利用未知数的近似值按共线方程计算控制点像点坐标的近似值（x）、（y）； 6，组成误差方程式：参照教材（5-8）式、（5-9b）式、（5-4）式逐点计算误差方程的系数阵和常数项。 7，组成法方程：计算法方程的系数矩阵与常数项。 8，解求外方位元素：根据法方程，按间接平差原理解求外方位元素改正值，并与相应的近似值求和，得到外方位元素的新的近似值。 9，检查计算是否收敛：将求得的外方位元素的改正值与规定的限差比较，小于限差则计算终止，否则用新的近似值重复第4至第8步骤计算，直至满足要求为止。 四，算法描述及程序流程。 算法描述（图4-1）：
名称解释 1摄影测量学 利用光学摄影机摄影的像片，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学技术。2数字摄影测量 基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字(数字化)影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品 3中心投影投影射线汇聚同一点的投影 4像主点相机主光轴与像平面的交点（投影中心S在投影面P上的垂足） 5摄影基线相邻两摄站的连线。 6同名像点同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点称为同名像点。 7核面通过摄影基线且与像平面相交的任一平面。 8核线核面与像平面的交线。 9空间前方交会由立体像对的两张像片的内外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的空间坐标的方法 10影像匹配通过一定的匹配算法，在两幅或多幅影像之间识别同名像点的过程 二填空题问答题 1摄影测量的任务和特点 摄影测量目前的主要任务是： 1.测制各种比例尺的地形图和专题图； 2.建立地形数据库； 3.为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据； 摄影测量有什么优点和特点1.影像记录目标信息客观、逼真、丰富； 2.测绘作业无需接触目标本身，不受现场条件限制； 3.可测绘动态目标和复杂形态目标； 4.影像信息可永久保存、重复量测使用； 2摄影测量分类：按距离、按用途和按技术手段 按距离 1航空摄影测量 2航天摄影测量 3地面摄影测量 4近景摄影测量 5显微摄影测量 按用途1地形摄影测量 2 非地形摄影测量 按处理手段1模拟摄影测量 2解析摄影测量 3数字摄影测量 3摄影测量坐标系：物方坐标和像方坐标系。 一、物方坐标系：用于描述地面点的位置的坐标系 1、地面测量坐标系（T-XtYtZt）：大地坐标系，国家高程基准 2、地面摄影测量坐标系（D-XYZ）：在像空间辅助坐标系与地面测量坐标系之间建立的一种过渡的坐标系。
摄影测量复习题及答案 1、试述摄影测量经历了哪几个发展阶段？各阶段的特点是什么？ 答：①模拟摄影测量：用像片做为原始资料，用物理投影的方式，采用模拟测图仪，作业员手工的操作方式来生成的模拟产品。 ②：解析摄影测量：用像片做为原始资料，用数字投影的方式，采用解析测图仪，机助作业员操作方式，制成模拟产品和数字产品。 ③：数字摄影测量：是用像片（数字），数字化影像，数字影像做为原始资料，用数字投影的方式，采用计算机，自动化操作加作业员的干预，制成数字产品，模拟产品。 2、什么叫数字摄影测量？（两种描述） 答：①认为数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量基本原理，应用计算机技术，数字影像处理，影像匹配，模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。②其是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像（包括硬拷贝与数字影像或数字化影像）提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量分支学科。 3 数字摄影测量包括哪些部分？各部分的特点是什么？ 答：包括：计算机辅助测图，影像数字化测图（混合数字摄影测量，全数字摄影测量） ①计算机辅助测图：是利用解析测图仪或模拟光电机型测图仪与计算机相联的机助系统，进行数据采集，数据处理，形成DEM与数字地图，最后输入相应的数据库。其是摄影测量从解析化向数字化的过渡阶段。其所处理的依然是传统的像片，且对影像的处理仍然需要人眼的立体量测，计算机则起进行数据的记录与辅助处理的作用，是一种半自动化方式。 ②影像数字化测图：是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，由计算机视觉（其核心是影像匹配和影像识别）代替人眼的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。这时不需用传统光电仪器与传统人工操作方式，而是自动化的方式。若处理的原始资料是光学影像（像片），则需要利用影像数字化器对其数字化。 4、机助测图数据采集有哪些主要过程？ 答：数据采集①像片的定向②输入基本参数③给不同的目标（地物）以不同的属性代码（特征码）④逐点量测地物的每一个应记录的点，或对地物或地貌（等高线等）进行跟
第一章 1.摄影测量学：摄影测量是从非接触成像系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术。 1.2摄影测量学的任务：地形测量领域 ：各种比例尺的地形图、专题图、特种地图 、正射影像地图、景观图 ；建立各种数据库 ；提供地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据 。非地形测量领域：生物医学、公安侦破、古文物、古建筑、建筑物变形监测 2.摄影测量的三个发展阶段及其特点： 模拟摄影测量阶段：（1）使用的影像资料为硬拷贝像片。（2）利用光学机械模拟装置,实现了复杂的摄影测量解算。（3）得到的是（或说主要是）模拟产品。（4）摄影测量科技的发展可以说基本上是围绕着十分昂贵的立体测图仪进行的。（5）利用几何反转原理，建立缩小模型。（6）最直观，好理解。解析摄影测量阶段：（1）使用的影像资料为硬拷贝像片。（2）使用的是数字投影方式,用精确的数字解算代替了精度较低的模拟解算。（3）得到的是模拟产品和数字产品。（4）引入了半自动化的机助作业, 因此,免除了定向的繁琐过程及测图过程中的许多手工作业方式。 但需要人用手去操纵(或指挥)仪器,同时用眼进行观测。数字摄影测量阶段 ：（1）使用的资料是数字化影像、（2）使用的是数字投影方式 。（3）得到的是数字产品、模拟产品。（4）它是自动化操作，加人员做辅助。 3.数字摄影测量与模拟、解析摄影摄影测量的根本区别在于： 1.两者采用的原始原始资料不同，前者是是数字影像，后者是硬拷贝影像。 2.两者的投影方式不同，前者是数字投影，后者是物理投影。 3.两者的操作方式不同，前者是自动化，人员做辅助，后者是其本人人工进行。 第二章 3.摄影测量学的航摄资料有哪些基本要求？ 答：1.航影仪应安装在飞机的一定角度，飞行航线一般为东西方向。 2.相邻两像片要有60%左右的重叠度，相邻两航线间要有30%左右的重叠度。 3.航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面。4.像片倾角，倾角不大于2°，最大不超过3°。 5.航线弯曲，一般要求航摄最大偏距△L 于全航线长L 之比不大于3%。 6.像片旋角 ，相邻像片主点连线与像幅沿航线方向两框标连线间的夹角称为像片旋角，以K 表示。一般要求K 角不超过6°，最大不超过8°。 4.计算题对于18cm*18cm ，航向：18*60%= 旁向：18*30%= 对于23cm*23cm, 航向：23*60%= 旁向：23*30%= 8.如何对空中摄影的质量进行评定？ 1.检查其航向、旁向重叠度是否达到要求。 2.检查其航向弯曲是否超过3%。 3.检查其像片旋角是否小于等于6°，个别不大于8°。 9.造成像片上影像产生误差的因素有哪些？如何对其影响进行改正？ 因素：1.地面地形起伏 2.像片倾斜，产生像片位移。3.航线偏离各像片的主点连线。 改正： 13. 摄影测量中常用的坐标系有哪些？各有何用？（各坐标系的坐标原点和坐标轴是如何选择的？） 答：摄影测量中常用的坐标系有两大类。一类是用于描述像点的位置，称为像方空间坐标系；另—类是用于描述地面点的位置．称为物方空间坐标系。 （1）.像方空间坐标系①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，y x ,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。②像空间坐标系，为了便于进行空间坐标的变换，需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。以摄影中心S 为坐标原点，y x ,轴与像平面坐标系的y x ,轴平行，z 轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系xyz S -③像空间辅助坐标系，像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，但这种坐标的待点是每像片的像空间坐标系不统一，这给计算带来困难。为此，需要建立一种相对统一的坐标系．称为像空间辅助坐标系，用XYZ S -表示。此坐标系的原点仍选在摄影中心S 坐标轴系的选择视需要而定。 （2）物方空间坐标系①摄影测量坐标系 ，将像空间辅助坐标系XYZ S -沿着Z 轴反方向平移至地面点P ，得到的坐标系p p p Z Y X P -称为摄影测量坐标系②地面测量坐标系， 地面测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯—克吕格?3带或?6带投影的平面直角坐标系和高程系，两者组成的空间直角坐标系是左手系，用t t t Z Y X T -表示。③地面摄影测量坐标系，由于摄影测量坐
摄影测量后方交会程序（c/c++） 输入数据截图： 结果截图： 程序源代码（其中的矩阵求逆在前面已经有了，链接）：
#include
} printf("解算完毕...\n"); do{ printf("计算结果保存于\"结果.txt\"文件中\n" "请选择操作（输入P打开结果数据，R打开原始数据，其它退出程序）："); fflush(stdin); //刷新输入流 char order=getchar(); if ('P'==order || 'p'==order) { system("结果.txt"); } else if ('R'==order || 'r'==order) { system("data.txt"); } else break; system("cls"); }while(1); system("PAUSE"); return 0; } /********************************************** *函数名：InputData *函数介绍：从文件（data.txt）中读取数据, *文件格式如下： *点数 m(未知写作0) * 内方位元素(f x0 y0) *编号 x y X Y Z *下面是一个实例： 4 0 153.24 0 0 1 -86.15 -68.99 36589.41 25273.3 2 2195.17
第一章绪论 1、什么是摄影测量？ 2、摄影测量是如何分类的？ 3、简述摄影测量的发展阶段？ 第二章影像获取及其基本知识 1、正片与负片、主光轴、物方主点与像方主点、视场与像场、视场角与像场角、像幅、像片倾斜角、摄影航高、摄影比例尺、像片重叠度、摄影基线、航高差、航带弯曲度、像片旋转角 2、简述量测性相机的特征。 3、简述航摄仪（机）的具体分类？ 4、简述空中摄影质量的评定指标？ 第三章单张航摄像片解析 1、正射投影与中心投影的区别是什么？ 2、内、外方位元素的含义是什么？ 3、摄影测量中有那些常用的坐标系，它们之间的关系是什么？一张像片是如何完成从空中位置向地面位置转换？ 4、共线方程的含义是什么？ 5、引起像点位移的因素有哪些？ 6、引起航摄像片比例尺的因素有哪些？生产实践中怎样获得局部的比例尺？ 第四章立体观察与立体量测 1、简述单眼观测与双眼观测的区别？ 2、简述立体观测的方法 4、正立体、反立体、零立体 第五章双像摄影测量基础 1、简述立体像对中的点、线、面。 2、简述立体像对的相对定位与相对定位元素的概念。 3、简述立体像对的绝对定位与绝对定位元素的概念。 4、简述立体像对的前方交会的概念。 5、简述双像空间后方—前方交会的概念。
第六章模拟法立体测图 1、简述模拟法立体测图的原理与方法 2、简述模拟法立体测图的原理与方法 第七章像片纠正与正射影像图 1、简述像片纠正的概念 2、简述像片纠正的分类。 第八章数字摄影基础 1、数字影像匹配 2、简述影像匹配的基本原理。 3、数字影像内定向 4、“4D” 第九章解析空中三角摄影测量基础 1、解析空中三角测量的目的和意义是什么？进行解析空中三角测量需要利用哪些信息？ 2、独立模型法平差与航带法平差有什么区别？试比较其优缺点。 3、试说明光束法解析空中三角测量的基本思想。为什么说它是最严密的解析空中三角测量。 第十章摄影测量外业工作 1、影像判读的标志有哪些? 2、像片判读的方法有哪些？ 3、像片调绘综合取舍的原则有哪些？ 4、像片调绘的基本方法有哪些？
程序运行环境为Visual Studio2010.运行前请先将坐标数据放在debug 下。 1.单像空间后方交会 C语言程序： #include 单像空间后方交会和双像解析空间后方-前 方交会的算法程序实现 遥感科学与技术 摘要：如果已知每张像片的6个外方位元素，就能确定被摄物体与航摄像片的关系。因此，利用单像空间后方交会的方法，可以迅速的算出每张像片的6个外方位元素。而前方交会的计算，可以算出像片上点对应于地面点的三维坐标。基于这两点，利用计算机强大的运算能力，可以代替人脑快速的完成复杂的计算过程。 关键词：后方交会，前方交会，外方位元素，C++编程 0.引言： 单张像片空间后方交会是摄影测量基本问题之一,是由若干控制点及其相应像点坐标求解摄站参数(X S,Y S,ZS,ψ、ω、κ)。单像空间后方交会主要有三种方法:基于共线条件方程的平差解法、角锥法、基于直接线性变换的解法。而本文将介绍第一种方法，基于共线条件方程反求象片的外方位元素。 而空间前方交会先以单张像片为单位进行空间后方交会，分别求出两张像片的外方位元素，再根据待定点的一对像点坐标，用空间前方交会的方法求解待定点的地面坐标。可以说，这种求解地面点的坐标的方法是以单张像片空间后方交会为基础的，因此，单张像片空间后方交会成为解决这两个问题以及算法程序实现的关键。 1.单像空间后方交会的算法程序实现： （1）空间后方交会的基本原理：对于遥感影像,如何获取像片的外方位元素,一直是摄影测量工作者探讨的问题,其方法有:利用雷达(Radar)、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(I N S)以及星像摄影机来获取像片的外方位元素;也可以利用一定数量的地面控制点,根据共线方程,反求像片的外方位元素,这种方法称为单像空间后方交会(如图1所示)。 图中,地面坐标X i、Yi、Zi和对应的像点坐标x i、yi是已知的,外方位元素XS、Y S、ZS(摄站点坐标),ψ、ω、κ(像片姿态角)是待求的。 （2）空间后方交会数学模型：空间后方交会的数学模型是共线方程, 即中心投影的构像方程： 式中X、Y、Z是地面某点在地面摄影测量坐标系中的坐标,x,y是该地面点在像片上的构像点的像片坐标,对 于空间后方交会而言它们是已知的,还有主距f是已知的。而9个方向余弦a 1,a 2,a3;b1,b 2,b 3;c 1,c2,c 3是未知的，具体表达式可以取 一、名词解释 外方位元素绝对定向元素光束法区域网平差数字高程模型内插 自由航线网绝对定向元素相对航高空中三角测量航向重叠单像空间后方交会核面主核面摄影基线同名核线外方位元素 DEM 双像空间前方交会影像匹配核线匹配双像空间前方交会数字正射影像数字线划图像片比例尺内方位元素相对定向内定向像片旋角航空摄影仪 二、填空题： 1、摄影测量中，为了恢复立体像对两张像片之间的相互位置关系，可以根据左右像片上的点位于的几何条件，采用方法来实现，最少需要量测对同名像点。 2、地形图是所覆盖地物的投影，航空影像是所覆盖地物的投影 3、摄影测量加密按数学模型可分为、和 三种方法。 4、像对的相对定向是以为几何条件，该条件表示的方程反映了、和三条线位于同一个平面，从而满足一个立体像对中同名光线对对相交。 5、中心投影的共线条件方程表达了、和三点位于的几何关系，利用其解求单张像片6个外方位元素的方法称为，最少需要个点。 6、VIRTUOZO摄影测量系统的定向模块包括了、和 三个功能。 三、简答题： 1.请说出摄影测量中常用的坐标系，并用图示说明各坐标系之间的关系（用公 式加文字进行说明） 2.像点坐标系统误差改正有哪些项？ 3.解析法相对定向后，为何要进行比例尺归化？如何进行？ 4.建立DEM时所用的原始数据点的来源有哪几种？ 5.简述立体坐标量测仪进行像点坐标量测的过程。 6.连续法解析相对定向的作业流程是什么？ 7.解析空中三角测量的目的与意义是什么？ 8.为什么航带模型进行概略绝对定向后，还必须进行非线性改正？ 9.区域网平差中，改化法方程的目的是什么，改化法方程系数阵的特点是什 么？ 10.如何处理摄影测量区域网平差后控制点上的残差？ 11.分别解释内、外方位元素在摄影测量定位中所起的作用，并图示说明以Y轴 为主轴的 转角系统中外方位元素是如何定义的？ 12.图示说明共线条件方程的表达式及其意义？它在解析摄影测量中有哪些应 用？ 13.画出“相对定向+绝对定向”方法确定地面点坐标的流程图？ 14.简述光束法区域网平差中改化法方程目的以及改化法方程系数阵的特点（5 分） 15.单航带法空中三角测量的作业步骤 16.什么是移动曲面法数字高程模型内插？ 摄影测量学空间后方交会实验报告测绘101徐斌摄影测量学实验报告 实验一、单像空间后方交会 学院: 建测学院 班级: 测绘101 姓名: 徐斌 学号: 26 一( 实验目的 1.深入了解单像空间后方交会的计算过程; 2.加强空间后方交会基本公式和误差方程式，法线方程式的记忆; 3.通过上机调试程序加强动手能力的培养。 二(实验原理 以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点和相应点的像坐标量测值出发，根据共线条件方程，求解该影像在航空摄影时刻的相片外方位元素。 三(实验内容 1.程序图框图 2.实验数据 (1)已知航摄仪内方位元素f,153.24mm，Xo,Yo,0。限差0.1秒 (2)已知4对点的影像坐标和地面坐标: 影像坐标地面坐标 x(mm) y(mm) X(m) Y(m) Z(m) 1 -86.15 -68.99 36589.41 25273.32 2195.17 2 -53.40 82.21 37631.08 31324.51 728.69 3 -14.78 -76.63 39100.97 24934.98 2386.50 4 10.46 64.43 40426.54 30319.81 757.31 3.实验程序 Form1.cs 程序 using System; using System.Collections.Generic; using https://www.doczj.com/doc/1b2028488.html,ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO; namespace 后方交会1 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } public double f,m, Xs, Ys, Zs, a1, a2, a3, b1, b2, b3, c1, c2, c3, q, w, k; public static int N,s; public double[] x = new double[4]; 摄影测量实习作业 —. 后方交会解算程序。 （1）原程序： A=input('请输入地面点坐标:') B=input('请输入影像坐标点:')/1000 f=input('请输入主距:')/1000 C=input('请输入像主点坐标初始值:') E=input('请输入外方位角初始值:') i=size(B,1); B=[B;B(1,:)]; A=[A;A(1,:)]; Xs=0; Ys=0; for j=1:i m=sqrt(((A(j,1)-A(j+1,1)).^2+(A(j,2)-A(j+1,2)).^2)/((B(j,1)-B(j+1,1)).^2+(B(j,2)-B(，2)).^2))/(i-1); Xs=Xs+A(j,1)/i; Ys=Ys+A(j,2)/i; end Zs=m*f; for j=1:1000 R(1,1)=cos(E(1))*cos(E(3))-sin(E(1))*sin(E(2))*sin(E(3)); R(1,2)=-cos(E(1))*sin(E(3))-sin(E(1))*sin(E(2))*cos(E(3)); R(1,3)=-sin(E(1))*cos(E(2)); R(2,1)=cos(E(2))*sin(E(3)); R(2,2)=cos(E(2))*cos(E(3)); R(2,3)=-sin(E(2)); R(3,1)=sin(E(1))*cos(E(3))+cos(E(1))*sin(E(2))*sin(E(3)); R(3,2)=-sin(E(1))*sin(E(3))+cos(E(1))*sin(E(2))*cos(E(3)); R(3,3)=cos(E(1))*cos(E(2)); for n=1:i Xp(n)=R(1,1)*(A(n,1)-Xs)+R(2,1)*(A(n,2)-Ys)+R(3,1)*(A(n,3)-Zs); Yp(n)=R(1,2)*(A(n,1)-Xs)+R(2,2)*(A(n,2)-Ys)+R(3,2)*(A(n,3)-Zs); Zp(n)=R(1,3)*(A(n,1)-Xs)+R(2,3)*(A(n,2)-Ys)+R(3,3)*(A(n,3)-Zs); xc(n)=-f*Xp(n)/Zp(n); yc(n)=-f*Yp(n)/Zp(n); D(2*n-1,1)=(R(1,1)*f+R(1,3)*xc(n))/Zp(n); D(2*n-1,2)=(R(2,1)*f+R(2,3)*xc(n))/Zp(n); D(2*n-1,3)=(R(3,1)*f+R(3,3)*xc(n))/Zp(n); D(2*n,1)=(R(1,2)*f+R(1,3)*yc(n))/Zp(n); D(2*n,2)=(R(2,2)*f+R(2,3)*yc(n))/Zp(n); D(2*n,3)=(R(3,2)*f+R(3,3)*yc(n))/Zp(n); D(2*n-1,4)=yc(n)*sin(E(2))-(xc(n)/f*(xc(n)*cos(E(3))-yc(n)*sin(E(3)))+f*cos(E(3))) *cos(E(2)); D(2*n-1,5)=-f*sin(E(3))-xc(n)*(xc(n)*sin(E(3))+yc(n)*cos(E(3)))/f; D(2*n-1,6)=yc(n); D(2*n,4)=-xc(n)*sin(E(2))- (yc(n)/f*(xc(n)*cos(E(3))-yc(n)*sin(E(3)))-f*sin(E(3)))*cos(E(2)); D(2*n,5)= -f*cos(E(3))-yc(n)*(xc(n)*sin(E(3))+yc(n)*cos(E(3)))/f; D(2*n,6)=-xc(n); L(2*n-1,1)=Y(n,1)-xc(n); L(2*n,1)=Y(n,2)-yc(n); end X=inv(D'*D)*D'*L; Xs=Xs+X(1); Ys=Ys+X(2); Zs=Zs+X(3); E(1)=E(1)+X(4); { System; System.Collections.Generic; System.Linq; System.Text; namespace 单像空间后方交会 { class Program { static void Main( string [] args) for (j = 0; j < 5; j++) if (j < 3) "请输入第 {0} 个点的第 {1} 个地面坐标： ", i + 1, j + 1); double .Parse( Console .ReadLine()); "请输入第 {0} 个点的第 {1} 个像点 坐标： ", i + 1, j - 2); double .Parse( Console .ReadLine()); Console .WriteLine(); // 归算像点坐标 (i = 0; i < 4; i++) for (j = 3; j < 5; j++) if (j == 3) zuobiao[i, j] = zuobiao[i, j] - x0; else zuobiao[i, j] = zuobiao[i, j] - y0; // 计算和确定初值 double zs0 = m * f, xs0 = 0, ys0 = 0; for (i = 0; i < 4; i++) else using using using using x0 = y0 = int x0, y0, i, j; double f, m; Console .Write( " 请输入像片比例尺： "); double .Parse( Console .ReadLine()); Console .Write( " 请输入像片的内方位元素 x0:" ); // 均以毫米为单 位 int .Parse( Console .ReadLine()); Console .Write( " 请输入像片的内方位元素 y0:" ); int .Parse( Console .ReadLine()); Console .Write( " 请输入摄影机主距 f:" ); double .Parse( Console .ReadLine()); Console .WriteLine(); // 输入坐标数据 double [,] zuobiao = new double [4, 5]; (i = 0; i < 4; i++) for Console .Write( zuobiao[i, j] = Console .Write( zuobiao[i, j] = for单像空间后方交会和双像解析空间后方-前方交会的算法程序实现
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