摄影测量学实验报告

课间实验报告

2010年——2011年第 2学期

实验课程： 摄影测量学 实验班级：08级地理信息系统 学 生： 学 号： 指导教师：

重庆交通大学测量与空间数据处理实验室

目录

实验一：单像空间后方交会算法实现 实验二：人眼立体相对观察

实验一：单像空间后方交会算法实现

一、 实验目的

通过用程序设计语言（Visual C++或者C语言、C# 、VB语言）编写一个完整的单片空间后方交会程序，通过对提供的一定数量的地面控制点进行计算，运用共线方程式反求输出像片的外方位元素并评定精度。本实验的目的在于让学生深入理解单片空间后方交会的原理、方法，体会在有多余观测情况下，用最小二乘平差方法实现解求影像外方位元素的过程。通过上机调试程序加强动手能力的培养，通过对实验结果的分析，增强学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。

二、 实验器材

1. 航片坐标量测数据，控制点成果表，航片摄影参数等：

①已知航摄仪内方位元素：f=153.24㎜，x0?y0?0,摄影比例尺：1/50000 ②已知4对控制点的影像坐标和地面坐标

影像坐标 X(㎜) y(㎜) X(m) 1 -86.15 -68.89 36589.41 2 -53.40 82.21 37631.08 3 -14.78 -76.63 39100.97 4 10.46 64.43 40426.54 试计算近似垂直摄影情况下空间后方交回的解 ③要求写出详细的解答过程

地面坐标 Y(m) 25273.32 31324.51 24934.98 30319.81 Z(m) 2195.17 728.69 2386.50 757.31 三、 实验原理

以单幅航空影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的

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外方位元素 。由于空间后方交会所采用的数学模型共线方程是非线性函数，为了方便外方位元素的求解，需要首先对共线方程进行线性化。

四、 实验步骤

运用程序设计语言编写计算过程代码，其代码编写原理为：

1. 运用空间后方交会的基本公式： x??fa1(X?Xs)?b1(Y?Ys)?c1(Z?Zs)

2. 误差方程式和法方程式的建立：

y??fa3(X?Xs)?b3(Y?Ys)?c3(Z?Zs)a2(X?Xs)?b2(Y?Ys)?c2(Z?Zs)a3(X?Xs)?b3(Y?Ys)?c3(Z?Zs)

3. 空间后方交会的计算过程

为了能够在宏观上指导我们编写程序，我们需要在草稿纸上绘出程序框图。框图如下： 输入原始数据

↓

归算像点坐标x,y ↓

计算和确定初值Xs0,Ys0,Zs0,p0,w0,k0 ↓ ︱ 组成旋转矩阵R ︱ ↓ ︱ 计算(x),(y)和lx,ly 迭 ↓ 迭 逐点组成误差方程式并法化 次 ↓

数 否 所有点完否？ 小 ↓完

于 解法方程，求未知数改正数 限 ↓

差 计算改正后的外方位元素 否 否 ↓

？ 未知数改正数<限差否？ 否︱ ↓是 ︱ 整理并输出计算结果 输出中间结果和出错信息 ↓ ︱ 正常结束 非正常结束

然后按照程序框图编写程序。

五、 实验结果

Xs=39795.5: Ys=27476.5: Zs=7572.69

t=-0.00398693 w=0.00211391 k=-0.067578

六、 实验体会

本次实验在做之前需要做很多的准备。首先是反复地温习单片空间后方交会的理论知识和原理，即利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程，反求像片的外方位元素。在本次实验中，我们要求用四个点地面控制点，用最小二乘法平差计算。编程的过程中碰到问题也是很多的，首先是矩阵求逆，转置的编法，然后是调试和大量错误的修改。最后又因为精度不够而使用别的方法。用逐点法化代替最先的大矩阵一起运算等等。受益很多。

实验二：人眼立体相对观察

一、 实验目的

1. 学习使用立体镜对航片进行立体效果观测； 2. 认识立体坐标量量测仪的操作方式；

二、 实验器材

德国蔡司Steko 1818 型立体坐标量测仪，立体镜，航片。

三、 实验原理

在建立人造立体视觉时，必须符合下列条件：

1. 两张像片必须是在左、右两个位置对同一个物体进行摄影而获得的。

2. 分像条件：一只眼睛只能观察像对中的一张像片，即左眼看左片，右眼看 右片。 3. 两张像片应该做如下放置：同名像点的连线应该与基线近似平行，而且同名像点间距离应

该小于眼基距（或小于扩大后的眼差距）。

四、 实验步骤

1. 将一对连续的航片并排放在立体镜下方，

2. 两只眼睛分别观测不同的像片，找到两张像片相同的区域，进行对比观察，

3. 区分通过立体镜观察的航片与现实看到的航片，有什么不同点，在这个过程中，可能要适应一

段时间，将会更加清楚地看到像片的立体效果。

4. 认识德国蔡司Steko 1818 型立体坐标量测仪的构成结构，及其应用操作方式，它主要由基座、

总滑床、Y车架、观测系统和照明系统等部件组成。

五、实验结果

立体镜的主要作用是使一只眼睛只看一张航片，它克服了肉眼观察立体时强制调焦与交会所引起的人眼疲劳。在实验时，体验了最简单的立体镜桥式立体镜，它是在一个桥架上安装一对低倍率的简单透镜，透镜的光轴平行，其间距约为人眼的眼基线距离，架桥的高度等于透镜焦距。观察时，像片对放在透镜的焦面上，这时像片上的物点光线，通过透镜后为一组平行光，使观察者感到物体在较远的距离，达到人眼的调焦与交会本能基本统一，便可使人感到较为自然而不致太疲劳。从理论上说，像片到物镜的距离要略大于焦距，这样对人眼在调焦与交会的统一方面更好一些，观察者会感到自然一些。

在立体镜的观察中，透过此种观察，航片所展示出来的是一种和实物一样的地面景物的像，三维图像，各类建筑物或群山都呈现一种立体的概貌。它使我们更加清晰地认识图形，

区别地物。

六、实习体会

在这个简单而实用的实验中，我们学习了立体镜的观察，并接触了许多不一样的仪器，懂得

了立体观察的作用及其操作步骤。使更好地激发了我对这门课程的兴趣。之前没接触过这方面的知识，什么都是模棱两可，在这个实习之后，书本上的许多疑问都得到很好的解答，有很多概念性的东西都有了清晰的解析。

所以，这个实验虽然轻松，但有许多好处。也让我知道，任何深度的知识点都是由最基础延伸出去的，懂得了规律，学习起来将更加轻松，自然 …… 此处隐藏：3232字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……