近景摄影测量 3.ppt

工业与工程摄影测量学(1) 测绘学院 徐进军 航空航天研究所4-308 学完本课后应该： 掌握近景摄影测量的特点(精度和适用场合) 掌握近景摄影测量实际作业方法和过程 掌握解析近景摄影测量的数据处理方法 掌握相机的检校方法 本课程讲授的内容 近景摄影测量的特点 近景摄影测量的设备 近景摄影测量技术及作业方法 近景摄影测量的外业控制(控制点布设) 近景摄影测量的数据处理方法 光束法 直接线形变换 摄影机常用检校方法 课程安排 课程基本前提 摄影测量学 测量平差基础 计算机编程技术(matlab) 授课形式(28) 讲课(20) 随堂作业(2-3次) 摄影测量实习(5) 布点、控制、摄影、像点测量、直接线形变换处理、成果分析 课堂讨论(3) 第一章 绪论 本节课的重点内容 了解近景摄影测量特点与应用 了解近景摄影测量常用坐标系 了解近景摄影测量的数学关系 了解基本的、常用的摄影测量设备及其特点 课后要求 图书馆查阅相关参考资料 图书馆或网上查阅有关文献，了解摄影测量的工程应用状况 §1.1 近景摄影测量概述 定义 非地形摄影测量；近景摄影测量(工程摄影测量,工业摄影测量)； 以摄影测量的手段获取物体形状和运动状态的学科分支； <100米摄影距离的摄影测量 特点 信息含量大，可重复使用，一次可以测量大批点 非接触方式，适用于危险的或者不容易到达的场合 瞬间成像，适合测量运动物体(P.5) 适合于形状测量 精度1/1，000~1/1，000，000 设备复杂，数据处理复杂，成果处理慢； 使用时受天气和构型影响较大，精度有限 点数少时不划算；缺乏纹理不合适(人工) 几种最常用的三维工业测量方法 基于经纬仪角度交会的前方交会 精度高、点数少、适应性强 不适合运动物体水下和微观测量 三维坐标测量仪 精度高、自动化 设备贵、灵活性差，测程有限 地面三维激光扫描测量 快速、精确， 全面，描述细部 硬件软件精度要求高 三维激光跟踪仪 速度快、精度高 设备贵，适合于 室内的短距离测量 精度概念 估算精度：图上设计阶段，利用优化设计理论，任何测量工作具体实施之前的必要步骤。 内精度(精密度):摄影测量的数据处理结果获得。 外精度(准确度):通过绝对控制和相对控制与摄影测量计算结果的比较进行评判获得。 影响近景摄影测量精度的因素 相机性能(畸变、分辨率) 摄影方式 物方控制质量 成像质量(照明、景深、标志、表面纹理) 处理方式(严格、近似) 发展状况 ISPRS下有协会—摄影测量与机器视觉，每两年一次的国际学术讨论会非常活跃和非常有前途的学科 应用范围广，特别是提出数字摄影测量后，自动像点匹配技术使摄影测量的速度和精度大大提高。 摄影全站仪系统——将摄影机(数码相机或CCD芯片)与全站仪联系在一起 地面激光扫描仪与摄影机的结合 多目视觉、序列影像与数字近景摄影测量 摄影机的检校 应用领域：古建筑和古文物；生物医学(显微摄影、X光摄影)；工业摄影汽车与飞机形状、机器人运动)；工程摄影(大坝、冷却塔) 与航空摄影测量的区别 坐标系 摄影距离 控制情况 精度 摄影设备 应用场合(形状、动态) 摄影方式 背景 为了了解飞机的动力特性，需要进行风洞模型试验。加工风洞模型必须提供飞机设计时的外形理论数据。 飞机的外形曲面复杂而且准确定要求高。 人工制作模板法(脚手架)，人力物力花费大，周期长； 近景摄影测量法，省时、省力、省财。 各部位的精度要求：各部位的精度要求在 1.5毫米(机翼)— 5毫米 作业方案： 选定机库作为测量场地， 避免外界干扰； 所有点均采用特别的标志点， 提高像点的测量精度； 建立该精度的统一坐标系； 采用经纬仪标定剖面标志点； 主要剖面采用精密工程测量与摄影测量相结合的方法，检验和提高精度； 通过稳健处理， 防止粗差， 提高可靠性； 选用3次样条函数进行外形曲线拟和。 外业工作 控制测量 控制测量要考虑下面因素 测区范围及飞机的几何尺寸； 摄影控制点的交会图形； 控制点的精度要求； 外部控制的需要，如轴线点的测定，剖面放样等 围绕飞机不设地面控制网，采用明显标志(白铁皮上刻画十字丝并粘牢)，T2角度观测1.5秒， 銦钢尺距离观测0.1毫米；其中30个方向，6条边，独立边角网严密平差得到： 平均点位误差：0.21mm 最大点位误差：0.29mm 在此基础上布设了支导线； 高程采用精密几何水准测量 像片控制点的布设 控制点的数量取决于采用的方法，总的原则就是能保证每张单片不少于3个控制点。用于后方交会。像片控制点布设在飞机观测部位上，采用人工标志，共有120个。其三维坐标采用空间前方交会获得。 飞机测量部位标志点的设定 飞机外表颜色相同，底片无法