2017攝影測量實(shí)習報告
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2017攝影測量實(shí)習報告
攝影測量實(shí)習總結本學(xué)期的最后一周， 我們開(kāi)始了攝影測量學(xué)的實(shí)習。 通過(guò)實(shí)習我認識到攝影測量學(xué)是 通過(guò)獲取立體影像來(lái)研究和確定被攝物體的形狀、大小、空間位置、性質(zhì)和相互關(guān)系的一門(mén) 信息科學(xué)與技術(shù)。攝影測量教學(xué)實(shí)習是“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)的重要組成部分。 通過(guò)實(shí)習將課堂理論與實(shí)踐相結合，使學(xué)生深入掌握攝影測量學(xué)基本概念和原理，加 強攝影測量學(xué)的基本技能訓練， 培養學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)際動(dòng)手能力。 通過(guò)實(shí)際使 用數字攝影測量工作站，了解數字攝影測量的內定向、相對定向、絕對定向、測圖過(guò)程及方 法;編制數字影像分割程序，使學(xué)生掌握數字攝影測量基本方法與實(shí)現，為今后從事有關(guān)應 用遙感立體影像和數字攝影測量打下堅實(shí)基礎. 我們本周實(shí)習的是數字攝影測量工作站的操作，數字攝影測量系統是基于數字影像與 攝影測量的基本原理，應用計算機技術(shù)、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理 論與方法， 提取所攝對象用數字方式表達的幾何與物理信息， 從而獲得各種形式的數字產(chǎn)品 和目視化產(chǎn)品。 數字攝影測量系統是攝影測量自動(dòng)化的必然產(chǎn)物。 數字攝影測量系統為用戶(hù) 提供了從自動(dòng)空中三角測量到測繪地形圖的全套整體作業(yè)流程解決方案， 大大改變了我國傳 統的測繪模式。VirtuoZo 大部分的操作不需要人工干預，可以批處理地自動(dòng)進(jìn)行，用戶(hù)也可 以根據具體情況靈活選擇作業(yè)方式，提高了行業(yè)的生產(chǎn)效率。它不僅是制作各種比例尺的 4D 測繪產(chǎn)品的強有力的工具，也為虛擬現實(shí)和 GIS 提供了基礎數據，是 3S 集成、三維景 觀(guān)和城市建模等最強有力的操作平臺。 本次實(shí)習是采用 VirtuoZo 數字攝影測量系統(教學(xué)版) ，實(shí)習目的：了解數字攝影測 量系統，掌握操作過(guò)程。
實(shí)習主要內容：
1.數據準備，包括攝影比例尺、相機內方位元素、航高、航帶數、像片排列、 控制點(diǎn)分布等;
2. 建立測區、設置測區參數;
3. 建立模型、設置模型參數;
4. 模型定向，包括內定向、相對定向、絕對定向方法與步驟。 其基本步驟是：建立測區、引入影象、建立模型、檢查(修改)影象參數、建立相機 參數文件、建立加密點(diǎn)文件、設置成果輸出參數、模型影象內定向、模型的相對定向、模型 的絕對定向、核線(xiàn)影象生成、匹配預處理、影象匹配、匹配結果的編輯、DEM 生成、DOM 及等高線(xiàn)影象生成、疊加影象生成、矢量測圖、圖廓整飾等。 通過(guò)本次實(shí)習使學(xué)生掌握攝影測量的內涵、攝影測量的基礎知識、解析攝影測量原理 與方法、雙像解析攝影測量，了解并能夠理論與實(shí)際相聯(lián)系，解決實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題。 在完成以上的內容后，我們緊接著(zhù)要做的'是編寫(xiě) K 平均區域分割程序，其基本原理是 將圖像初步分成 K 個(gè)區域， 計算每個(gè)區域的灰度平均值， 將圖像中每一像素分別與 K 個(gè)區域 灰度平均值進(jìn)行比較，差值最小的區域與該像素最為接近，該像素分配給對應區域。
整個(gè)圖像掃描完成，重新計算每個(gè)區域的灰度平均值，重復上述比較. K-均值算法是迭代算法，每完成一次圖像迭代，區域灰度平均值就重新計算一次，經(jīng)過(guò) 多次迭代，使區域灰度平均值趨于穩定。 K 平均區域分割算法步驟： (1)任意選擇 K 個(gè)初始區域，計算每個(gè)區域的灰度平均值。 Z1 , Z 2 , ?，Z K (2)使用最小距離判別準則，將圖像全部像素分配給 K 類(lèi)區域; i j 即對所有的 則判該像素屬于第 i 類(lèi)區域。 (3)用步驟(2)分類(lèi)結果，重新計算各區域灰度平均值，并以此作為新的區域均值; (4)比較兩次區域均值之差，若小于某一閾值，則類(lèi)中心穩定，終止算法;否則返回 步驟(2) 。 參數設定：圖像初始分割區域數 K=2*2，兩次區域灰度平均值之差(閾值)=10 。編寫(xiě) 與調試圖像 K 平均區域分割程序，輸入圖像名： ‘eight.tif’ 。 完成以上步驟后， 我們的攝影測量的實(shí)習就算告一段落了。 實(shí)習雖然只有短短的一周時(shí) 間，但我學(xué)到了很多東西，讓我更加深刻的了解了攝影測量學(xué)，把平時(shí)所學(xué)到的理論知識更 加真實(shí)的呈現在我面前，希望以后還會(huì )有這樣的實(shí)習。
2017攝影測量實(shí)習報告
一、 實(shí)習任務(wù)
利用自己所熟悉的一種編程語(yǔ)言，實(shí)現單像空間后方交會(huì )，解求此張像片的6個(gè)外方位元素 ， ， ， ，ω，κ ，范文之實(shí)習報告:攝影測量實(shí)習報告。
二、 實(shí)習目的
1、 深刻理解單張像片空間后方交會(huì )的原理與意義;
2、 在存在多余觀(guān)測值時(shí)，利用最小二乘平差方法，經(jīng)過(guò)迭代，求的外方位元素的最佳值;
3、 熟悉VC編程方法，利用編程實(shí)現計算。
三、 實(shí)習原理
以單幅影像為基礎，從該影像所覆蓋地面范圍內若干控制點(diǎn)的已知地面坐標和相應點(diǎn)的像坐標量測值出發(fā)，根據共線(xiàn)條件方程，求解該影象在航空攝影時(shí)刻的像片外方位元素 ， ， ， ，ω，κ共線(xiàn)條件方程如下：
x-x0=-f*[a1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)]/[a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)]
y-y0=-f*[a2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)]/[a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)]
其中：
x,y為像點(diǎn)的像平面坐標; x0,y0,f為影像的.外方位元素;
， ，為攝站點(diǎn)的物方空間坐標;X,Y,Z為物方點(diǎn)的物方空間坐標;
旋轉矩陣R為 ;
由于此共線(xiàn)條件方程是非線(xiàn)性方程，先對其進(jìn)行線(xiàn)性化，利用泰勒展開(kāi)得：
=(x)-x++++++++
=(y)-y++++++++
像點(diǎn)觀(guān)測值一般視為等權，即P=I;
矩陣形式：V=AX-L，P=I;
通過(guò)間接平差，為提高精度，增加多余觀(guān)測方程，根據最小二乘平差原理，可計算出外方位元素的改正數。經(jīng)過(guò)迭代計算，每次迭代用未知數的近似值與上次迭代計算的改正數之和作為新的近似值，重復計算，求出新的改正數，這樣反復趨近，直到改正數小于某個(gè)限值為止。
四、 程序框圖
輸入原始數據
歸算像點(diǎn)坐標x，y
計算并確定初值 ， ， ， ，
組成旋轉矩陣R
計算(x)(y)和
逐點(diǎn)組成誤差方程式并法化
所有點(diǎn)完否?
解法方程，求未知數改正數
計算改正后的外方位元素
未知數改正數<限差否?
整理并輸出計算結果
正常結束
非正常結束
輸出中間結果和出錯信息
迭代次數是否小于限差否?
否
否
否
是
五、計算結果
1、像點(diǎn)坐標，地面坐標
點(diǎn)數
像點(diǎn)編號 x y X Y Z
2像片內方位元素：f = 153.840 x0=y0=0
攝影比例尺：1：2500
運算結果:
六、 數據分析
選取第六張像片進(jìn)行計算，迭代次數為2次。經(jīng)過(guò)比較發(fā)現，計算出的6個(gè)外方位元素與所給參考值相比，相差很小，計算結果符合要求：線(xiàn)元素誤差小于0.5米;角元素誤差30秒。
計算其精度，可以通過(guò)法方程式中未知數的系數矩陣的逆陣(A)-1來(lái)求解，此時(shí)，視像點(diǎn)坐標為等精度不相關(guān)觀(guān)測值。因為逆陣中第i個(gè)主對角線(xiàn)上元素Qii就是法方程式中第i個(gè)未知數的權倒數，若單位權中誤差為m0，則第i個(gè)未知數的中誤差為：
mi=
當參加空間后方交會(huì )的控制點(diǎn)有n個(gè)時(shí)，則單位權中誤差可按下式計算：
m0=
要求：線(xiàn)元素精度mx等，高于0.05米;角元素精度高于0.00003弧度。計算結果都達到標準。
在此次計算中，我運用了所給的全部控制點(diǎn)，而空間后方交會(huì )所運用的控制點(diǎn)，應該避免位于一個(gè)圓柱面上，否則會(huì )出現解不唯一的情況。選點(diǎn)時(shí)，還需要避免選擇的點(diǎn)過(guò)于聚集在一起，或位于一條直線(xiàn)上，所選控制點(diǎn)最好分布在像片的四角和中央。并且數量充足，這樣有利于提高解算精度。
迭代時(shí)，所選擇控制條件不同，迭代次數略有不同，所以最后結果也會(huì )略有不同。一般設置為線(xiàn)元素改正數小于0.01m，角元素改正數小于0.1’。
所提供X Y Z為地面測量坐標，帶入共線(xiàn)方程時(shí)，需要轉換為地面攝影測量坐標，最簡(jiǎn)單的方法為互換XY的數值，即可達到轉換坐標目的。并且其單位為米，而像點(diǎn)坐標的單位為厘米，需要統一坐標單位。
這次實(shí)習持續時(shí)間很長(cháng)，經(jīng)歷了幾次數據的更改，所以程序也幾經(jīng)修改，由最初的直接輸入數據到后來(lái)可以以自行讀入數據，并且可以選擇計算的像片，功能有所完善，我也在實(shí)踐的過(guò)程中，對空間后方交會(huì )有了更深的理解。深刻理解了共線(xiàn)條件方程的運用，各個(gè)量的意義，受益匪淺。
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