第四章测绘数据的处理-ok.ppt

测量数据处理 4.1 测量误差的概念：误差来源、观测误差分类； 4.2 测量平差学科的研究对象 4.3 测量平差的发展； 4.4 测量的内容和学习指导 现代数据采集 VISAT 移动制图系统 航空摄影测量数据采集 遥感数据采集 GPS数据采集 4.1.1 误差来源 测量仪器：所谓测量仪器，这里是指采集数据所采用的任何工具和手段。由于每一种仪器只具有一定限度的精度，由此观测所得的数据必然带有一定的误差。 观测者：由于观测者的感觉器官的鉴别能力有一定的局限性，所以在仪器的操作过程中也会产生误差。 外界条件：测量时所处的外界条件，如温度、湿度、风力、大气折光等因素和变化都会对观测数据直接产生影响。 4.1.2 观测误差分类 根据观测误差对测量结果的影响质量，可分为： 1、偶然误差：在相同的条件下做一系列的观测，如果误差在大小和符号上都表现出偶然性，即从单个误差看，该列误差的大小和符号没有规律性，但就大量误差的总体而言，具有一定的统计规律，这种误差称为偶然误差。经典平差范畴：研究只带有偶然误差的观测。近代平差范畴：研究同时带有偶然误差、系统误差、粗差的观测。 2、系统误差：在相同的观测条件下作一系列的观测，如果误差在大小、符号上表现出系统性，或者在观测过程中按一定的规律变化，或者为某一常数，那么，这种误差称为系统误差。 3、粗差：粗差即粗大误差，是指比在正常观测条件下所可能出现的最大误差还要大的误差，通俗地说，粗差要比偶然误差大上好几倍。 现代数据采集的高自动化，数据量的海量化，使得粗差问题在现今的高新测量技术（GPS、GIS、RS）中尤为突出。 偶然误差规律 偶然误差特性 （1）在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值； （2）绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现的可能性大； （3）绝对值相等的正误差与负误差出现的可能性相等； （4）偶然误差的简单平均值，随着观测次数的无限增加而趋于零； 可能性与概率 抛掷硬币试验 实验者 次数 正面次数 频率 蒲丰 4040 2048 0.5069 比尔逊 12000 6019 0.5016 比尔逊 24000 12012 0.5005 可能性与概率 概率统计的定义：假设我们重复地进行同一个试验n次，如果事件A在这n次实验中发生了k次，那么我们称事件A对n次试验的频率是k/n。如果试验次数越来越多，频率始终在某一个数字p附近做稳定的微小摆动，那么我们就定义事件A的概率是p，并且写成P(A)=p 上例 P(X=0)=1/2 P(X=1)=1/2 系统误差处理 设计观测方案予以消除或削弱 公式改正 平差模型中予以补偿或消除 真 值 真 值 观测量的数学期望为真值 E（L）＝X 1、个别观测值的真值是未知的 2、某些函数值的真值是已知的（三角形三内角之和为180度） 约定真值 相对于观测值而言是一个高精度的已知值 误差大小如何度量－－精度指标 误差大，精度低；误差小，精度高 精度应与一系列观测的离散度有关 精度指标应与误差大小有数值上的统计关系 4.2 测量平差科学的研究对象 观测结果不可避免地存在误差：仪器工具误差 ；环境误差（随时间变化、大气折光、无线电传播扰、多路径效应等）；图像转换误差；基准误差；定轨误差；输入误差；人员误差等。 4.2 测量平差科学的研究对象 观测存在误差：多余观测 建立误差分析体系，研究误差来源、类型、度量误差指标、误差空间传播机制，削弱误差对测绘产品的质量影响，产品质量控制－－误差统计理论 依据某种最优化的准则，处理由于误差出现的观测值间的矛盾，求定未知量的最优估值 4.2 测量平差科学的研究对象 正演问题 当录入误差已知?计算测绘产品的数值及其误差大小 反演问题 用户对测绘产品提出的误差限值?确定观测方案及录入数据误差的大小 4.3 测量平差的发展概况 最小二乘法： １７９４年，高斯提出最小二乘法 １８０１年，利用最小二乘法预报谷神星运行轨道 １８０９年，高斯在《天体运动的理论》中发表其方法 １８０６年，勒戎德乐 从代数观点独立提出最小二乘法 4.3 测量平差的发展概况 极大似然估计 极大验后估计 贝叶斯估计 滤波估计 拟合推估法 广义最小二乘估计 稳健估计法 其他最优估计方法 4.3 测量平差的发展概况 测量平差与其