近景摄影测量复习资料(7页).doc

-近景摄影测量复习资料-第 7 页第一章（Close-range Photogrammetry）：通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动状态。是摄影测量与遥感（ Photogrammetry & Remote Sensing）学科的一个分支。相同点.基本原理相同.模拟处理方法、解析处理方法、数字影像处理方法相同.某些内业摄影测量仪器的使用不同点：.被测量目标物不同航空摄影测量目标物以地形、地貌为主；近景摄影测量目标物各式各样、千差万别，大到寺庙、飞机、海轮，中到汽车、脚印，小到青蛙、手腕骨、弹壳撞击孔甚至花粉。. 测量目的不同航空摄影测量以测制地形、地貌为主，注重其绝对位置；近景摄影测量以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的，并不注重目标物的绝对位置。. 影像获取设备不同航空摄影以航摄仪为主；近景摄影除各种量测摄影机外，还有各类非量测摄影机，如X光机、普通相机、CCD相机等。. 摄影方式不同航空摄影为近似竖直摄影方式；近景摄影除正直摄影方式外，还有交向摄影方式（包括多重交向摄影方式）.目标物纵深尺寸与摄影距离比不同. 控制方式不同航空摄影测量控制以绝对控制点方式为主，且多为明显地物、地貌点；近景摄影测量除控制点方式外，还有相对控制方式，常使用人工标志。.近景摄影测量适合动态目标缺点优瞬间获取被测目标的大量几何和物理信息，适合于测量点数众多的目标；非接触测量手段，可在恶劣条件下作业；适合于动态目标测量。可提供相当高的精度与可靠性可提供基于三维空间坐标的各种产品缺技术含量高，需较昂贵的设备和高素质人员；对所有测量目标并非最佳技术选择； -不能获得质量合格的影像； -待测量点数稀少4.近景摄影测量的主要应用领域是什么？ 古文物古建筑摄影测量 生物医学摄影测量 工业摄影测量5.近景摄影测量常用坐标系 (R)1）像平面坐标系：(x,y)2）像空间坐标系：(x,y，-f)3）物方空间坐标系： (XP,YP,ZP)4）辅助空间坐标系：(Xm,Ym,Zm)1.内方位元素：恢复摄影时光束形状的要素，包括像主点在框标坐标系的坐标(x0,y0)及像片的主距f。外方位元素2.外方位元素：确定摄影光束在物方空间坐标系中的位置与朝向的要素，包括三个直线元素（XS,YS,ZS）,描述摄影中心在物方空间坐标系中的位置以及三个角元素（, , ），描述摄影光束在物方空间坐标系中的朝向。共线条件方程式描述了像点、摄影中心、物点位于同一直线上的几何关系。共线条件方程式是解析计算的基本关系式。（x,y）为以像主点为原点的像点坐标。（x0,y0）为像主点坐标。（x,y）为像点坐标，但不以像主点为原点。第二章1.影像获取设备分类影像获取设备影像获取设备影像获取设备摄影设备（硬拷贝）摄像设备（软拷贝）格网摄影机量测摄影机半量测摄影机非量测摄影机CCD相机数码相机电视摄像机高分辨率电视摄像机非量测摄影机.不是专为测量目的而设计制造，结构不严谨；.内方位元素未知且不能记录；.光学畸变差大；.无改正底片变形的措施；.无外部定向设备；.使用方便；.普及，社会拥有量大。量测摄影机 .专为测量目的而设计制造，结构严谨，经过严格检校；.内方位元素已知，可记录；.有机械或光学框标；.采取措施压平底片；.光学畸变差小；.具有外部定向设备；半量测摄影机.不具备量测摄影机的性能；.具有改正底片变形的格网；（非量测摄影机加装格网）.格网摄影机.具备量测摄影机的性能；.还具有改正底片变形的格网；（量测摄影机加装格网）2.摄影设备德国UMK型量测摄影机性能、结构：1)专为测量目的而设计制造，有四种系列产品，焦距分别为65mm、100mm、200mm、300mm,相应称为UMK6.5/1318、 UMK10/1318、 UMK20/1318、 UMK30/1318、2)结构：镜箱+支架第三章 近景摄影测量的摄像设备光敏元件与物镜系统结合构成固态摄像机依据光电效应原理，把光辐射能量转化为视频信号固态摄像机的特点优点全固化，体积小，重量轻；像元几何位置精度高，且不会变动（不需要框标标定内方位元素，不需要格网改正底片变形）；具有快速的影像获取速度，普通CCD摄像机可达到25-30幅/每秒；可选取不同的固态图像传感器，以探测不同波长的发光物体；生成的视频信号直接与计算机相连，可成倍的加速摄影测量处理过程；缺陷：像幅小 一般:1/21/3英（8.47mm12.7mm对角线长度）；英(84.84mm)空间分辨率低；存在电子畸变。按性能分为：标准视频幅面摄像机，高分辨率电视摄像机，静止视频画面照相机。按分辨率分为：低分辨率相机-分辨率数百×数百像素；中分辨率相机-分辨率1K × 1K-4K × 4K像素。如Kodak DCS420为1524 ×1012像素，面积13.8 mm×9.2mm；高分辨率相机-分辨率4K × 4K以上像素，如UMK High Scan。第四章 近景摄影测量的摄影技术-11.近景摄影测量的摄影方式 主要有正直摄影、交向摄影，还有等偏摄影、等倾摄影。正直摄影方式摄影时两摄影机主光轴相互平行且垂直于摄影基线的摄影方式。摄影基线方向可以是任意的。交向摄影方式摄影时两摄影机主光轴大体位于同一平面内且不平行、不同时垂直于摄影基线的摄影方式。交向摄影方式适合于解析法及数字近景摄影测量，常采取100%重叠方式。特意安排下：正直摄影特点：影像对的“变形”由目标物表面的“起伏”产生，比较符合人眼观察，因此尤其适合模拟摄影测量，不能100%重合。交向摄影特点：影像对的“变形”由目标物表面的“起伏”和交向角共同产生，不太符合人眼观察，适合数字摄影测量，可以100%重合。基于正直摄影方式的“航带网”基于正直摄影方式的环绕摄影等偏摄影：摄影基线两端摄影机主光轴保持水平，相对于摄影基线的垂线偏转同一角度的摄影。等倾摄影：摄影基线两端摄影机主光轴保持平行，相对于水平面倾斜相同角度的摄影。2.正直摄影方式的精度估算式 3.景深定义：给定光圈和模糊圈大小，被摄影空间能够获得清晰构像的深度范围，称为景深。景深D为沿光轴方向的后景距D2与前景距D1的差值, D = D2 - D1 。前景距D1（D1=H，D=）后景距D2景深D此景深D大小与调焦距D相应。举例设物镜焦距F=100mm，取光圈号数k=16，模糊圈直径E=0.05mm，当调焦距D=2m时，计算超焦距H、前景距D1 、后景距D2 及景深D。 4.曝光时间的确定方法：A 、经验法B、使用曝光表C 、试片法D、推算比较法。用一架可以自动测光的普通相机推算近景摄影机的正确曝光时间。已知用普通相机测光时，正确的曝光参数为相机上安置的感光度为s，光圈号数为k，测得的曝光时间为t （光圈优先）；近景摄影机使用的底片感光度为S，安置光圈号数为K，则应安置的正确曝光时间T为：其中感光度单位采用ISO制。举例如用一架普通135相机对某目标进行测光，安置的感光度为ISO100，光圈号数安置为8，此时测得的曝光时间为1/60秒。用P31摄影机对此目标摄影，选用的感光材料的感光度为ISO400，安置的光圈号数为11，试确定其正确的曝光时间。或1/120秒（视相机决定）推算比较法也可通过逐步推算得出结果。推算原则是：a.光圈号数不变，感光度增大一倍，曝光时间减小一档，感光度减小一倍，曝光时间增大一档 ；b.感光度不变，光圈号数增大一档，曝光时间增加一档，光圈号数减小一档，曝光时间减小一档 。注意：相邻光圈号数间的关系为2(1/2)倍静态或动态获取方法 6.被测物体的表面处理定义：（看书）对近景摄影测量的大多数目标，无需进行表面处理。而对色调单一、缺乏纹理的目标需进行表面处理。目的：是为了提高影像的识别能力，包括人工识别和自动识别。色调单一、缺乏纹理的目标举例：汽车外壳、飞机外壳、石膏像、皮肤、房屋内墙、金属管道等方法：利用投影设备将光栅、格网、及图案、图象投影到物体表面，形成人工纹理；利用激光经纬仪、激光笔，按一定规则将激光投射到被测目标上，形成人工纹理；在被测目标表面粘贴人工标志，形成人工纹理；在被测目标表面上绘制人工纹理；7.照明原则使用自然光时，要照度均匀，避免出现反差过大的现象；使用人工光源时照明灯要布置适宜；有些情况下要注意局部照明，如黑暗情况下的控制点、标准尺照明；特殊光源的使用，如：单色光源，近轴光源等。第五章 近景摄影测量的控制(1)1.控制点:通常是布设在被测目标上或其周围的已知坐标的标志点。相对控制:是指在近景摄影测量中布置在物方空间的未知点间的某种已知几何关系。如：已知的长度；已知的角度；未知点位于同一平面；未知点位于同一直线；相对控制分类：（看书）2.近景摄影测量控制的目的把所构建的近景摄影测量网纳入到给定的物方空间坐标系中；利用多余的控制点和相对控制加强近景摄影测量网的强度；利用多余的控制点和相对控制检查近景摄影测量的精度和可靠性。3.控制点的一般测量方法. 前方交会+三角高程方法前方交会测量控制点的平面坐标；三角高程测量控制点的高程；.三角高程-确定高程坐标4.室内控制场(1).建立的目的用于摄影机检定用于摄影测量理论的研究用于实测目标形状或运动状态室内控制场的布设原则足够数量的三维控制点；控制点应分布均匀，在空间上有足够延伸；留有摄影空间；最好安置两个（或以上）稳定的测墩，以测定并定期检查控制点坐标；应用举例 （看课件5-2）“南海观音”佛像，玻璃钢制，高米，莲花座直径米。使用近景摄影测量方法测量其横断面和纵断面。明确几点：测站点与摄站点不一定是同一点；考虑实际外业工作量；考虑实际内业工作量；第六章 基于共线条件方程的近景像片处理方法 1.计算、基于共线条件方程的一般描述式及各项含义。第七章 直接线性变换解法 1.直接线性变换解法的适用条件、公式、特点、DLT的直接解算等过程和公式推导。第八章 近景摄影测量的其他解析处理方法。第九章 近景摄影机的检校 定义：检查和校正摄影机内方位元素和光学畸变系数的过程称为近景摄影机的检校。光学畸变差的有关概念摄影机物镜系统设计、制作和装配引起的像点偏离理想位置的误差。光学畸变差的构成光学畸变差径向畸变差偏心畸变差非对称径向畸变差切向畸变差2.径向、偏心畸变差的因素 偏心畸变：物镜系统各单元透镜，因装配和振动偏离了轴线或歪斜，从而引起像点偏离其理想准确位置的误差称之为光学偏心畸变。