解析测图

立体坐标量测仪采集像点坐标

是指由立体坐标量测仪采集像点坐标，根据像点与目标点间的数学关系，借助计算机解算目标点三维坐标进行测图的方法。

原理

用计算机进行解算，但输入坐标的方式有两种：一种是输入物方坐标，用计算机解算相应的像点坐标，并驱使像片盘达到像点的位置。另一种是用坐标仪输入像点坐标，计算机求出相应物点的坐标。其践证明，输入物方坐标更加灵活实用，所以大多数解析测图仪都属于这一类。

像片放在像片盘上后，由观测者在键盘上把摄影机主距、物镜畸变差、大气折光差、地球曲率等必要的数据输入计算机，并输入像片四个框标的理论值。单像观测每个像片的四个框标，计算机即可进行内定向。确定像主点位置，进行像片坐标与仪器架坐标之间的换算，以及底片变形参数的计算。解析相对定向中，立体观测六个或更多标准点位的定向点坐标，用平差方法解算定向元素。

特点

①根据解析的数学原理形成立体模型，便于对像点数据进行多项误差改正，其作业精度主要由计算机的性能和软件的完备性决定。

②能够根据严格的几何条件迅速解算立体像对的相对定向和绝对定向元素。

③不存在对像片焦距、像幅和像片倾斜角大小等方面的限制，能够根据所存储的点位数据自动找点，并以测标对准该像点，可以应用于所有各种方式的摄影测量作业。

④由于有终端显示和操纵作业的控制面板以及相应的软件系统。因此，作业灵活，能够进行人机对话。

⑤可以把有用的数据存储起来或用某种外围设备输出，也可获得数字地面模型。

⑥利用计算机可以驱动正射投影仪(又称正射投影装置)，获得正射投影像片，还可以进行纵、横断面的测绘和自动测图。

软硬件

硬件

1、精密立体坐标仪

由于可用解析的方法处理系统误差，它在立体坐标仪光学机械方面的要求放宽，要求机械结构稳定、简单。为处理不同摄影方式及不同比例尺的像片，许多解析测图仪的观测系统中增设了由计算机控制的可作连续像对观测和消除旋像的Dove棱镜以及可连续调节观测影像比例尺的Zoom变倍系统。为方便操作，立体坐标仪前一般设有控制面板或菜单键盘。

2、接口设备

接口设备是用来建立立体坐标仪、绘图桌一操作台与计算机之间联系的设备。立体坐标仪和绘图桌的模拟量输入计算机须进行(A/D)转换；计算机解算后反馈和控制立体坐标仪、绘图桌和其它光学机械设备须进行数/模(D/A)转换；其它一些诸如CCD数字摄像机与计算机的联系也需要相应的接口设备。接口设备包括模/数(A/D)转换的编码器和数/模(D/A)反馈转换和控制作用的伺服系统。无反馈的系统一般称为机助测图系统。

软件

1、实时程序

在解析测图仪上是利用数字形式建立几何关系翻坐标变换的。一为保证作业员移动手轮和脚盘时能完整、连续地观测到立体模型，计算机在人眼视觉暂留的瞬间之内，根据输入坐标量重复计算，称之为实时计算。须编制实时程序，实时程序体现“数字导杆”的作用，执行后在何服系统的作用下，推动有关部件运动。实时程序的运算时间一般仅需几ms，而为执行应用程序腾出必要的时间实时计算一般须完成以下工作：

(1)仪器架坐标与像片坐标的变换；

(2)点的像片坐标与模型坐标的变换；

(3)模型坐标与相应地面坐标的换算；

(4)模型坐标(或地面坐标)与绘图桌坐标的变换；

(5)立体坐标量测仪系统误差的改正；

(6)像片系统误差的改正；

(7)图纸系统误差的改正；

(8)球曲率与大气折光差的改正。

部分变换与改正的原理已于第五章介绍，实时程序由仪器制造厂商设计，用户不得改动。

2、应用程序

应用程序是用来完成用户要求的各种摄影测量任务的软件。一般厂商都提供常规的摄影测量作业软件。应用程序一般用高级程序语言编写，用户可对应用程序作修改和补充。各种解析测图仪均应包括下列基本应用软件：

(1)内定向像片盘上没有k角旋转螺旋，利用4～8个量测框标值，内定向程序计算出内定向元素，供实时程序的坐标变换。

(2)相对定向程序启动后，仪器自动驱动至6个标准定向点，作业员消除观测点的上下视差，点的左右像片坐标自动进入计算机。全部点观测完成后，计算机解算出相对定向元素和残余误差，以便判断是否需要重测。

(3)绝对定向程序启动后，输入定向点的地面坐标。操作时，立体切准各控制点，量测模型坐标。解算后输出绝对定向参数和残差。

(4)单模型光束法定向首先输入模型坐标，然后量测标准点位和控制点的模型坐标，利用共线条件方程式，采用最小二乘原理严密平差，输出外方位元素和残差。理论上它是一步定向，比相对定向和绝对定向两步进行的精度高。

(5)模型参数的存储与恢复该程序可以把确定模型的各个参数及有关数据存储。需要时，可以利用这些数据恢复模型。若像片移动时，则只须进行内定向后，恢复存储的定向参数。若进行空中三角测量时获得了像片的外方位元素，在解析测图仪上测图时，可以免除定向操作。

(6)点观察该程序利用输入的点号，找出该点的像片坐标、模型坐标或地面坐标，并自动驱动到指定点位，可以提高作业速度及检验量测结果的可靠性。

相关仪器

解析测图仪是由精密立体坐标量测仪、电子计算机、数控绘图桌、相应的接口设备及伺服系统、软件系统以联机方式组成。电子计算机是它的核心。用数字方式解算立体像对上像点坐标与相应模型点的三维坐标．通过数字模型，建立像点、投影中心、物点三点共线，完成点位、断面、地物与等高线的量测任务。成果记录在磁带上，是一种数字化产品，通过数字绘图桌绘出图解式地形原图。

与各种模拟测图仪比较，解析测图仪有如下明显的优点：

(1)精度高。由于解析测图仪光机部分构造简单．机械运动少，易于做成稳定的结构。偶然误差的影响可通过平差配赋消除。

(2)功能强。采用数字方式解算．可以方便地进行数字模型、纵横断面和等高线量测，并输出数字的或图解的成果，是获取地理基础信息的主要方法。另外数字解法不受摄影方式、摄影主距和外方位元素等方面的限制，故除常规摄影的测图外．还可处理交向摄影、全景摄影、非量测相机的像片及遥感图像资料。

(3)效率高。通过计算机控制，在定向过程中可自动驱动到标准点位观测，或对已测过的像对恢复像对的方位。在观测过程中能及时发现观测粗差，减少空中三角测量的返工。另外，可以进行人机对话，输入简单的命令就可以完成一连串烦琐冗长的操作，大大缩短测图辅助性操作的时间，提高总生产率。

(4)具有机助绘图功能。测图时，作业员只需在仪器上观测，成果记录和绘成地形图等工作则由计算机控制和发挥软件的功能来自动完成，使测图过程半自动化。

(5)便于实现测图自动化。如果在解析测图仪的基础上，增加影像相关设备，代替人眼的立体观测，就形成了在线方式的自动化测图系统。

(6)便于建立地图数据库。在解析测图仪上所取得的量测成果如点位、等高线等的量测，不仅可以通过电子绘图桌以图解的方式输出，而且可以以数字形式存储起来。另外．通过断面扫描还可专门采集数字高程模型的数据点以及制作正射影像的数据。这些数据经过相应的计算机软件处理，即可用于建立地图数据库。

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