本文關(guān)鍵詞：基于攝影全站儀的精度分析與誤差改正研究

  更多相關(guān)文章： 普通數(shù)碼相機 攝影全站儀系統(tǒng) 近景攝影測量 相機檢校 相對位置

【摘要】：基于普通數(shù)碼相機的攝影全站儀系統(tǒng)是一種將近景攝影測量和傳統(tǒng)點位測量結(jié)合在一起的一種新的測量方式。隨著普通數(shù)碼相機制造技術(shù)的不斷提高,其分辨率和穩(wěn)定性也取得了長足的發(fā)展,在近景攝影測量中的應(yīng)用也越來越廣泛。同時,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,近景攝影測量的理論與實踐也逐漸變得更加完善,專業(yè)的攝影測量軟件也被越來越多的開發(fā)出來,其能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也越來越豐富。正是得益于這些軟件的發(fā)展,普通數(shù)碼相機可以通過檢校得到其應(yīng)用于測量工作之前必須已知的基本信息和內(nèi)方位元素等參數(shù)。目前,近景攝影測量已經(jīng)在變形監(jiān)測、建筑物測量和地圖測量等方面的實際測量工作中被越來越多的應(yīng)用。同時,全站儀目前已經(jīng)是主要的測量儀器之一,經(jīng)過幾十年的發(fā)展其精度也達到了非常高的水平。詳細分析了全站儀在單個點位測量方面的優(yōu)勢和普通數(shù)碼相機通過攝影測量在測量區(qū)域范圍三維數(shù)據(jù)快速獲取方面的優(yōu)勢,同時它們的不足之處恰好又是對方的優(yōu)勢之處。這樣,我們可以想象將它們連接起來形成一個整體應(yīng)用,就可以將它們的優(yōu)勢相互結(jié)合,又彌補了相互之間的不足,形成一種新的測量方式。其實,幾十年前就有過將全站儀(當(dāng)時還是經(jīng)緯儀)和量測型相機連接起來在測量工作中使用的先例,不過由于其本身很多的不足而沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用,而現(xiàn)如今,全站儀和普通數(shù)碼相機的長足發(fā)展已經(jīng)解決了這些不足。本研究制作出攝影全站儀系統(tǒng),并實地測量后,通過對比分析得出此系統(tǒng)的精度結(jié)論。測量之前,先使用張正友平面靶標(biāo)參數(shù)標(biāo)定法原理使用專業(yè)攝影測量軟件PhotoModler Scanner和專用檢校靶紙對所用的數(shù)碼相機進行檢校,得到相機的基本信息和內(nèi)方位元素等參數(shù)。同時,我們還需要預(yù)先解算出相機中心和全站儀中心之間固定相對空間位置關(guān)系的六個參數(shù),這是使用張祖勛教授提出的理論公式和自己制作的檢校塊同時測量得到初始狀態(tài)下的這六個參數(shù)[1]。經(jīng)過上面兩個步驟后,攝影全站儀系統(tǒng)就可以應(yīng)用于測量工作了。本文將攝影全站儀用于古建筑物測量實踐,實現(xiàn)了無控制點的攝影測量,并通過對比分析,對此攝影全站儀的測量精度做出了結(jié)論分析。通過本次實驗得到的數(shù)據(jù)成果可以證明此攝影全站儀系統(tǒng)的測量精度能夠滿足古建筑物測量的精度要求,實現(xiàn)了無控制點的攝影測量,并且能夠快速高效的獲取建筑物的點云模型,提高了測量效率。根據(jù)此次研究數(shù)據(jù)成果的精度,本研究的攝影全站儀系統(tǒng)還能夠應(yīng)用于土方測量、數(shù)字測圖與邊坡測量等測量工作中,有較大應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：普通數(shù)碼相機 攝影全站儀系統(tǒng) 近景攝影測量 相機檢校 相對位置
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展動態(tài)10-12
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排12-15
• 第二章 近景攝影測量的基礎(chǔ)理論15-33
• 2.1 近景攝影測量的基本概念15-23
• 2.1.1 近景攝影測量中常用的坐標(biāo)系15-17
• 2.1.2 像片的內(nèi)方位元素和外方位元素17-19
• 2.1.3 共線條件方程式19-22
• 2.1.4 共面條件方程式22-23
• 2.2 光線束平差解法23-26
• 2.2.1 共線條件方程式像點坐標(biāo)誤差方程的一般式23-25
• 2.2.2 幾種經(jīng)典的光線束平差解法25-26
• 2.3 直接線性變換解法26-32
• 2.3.1 直接線性變換解法的基本關(guān)系式27-29
• 2.3.2 直接線性變換解法中內(nèi)、外方位元素以及ds和dβ 的求解29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 普通數(shù)碼相機的檢校33-44
• 3.1 普通數(shù)碼相機檢校的內(nèi)容33
• 3.2 相機的檢校方法33-35
• 3.3 張正友平面靶標(biāo)參數(shù)標(biāo)定法35-41
• 3.3.1 檢校原理35-37
• 3.3.2 本次相機檢校與結(jié)果分析37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-44
• 第四章 基于普通數(shù)碼相機的攝影全站儀測量原理與系統(tǒng)介紹44-59
• 4.1 攝影全站儀系統(tǒng)簡介44-48
• 4.2 攝影全站儀的測量原理與方式48-52
• 4.2.1 全站儀中心與相機中心的相對位置關(guān)系48-51
• 4.2.2 初始外方位元素的測定51-52
• 4.3 MATLAB坐標(biāo)計算52-57
• 4.3.1 MATLAB簡介52-53
• 4.3.2 本文坐標(biāo)計算系統(tǒng)簡介53-54
• 4.3.3 像控點坐標(biāo)獲取54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 攝影全站儀系統(tǒng)應(yīng)用于建筑物測量59-70
• 5.1 控制點物方坐標(biāo)獲取59-60
• 5.2 PhotoModeler Scanner建筑物的建模60-66
• 5.2.1 測量精度的求解61-62
• 5.2.2 PhotoModeler Scanner建模流程62-66
• 5.3 實驗成果對比與精度分析66-68
• 5.3.1 坐標(biāo)計算結(jié)果66
• 5.3.2 成果比較與精度分析66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-74
• 6.1 主要工作總結(jié)70-71
• 6.2 展望71-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果79

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