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模拟法,立体,测图

上传者:7****0 2022-06-04 22:54:06上传 PPT文件 665.50KB
模拟法,立体,测图_第1页 模拟法,立体,测图_第2页 模拟法,立体,测图_第3页

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1、 模拟法立体测图和解析法立体测图模拟法立体测图和解析法立体测图立体测图方法概述立体测图方法概述v模拟法立体测图模拟法立体测图v解析法立体测图解析法立体测图v数字化测图数字化测图一、模拟法立体测图一、模拟法立体测图 这是一种经典的摄影测量制图方法。它是利用两个投影器,将这是一种经典的摄影测量制图方法。它是利用两个投影器,将航摄的透明底片,装在投影器中,再用灯光照射,用与立体电航摄的透明底片,装在投影器中,再用灯光照射,用与立体电影相似的原理,重建地面立体模型。在测绘承影面上,用一个影相似的原理,重建地面立体模型。在测绘承影面上,用一个量测用的测绘台进行测图。这种方法曾经是测图的重要方法。量测用的

2、测绘台进行测图。这种方法曾经是测图的重要方法。由于它是用立体型的航测仪器,模拟摄影过程的反转,所以称由于它是用立体型的航测仪器,模拟摄影过程的反转,所以称为模拟摄影测量。这种方法所用的仪器类型很多,为模拟摄影测量。这种方法所用的仪器类型很多,70年代后,年代后,由于电子技术的发展,这类仪器已被解析测图仪代替。这种仪由于电子技术的发展,这类仪器已被解析测图仪代替。这种仪器测绘的地形图都是线划产品,用于建立地理基础信息库时,器测绘的地形图都是线划产品,用于建立地理基础信息库时,还需将地图进行数字化,增加了工作量。因此,目前这类仪器还需将地图进行数字化,增加了工作量。因此,目前这类仪器都在进行技术改

3、造,增加计算机与接口设备,甩计算机输助测都在进行技术改造,增加计算机与接口设备,甩计算机输助测日,提高测囹效率,并使产品具有线划与数字两种形式。可直日,提高测囹效率,并使产品具有线划与数字两种形式。可直接进入地理信息库。接进入地理信息库。 1、模拟法立体测图原理、模拟法立体测图原理 地面点反射出的光线,通过摄影物镜记录在感光材料上,经地面点反射出的光线,通过摄影物镜记录在感光材料上,经摄影处理得到摄影底片。地面点摄影处理得到摄影底片。地面点A, M, C, D等发出的光线,通等发出的光线,通过相邻两摄影机物镜过相邻两摄影机物镜S1和和S2,分别构像在左右像片上重叠范,分别构像在左右像片上重叠范

4、围内,成为两个摄影光束。两摄影站围内,成为两个摄影光束。两摄影站S1和和S2的距离是空间摄的距离是空间摄影基线影基线B。光线。光线AS1和和AS2, CS1和和CS2等都是相应的同名光等都是相应的同名光线。且同名光线对对相交。根据摄影过程的可逆性,将底片线。且同名光线对对相交。根据摄影过程的可逆性,将底片P1与与P2装回到与摄影机相同的两个投影镜箱内,保持两投影装回到与摄影机相同的两个投影镜箱内,保持两投影机的方位与摄影时方位相同;但物镜间的距离缩小;此时投机的方位与摄影时方位相同;但物镜间的距离缩小;此时投影基线为影基线为SS2b。在投影器上,用聚光灯照明,则两投影器。在投影器上,用聚光灯照

5、明,则两投影器光束中所有同名光线仍对对相交,构成空间的交点,所有这光束中所有同名光线仍对对相交,构成空间的交点,所有这些交点的集合,构成与地面相似的光学立体模型这个过程称些交点的集合,构成与地面相似的光学立体模型这个过程称为摄影过程的几何反转。这就是模拟法立体测图的原理。为摄影过程的几何反转。这就是模拟法立体测图的原理。2、模拟法立体测图过程、模拟法立体测图过程 模拟立体测图仍是通过相对定向和绝对定向两个步骤模拟立体测图仍是通过相对定向和绝对定向两个步骤来恢复投影光束的方位,恢复像片的内方位元素之后,来恢复投影光束的方位,恢复像片的内方位元素之后,利用投影器的运动使同名光线对对相交,完成相对定

6、利用投影器的运动使同名光线对对相交,完成相对定向,建立相对立体模型。然后仍借助机械螺旋的运向,建立相对立体模型。然后仍借助机械螺旋的运动将相对立体模型进行平移、旋转、缩放,纳入到动将相对立体模型进行平移、旋转、缩放,纳入到地面测量坐标系中,并规划为规定的比例尺,这就是地面测量坐标系中,并规划为规定的比例尺,这就是绝对定向。绝对定向。(1)相对定向)相对定向 两相邻像片任意放置在投影器上恢复内方位元素以两相邻像片任意放置在投影器上恢复内方位元素以后,光线经投影物镜投影到承影面上成像。这时,同后,光线经投影物镜投影到承影面上成像。这时,同名光线不相交,即与承影面的两个交点不重合,这个名光线不相交,

7、即与承影面的两个交点不重合,这个不重合其实就是存在左右视差和上下视差,当升降测不重合其实就是存在左右视差和上下视差,当升降测绘台时,左右视差可以消除,只存在上下视差,因此,绘台时,左右视差可以消除,只存在上下视差,因此,上下视差是衡量同名光线是否相交的标志,或者上下视差是衡量同名光线是否相交的标志,或者说若同名像点上存在上下视差,就说明没有恢复两说若同名像点上存在上下视差,就说明没有恢复两张像片的相对关系,即没有完成相对定向,根据这一张像片的相对关系,即没有完成相对定向,根据这一原则,我们可以通过运动投影器,消除同名点上的上原则,我们可以通过运动投影器,消除同名点上的上下视差,达到相对定向的目

8、的。下视差,达到相对定向的目的。(2)绝对定向)绝对定向绝对定向的目的在于解求七个参数。绝对定向的目的在于解求七个参数。1)将控制点根据其平面坐标按图比例尺展绘在图纸上,制成图)将控制点根据其平面坐标按图比例尺展绘在图纸上,制成图底。底。2)利用图纸的平移、旋转使其中一个控制点在承影面上的投影)利用图纸的平移、旋转使其中一个控制点在承影面上的投影与图纸上的同名控制点重合,并使高程读数与其实际高程值与图纸上的同名控制点重合,并使高程读数与其实际高程值相等,这就相当于解求了三个偏移参数。相等,这就相当于解求了三个偏移参数。3)以该点为中心旋转图底,使其与另一控制点的连线与图纸上)以该点为中心旋转图

9、底,使其与另一控制点的连线与图纸上同名连线相重合,这就意味着解求了一个旋转角参数。同名连线相重合,这就意味着解求了一个旋转角参数。4)比较图底上两控制点间的长度与相应模型点投影间的长度,)比较图底上两控制点间的长度与相应模型点投影间的长度,两者若不相等,则沿投影基线方向移动其中一个投影器改变两者若不相等,则沿投影基线方向移动其中一个投影器改变投影基线的长度,直到两模型点的投影正好与图底上相应控投影基线的长度,直到两模型点的投影正好与图底上相应控制点重合。这一操作相当于解求比例尺因子。制点重合。这一操作相当于解求比例尺因子。5)最后将模型置平,这就解求了另外两个旋转角参数。)最后将模型置平,这就

10、解求了另外两个旋转角参数。二、解析法立体测图二、解析法立体测图解析测图仪是由一台精密立体坐标量测仪、一台电子计解析测图仪是由一台精密立体坐标量测仪、一台电子计算机、数控绘图桌、相应的接口设备以及软件系统组算机、数控绘图桌、相应的接口设备以及软件系统组成的测图系统。其基本组成部分如图成的测图系统。其基本组成部分如图1所示。接口设所示。接口设备有编码器和伺服系统。备有编码器和伺服系统。1、解析法立体测图的几个主要步骤、解析法立体测图的几个主要步骤(1)内定向)内定向 在解析测图仪上像片是任意安放在像片架上的。像片在解析测图仪上像片是任意安放在像片架上的。像片坐标与像片架坐标间的关系依靠内定向软件来

11、建立,坐标与像片架坐标间的关系依靠内定向软件来建立,通过量测四个(或通过量测四个(或8个)框标点的像片架坐标,其像个)框标点的像片架坐标,其像片坐标认为是理论值。用最小二乘法解算就可求出内片坐标认为是理论值。用最小二乘法解算就可求出内定向元素。定向元素。(2)相对定向)相对定向 解析法立体测图系统能自动依次驱动车架到达通常解析法立体测图系统能自动依次驱动车架到达通常的六个标准点位,作业员每次只需消除观察点处的上的六个标准点位,作业员每次只需消除观察点处的上下视差,用按钮将它们记入计算机。全部点位观测完下视差,用按钮将它们记入计算机。全部点位观测完毕后,计算机就用最小二乘法解算定向方程,并显示毕

12、后,计算机就用最小二乘法解算定向方程,并显示出定向参数和点位的余差,由作业员判定是否需要重出定向参数和点位的余差,由作业员判定是否需要重测。测。 (3)绝对定向)绝对定向 用户预先输入地面控制点坐标值。操作过程中立体用户预先输入地面控制点坐标值。操作过程中立体切准控制点,记入控制点观测的模型坐标,然后按最切准控制点,记入控制点观测的模型坐标,然后按最小二乘法解算定向方程,输出定向参数和余差。小二乘法解算定向方程,输出定向参数和余差。4)模型存贮与恢复)模型存贮与恢复可将每个所确定的立体模型的各个参数以及有关数据存可将每个所确定的立体模型的各个参数以及有关数据存储起来,以后需要时,可再精确恢复原

13、来的模型,对储起来,以后需要时,可再精确恢复原来的模型,对于解析空中三角测量而言,这个可以省去再一次相对于解析空中三角测量而言,这个可以省去再一次相对定向和绝对定向的操作。定向和绝对定向的操作。5)模型点观察)模型点观察 在输入了像片坐标或者地面坐标后,能自动驱动到指在输入了像片坐标或者地面坐标后,能自动驱动到指定的观察点位。定的观察点位。6)数字地面模型()数字地面模型(DTM)7)空中三角测量)空中三角测量1、解析测图仪的结构、解析测图仪的结构 解析测图仪是由精密立体坐标量测仪(带伺服系统)、计算机、数控绘图仪、接口设备及相应软件组成的立体测图系统。2.解析测图仪的优点解析测图仪的优点(与

14、模拟测图仪相比较) (1 1)、精度高)、精度高光机部分简单、结构稳定;改正系统误差、平差偶然误差;像点量测精度达13m (2 2)、功能强)、功能强作业不受摄影方式及仪器活动范围限制;可处理各类航片或卫片资料;可完成多种测绘工作;取得多种测绘成果 (3 3)、效率高)、效率高 三、解析测图仪三、解析测图仪立体坐标量测仪作业员计算机数控绘图仪解析定向;机助测图(4)、可产生数)、可产生数字测绘产品,便于字测绘产品,便于成果进入成果进入GIS管理管理应用应用3、解析测图仪工作原理、解析测图仪工作原理数控数控绘图桌绘图桌计算机计算机立立 体体 坐坐 标标 量量 测测 仪仪MXMYYZX2y2x1y

15、1x(1 1)、定向过程中)、定向过程中 在仪器上,经像对定向(包括解析内定向、解析相对定向、解析绝对定向)后,建立起物像对应关系。(2 2)、测绘过程中)、测绘过程中 从手轮、脚盘读出模型的地面摄测坐标(X,Y,Z) 输入计算机算得相应的像平面坐标 由伺服系统驱动测标运动到对应像点位置 作业员观察到测标在立体模型上的位置 以上步骤由实时程序控制,以高频率自动重复执行, 作业员即可观测到连续、完整的立体模型。),(yx),(yx4、解析测图仪的发展、解析测图仪的发展 1957年 Halava 提出设计思想 1976年 13届ISP大会展出七家公司的仪器,标志解析仪转入民用(其时,内存只 12

16、32k) 八十年代开始逐步取代模拟测图仪,成为生产的主流仪器。本身也由机助测图仪发展成为数据库 管理系统控制下的空间数据采集工作站。 90年代中后期,逐渐被数字摄影测量系统所取代。5、硬件、硬件 (1)、精密立体坐标量测仪 实现对像片及立体模型的观测 (2)、计算机 数据处理、管理 (3)、数控绘图仪 模拟成果输出 (4)、接口设备 编码器:A/D 转换 伺服系统:D/A转换6、软件、软件 (1)、操作系统)、操作系统 管理、支持整个仪器系统工作管理、支持整个仪器系统工作 (2)、摄影测量系统软件)、摄影测量系统软件 完成摄影测量任务完成摄影测量任务 1) 实时程序实时程序 起数字导杆作用起数

17、字导杆作用 2) 应用程序应用程序 实现各项具体量测功能实现各项具体量测功能解析立体测图仪解析立体测图仪(WILD AC1)(WILD AC1)002121bayxbbaayx仪仪a、解析内定向、解析内定向 量测框标建立起像点的仪器坐标到像平面坐标的变换关系,将量测框标建立起像点的仪器坐标到像平面坐标的变换关系,将像点的仪器坐标转换为像平面坐标。像点的仪器坐标转换为像平面坐标。 一般采用仿射变换一般采用仿射变换b 、解析相对定向、解析相对定向 量测同名像点,解得相对定向元素建立起自由立体模型。量测同名像点,解得相对定向元素建立起自由立体模型。c、解析绝对定向、解析绝对定向 量测像控点,解得绝对

18、定向元素将模型纳入测图坐标系统。d、数字测图、数字测图 机助立体测绘 数字地面模型数据点采集 空中三角测量 地形分析 在线影像自动匹配解析立体测图解析立体测图返回目录返回目录7 7、 解析测图仪上的立体测图内业过程解析测图仪上的立体测图内业过程 数据输入数据输入解析内定向解析内定向 解析相对定向解析相对定向 数字测图数字测图 解析绝对定向解析绝对定向8 8、 航测立体测图作业工序流程航测立体测图作业工序流程国家平高控制国家平高控制 像片联测像片联测 像片调绘像片调绘航空摄影航空摄影像控点加密像控点加密 内业立体测图内业立体测图或或 国家国家平、高控制平、高控制像片联测像片联测航空摄影航空摄影像控点加密像控点加密 内业立体测图内业立体测图 地形图调绘地形图调绘内业编辑、修改、成图内业编辑、修改、成图


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