普通數(shù)碼相機(jī)的量測(cè)化方法研究

1、<p>　　南陽(yáng)師范學(xué)院20XX屆畢業(yè)生</p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題 目： 普通數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化方法研究 </p><p>　　完 成 人： </p><p>　　班

2、 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 制： </p><p>　　專 業(yè)： 測(cè)繪工程 </p><p>　　指導(dǎo)教師：

3、 </p><p>　　完成日期： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要(1)</b></p><p><b>　　1緒論(2)&l

4、t;/b></p><p>　　1.1數(shù)碼相機(jī)的簡(jiǎn)介(2)</p><p>　　1.2數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀(2)</p><p>　　1.3基于普通數(shù)碼相機(jī)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用(2)</p><p>　　1.4非量測(cè)數(shù)碼影像的量測(cè)算法(3)</p><p>　　2非量測(cè)數(shù)碼影像的直接線性變換算法(4)&

5、lt;/p><p>　　2.1直接線性變換算法（DLT）解析(5)</p><p>　　2.2 DLT算法精度的影響因素(6)</p><p>　　2.2.1室內(nèi)三維控制場(chǎng)的建立(6)</p><p>　　2.2.2控制點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)DLT算法精度的影響(7)</p><p>　　3非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)的量測(cè)化方法(9)&l

6、t;/p><p>　　3.1畸變校正系數(shù)的確定(9)</p><p>　　3.1.1大型平面控制場(chǎng)的建立(10)</p><p>　　3.1.2透視變換系數(shù)的確定(12)</p><p>　　3.1.3畸變系數(shù)的確定(13)</p><p>　　3.1.4畸變系數(shù)與透視變換系數(shù)的交替解算(14)</p>

7、;<p>　　3.2內(nèi)方位元素的檢測(cè)(14)</p><p>　　3.2.1內(nèi)方位元素的測(cè)定(14)</p><p>　　3.2.2內(nèi)方位元素的解算精度(15)</p><p>　　3.2.3內(nèi)方位元素解算的穩(wěn)定性(15)</p><p>　　3.2.4畸變系數(shù)與內(nèi)方位元素的交替解算(16)</p>&l

8、t;p>　　3.3非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化精度的評(píng)價(jià)(16)</p><p>　　4數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的基本算法(17)</p><p>　　4.1雙像解析空間后方交會(huì)——前方交會(huì)算法(18)</p><p>　　4.1.1空間后方交會(huì)的基本原理(18)</p><p>　　4.1.2空間前方交會(huì)的基本原理(19)</p>

9、<p>　　4.1.3雙像解析空間后交——前交法的過(guò)程(20)</p><p>　　4.2雙像解析相對(duì)定向——絕對(duì)定向算法(21)</p><p>　　4.2.1解析法相對(duì)定向的基本原理(21)</p><p>　　4.2.2解析法絕對(duì)定向的基本原理(23)</p><p>　　4.2.2解析法相對(duì)定向——絕對(duì)定向法的過(guò)程

10、(24)</p><p>　　4.3數(shù)碼影像的光束法平差(24)</p><p>　　4.3.1光束法平差的基本原理(25)</p><p>　　4.3.2光束法平差的數(shù)學(xué)模型(26)</p><p>　　5數(shù)碼影像基本算法的精度比較(28)</p><p>　　6總結(jié)和展望(31)</p>

11、<p>　　6.1總結(jié)(31)</p><p>　　6.2展望(32)</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)(33)</b></p><p>　　Abstract(34)</p><p>　　普通數(shù)碼相機(jī)的量測(cè)化方法研究</p><p>　　摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)字圖像處

12、理、模式識(shí)別、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，以及數(shù)碼相機(jī)分辨率的不斷提高，數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)成為開(kāi)展攝影測(cè)量重要的影像采集設(shè)備。所以對(duì)普通數(shù)碼相機(jī)的量測(cè)化方法進(jìn)行研究，以進(jìn)一步完善作業(yè)方法、提高普通數(shù)碼相機(jī)的實(shí)際應(yīng)用精度顯得尤為重要。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的首要任務(wù)是獲取原始影像。影像獲取裝置一般分為二種:第一種是由量測(cè)攝影機(jī)或普通相機(jī)拍攝獲得紙質(zhì)像片后,用掃描儀將像片完全數(shù)字化,再輸入計(jì)算得到數(shù)字影像；第二種是由CCD數(shù)碼相機(jī)直接獲取數(shù)字影像，數(shù)字

13、影像可直接輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。顯然第二種方法更簡(jiǎn)便，省去了像片掃描數(shù)字化的過(guò)程。雖然普通數(shù)碼相機(jī)在圖像獲取方面有著很多優(yōu)勢(shì)，但它是非量測(cè)化相機(jī)，普通數(shù)碼相機(jī)存在較大的鏡頭畸變，并且內(nèi)方位元素、主距f和像主點(diǎn)（x，y）都是未知的，不能用普通數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法對(duì)其進(jìn)行數(shù)字圖像處理。由CCD數(shù)碼相機(jī)直接獲取數(shù)字影像，數(shù)字影像可直接輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。本文根據(jù)普通數(shù)碼相機(jī)在獲取圖像過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)普通數(shù)碼相機(jī)的量測(cè)化方法進(jìn)行研究，主要成果為：1

14、、提出了基于DLT算法的非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)的可量測(cè)化思路。從空間射影變換理論出發(fā)，推導(dǎo)</p><p>　　關(guān)鍵詞：普通數(shù)碼相機(jī)；數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量；量測(cè)化</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 數(shù)碼相機(jī)的簡(jiǎn)介</p><p>　　數(shù)碼相機(jī)（又名：數(shù)字式相機(jī)；英文全稱：Digital Camer

15、a，簡(jiǎn)稱DC），是一種利用電子傳感器把光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成電子數(shù)據(jù)的照相機(jī)。數(shù)碼相機(jī)與普通照相機(jī)在膠卷上靠溴化銀的化學(xué)變化來(lái)記錄圖像的原理不同，數(shù)字相機(jī)的傳感器是一種光感應(yīng)式的電荷耦合器件(CCD）或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS）。在圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)以前，通常會(huì)先儲(chǔ)存在數(shù)碼存儲(chǔ)設(shè)備中（通常是使用閃存；軟磁盤(pán)與可重復(fù)擦寫(xiě)光盤(pán)（CD-RW）已很少用于數(shù)字相機(jī)）。</p><p>　　工作原理：數(shù)碼相機(jī)是集光學(xué)、機(jī)械、電子

16、一體化的產(chǎn)品。它集成了影像信息的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和傳輸?shù)炔考?，具有?shù)字化存取模式，與電腦交互處理和實(shí)時(shí)拍攝等特點(diǎn)。光線通過(guò)鏡頭或者鏡頭組進(jìn)入相機(jī)，通過(guò)數(shù)碼相機(jī)成像元件轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過(guò)影像運(yùn)算芯片儲(chǔ)存在存儲(chǔ)設(shè)備中。數(shù)碼相機(jī)的成像元件是CCD或者CMOS，該成像元件的特點(diǎn)是光線通過(guò)時(shí)，能根據(jù)光線的不同轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)。數(shù)碼相機(jī)最早出現(xiàn)在美國(guó)，20多年前，美國(guó)曾利用它通過(guò)衛(wèi)星向地面?zhèn)魉驼掌?，后?lái)數(shù)碼攝影轉(zhuǎn)為民用并不斷拓展應(yīng)用范圍。<

17、/p><p>　　1.2 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像和攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論和方法，提取所攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測(cè)量學(xué)。利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，高分辨率的遙感影像、以及其定位參數(shù)文件的應(yīng)用，只要極少量的外業(yè)控制點(diǎn)，就能迅速生成正射影像圖，它已在城市、土地的變遷、規(guī)劃中得到愈來(lái)愈

18、廣泛的應(yīng)用。航空激光掃描雷達(dá)也愈來(lái)愈成熟。</p><p>　　1.3 基于普通數(shù)碼相機(jī)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用</p><p>　　在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的信息獲取手段中，最常用的設(shè)備就是量測(cè)攝影機(jī)了。它靈活輕便，操作簡(jiǎn)單。量測(cè)攝影機(jī)的內(nèi)方位元素參數(shù)是已知的，其影像具有明確的幾何位置關(guān)系。但量測(cè)攝影機(jī)價(jià)格昂貴，儀器笨重，進(jìn)行外業(yè)測(cè)量時(shí)很不方便。與之相比，非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)作為影像獲取裝置有如下優(yōu)點(diǎn)：<

19、;/p><p>　?。?）一般非量測(cè)相機(jī)是不能提供內(nèi)方位元素的，然而由于數(shù)碼相機(jī)是以數(shù)字方式存儲(chǔ)相片的，對(duì)于每一張相片而言，像素點(diǎn)的數(shù)目及排列都是一定的，這就使得在微機(jī)上所量測(cè)的像平面坐標(biāo)系參考點(diǎn)全都相同。</p><p>　?。?）軟片壓平誤差是量測(cè)攝影機(jī)的主要系統(tǒng)誤差之一。而數(shù)碼相機(jī)攝影時(shí)不需要底片，因此不存在此項(xiàng)誤差。</p><p>　　（3）采用量測(cè)攝影機(jī)，需

20、要沖洗底片、放大相片。這樣不僅消耗人力物力，而且數(shù)據(jù)處理周期長(zhǎng)，效率低，信息反饋慢，不符合一般工程監(jiān)測(cè)快速安全的特點(diǎn)。而且非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)采用存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)影像，可直接與計(jì)算機(jī)連接，因而效率高，信息處理周期短。</p><p>　?。?）一體化，體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，在地形復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行外業(yè)拍攝具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)靈活性。</p><p>　　1.4 非量測(cè)數(shù)碼影像的量測(cè)算法</p>

21、<p>　　目前在近景攝影測(cè)量的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)普通數(shù)碼相機(jī)的使用通?？煞譃閮深?。一類是直接將普通數(shù)碼相機(jī)當(dāng)做非量測(cè)攝影機(jī)使用，另一類是首先在試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)對(duì)普通數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)得普通數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)象畸變系數(shù)和內(nèi)方位元素，然后將其當(dāng)做量測(cè)攝影機(jī)使用，普通數(shù)碼相機(jī)的兩種不同使用方式?jīng)Q定了對(duì)所獲得非量測(cè)數(shù)碼影像采用不同的處理方法。</p><p>　　將數(shù)碼相機(jī)當(dāng)作非量測(cè)攝影機(jī)使用時(shí)，處理獲取的數(shù)碼影像，比較試用

22、的解算方法主要有直接線性變換解法和時(shí)間基線視差法（或稱偽視差法），一定條件下，亦可采用光線束法。其中時(shí)間基線視差法主要用于測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)或形變。于承新曾用于鋼結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)。此方法主要用于測(cè)量物體的二位平面變形，有一定的局限性。直接線性變換解法（DLT）直接建立坐標(biāo)儀坐標(biāo)與物方坐標(biāo)之間的關(guān)系式，因此在實(shí)際試用中具有如下優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。（1）各相機(jī)光軸不需相交；（2）相機(jī)位置可任意放置而不需測(cè)定；（3）只需要獲得兩張像片即可獲得三維坐標(biāo)

23、；（4）利用多張具有一定重疊度的像片，可獲得的三維坐標(biāo)精度更高。但直接線性變換解法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)的控制點(diǎn)要求較高：控制點(diǎn)個(gè)數(shù)要達(dá)到一定的數(shù)目（一般至少8個(gè)），控制點(diǎn)要對(duì)稱、均勻地布設(shè)在整個(gè)攝區(qū)等，且不可共面或接近共面。只有滿足這些控制要求，DLT才能達(dá)到理想精度，否則DLT精度就較低，解算結(jié)果不穩(wěn)定，難以滿足一般的工程要求。目前近景攝影測(cè)量中就將數(shù)碼相機(jī)作為非量測(cè)攝影機(jī)使用均采用DLT算法，但過(guò)去對(duì)DLT中一些關(guān)鍵性、綜合性技術(shù)問(wèn)題研究較少

24、，有的也僅局限于對(duì)普通光學(xué)相機(jī)的研究，而沒(méi)有專門(mén)針對(duì)普通數(shù)</p><p>　　將數(shù)碼相機(jī)當(dāng)作量測(cè)用的攝影機(jī)使用，涉及兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：一個(gè)是對(duì)數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行檢校（或標(biāo)定），即測(cè)定數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)象畸變系數(shù)和內(nèi)方位元素；另一個(gè)是處理量測(cè)化數(shù)碼影像的量測(cè)算法。本文結(jié)合中低精度要求的測(cè)量工程應(yīng)用項(xiàng)目，利用相對(duì)低廉的試驗(yàn)設(shè)備，建立室內(nèi)平面控制場(chǎng)和三維控制場(chǎng)，利用所建立的控制場(chǎng)探討對(duì)數(shù)碼相機(jī)的檢校方法，測(cè)定數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)象畸變系數(shù)和

25、內(nèi)方位元素。另一方面，在處理經(jīng)校檢后的數(shù)碼相機(jī)攝得的數(shù)碼影像時(shí)，雖可以采用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué)中一些基本的理論和方法，如空間前方交會(huì)—后方交會(huì)，像對(duì)的相對(duì)定向—絕對(duì)定向和光束法等，但由于普通數(shù)碼相機(jī)的物鏡畸變差較大以及近景攝影測(cè)量本身外業(yè)的作業(yè)特點(diǎn)，如像片的外方位元素初始值難以確定，像對(duì)的方位元素差別較大等，使得量測(cè)化數(shù)碼影像使用的量測(cè)處理方法與傳統(tǒng)解析法又存在區(qū)別。本文針對(duì)普通數(shù)碼影像的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有用于量測(cè)影像數(shù)據(jù)處理的解析方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)母?/p>

26、進(jìn)，形成適合于處理普通數(shù)碼影像的空間前方交會(huì)—后方交會(huì)法、像對(duì)的相對(duì)定向—絕對(duì)定向和光束法等計(jì)算方法。</p><p>　　2 非量測(cè)數(shù)碼影像的直接線性變換算法</p><p>　　在航空攝影測(cè)量中，由像片坐標(biāo)計(jì)算物方坐標(biāo)，通常應(yīng)已知像片的內(nèi)方位元素和外方位元素的初始值。普通數(shù)碼相機(jī)為非量測(cè)用相機(jī)，由于無(wú)框標(biāo)，內(nèi)方位元素未知，因此不能利用航空攝影測(cè)量學(xué)中的解析處理方法來(lái)處理非量測(cè)數(shù)碼影像。

27、</p><p>　　直接線性變換算法（Direct Linear Transformation）直接建立坐標(biāo)和物方空間坐標(biāo)之間關(guān)系，計(jì)算中無(wú)需內(nèi)外方位元素的初始近似值，故特別適用于非量測(cè)影像的攝影測(cè)量工作，目前已經(jīng)成為近景攝影測(cè)量的重要組成部分，也成為處理非量測(cè)數(shù)碼影像的主要方法。傳統(tǒng)三維DLT的基本公式是由共線方程式推導(dǎo)而來(lái)，有一定的局限性。本文將從空間射影變換理論出發(fā)，推導(dǎo)DLT的基本公式，也可以稱之為共線

28、條件方程式，并對(duì)共線方程式算法給予廣義的解析。</p><p>　　2.1 直接線性變換算法（DLT）解析</p><p>　　DLT的基本公式：由空間射影定理所知：坐標(biāo)變換時(shí)點(diǎn)的齊次坐標(biāo)的變換是以線性齊次關(guān)系表示的，即為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　如用非齊次坐標(biāo)來(lái)表示線性變換

29、公式，則可用上式的第四個(gè)式子逐項(xiàng)除前三個(gè)式子，并令</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　將式（2-2）代入式（2-1），可得：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式（2-3）為攝影測(cè)量中表示的三維的射影變換，如若表示二維的射影變換，即

30、點(diǎn)滿足某一平面方程，設(shè)這一平面方程為 ，即可以由、表示，即式（2-3）中前兩式與式（2-3）中三式等價(jià)</p><p>　　當(dāng)式（2-3）前兩式分子、分母同除以，即有下式成立：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式（2-4）即為直接線性變換的基本公式，形式上與由共線條件方程導(dǎo)出的完全一樣，但它比慣用的共線條件方

31、程式具有一般的意義。廣義的共線條件方程式是物方空間仿射變換坐標(biāo)與像方平面仿射坐標(biāo)的攝影關(guān)系，而攝影測(cè)量中的共線條件方程式表示的是空間直角坐標(biāo)到平面直角坐標(biāo)的射影關(guān)系，只是廣義共線條件方程式的一個(gè)特例。</p><p>　　從整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程可知，式（2-4）中包含有11個(gè)L系數(shù)是客觀存在且相互獨(dú)立的。要解求11個(gè)L系數(shù)，至少需要6個(gè)控制點(diǎn)。</p><p>　　2.2 DLT算法精度的影響因素

32、</p><p>　　在近景攝影測(cè)量中，雖然控制方式的選擇較航空攝影測(cè)量靈活，除了采用控制點(diǎn)控制外，還可以采用如相對(duì)控制等其他形式的控制方式，但控制點(diǎn)的布設(shè)條件仍然是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它直接影響著近景攝影測(cè)量平差結(jié)果的精度。</p><p>　　試驗(yàn)控制點(diǎn)條件對(duì)DLT算法的精度影響需要點(diǎn)位合理、穩(wěn)定、高精度的三維控制場(chǎng)。</p><p>　　2.2.1 室內(nèi)三維控

33、制場(chǎng)的建立</p><p>　　綜合考慮數(shù)碼影像量測(cè)應(yīng)用方法研究中對(duì)控制場(chǎng)的要求，室內(nèi)三維控制網(wǎng)中控制點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿足以下條件：控制點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)分層布設(shè)，不能布設(shè)在同一平面或近似在同一個(gè)平面，且每層控制點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)考慮對(duì)稱性；控制點(diǎn)數(shù)應(yīng)達(dá)到一定的數(shù)目，以利于精度研究；控制點(diǎn)必須穩(wěn)定清晰；能在室內(nèi)三維控制場(chǎng)前方一定位置看到一定數(shù)量的控制點(diǎn)，以利于拍攝和觀測(cè)；控制場(chǎng)的長(zhǎng)、寬、高適合拍攝成像。根據(jù)以上要求，現(xiàn)利用一個(gè)大約相距

34、1m、有三個(gè)層面的空間控制金屬架建成如圖2-1所示的室內(nèi)三維控制場(chǎng)。金屬架三個(gè)層面上貼上22個(gè)標(biāo)志點(diǎn)作為控制點(diǎn)。標(biāo)志點(diǎn)的標(biāo)志為黑白相間的同心圓，以利于不同比例尺和分辨率的影像量測(cè)?？紤]到標(biāo)志點(diǎn)分布的層次性和均勻性，各標(biāo)志點(diǎn)分布如下情況：第一層貼8個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，第二層貼5個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，第三層貼9個(gè)標(biāo)志點(diǎn)。每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)上都注上附有標(biāo)志點(diǎn)號(hào)的標(biāo)簽，標(biāo)志點(diǎn)的命名規(guī)則為：第一層第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為11，第二層第三個(gè)標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)為23，以此類推。各標(biāo)志點(diǎn)分布示意圖如圖2

35、-2所示。</p><p>　　圖2-1 室內(nèi)三維控制場(chǎng)</p><p>　　圖2-2 標(biāo)志點(diǎn)分布示意圖</p><p>　　2.2.2 控制點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)DLT算法精度的影響</p><p><b>　　試驗(yàn)方案：</b></p><p>　　取控制點(diǎn)的布設(shè)處于較理想的方式，實(shí)驗(yàn)控制點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)DLT

36、算法的影響，設(shè)計(jì)步驟如下：</p><p>　?。?）在室內(nèi)三維控制場(chǎng)內(nèi)選取6個(gè)分布狀況較好的標(biāo)志點(diǎn)作為控制點(diǎn)，其余標(biāo)志點(diǎn)為檢查點(diǎn)，計(jì)算檢查點(diǎn)中誤差。</p><p>　　（2）在上述6個(gè)控制點(diǎn)上加上兩個(gè)對(duì)稱控制點(diǎn)，使控制點(diǎn)數(shù)變?yōu)?個(gè)且維持良好的分布狀況，其余標(biāo)志點(diǎn)為檢查點(diǎn)，計(jì)算檢查點(diǎn)中誤差。</p><p>　?。?）以此類推，在8個(gè)控制點(diǎn)上加上2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)控

37、制點(diǎn)，使控制點(diǎn)數(shù)變?yōu)?0個(gè)、12個(gè)、14個(gè)，再分別計(jì)算10個(gè)、12個(gè)、14個(gè)控制點(diǎn)下的檢查點(diǎn)中誤差。</p><p>　?。?）根據(jù)不同控制點(diǎn)情況下的檢查點(diǎn)的中誤差，分析控制點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)DLT算法的精度影響。</p><p>　　試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取及處理:</p><p>　　在建立的三維控制場(chǎng)前方約5米左右，利用像素為3008×2000的尼康D100數(shù)碼相機(jī)對(duì)控制

38、場(chǎng)攝影。攝影時(shí)保證一定的基線，并采用近似正直攝影方式獲取立體數(shù)碼像對(duì)。影像獲取后，直接輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行坐標(biāo)量測(cè)。量測(cè)后將所有像點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為以像幅中心為原點(diǎn)的右手直角坐標(biāo)系。然后利用DLT求得檢查點(diǎn)的三維坐標(biāo)，計(jì)算出檢查點(diǎn)的中誤差 、和。</p><p><b>　　試驗(yàn)結(jié)果與分析:</b></p><p>　　根據(jù)試驗(yàn)方案，試驗(yàn)所采用的控制點(diǎn)及檢查點(diǎn)中誤差見(jiàn)表2-1。

39、</p><p>　　通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)研究得出：</p><p>　?。?）在較少控制點(diǎn)情況下，增加控制點(diǎn)可提高DLT解算精度。</p><p>　?。?）DLT解算精度并不隨控制點(diǎn)個(gè)數(shù)的無(wú)限增加而不斷提高，一般現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)控制點(diǎn)個(gè)數(shù)為8個(gè)或10個(gè)為宜。若再增加控制點(diǎn)個(gè)數(shù)，就增加了外業(yè)工作量，而DLT計(jì)算精度卻無(wú)明顯提高。</p><p>　?。?）

40、基于普通數(shù)碼影像的DLT算法能夠達(dá)到較好的作業(yè)精度，滿足中等精度要求的工程應(yīng)用。</p><p>　　同時(shí)要注意控制點(diǎn)分布對(duì)DLT精度的影響：</p><p>　　（1）控制點(diǎn)不能布設(shè)在一個(gè)平面上。</p><p>　　（2）控制點(diǎn)應(yīng)均勻、對(duì)稱的分布在整個(gè)攝區(qū)范圍內(nèi)。</p><p>　?。?）控制點(diǎn)布設(shè)應(yīng)加強(qiáng)攝區(qū)最弱方向和最近方向及攝區(qū)邊緣

41、的控制，在有多余控制點(diǎn)時(shí)可兼顧中部。</p><p>　　表2-1 控制點(diǎn)及檢查點(diǎn)中誤差 單位mm</p><p>　　3 非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)的量測(cè)化方法</p><p>　　為滿足很多工程的精度要求，進(jìn)一步推廣普通數(shù)碼相機(jī)在攝影測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用，可以考慮對(duì)普通數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行量測(cè)化。經(jīng)量測(cè)化后的數(shù)碼相機(jī)可以作為量測(cè)用的攝影機(jī)使用，這樣就降

42、低了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)控制條件的嚴(yán)格要求，并使結(jié)果具有可靠地精度和穩(wěn)定性。試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用顯示，經(jīng)過(guò)量測(cè)化的數(shù)碼相機(jī)最少在現(xiàn)場(chǎng)需要布設(shè)4個(gè)控制點(diǎn)，即能夠達(dá)到與非量測(cè)化應(yīng)用相當(dāng)?shù)木取?lt;/p><p>　　普通數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化方法的研究包括以下內(nèi)容：普通數(shù)碼相機(jī)構(gòu)象畸變系數(shù)確定及其穩(wěn)定性研究；內(nèi)方位元素的檢測(cè)及其穩(wěn)定性研究；普通數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化精度評(píng)價(jià)。</p><p>　　3.1 畸變校正系數(shù)的確定<

43、/p><p>　　數(shù)碼相機(jī)畸變系數(shù)測(cè)定的原理為：利用數(shù)碼相機(jī)在所建立的高精度平面控制網(wǎng)內(nèi)采用近似垂直攝影方式獲取數(shù)碼影像；根據(jù)透視變換公式建立控制點(diǎn)的物方坐標(biāo)系與其像片坐標(biāo)的關(guān)系，并反算透視投影變換系數(shù)，根據(jù)求出的透視投影變換系數(shù)和控制點(diǎn)的物方坐標(biāo)，計(jì)算每一個(gè)控制點(diǎn)的理論像片坐標(biāo)；將攝得的數(shù)碼影像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，量測(cè)控制點(diǎn)的實(shí)際像平面坐標(biāo)；計(jì)算每個(gè)控制點(diǎn)的理論像平面坐標(biāo)與實(shí)際量測(cè)的像平面坐標(biāo)的差值，此差值即認(rèn)為是像點(diǎn)構(gòu)象

44、畸變差，采用合理的數(shù)學(xué)模型對(duì)差值進(jìn)行模擬改正，使得所有控制點(diǎn)的理論坐標(biāo)與實(shí)際量測(cè)坐標(biāo)值的平方和最小。</p><p>　　3.1.1 大型平面控制場(chǎng)的建立</p><p>　　平面控制場(chǎng)的建立：對(duì)數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行量測(cè)化改造時(shí)，本文將根據(jù)透視變換求解數(shù)碼相機(jī)的物鏡畸變系數(shù)，因此需建立一個(gè)平面控制場(chǎng)。根據(jù)數(shù)碼相機(jī)本身畸變狀況，平面控制場(chǎng)要求為：</p><p>　　（1）由

45、于數(shù)碼影像畸變是自外緣向中間漸小，即邊緣畸變最大，為了保證攝影時(shí)平面控制場(chǎng)的分布為全幅影像，而不是只集中在影像中部，以全面的反映數(shù)碼相機(jī)物鏡構(gòu)象畸變狀況，因此所建立的平面控制場(chǎng)的長(zhǎng)、寬應(yīng)有一定要求，并反映出實(shí)際應(yīng)用中的構(gòu)象特點(diǎn)。</p><p>　?。?）數(shù)碼相機(jī)的物鏡構(gòu)象畸變主要有兩種：一種是以像點(diǎn)為中心的輻射線上對(duì)稱型畸變——徑向畸變，一種是為非對(duì)稱型的畸變——切向畸變。為了如實(shí)反映物鏡的這兩種構(gòu)象畸變，平面

46、場(chǎng)內(nèi)的控制點(diǎn)布設(shè)應(yīng)具有對(duì)稱性，且應(yīng)分布在距離中心點(diǎn)不同的圓周上。</p><p>　?。?）為了保證求解精度，平面控制場(chǎng)內(nèi)控制點(diǎn)點(diǎn)位精度應(yīng)在0.4mm以內(nèi)。根據(jù)以上要求，現(xiàn)在室內(nèi)較平坦的墻面上布設(shè)一個(gè)平面控制場(chǎng)。在平坦的墻面上設(shè)法精確地劃一個(gè)16×10的長(zhǎng)方形格網(wǎng)，每格150mm×150mm。在整個(gè)平面方格網(wǎng)上，按照均勻、對(duì)稱原則選取29格格網(wǎng)交叉點(diǎn)作為平面控制點(diǎn)，平面格網(wǎng)控制場(chǎng)及布設(shè)的29格

47、控制點(diǎn)的分布如圖3-1。</p><p>　　圖3-1 平面控制場(chǎng)及控制點(diǎn)分布示意圖</p><p>　　以中心點(diǎn)0為原點(diǎn)，建立右手直角坐標(biāo)系。為了保證所有控制點(diǎn)的物方坐標(biāo)均為正值，現(xiàn)設(shè)原點(diǎn)0的物方坐標(biāo)為（1350,1050），根據(jù)各控制點(diǎn)在右手直角坐標(biāo)系中的格網(wǎng)位置可推導(dǎo)得到29個(gè)平面控制點(diǎn)的物方坐標(biāo)值。</p><p>　　平面格網(wǎng)點(diǎn)起伏對(duì)構(gòu)象精度的影響：平面

48、控制場(chǎng)是在一個(gè)較平坦的墻面上布設(shè)的，即認(rèn)為墻面是一平面。但墻面一般存在起伏，這就造成攝影時(shí)墻面上的格網(wǎng)點(diǎn)在影像上的投影點(diǎn)（像點(diǎn)）發(fā)生位移。</p><p>　　現(xiàn)設(shè)墻上某點(diǎn)偏離墻平面距離為h。攝影時(shí)攝站離墻面的距離為H，（H，，）表示像主點(diǎn)在像平面坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)，向徑 ，則根據(jù)中心投影中的投影差，可計(jì)算出由于墻面起伏造成的像點(diǎn)坐標(biāo)位移量，即有</p><p><b>　　(3-1

49、)</b></p><p>　　若試驗(yàn)采用佳能數(shù)碼相機(jī)，設(shè)像素為2592×1944，因此數(shù)碼像片上最遠(yuǎn)點(diǎn)的向徑（像素）攝影時(shí)攝影距離一般大于4m，如墻面起伏為2mm，根據(jù)（3-1）式，可計(jì)算出由于墻面起伏引起的像點(diǎn)位移為1×1620／4000≈0.4像元，極端情況下，高差為4mm，投影差為0.8像元，坐標(biāo)投影差更小。從計(jì)算結(jié)果可知，由于墻面起伏造成的投影差通常小于一個(gè)像元，相對(duì)于普

50、通數(shù)碼影像的構(gòu)象精度、作業(yè)精度而言，不會(huì)對(duì)畸變檢校產(chǎn)生影響。</p><p>　　3.1.2 透視變換系數(shù)的確定</p><p>　　由于拍攝時(shí)不能保證相機(jī)與墻面嚴(yán)格平行，因此引起像點(diǎn)構(gòu)象的透視變形。先將墻面上的格網(wǎng)點(diǎn)通過(guò)透視變換公式投影到成像平面上，將其與相應(yīng)格網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)際構(gòu)象位置的差值認(rèn)為是物鏡畸變的構(gòu)象畸變差。</p><p><b>　　透視變換公式

51、為</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中為8個(gè)透視投影變換系數(shù)，X、Y為平面控制網(wǎng)中各點(diǎn)的物方坐標(biāo)，x、y為各點(diǎn)的像片坐標(biāo)。</p><p>　　式（3-2）經(jīng)變換后為：</p><p><b>　　(3-3)</b></p>&

52、lt;p><b>　　設(shè)</b></p><p>　　以像片坐標(biāo)x、y作為觀測(cè)值，8個(gè)透視變換系數(shù)為未知數(shù)，對(duì)式（3-3）進(jìn)行線性化，得到誤差方程式為</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　要計(jì)算8個(gè)透視變換系數(shù)，可選取格網(wǎng)中4個(gè)對(duì)稱點(diǎn)作為控制點(diǎn)，因?yàn)槔脤?duì)稱點(diǎn)有利于部分消除畸變差對(duì)解算

53、8個(gè)透視變換參數(shù)的影響。4個(gè)對(duì)稱點(diǎn)不能選在太靠近格網(wǎng)的位置，離中心越近，畸變?cè)叫?，?jì)算出的畸變差不能完整反映整個(gè)數(shù)碼相機(jī)物鏡畸變情況，也難以計(jì)算出精確的畸變系數(shù)；同時(shí)4個(gè)對(duì)稱點(diǎn)又不能選在離中心格網(wǎng)點(diǎn)太遠(yuǎn)的位置，因?yàn)殡x中心越遠(yuǎn)，畸變差越大，較大的物鏡畸變又會(huì)影響8個(gè)透視變換參數(shù)的求解，利用4個(gè)控制點(diǎn)，求出8個(gè)透視變換系數(shù)的初始值為：。8個(gè)透視變換系數(shù)的初始值求得后，再列出控制點(diǎn)的如式（3-4）的誤差方程式，利用最小二乘法求解，即，則最后的

54、透視變換系數(shù)為：</p><p>　　3.1.3 畸變系數(shù)的確定</p><p>　　在求得各控制點(diǎn)的像片坐標(biāo)理論值與實(shí)際量測(cè)的像片坐標(biāo)的差值（即物鏡的畸變差）后，一般可采用畸變模型來(lái)改正物鏡的畸變差。一般認(rèn)為攝影機(jī)的物鏡構(gòu)象畸變主要有兩類：徑向畸變和切向畸變。徑向畸變是在以像主點(diǎn)為中心的線上的對(duì)稱型畸變，而切向畸變是非對(duì)稱型畸變。這兩種畸變構(gòu)成物鏡構(gòu)象畸變差表達(dá)式。用任意三個(gè)控制點(diǎn)列出5

55、個(gè)方程式，計(jì)算畸變系數(shù)的初始值，然后利用所有的控制點(diǎn)列出誤差方程，求出的最小二乘解。</p><p>　　3.1.4 畸變系數(shù)與透視變換系數(shù)的交替解算</p><p>　　從求畸變系數(shù)和透視變換系數(shù)的過(guò)程可以看出，在求畸變系數(shù)過(guò)程中，必須用到透視變換系數(shù)，而透視變換的值又是由本身就帶有畸變差的控制點(diǎn)像片坐標(biāo)反算求出的。因此要求得較正確的數(shù)碼相機(jī)物鏡畸變系數(shù)，必須采用畸變系數(shù)和透視變換系數(shù)交

56、替解算方法，直到最后像片坐標(biāo)改正值小于某一值。整個(gè)交替解算過(guò)程為：</p><p>　?。?）采用方格網(wǎng)上4個(gè)較合適的控制點(diǎn)，利用各控制點(diǎn)平面坐標(biāo)和像片量測(cè)坐標(biāo)按式（3-2）計(jì)算8個(gè)投影變換系數(shù)。</p><p>　?。?）利用算得的8個(gè)投影變換系數(shù)，采用M（M≥5）個(gè)控制點(diǎn)方格網(wǎng)坐標(biāo)，反算出各控制點(diǎn)的像方坐標(biāo)，再進(jìn)而求出其與像片實(shí)際量測(cè)坐標(biāo)差值，即。</p><p&g

57、t;　?。?）利用求得的畸變改正值，進(jìn)行最小二乘平差，求出5個(gè)畸變系數(shù)。利用求得的畸變系數(shù)對(duì)所有所用的像片量測(cè)坐標(biāo)進(jìn)行畸變改正，利用改正后的像片坐標(biāo)與其格網(wǎng)坐標(biāo)再重復(fù)（1）、（2）、（3）步驟，直到像片坐標(biāo)改正值的變化相對(duì)穩(wěn)定為止。</p><p>　?。?）求得五個(gè)畸變參數(shù)后，利用式（2-14）可計(jì)算影像的每一個(gè)像點(diǎn)的改正值，經(jīng)過(guò)畸變差改變后的像點(diǎn)坐標(biāo)即為。</p><p>　　3.2

58、內(nèi)方位元素的檢測(cè)</p><p>　　3.2.1 內(nèi)方位元素的測(cè)定</p><p>　　數(shù)碼相機(jī)內(nèi)、外方位元素的測(cè)定主要采用單像空間后方交會(huì)法。單像空間后方交會(huì)法是以一張像片為單位，憑借數(shù)個(gè)控制點(diǎn)，依據(jù)共線條件方程式，解求像片的內(nèi)、外方位元素。航片方式的共線條件方程式為:</p><p><b>　　（3-5）</b></p>&

59、lt;p>　　式中，為方向余弦，X、Y、Z為控制點(diǎn)物方空間坐標(biāo)，x、y為控制點(diǎn)的像方坐標(biāo)。</p><p>　　在所建立的室內(nèi)三維控制場(chǎng)內(nèi)，將數(shù)碼相機(jī)放在控制場(chǎng)前方約5米處，采用近似垂直攝影方式獲取單張像片。利用所求得的畸變系數(shù)對(duì)三維控制場(chǎng)內(nèi)各控制點(diǎn)的像片坐標(biāo)進(jìn)行畸變改正，將經(jīng)過(guò)畸變改正后的像片坐標(biāo)作為觀測(cè)值，像片的內(nèi)外方位元素為未知數(shù)，將式（3-5）線性化，得：</p><p>&

60、lt;b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中為像片的內(nèi)方位元素，為像片的外方位元素。</p><p>　　式（3-6）中含有9個(gè)未知數(shù)，因此至少需要5個(gè)控制點(diǎn)，同時(shí)在解算時(shí)需要內(nèi)外方位元素的初始值，整個(gè)計(jì)算過(guò)程按迭代方法進(jìn)行，未知數(shù)的最后值是初始值和每次趨近所求的改正數(shù)之和。具體解算步驟為：</p><p>　?。?）輸入內(nèi)外方位元素

61、初始值、控制點(diǎn)物方坐標(biāo)和畸變改正后的像方坐標(biāo)；</p><p>　?。?）計(jì)算各旋轉(zhuǎn)矩陣并組成誤差方程式；</p><p><b>　?。?）組成法方程；</b></p><p>　?。?）計(jì)算改正后的內(nèi)外方位元素；</p><p>　?。?）判斷改正值是否小于限差，若是，即可輸入內(nèi)外方位元素；若否，則重復(fù)（2）、（3）

62、、（4）步驟，直到改正值小于限差為止。</p><p>　　3.2.2 內(nèi)方位元素的解算精度</p><p>　　由測(cè)量平差理論可知，未知數(shù)的精度可表示為，為觀測(cè)值單位權(quán)中誤差，為解算個(gè)未知數(shù)的權(quán)倒數(shù)。單像空間后方交會(huì)精度估計(jì)的關(guān)鍵是應(yīng)用法方程系數(shù)陣求逆得到勸倒數(shù)矩陣 。權(quán)倒數(shù)矩陣對(duì)角線上元素反映第個(gè)未知數(shù)的權(quán)倒數(shù)。</p><p>　　3.2.3 內(nèi)方位元素解算的

63、穩(wěn)定性</p><p>　　為了防止數(shù)碼相機(jī)在每次解算時(shí)產(chǎn)生不同的內(nèi)方位元素，拍攝時(shí)固定調(diào)焦距。為評(píng)價(jià)數(shù)碼相機(jī)內(nèi)方位元素的穩(wěn)定性，在試驗(yàn)中多次重復(fù)開(kāi)機(jī)定焦距，測(cè)出每次的內(nèi)方位元素。經(jīng)過(guò)多次比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)方位元素較穩(wěn)定，其圖像能夠進(jìn)行量測(cè)應(yīng)用。</p><p>　　在評(píng)價(jià)數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)方位元素穩(wěn)定性試驗(yàn)中，采用像素為2592×1944三維Cannon數(shù)碼相機(jī)，對(duì)室內(nèi)控制場(chǎng)拍攝

64、得到八套相機(jī)內(nèi)方位元素，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，得到內(nèi)方位元素的相對(duì)誤差：</p><p>　　3.2.4 畸變系數(shù)與內(nèi)方位元素的交替解算</p><p>　　在求畸變系數(shù)過(guò)程中需要用到像片的內(nèi)方位元素，而畸變改正之前，還沒(méi)有進(jìn)行像片方位元素的解算，即事先未知，我們可先取之為0。在求出畸變系數(shù)和透視變換系數(shù)后，再計(jì)算方位元素，利用所求的值代入畸變方程重新計(jì)算畸變系數(shù)。內(nèi)方位元素與畸變系數(shù)的求解過(guò)程是一個(gè)交

65、替迭代過(guò)程，直至畸變系數(shù)的迭代值變化較小時(shí)為止。試驗(yàn)證明，內(nèi)方位元素對(duì)解求畸變系數(shù)影響甚小。</p><p>　　3.3 非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化精度的評(píng)價(jià)</p><p>　　利用格網(wǎng)點(diǎn)畸變校正殘差評(píng)定精度。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)采用像素為2592×1944的Cannon數(shù)碼相機(jī)，對(duì)室內(nèi)平面控制網(wǎng)進(jìn)行拍攝。獲取影像后，首先利用網(wǎng)格控制網(wǎng)中的4個(gè)控制點(diǎn)9、

66、10、11、12的像片量測(cè)坐標(biāo)與物方坐標(biāo)計(jì)算透視變換系數(shù)初始值，將初始值代入透視變換公式，計(jì)算所有網(wǎng)格控制點(diǎn)的像片坐標(biāo)理論值，理論值與實(shí)際像片量測(cè)差值即為各點(diǎn)殘差。通過(guò)畸變校正前、后各點(diǎn)的殘差進(jìn)行了比較，其結(jié)果表明。影像畸變校正前，影像殘差基本上關(guān)于像片中心呈對(duì)稱分布，并且離像片中心距離越遠(yuǎn)，殘差越大，在像片外圍，畸變差可達(dá)到40-50像元。畸變校正后，影像殘差顯著減小，絕大多數(shù)殘差在一個(gè)像元以內(nèi)，極個(gè)別殘差為2個(gè)像元。</p&g

67、t;<p>　　表3-1 檢查點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)及其實(shí)測(cè)坐標(biāo)比較精度 單位：m</p><p>　　采用像素為2592×1944的Cannon數(shù)碼相機(jī)，在室內(nèi)三維控制網(wǎng)攝影獲得立體像對(duì)。在對(duì)獲得立體像對(duì)經(jīng)過(guò)畸變差改正后，利用10個(gè)控制點(diǎn)完成像對(duì)的相對(duì)定向和絕對(duì)定向后，計(jì)算出12個(gè)檢查點(diǎn)的實(shí)測(cè)坐標(biāo)，將其與實(shí)際坐標(biāo)相比較，評(píng)定數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化應(yīng)用的精度。比較結(jié)果如上表3-1所

68、示。根據(jù)表3-1可得檢查點(diǎn)三維坐標(biāo)的精度分別為：。</p><p>　　由應(yīng)用和其他試驗(yàn)情況來(lái)看，數(shù)碼相機(jī)的可量測(cè)化改造是成功的，它得到的數(shù)字影像完全能滿足一般工程的需要。通過(guò)對(duì)普通數(shù)碼相機(jī)畸變檢校、內(nèi)方位元素檢索，完成了對(duì)其可量測(cè)化改造，使數(shù)碼相機(jī)方便地成為數(shù)字?jǐn)z影的影像采集裝置，有效提高了數(shù)字?jǐn)z影數(shù)據(jù)采集的效率，為基于普通數(shù)字影像的攝影測(cè)量開(kāi)拓了更大的應(yīng)用前景。</p><p>　　4

69、 量測(cè)化數(shù)碼影像的基本算法及應(yīng)用特點(diǎn)</p><p>　　普通數(shù)碼相機(jī)經(jīng)量測(cè)化（標(biāo)定）后即可作為量測(cè)用攝影機(jī)使用，量測(cè)化后的數(shù)碼相機(jī)獲取的影像可稱為量測(cè)化影像。量測(cè)化影像的基本算法就是適合于量測(cè)攝影機(jī)的攝影測(cè)量的量測(cè)算法，包括空間后方交會(huì)—前方交會(huì)、像對(duì)的相對(duì)定向—絕對(duì)定向和光束法等三種基本算法。</p><p>　　4.1 雙像解析空間后方交會(huì)——前方交會(huì)算法</p>&l

70、t;p>　　4.1.1 空間后方交會(huì)的基本原理</p><p>　　空間后方交會(huì)基本關(guān)系式為共線條件方程式：</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　利用角錐體方法解算外方位初始值后，以量測(cè)的控制點(diǎn)像片坐標(biāo)作為觀測(cè)值，為已知值。外方位元素為未知數(shù)，將共線條件方程式按泰勒公式展開(kāi)，去掉一次項(xiàng)，列出誤差方程式：&l

71、t;/p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　矩陣形式表示為：</b></p><p>　　若有n個(gè)控制點(diǎn)可列出n個(gè)誤差方程 </p><p>　　根據(jù)最小二乘間接平差原理，可列出法方程：</p><p><b>　　未知數(shù)的向量解為

72、：</b></p><p>　　從而求得外方位元素近似值的改正數(shù) 。</p><p>　　綜上所述，空間后方交會(huì)的求解過(guò)程如下：</p><p>　　獲取已知數(shù)據(jù)：如內(nèi)方位元素，控制點(diǎn)地面坐標(biāo)等；</p><p>　　量測(cè)控制點(diǎn)像點(diǎn)坐標(biāo)；</p><p>　　確定未知數(shù)的初始值；</p>&l

73、t;p>　　計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣：利用角元素的近似值計(jì)算出方向余弦值，組成矩陣；</p><p>　　逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)的近似值；</p><p><b>　　組成誤差方程；</b></p><p>　　組成法方程:計(jì)算法方程的系數(shù)矩陣與常數(shù)項(xiàng)矩陣；</p><p><b>　　解算外方位元素；</b>

74、</p><p>　　檢查計(jì)算是否收斂：檢查求得的外方位元素改正數(shù)是否小于規(guī)定的限差，否則重復(fù)第4至第8步驟計(jì)算，直到滿足要求為止。</p><p>　　4.1.2 空間前方交會(huì)的基本原理</p><p>　　利用單像空間后方交會(huì)求得像片的外方位元素后，應(yīng)使用立體像對(duì)上的同名點(diǎn)，進(jìn)行前方交會(huì)，得出模型點(diǎn)的坐標(biāo)。航片坐標(biāo)中，空間前方交會(huì)如下進(jìn)行。取左右片的像空間輔助坐

75、標(biāo)系分別為和，其坐標(biāo)軸分別平行于物方坐標(biāo)系，因兩張像片外方位元素已知，如左片某點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)為，右片同名像點(diǎn)坐標(biāo)為，則相對(duì)應(yīng)的像空間輔助坐標(biāo)為，即:</p><p><b>　　(4-3)</b></p><p>　　右攝站點(diǎn)在中的坐標(biāo)即攝影基線B的三個(gè)分量，可由外方位線元素計(jì)算:</p><p><b>　　（4-4）</b&g

76、t;</p><p>　　因左右像空間輔助坐標(biāo)系及 相互平行，且攝站點(diǎn)、像點(diǎn)、地面三點(diǎn)共線，由此可得出：</p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　　式中分別為左右像點(diǎn)的投影系數(shù)。 ，</p><p>　　為地面點(diǎn)在和中的坐標(biāo)，且</p><p><b>　　

77、（4-6）</b></p><p>　　最后計(jì)算得出地面點(diǎn)坐標(biāo)公式為：</p><p><b>　　（4-7）</b></p><p>　　由以上各式得投影系數(shù)的計(jì)算式為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式（4-7）和式（4-

78、8）是立體像對(duì)空間前方交會(huì)的基本公式。</p><p>　　4.1.3 雙像解析空間后交——前交法的過(guò)程</p><p>　　雙像解析攝影測(cè)量，就是利用解析計(jì)算的方法處理一個(gè)立體像對(duì)的影像信息從而獲得地面點(diǎn)的空間信息。采用雙像解析攝影計(jì)算的空間后交——前交方法計(jì)算地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)，其步驟為：</p><p><b>　　野外像片控制量測(cè)</b>

79、</p><p>　　在一個(gè)立體像對(duì)重疊部分的四個(gè)角，找出四個(gè)明顯地物點(diǎn)，作為四個(gè)控制點(diǎn)。在野外判讀出四個(gè)明顯地物點(diǎn)的地面位置，做出地面標(biāo)志，并在像片上準(zhǔn)確刺出點(diǎn)位，背面加注說(shuō)明。然后在野外用普通測(cè)量方法計(jì)算出四個(gè)控制點(diǎn)的地面測(cè)量坐標(biāo)并轉(zhuǎn)為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)X、Y、Z。</p><p><b>　　量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)</b></p><p>　　將立體

80、像對(duì)放在立體坐標(biāo)量測(cè)儀上分別進(jìn)行定向歸心后，測(cè)出四個(gè)控制點(diǎn)及所有待求點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)。</p><p>　　空間后方交會(huì)計(jì)算兩像片的外方位元素</p><p>　　根據(jù)計(jì)算機(jī)中事先編制好的程序，按要求輸入地面控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)及相應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)兩張像片各自進(jìn)行空間后方交會(huì)，計(jì)算出各自的6個(gè)外方位元素。</p><p>　　空間前方交會(huì)計(jì)算待定點(diǎn)地面坐標(biāo)</p>

81、;<p>　　用各自像片外方位角元素計(jì)算左右像片的方向余弦值，組成旋轉(zhuǎn)矩陣；計(jì)算像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)；根據(jù)外方位元素計(jì)算基線分量；計(jì)算投影系數(shù)；計(jì)算待定點(diǎn)在各自的像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；最后計(jì)算待定點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)。</p><p>　　雙像解析的相對(duì)定向——絕對(duì)定向算法</p><p>　　4.2.1 解析法相對(duì)定向的基本原理</p><p>

82、　　確定相鄰像片之間的像對(duì)方位元素即為像對(duì)的相對(duì)定向。通過(guò)相對(duì)定向，使得同名射線對(duì)對(duì)相交，恢復(fù)攝影時(shí)像片之間的相對(duì)位置，建立起地面立體模型。</p><p>　　解析相對(duì)定向的方法主要有兩種，一種是相對(duì)定向的直接解法，另一種是迭代解法。采用迭代解法具有定向要求的相對(duì)定向點(diǎn)較少、定向精度高等優(yōu)點(diǎn)，故常使用。也可綜合利用解析相對(duì)定向的迭代解法和直接解法:量測(cè)數(shù)碼影像相對(duì)定向時(shí)可采用連續(xù)法進(jìn)行相對(duì)定向，如果連續(xù)法迭代計(jì)

83、算不收斂或達(dá)不到給定的精度要求，再采用直接法進(jìn)行相對(duì)定向。</p><p>　　1．?dāng)?shù)學(xué)模型：相對(duì)定向后左右片上的同名點(diǎn)應(yīng)滿足共面的條件，即左右片同名點(diǎn)和攝影基線在同一個(gè)平面內(nèi)，它是進(jìn)行相對(duì)定向的基礎(chǔ)：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　2.模型解算：根據(jù)像片外方位元素推算相對(duì)定向初始值。</p>

84、<p>　　在工程應(yīng)用中以及復(fù)雜的攝影條件下使得相對(duì)定向元素難以估算，因此可以根據(jù)單像空間后方交會(huì)獲取的像片的外方位元素計(jì)算相對(duì)定向元素初始值。</p><p>　　在相對(duì)定向元素的迭代求解中，為獲得相對(duì)定向元素的較精確初始值，首先利用像片空間后方交會(huì)法求出每張像片的外方位元素?，F(xiàn)設(shè)左片的外方位元素為，右片的外方位元素為，則相對(duì)定向元素的初始值可設(shè)為：</p><p><

85、b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　相對(duì)定向角元素初始值可定為兩張像片單像空間后方交會(huì)后得到的角度值的差值，。相對(duì)定向過(guò)程如下：</p><p>　　（1）數(shù)碼相機(jī)的檢校：包括從共線方程出發(fā)解算光學(xué)畸變系數(shù)；數(shù)碼相機(jī)構(gòu)象畸變校正；內(nèi)方位元素測(cè)定。</p>&

86、lt;p>　?。?）相對(duì)定向的誤差方程式：</p><p>　　逐點(diǎn)計(jì)算內(nèi)定向的上下視差</p><p><b>　　（4-11）</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　（4-12）</b></p><p>

87、　　即得誤差方程的常數(shù)項(xiàng)。分別是像點(diǎn)在左右像空間輔助坐標(biāo)系中的點(diǎn)的投影系數(shù)，為左右像空間輔助坐標(biāo)。</p><p>　　逐點(diǎn)按相對(duì)定向方程式，組成定向點(diǎn)的誤差方程式的系數(shù)矩陣，其中</p><p>　　逐點(diǎn)組成法方程式的系數(shù)矩和常數(shù)項(xiàng)矩陣。重復(fù)以上步驟逐點(diǎn)累加，直到全部定向點(diǎn)組成法方程式為止。</p><p><b>　　，</b></p

88、><p>　　當(dāng)觀測(cè)了6對(duì)以上同名像點(diǎn)時(shí)，就可按最小二乘原理求解。設(shè)觀測(cè)了n對(duì)同名像點(diǎn)，可列出n個(gè)誤差方程，矩陣形式為：</p><p><b>　　相應(yīng)的法方程為：</b></p><p><b>　　法方程的解為：</b></p><p>　　由參數(shù)的改正數(shù)重新計(jì)算元素新值，進(jìn)行迭代計(jì)算，直至未知數(shù)

89、改正數(shù)小于限差為止。</p><p>　　4.2.2 解析法絕對(duì)定向的基本原理</p><p>　　像對(duì)的相對(duì)定向只是僅僅恢復(fù)攝影時(shí)像片之間的相對(duì)位置，其所建立的立體模型相對(duì)于地面絕對(duì)位置并沒(méi)有恢復(fù)，要恢復(fù)模型在地面的絕對(duì)位置就要經(jīng)過(guò)絕對(duì)定向。確定絕對(duì)定向模型在地面坐標(biāo)系中方位和大小，將模型坐標(biāo)變?yōu)榈孛孀鴺?biāo)的過(guò)程，稱之為模型的絕對(duì)定向。</p><p>　　絕對(duì)定向

90、模型：模型的絕對(duì)定向時(shí)根據(jù)地面控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的，現(xiàn)有７個(gè)絕對(duì)定向元素，因此至少需要３個(gè)以上的控制點(diǎn)。模型的絕對(duì)定向是將模型點(diǎn)在像空間輔助坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到地面參考系，兩個(gè)坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換實(shí)質(zhì)為空間相似變換，由和七個(gè)絕對(duì)定向元素。絕對(duì)定向公式為：</p><p><b>　　(4-13)</b></p><p><b>　　式中: </b></p

91、><p>　　為模型點(diǎn)在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；</p><p>　　為模型點(diǎn)在工程坐標(biāo)系中坐標(biāo)；</p><p>　　為模型平移量；為比例尺縮放因子；</p><p>　　為旋轉(zhuǎn)矩陣，由軸系的三個(gè)轉(zhuǎn)角組成。</p><p>　　取為觀測(cè)值，七個(gè)絕對(duì)定向方位元素為未知數(shù)，將式（４-13）線性化，對(duì)每一個(gè)對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)都可以

92、列三個(gè)誤差方程式，如有n個(gè)對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)，及可列出3n個(gè)誤差方程式。組成法方程式，解算出7個(gè)定向元素改正數(shù)。</p><p>　　在計(jì)算7個(gè)絕對(duì)定向元素后，可按式（4-13）將所有模型點(diǎn)坐標(biāo)（）轉(zhuǎn)換為工程坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。</p><p>　　4.2.3 雙像解析相對(duì)定向——絕對(duì)定向法的過(guò)程</p><p>　　立體像對(duì)相對(duì)定向——絕對(duì)定向法解求模型點(diǎn)的地面坐標(biāo)，其過(guò)程為

93、：</p><p>　　用連續(xù)像對(duì)或單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向元素的誤差方程式解求像對(duì)的相對(duì)定向元素；</p><p>　　由相對(duì)定向元素組成左、右像片的旋轉(zhuǎn)矩陣，并利用前方交會(huì)式求出模型點(diǎn)在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；</p><p>　　根據(jù)已知地面控制點(diǎn)坐標(biāo)，按絕對(duì)定向元素誤差方程式解求該立體模型的絕對(duì)定向元素；</p><p>　　按絕對(duì)定向公

94、式，將所有待定點(diǎn)的坐標(biāo)納入地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中。</p><p>　　4.3 數(shù)碼影像的光束法平差</p><p>　　本章第2、3節(jié)分別介紹了兩類處理數(shù)碼影像的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量測(cè)量方法，第三章介紹了將數(shù)碼相機(jī)直接作為非量測(cè)攝影機(jī)使用時(shí)的影像處理方法。第四章介紹的將數(shù)碼相機(jī)作為量測(cè)攝影機(jī)使用時(shí)的影像處理方法，包括空間后方交會(huì)——前方交會(huì)法以及相對(duì)定向——絕對(duì)定向法，這兩類方法均是在先求得每張像

95、片的一些共同參數(shù)后，如直接線性變換中的畸變系數(shù)和11個(gè)L系數(shù)，單像空間后方交會(huì)中每張像片的外方位元素等，再利用所求得的這些共同參數(shù)求得待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。</p><p>　　然而在攝影測(cè)量中光束法是理論上最嚴(yán)密的方法，它以每張像片的相似投影變換光束為平差單元，要求所有控制點(diǎn)和待定點(diǎn)都確保三點(diǎn)共線，將列出所有誤差方程式進(jìn)行整體平差計(jì)算，最后同時(shí)確保每張像片的外方位元素和待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。</p>&l

96、t;p>　　本節(jié)將探討光束法對(duì)數(shù)碼影像的適用性及特點(diǎn)。</p><p>　　4.3.1 光束法平差的基本原理</p><p>　　光束法平差的基本思想是：以一張像片組成的一束光線作為一個(gè)平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過(guò)個(gè)光束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線實(shí)現(xiàn)最佳交會(huì)，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點(diǎn)坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)及像片的外方位元素。利用

97、近景攝影測(cè)量光束法平差可以處理一個(gè)或一個(gè)以上的立體像對(duì)所構(gòu)成的各種網(wǎng)形。比如：可處理兩張像片構(gòu)成的單個(gè)立體模型、四個(gè)像片構(gòu)成的網(wǎng)形、環(huán)形目標(biāo)構(gòu)成的網(wǎng)形，也可以處理如航帶網(wǎng)或區(qū)域網(wǎng)的帶狀網(wǎng)形。</p><p>　　量測(cè)化數(shù)碼影像的共線方程為：</p><p><b>　　(4-14)</b></p><p>　　如果只取,，以像片量測(cè)坐標(biāo)作為觀測(cè)

98、值，將像片的內(nèi)、外方位元素、畸變系數(shù)和待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)作為未知數(shù)，對(duì)（5-1）式進(jìn)行線性化，其誤差方程為：</p><p><b>　　(4-15)</b></p><p>　　用矩陣表示誤差方程為（5-3）式：</p><p><b>　　(4-16)</b></p><p>　　數(shù)碼相機(jī)由于畸變

99、差較大，大多數(shù)情況下法方程式呈病態(tài)，為了提高方程的收斂性，需將控制點(diǎn)坐標(biāo)視為觀測(cè)值，因此額外增加了下面一組誤差方程式：</p><p><b>　　(4-17)</b></p><p>　　將式（4-15）和式（4-16）共同組成數(shù)碼影像的光束法誤差方程式，按最小二乘原理組成法方程，迭代求解所有未知數(shù)的改正數(shù)，直到所有未知數(shù)的改正數(shù)小于指定限值，最終解算出像片的外方位

100、元素、物鏡畸變系數(shù)和待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。事實(shí)表明，觀測(cè)方程式（4-16）對(duì)基于數(shù)碼影像的光束法解算十分重要。只列誤差方程式（4-15）的光束法計(jì)算往往難以收斂。</p><p>　　4.3.2 光束法平差的數(shù)學(xué)模型</p><p>　　光束法平差按照把控制點(diǎn)和外方位元素是否看成觀測(cè)值可以分為以下幾種：</p><p>　　1.控制點(diǎn)坐標(biāo)視為真值且實(shí)地不測(cè)外方位元素的光

101、束法平差解法：誤差方程為：</p><p><b>　　(4-18)</b></p><p>　　：分別為待控制點(diǎn)和待定點(diǎn)的像平面坐標(biāo)改正值。</p><p>　?。悍謩e為控制點(diǎn)和待定點(diǎn)所在影像的外方位元素 的系數(shù)矩陣。</p><p>　?。簽榇c(diǎn)空間坐標(biāo)的系數(shù)矩陣。</p><p>　?。悍?/p>

102、別為誤差方程式常數(shù)項(xiàng)和權(quán)。</p><p>　　這種方法需要在被測(cè)目標(biāo)上或其周?chē)梢圆贾梅€(wěn)定的控制點(diǎn)，控制點(diǎn)自身素質(zhì)好，且分布合理。采用控制點(diǎn)坐標(biāo)視為真值且實(shí)地不測(cè)外方位元素的光束法平差解法不需要大量的控制點(diǎn)，無(wú)須記錄外方位元素，所以是一種常用的方法。</p><p>　　2.無(wú)控制點(diǎn)且外方位元素視作觀測(cè)值的光束法平差解法：</p><p><b>　　誤

103、差方程為：</b></p><p><b>　　(4-19)</b></p><p>　　：分別為待定點(diǎn)的像平面坐標(biāo)改正值和外方位元素改正值。</p><p>　　：為待定點(diǎn)所在影像的外方位元素的系數(shù)矩陣。</p><p>　?。簽榇c(diǎn)空間坐標(biāo)的系數(shù)矩陣。</p><p>　?。悍謩e

104、為誤差方程式常數(shù)項(xiàng)和權(quán)。</p><p>　　這種方法用于大場(chǎng)面的高精度工業(yè)攝影測(cè)量，被測(cè)目標(biāo)處于變形狀態(tài)，所以不可能在其周?chē)荚O(shè)有效合理的控制點(diǎn)。需要通過(guò)大角度多重覆蓋的攝影測(cè)量方式，使每個(gè)物點(diǎn)至少三次構(gòu)像在有關(guān)像片上，使得測(cè)量精度和可靠性得到提高。</p><p>　　3.控制點(diǎn)坐標(biāo)以及外方位元素均視作觀測(cè)值的光束法平差解法：</p><p><b>

105、　　誤差方法為：</b></p><p><b>　　(4-20)</b></p><p>　?。悍謩e為控制點(diǎn)的像平面坐標(biāo)改正值、待定點(diǎn)的像平面坐標(biāo)改正值、外方位元素改正值和控制點(diǎn)的坐標(biāo)改正值。</p><p>　?。悍謩e為控制點(diǎn)和待定點(diǎn)所在影像的外方位元素的系數(shù)矩陣。</p><p>　?。簽榭刂泣c(diǎn)空間坐標(biāo)

106、的系數(shù)矩陣和待定點(diǎn)空間坐標(biāo)的系數(shù)矩陣。</p><p>　　：分別為誤差方程式常數(shù)項(xiàng)和權(quán)。</p><p>　　這種方法需要在被測(cè)物體上及其周?chē)锌刂泣c(diǎn)。另外對(duì)實(shí)地測(cè)得的外方位元素及控制點(diǎn)坐標(biāo)不認(rèn)作真值，而認(rèn)作某種觀測(cè)值。</p><p>　　因解算中除像點(diǎn)坐標(biāo)外，還把外方位元素和控制點(diǎn)物方坐標(biāo)均看作某種觀測(cè)值處理，所以它是理論最為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓馐ㄆ讲罱夥ā?lt;/p

107、><p>　　4.近景攝影測(cè)量的解析自檢校光束法解法：</p><p><b>　　(4-21)</b></p><p>　　：分別為像平面坐標(biāo)改正值和附加參數(shù)的改正值。</p><p>　?。河跋竦耐夥轿辉氐南禂?shù)矩陣。</p><p>　?。簽榭臻g坐標(biāo)的系數(shù)矩陣。</p><p

108、>　?。簽楦郊訁?shù)的系數(shù)矩陣。</p><p>　?。悍謩e為誤差方程常數(shù)項(xiàng)和權(quán)。</p><p>　　這種方法以無(wú)須額外的附加觀測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)殘余系統(tǒng)誤差的自動(dòng)補(bǔ)償為特點(diǎn)。綜合看以上四種方法的光束法平差，結(jié)合多基線數(shù)碼影像的特點(diǎn)（需要布設(shè)少量的控制點(diǎn)，且將控制點(diǎn)看作真值；現(xiàn)場(chǎng)不量測(cè)外方位元素；數(shù)碼相機(jī)為非量測(cè)相機(jī)），方法一和四比較合適。但方法四附加的參數(shù)過(guò)多，容易過(guò)度參數(shù)化，而且近景攝影測(cè)

109、量中的多基線攝影方式（而不是航空攝影中的豎直攝影方式），較之航測(cè)為大的相對(duì)“地面起伏”，因?yàn)椴皇且?guī)則的九個(gè)像點(diǎn)分布，所以適合于航測(cè)情況的低相關(guān)多項(xiàng)式的模型，在近景中不宜采用。</p><p>　　5 數(shù)碼影像基本算法的精度比較</p><p>　　數(shù)碼相機(jī)既可作為攝影機(jī)使用，又可作為非量測(cè)用攝影機(jī)使用，兩種使用方式下的基本算法也不相同。現(xiàn)結(jié)合數(shù)碼影像的基本算法，對(duì)數(shù)碼相機(jī)的兩種使用方式進(jìn)行

110、精度比較。</p><p><b>　　試驗(yàn)方案一：</b></p><p>　　利用像素為2592×1944已經(jīng)檢校過(guò)的Cannon數(shù)碼相機(jī)在室內(nèi)三維控制場(chǎng)的合適位置，采用近似正直攝影方式獲得立體像對(duì)。分別利用直接線性變換解法、后方交會(huì)—前方交會(huì)像對(duì)的相對(duì)定向—絕對(duì)定向處理數(shù)碼像對(duì)，各方法的計(jì)算結(jié)果如表5-1所示。（處理像對(duì)中利用了８?jìng)€(gè)控制點(diǎn)）</p

111、><p>　　表5-1 處理數(shù)碼影像的幾種基本算法的精度比較 單位mm</p><p>　　從表我們可看出：數(shù)碼相機(jī)經(jīng)量測(cè)后，利用量測(cè)影像算法，即空間前方交會(huì)—前方交會(huì)處理數(shù)碼影像及相對(duì)定向—絕對(duì)定向處理數(shù)碼影像，兩種算法的計(jì)算結(jié)果精度相當(dāng)，且最弱方向精度均略高于同等條件下的直接線性變換解法的精度。</p><p>　　從此結(jié)果可看出，結(jié)合適當(dāng)?shù)牧繙y(cè)算法

112、，數(shù)碼相機(jī)的量測(cè)化應(yīng)用能夠取得與非量測(cè)化應(yīng)用相當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)精度。數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化應(yīng)用既可降低作業(yè)控制要求，又可保證作業(yè)精度，使其具有良好的應(yīng)用前景。</p><p>　　為了驗(yàn)證改進(jìn)后的光束法對(duì)量測(cè)化數(shù)碼影像的適用性，現(xiàn)利用大型平面控制場(chǎng)和三維控制場(chǎng)，通過(guò)與量測(cè)化數(shù)碼影像的相對(duì)定向——絕對(duì)定向法精度比較，進(jìn)行改進(jìn)的光束法對(duì)量測(cè)化數(shù)碼影像的可行性研究。</p><p><b>　　試驗(yàn)方

113、案二：</b></p><p>　　首先將數(shù)碼相機(jī)量測(cè)化，獲得數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)方位元素和物鏡非線性畸變系數(shù)初始值。本次試驗(yàn)采用了3個(gè)畸變系數(shù) 來(lái)反映物鏡畸變差。在室內(nèi)三維控制場(chǎng)內(nèi)前方合適位置，保持一定的基線，獲得立體數(shù)碼像對(duì)。對(duì)所獲得的數(shù)碼像對(duì)分別采用兩種方法進(jìn)行處理：</p><p>　　1.像對(duì)的相對(duì)定向——絕對(duì)定向法 利用求得的數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)方位元素和物鏡非線性畸變系數(shù)對(duì)左

114、右兩張像片進(jìn)行畸變差改正后，進(jìn)行兩張立體像對(duì)的相對(duì)定向、絕對(duì)定向后求得待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。</p><p>　　2.光束法 將像對(duì)相對(duì)定向——絕對(duì)定向法中求得的像片的內(nèi)外方位元素、物鏡非線性畸變系數(shù)和待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)作為光束法中相對(duì)應(yīng)參數(shù)的初始值，分別將像片坐標(biāo)和控制點(diǎn)三維坐標(biāo)作為觀測(cè)值，列出式（5-4）和式（5-5）誤差方程式；按最小二乘方法將兩類誤差方程式組成法方程式，迭代求解出所有未知數(shù)的改正數(shù)值，直到所有