第二章 攝影測(cè)量解析基礎(chǔ)(二)改

1、第二章第二章 攝影測(cè)量解析基礎(chǔ)攝影測(cè)量解析基礎(chǔ) 第二部分第二部分 雙像解析雙像解析 一、立體觀察和像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)一、立體觀察和像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè) n人眼的立體視覺人眼的立體視覺 n人造立體視覺人造立體視覺 n像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n像對(duì)的立體量測(cè)像對(duì)的立體量測(cè) n像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)儀器像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)儀器 人眼的立體視覺人眼的立體視覺 一、人眼觀察物體的遠(yuǎn)近一、人眼觀察物體的遠(yuǎn)近 人眼是一個(gè)天然的光學(xué)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。人眼是一個(gè)天然的光學(xué)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 人人 眼眼 基基 本本 構(gòu)構(gòu) 造造 人眼的立體視覺人眼的立體視覺 n人眼感知過程人眼感知過程 來自物體的光刺激視網(wǎng)膜的桿狀和錐狀來自物體的光刺激視網(wǎng)膜的

2、桿狀和錐狀 細(xì)胞（細(xì)胞（物理過程物理過程）使其感光（）使其感光（生理過程生理過程） 通過視神經(jīng)纖維傳至后大腦視覺中心，通過視神經(jīng)纖維傳至后大腦視覺中心， 經(jīng)記憶加入已有的概念和經(jīng)驗(yàn)（經(jīng)記憶加入已有的概念和經(jīng)驗(yàn)（心理過心理過 程程），從而形成感知。），從而形成感知。 人眼的立體視覺人眼的立體視覺 n人眼的分辨率人眼的分辨率 單眼能夠分辨最小物體的能力稱為單眼能夠分辨最小物體的能力稱為單眼分辨率；單眼分辨率； 用單眼所能觀察出兩點(diǎn)間的最小的距離為第一用單眼所能觀察出兩點(diǎn)間的最小的距離為第一 分辨率；分辨率； 用單眼所能觀察出兩平行線間的最小距離為第用單眼所能觀察出兩平行線間的最小距離為第 二分辨率

3、；二分辨率； 第一分辨率第一分辨率=45 第二分辨率第二分辨率=20 雙眼觀察精度比單眼提高雙眼觀察精度比單眼提高 倍倍 2 人眼的立體視覺人眼的立體視覺 n人的雙眼為什么能觀察景物的遠(yuǎn)近呢？人的雙眼為什么能觀察景物的遠(yuǎn)近呢？ n由于兩點(diǎn)在眼中構(gòu)像存在著生理視差由于兩點(diǎn)在眼中構(gòu)像存在著生理視差 ，此種由，此種由交會(huì)角交會(huì)角不同而引起的生理不同而引起的生理 視差，通過人的大腦就能作出物體遠(yuǎn)視差，通過人的大腦就能作出物體遠(yuǎn) 近的判斷。近的判斷。 n人用雙眼觀察景物可以判斷其遠(yuǎn)近，人用雙眼觀察景物可以判斷其遠(yuǎn)近， 得到景物的立體效應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為得到景物的立體效應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為 人眼的立體視覺人眼的

4、立體視覺 人眼的立體視覺人眼的立體視覺 n攝影測(cè)量中，正是根據(jù)人眼的立體視覺，對(duì)同一攝影測(cè)量中，正是根據(jù)人眼的立體視覺，對(duì)同一 個(gè)地區(qū)要在兩個(gè)不同攝站點(diǎn)上拍攝兩張像片，構(gòu)個(gè)地區(qū)要在兩個(gè)不同攝站點(diǎn)上拍攝兩張像片，構(gòu) 成一個(gè)立體像對(duì)，進(jìn)行立體觀察與量測(cè)。成一個(gè)立體像對(duì)，進(jìn)行立體觀察與量測(cè)。 生理視差生理視差=a1b1-a2b2 人眼的觀察能力人眼的觀察能力 n人眼要分辨出物體人眼要分辨出物體 兩點(diǎn)的遠(yuǎn)近，就要兩點(diǎn)的遠(yuǎn)近，就要 使交會(huì)角的差異能使交會(huì)角的差異能 在人眼辨別：在人眼辨別： n交會(huì)角：交會(huì)角：r n生理視差：生理視差： n眼基線：眼基線：br n眼主距：眼主距：fr n視距：視距：L r

5、rr fb L b rL L 22 人造立體視覺人造立體視覺 一、人造立體視覺的產(chǎn)生一、人造立體視覺的產(chǎn)生 自然界中，當(dāng)用兩自然界中，當(dāng)用兩 眼同時(shí)觀察空間遠(yuǎn)近眼同時(shí)觀察空間遠(yuǎn)近 不同的不同的A A與與B B兩個(gè)物點(diǎn)兩個(gè)物點(diǎn) 時(shí)，如圖，由于遠(yuǎn)近時(shí)，如圖，由于遠(yuǎn)近 不同而形成的交會(huì)角不同而形成的交會(huì)角 的差異，便在人的兩的差異，便在人的兩 眼中產(chǎn)生了生理視差，眼中產(chǎn)生了生理視差， 得到一個(gè)立體視覺，得到一個(gè)立體視覺， 能分辨出物體遠(yuǎn)近。能分辨出物體遠(yuǎn)近。 根據(jù)這一原理，在根據(jù)這一原理，在P P1 1與與P P2 2兩個(gè)位置上，兩個(gè)位置上， 用攝影機(jī)攝得同一景物的兩張像片，這用攝影機(jī)攝得同一景物的

6、兩張像片，這 兩張像片稱為兩張像片稱為立體像對(duì)立體像對(duì)。 這種觀察立體像對(duì)得到地面景物立這種觀察立體像對(duì)得到地面景物立 體影像的立體感覺稱為體影像的立體感覺稱為人造立體視覺人造立體視覺。 按照立體視覺原理，我們只要在一按照立體視覺原理，我們只要在一 基線的兩端用攝影機(jī)獲取同一地物的一基線的兩端用攝影機(jī)獲取同一地物的一 個(gè)像對(duì)，觀察中就能重現(xiàn)物體的空間景個(gè)像對(duì)，觀察中就能重現(xiàn)物體的空間景 觀，測(cè)繪物體的三維坐標(biāo)。這是觀，測(cè)繪物體的三維坐標(biāo)。這是攝影測(cè)攝影測(cè) 量進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量的理論基礎(chǔ)量進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量的理論基礎(chǔ)。 觀察人造立體的條件觀察人造立體的條件 攝影測(cè)量中，人造立體的觀察必須滿足形成攝影

7、測(cè)量中，人造立體的觀察必須滿足形成 人造立體視覺的條件。歸納如下：人造立體視覺的條件。歸納如下： 1 1、由兩個(gè)不同攝站點(diǎn)攝取同一景物的一個(gè)立、由兩個(gè)不同攝站點(diǎn)攝取同一景物的一個(gè)立 體像對(duì)。體像對(duì)。 2 2、一只眼睛只能觀察像對(duì)中的一張像片。、一只眼睛只能觀察像對(duì)中的一張像片。 （分像條件）（分像條件） 3 3、兩眼各自觀察同一景物的左、右影像點(diǎn)的、兩眼各自觀察同一景物的左、右影像點(diǎn)的 連線應(yīng)與眼基線近似平行。連線應(yīng)與眼基線近似平行。 4 4、像片間的距離應(yīng)與雙眼的交會(huì)角相適應(yīng)。、像片間的距離應(yīng)與雙眼的交會(huì)角相適應(yīng)。 立體效應(yīng)的轉(zhuǎn)換立體效應(yīng)的轉(zhuǎn)換 n滿足條件的基礎(chǔ)上，兩張像滿足條件的基礎(chǔ)上，兩

8、張像 片有三種不同放置方式，因片有三種不同放置方式，因 而產(chǎn)生了三種立體效應(yīng)：而產(chǎn)生了三種立體效應(yīng)：正正 立體、反立體立體、反立體和和零立體零立體效應(yīng)。效應(yīng)。 n正立體效應(yīng)正立體效應(yīng) n 如圖（如圖（a a），把左方攝影站攝得），把左方攝影站攝得 的像片的像片P P1 1放在左方，用左眼觀察；放在左方，用左眼觀察； 右攝影站攝得的像片右攝影站攝得的像片P P2 2放在右方，放在右方， 用右眼觀察，就得到一個(gè)與實(shí)物用右眼觀察，就得到一個(gè)與實(shí)物 相似的立體效果，稱為相似的立體效果，稱為正立體正立體。 立體效應(yīng)的轉(zhuǎn)換立體效應(yīng)的轉(zhuǎn)換 2 2、反立體效應(yīng)、反立體效應(yīng) 把左方攝站攝得的像片把左方攝站攝得的

9、像片P P1 1放在右方，用右眼觀察；右方攝放在右方，用右眼觀察；右方攝 站攝得的像片站攝得的像片P P2 2放在左方用左眼觀察，如圖（放在左方用左眼觀察，如圖（b b）。這種立體）。這種立體 效應(yīng)稱為效應(yīng)稱為反立體反立體?；蛟诮M成正立體效應(yīng)后，將左右像片各旋?；蛟诮M成正立體效應(yīng)后，將左右像片各旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)180180，如圖（，如圖（c c），同樣可得反立體效應(yīng)。），同樣可得反立體效應(yīng)。 立體效應(yīng)的轉(zhuǎn)換立體效應(yīng)的轉(zhuǎn)換 n3 3、零立體效應(yīng)、零立體效應(yīng) 將正立體情況下的兩張像片，在各將正立體情況下的兩張像片，在各 自的平面內(nèi)按同一方向旋轉(zhuǎn)自的平面內(nèi)按同一方向旋轉(zhuǎn)9090，使，使 像片上縱橫坐標(biāo)互換了

10、方向。像片上像片上縱橫坐標(biāo)互換了方向。像片上 原來的縱坐標(biāo)原來的縱坐標(biāo)y y軸轉(zhuǎn)到與基線平行，此軸轉(zhuǎn)到與基線平行，此 時(shí)生理視差變?yōu)橄衿臅r(shí)生理視差變?yōu)橄衿膟 y方向的視差，方向的視差， 因而失去了立體感覺成為一個(gè)平面圖因而失去了立體感覺成為一個(gè)平面圖 像。像。 這種立體視覺，稱為這種立體視覺，稱為零立體效應(yīng)零立體效應(yīng)。 像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n建立人造立體視覺時(shí)，要求觀察立體建立人造立體視覺時(shí)，要求觀察立體 像對(duì)的雙眼分別只能觀察其中的一張像對(duì)的雙眼分別只能觀察其中的一張 像片，俗稱像片，俗稱分像分像。 n觀察時(shí)，一種是直接觀察兩張像片，觀察時(shí)，一種是直接觀察兩張像片， 構(gòu)成立體視

11、覺，是借用立體鏡來達(dá)到構(gòu)成立體視覺，是借用立體鏡來達(dá)到 分像。另一種是通過光學(xué)投影，將兩分像。另一種是通過光學(xué)投影，將兩 張像片的影像重疊投影在一起，稱為張像片的影像重疊投影在一起，稱為 分像法的立體觀察。分像法的立體觀察。 像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n（一）立體鏡觀察（一）立體鏡觀察 立體鏡的主要作用是一只眼睛能清晰地只看一立體鏡的主要作用是一只眼睛能清晰地只看一 張像片的影像。（透鏡主光軸平行，間距約為張像片的影像。（透鏡主光軸平行，間距約為 眼基線距離，高度等于透鏡主距）眼基線距離，高度等于透鏡主距） 最簡(jiǎn)單的立體鏡是橋式立體鏡，如下圖所示：最簡(jiǎn)單的立體鏡是橋式立體鏡，如下圖所示：

12、像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n 航攝像片像幅較大，為了便于航攝像片對(duì)的立體航攝像片像幅較大，為了便于航攝像片對(duì)的立體 觀察，而設(shè)計(jì)的一種立體觀察工具稱為反光立體觀察，而設(shè)計(jì)的一種立體觀察工具稱為反光立體 鏡，如下圖：鏡，如下圖： n用立體鏡觀察立體時(shí)，看到的立體模型與實(shí)物不用立體鏡觀察立體時(shí)，看到的立體模型與實(shí)物不 一樣，主要是在豎直方向夸大了，這種變形有利一樣，主要是在豎直方向夸大了，這種變形有利 于高程的量測(cè)，但由于量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)沒有變化，于高程的量測(cè)，但由于量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)沒有變化， 所以不會(huì)影響量測(cè)結(jié)果。所以不會(huì)影響量測(cè)結(jié)果。 像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n（二）（二）重疊影式重疊影式

13、（疊影影像）觀察（疊影影像）觀察 立體立體 互補(bǔ)色法互補(bǔ)色法 n在投影器中插入互在投影器中插入互 補(bǔ)色濾光片（品補(bǔ)色濾光片（品紅紅 色色 藍(lán)藍(lán)綠色綠色） n觀測(cè)者雙眼分別帶觀測(cè)者雙眼分別帶 上同色鏡片上同色鏡片 像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n（二）（二）重疊影式重疊影式 （疊影影像）觀察（疊影影像）觀察 立體立體 光閘法光閘法 n在兩投影光路中各在兩投影光路中各 安裝一個(gè)光閘（一安裝一個(gè)光閘（一 個(gè)個(gè)打開打開一個(gè)一個(gè)關(guān)閉關(guān)閉） n觀測(cè)者兩眼分別帶觀測(cè)者兩眼分別帶 上與投影器光閘的上與投影器光閘的 光閘眼鏡。光閘眼鏡。 n光閘啟閉頻率光閘啟閉頻率 10Hz 像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n（二

14、）（二）重疊影式重疊影式 （疊影影像）觀察（疊影影像）觀察 立體立體 偏光振法偏光振法 n在兩投影光路中安在兩投影光路中安 裝兩塊偏振平面互裝兩塊偏振平面互 成成90的起偏鏡；的起偏鏡； n觀測(cè)者帶上一副檢觀測(cè)者帶上一副檢 偏鏡片與起偏鏡相偏鏡片與起偏鏡相 同左右偏振平面相同左右偏振平面相 互垂直?；ゴ怪薄?2 2、光閘法、光閘法 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：投影光線的亮度很少損失：投影光線的亮度很少損失 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：振動(dòng)與噪音不利于工作：振動(dòng)與噪音不利于工作 3 3、偏振光法、偏振光法 在兩張影像的投影光路中，放置在兩張影像的投影光路中，放置 兩個(gè)偏振平面相互垂直的偏振器，兩個(gè)偏振平面相互垂直的偏振器， 在承影

15、面上就能得到光波波動(dòng)方向在承影面上就能得到光波波動(dòng)方向 相互垂直的兩組偏振光影像。相互垂直的兩組偏振光影像。 偏振光可用于彩色影像的立體觀偏振光可用于彩色影像的立體觀 察，獲得彩色的立體模型。察，獲得彩色的立體模型。 像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察 n疊映影像立體觀察：疊映影像立體觀察： 液晶閃閉法液晶閃閉法：廣泛用于現(xiàn)代的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系：廣泛用于現(xiàn)代的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系 統(tǒng)中，主要由液晶眼鏡和紅外發(fā)射器組成，使統(tǒng)中，主要由液晶眼鏡和紅外發(fā)射器組成，使 用時(shí)，紅外發(fā)射器一端和顯卡相聯(lián)，圖像顯示用時(shí)，紅外發(fā)射器一端和顯卡相聯(lián)，圖像顯示 軟件按照一定的頻率交替地顯示左右圖像，紅軟件按照一定的頻率交替地顯

16、示左右圖像，紅 外發(fā)射器則同步地發(fā)射紅外線，控制液晶眼睛外發(fā)射器則同步地發(fā)射紅外線，控制液晶眼睛 的左右鏡片交替閃閉，從而達(dá)到左右眼睛各看的左右鏡片交替閃閉，從而達(dá)到左右眼睛各看 一張像片的目的。一張像片的目的。 像對(duì)的立體量測(cè)像對(duì)的立體量測(cè) 一、雙測(cè)標(biāo)量測(cè)法一、雙測(cè)標(biāo)量測(cè)法 是用兩個(gè)刻有量測(cè)標(biāo)記的測(cè)是用兩個(gè)刻有量測(cè)標(biāo)記的測(cè) 標(biāo)放在兩張像片上，或放置在標(biāo)放在兩張像片上，或放置在 左右像片的觀察光路中，當(dāng)立左右像片的觀察光路中，當(dāng)立 體觀測(cè)像片對(duì)時(shí)，左右兩個(gè)測(cè)體觀測(cè)像片對(duì)時(shí)，左右兩個(gè)測(cè) 標(biāo)構(gòu)成一個(gè)空間測(cè)標(biāo)，當(dāng)左、標(biāo)構(gòu)成一個(gè)空間測(cè)標(biāo)，當(dāng)左、 右測(cè)標(biāo)分別在左右像片的同名右測(cè)標(biāo)分別在左右像片的同名 地

17、物點(diǎn)上時(shí)，就構(gòu)成測(cè)標(biāo)與該地物點(diǎn)上時(shí)，就構(gòu)成測(cè)標(biāo)與該 地物點(diǎn)相貼。此時(shí)，移動(dòng)像片地物點(diǎn)相貼。此時(shí)，移動(dòng)像片 或觀測(cè)系統(tǒng)的手輪可直接讀出或觀測(cè)系統(tǒng)的手輪可直接讀出 該點(diǎn)量測(cè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)該點(diǎn)量測(cè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x x1 1、 y y1 1與與x x2 2、y y2 2?；蛘咭詼y(cè)標(biāo)切到?；蛘咭詼y(cè)標(biāo)切到 某一高程，用左右手輪運(yùn)動(dòng)，某一高程，用左右手輪運(yùn)動(dòng)， 保證測(cè)標(biāo)沿立體模型表明緊貼保證測(cè)標(biāo)沿立體模型表明緊貼 移動(dòng)，即可帶動(dòng)測(cè)圖設(shè)備繪出移動(dòng)，即可帶動(dòng)測(cè)圖設(shè)備繪出 等高線。等高線。 單測(cè)標(biāo)量測(cè)法單測(cè)標(biāo)量測(cè)法 單測(cè)標(biāo)法單測(cè)標(biāo)法是用一個(gè)真實(shí)測(cè)標(biāo)去量測(cè)立是用一個(gè)真實(shí)測(cè)標(biāo)去量測(cè)立 體模型，如圖：體模型，如圖： 像

18、點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)儀器像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)儀器 用解析方法處理攝影的像片時(shí)，都要首先量用解析方法處理攝影的像片時(shí)，都要首先量 測(cè)出像點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)出像點(diǎn)的坐標(biāo)x x，y y。量測(cè)這些數(shù)據(jù)的專用一。量測(cè)這些數(shù)據(jù)的專用一 起，稱為起，稱為立體坐標(biāo)量測(cè)儀立體坐標(biāo)量測(cè)儀。 蔡司（耶拿）蔡司（耶拿） Stecometer CStecometer C 型立體坐標(biāo)量型立體坐標(biāo)量 測(cè)儀測(cè)儀 蔡司（上科恩）蔡司（上科恩）PSKPSK型立體坐標(biāo)量測(cè)儀型立體坐標(biāo)量測(cè)儀 HCZ-1HCZ-1型型立體坐標(biāo)量測(cè)儀立體坐標(biāo)量測(cè)儀 思考題：思考題： 1 1、人眼為什么可分辨物體的遠(yuǎn)近？、人眼為什么可分辨物體的遠(yuǎn)近？ 2 2、單眼觀察與雙眼觀察的

19、分辨率為什、單眼觀察與雙眼觀察的分辨率為什 么不同？雙眼觀察可提高多少？么不同？雙眼觀察可提高多少？ 3 3、什么叫人造立體視覺？有哪些條件？什么叫人造立體視覺？有哪些條件？ 攝影測(cè)量中如何利用這一原理？攝影測(cè)量中如何利用這一原理？ 4 4、什么叫正立體、反立體、零立體？什么叫正立體、反立體、零立體？ 5 5、攝影測(cè)量中用哪兩種測(cè)標(biāo)來觀測(cè)立、攝影測(cè)量中用哪兩種測(cè)標(biāo)來觀測(cè)立 體模型？體模型？ 6 6、量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)的儀器有哪些？、量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)的儀器有哪些？ 二、雙像解析攝影測(cè)量原理與方法二、雙像解析攝影測(cè)量原理與方法 學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的 n什么是雙像解析攝影測(cè)量？什么是雙像解析攝影測(cè)量？ n雙像解析

20、攝影測(cè)量與單張航攝像片解雙像解析攝影測(cè)量與單張航攝像片解 析的區(qū)別？析的區(qū)別？ n雙像解析攝影測(cè)量的方法有哪些？雙像解析攝影測(cè)量的方法有哪些？ 雙像解析攝影測(cè)量雙像解析攝影測(cè)量 n雙像解析攝影測(cè)量的方法雙像解析攝影測(cè)量的方法； n立體像對(duì)的空間前方交會(huì)相關(guān)知識(shí)立體像對(duì)的空間前方交會(huì)相關(guān)知識(shí)； n空間后方交會(huì)與前方交會(huì)求解地面點(diǎn)空間后方交會(huì)與前方交會(huì)求解地面點(diǎn) 坐標(biāo)的計(jì)算方法坐標(biāo)的計(jì)算方法； n解析相對(duì)定向及模型坐標(biāo)計(jì)算；解析相對(duì)定向及模型坐標(biāo)計(jì)算； n單模型光束法整體解求；單模型光束法整體解求； n解析相對(duì)定向及模型坐標(biāo)計(jì)算；解析相對(duì)定向及模型坐標(biāo)計(jì)算； 雙像解析攝影測(cè)量基礎(chǔ)雙像解析攝影測(cè)量基

21、礎(chǔ) n雙像解析攝影測(cè)量定義：雙像解析攝影測(cè)量定義： 根據(jù)根據(jù)中心投影的構(gòu)像方程（共線方程）中心投影的構(gòu)像方程（共線方程）可知道，在一可知道，在一 張像片上一個(gè)像點(diǎn)只能組成兩個(gè)方程。要確定物點(diǎn)的張像片上一個(gè)像點(diǎn)只能組成兩個(gè)方程。要確定物點(diǎn)的 三維空間坐標(biāo)三維空間坐標(biāo)，必須要構(gòu)成不同攝站對(duì)同一物體攝影，必須要構(gòu)成不同攝站對(duì)同一物體攝影， 獲得具有一定獲得具有一定重疊的像片對(duì)重疊的像片對(duì)，通過計(jì)算求解相應(yīng)物點(diǎn)，通過計(jì)算求解相應(yīng)物點(diǎn) 的的三維空間坐標(biāo)三維空間坐標(biāo)。 n立體模型立體模型的建立是的建立是雙像解析攝影測(cè)量的理雙像解析攝影測(cè)量的理 論基礎(chǔ)論基礎(chǔ)，它是解決由影像的幾何信息到用，它是解決由影像的幾

22、何信息到用 數(shù)學(xué)方式建立數(shù)學(xué)模型，從而得到被數(shù)學(xué)方式建立數(shù)學(xué)模型，從而得到被攝物攝物 體的三維空間坐標(biāo)體的三維空間坐標(biāo)，為用戶提供是，為用戶提供是數(shù)字化數(shù)字化 的模型的模型。 雙像解析攝影測(cè)量基礎(chǔ)雙像解析攝影測(cè)量基礎(chǔ) n立體像對(duì)的定義：立體像對(duì)的定義：在在 不同攝站對(duì)同一地區(qū)不同攝站對(duì)同一地區(qū) 攝取具有重疊的連續(xù)攝取具有重疊的連續(xù) 的兩張像片；的兩張像片； n攝影基線：相鄰兩攝影基線：相鄰兩 攝站的連線；攝站的連線； n同名光線：同一地面同名光線：同一地面 點(diǎn)發(fā)出的兩條光線；點(diǎn)發(fā)出的兩條光線； n同名像點(diǎn)：同名光線同名像點(diǎn)：同名光線 在左右像片上的構(gòu)像；在左右像片上的構(gòu)像； 雙像解析攝影測(cè)量基

23、礎(chǔ)雙像解析攝影測(cè)量基礎(chǔ) n核面：攝影基線與某一地面點(diǎn)組成核面：攝影基線與某一地面點(diǎn)組成 的平面；的平面； n同名核線：核面與左右像片面的交同名核線：核面與左右像片面的交 線；線； n主核面：通過像主點(diǎn)的核面（左、主核面：通過像主點(diǎn)的核面（左、 右主核面）右主核面） n垂核面：包含左右像底點(diǎn)的核面；垂核面：包含左右像底點(diǎn)的核面； 雙像解析攝影測(cè)量方法雙像解析攝影測(cè)量方法 根據(jù)攝得的立體像對(duì)的內(nèi)在幾何特性，按物點(diǎn)、根據(jù)攝得的立體像對(duì)的內(nèi)在幾何特性，按物點(diǎn)、 攝站點(diǎn)與像點(diǎn)構(gòu)成的幾何關(guān)系，用數(shù)字計(jì)算方式求攝站點(diǎn)與像點(diǎn)構(gòu)成的幾何關(guān)系，用數(shù)字計(jì)算方式求 解物點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)的方法有三種：解物點(diǎn)的三維空間坐

24、標(biāo)的方法有三種： 用單張像片的空間后方交會(huì)方式和雙像空間用單張像片的空間后方交會(huì)方式和雙像空間 前方交會(huì)公式求解物點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。前方交會(huì)公式求解物點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。 用相對(duì)定向和絕對(duì)定向方法求解地面點(diǎn)的三用相對(duì)定向和絕對(duì)定向方法求解地面點(diǎn)的三 維空間坐標(biāo)。維空間坐標(biāo)。 采用光束法求解地面點(diǎn)三維坐標(biāo)。采用光束法求解地面點(diǎn)三維坐標(biāo)。 空間前方交會(huì)方法空間前方交會(huì)方法 n原理：原理： 使用立體像對(duì)上的使用立體像對(duì)上的 同名像點(diǎn)，就能得同名像點(diǎn)，就能得 到兩條同名射線在到兩條同名射線在 空間的方向，這兩空間的方向，這兩 條射線在空間一定條射線在空間一定 相交，其相交處必相交，其相交處必 然是該地面

25、點(diǎn)的空然是該地面點(diǎn)的空 間位置間位置; P A B P 右 abba 左 空間前方交會(huì)方法空間前方交會(huì)方法 n原理：原理： n設(shè)空中設(shè)空中S1和和S2兩個(gè)攝站點(diǎn)對(duì)地面攝影，兩個(gè)攝站點(diǎn)對(duì)地面攝影， 獲得一個(gè)立體像對(duì)。任一地面點(diǎn)獲得一個(gè)立體像對(duì)。任一地面點(diǎn)A在該在該 像對(duì)的左右像片上構(gòu)像為像對(duì)的左右像片上構(gòu)像為al和和a2。顯然。顯然 同名射線同名射線S1al與與S2a2必然交于地面點(diǎn)必然交于地面點(diǎn)A。 若若已知兩張像片的內(nèi)、外方位元素和已知兩張像片的內(nèi)、外方位元素和 像點(diǎn)坐標(biāo)像點(diǎn)坐標(biāo), 由由共線方程聯(lián)立共線方程聯(lián)立即可即可確定相確定相 應(yīng)地面點(diǎn)的地面坐標(biāo)。應(yīng)地面點(diǎn)的地面坐標(biāo)。 空間前方交會(huì)方法空

26、間前方交會(huì)方法 n定義：由立體定義：由立體 像對(duì)中兩張像像對(duì)中兩張像 片的內(nèi)、外方片的內(nèi)、外方 位元素和同名位元素和同名 像點(diǎn)坐標(biāo)來確像點(diǎn)坐標(biāo)來確 定相應(yīng)地面點(diǎn)定相應(yīng)地面點(diǎn) 在物方空間坐在物方空間坐 標(biāo)系中坐標(biāo)的標(biāo)系中坐標(biāo)的 方法。（方法。（P32） X Y Z a1(x1,y1) x1 y1 z1 S1 A(X,Y,Z) a2(x2,y2) z2 y2 x2 S2 空間前方交會(huì)方法空間前方交會(huì)方法 n推導(dǎo)過程：推導(dǎo)過程： X1 Y1 Z1 M Ztp Ytp Xtp X2 Y2 Z2 Xs1 Ys1 Zs1 A a1 s1 Y1 X1 Z1 a2 s2 空間前方交會(huì)方法空間前方交會(huì)方法 n一

27、、點(diǎn)投影系數(shù)法：一、點(diǎn)投影系數(shù)法： n過左右攝站過左右攝站S1、S2分別分別 做的像空間輔助坐標(biāo)系做的像空間輔助坐標(biāo)系 為：為：S1-X1Y1Z1和和S2- X2Y2Z2， ，左右攝站 左右攝站S1、 S2在地面坐標(biāo)系下的坐在地面坐標(biāo)系下的坐 標(biāo)分別為（標(biāo)分別為（XS1， ，YS1， ZS1）和（）和（XS2， ，YS2，ZS2） ） 11 111 1 Xx Yy Zf R 22 222 2 Xx Yy Zf R 空間前方交會(huì)方法空間前方交會(huì)方法點(diǎn)投影系數(shù)法點(diǎn)投影系數(shù)法 n點(diǎn)投影系數(shù)定義點(diǎn)投影系數(shù)定義 1111 1 1 1111 AsAsAs XXYYZZSA N SaXYZ 2 2 2 2

28、2 2 2 22 2 N Z ZZ Y YY X XX aS AS sAsAsA A a1 s1 Y1 X1 Z1 YA-Ys1 XA-Xs1 ZA-Zs1 a2 s2 A 1 AsAsAs XYZ XXYYZZ 點(diǎn)投影系數(shù) 點(diǎn)投影系數(shù)是地面點(diǎn)在左右像片構(gòu)像的點(diǎn)投影系數(shù)是地面點(diǎn)在左右像片構(gòu)像的 航高與該點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)航高與該點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)Z Z的比值，的比值， 一般情況下，不同點(diǎn)有不同點(diǎn)投影系數(shù)一般情況下，不同點(diǎn)有不同點(diǎn)投影系數(shù) 空間前方交會(huì)方法空間前方交會(huì)方法點(diǎn)投影系數(shù)法點(diǎn)投影系數(shù)法 n點(diǎn)投影系數(shù)方法計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)方法計(jì)算 111222 11 1222 111222 Ass Ass

29、Ass XXN XXN X YYN YYN Y ZZN ZZN Z B BX= Xs2 Xs1 BY= Ys2 Ys1 s1 s2 21 21 21 Xss Yss Zss BXX BYY BZZ 點(diǎn)投影法前方交會(huì) 222111 222111 222111 ZNZZNZZ YNYYNYY XNXXNXX ssA ssA ssA 211122 211 12 2 211 122 Xss Yss Zss BXXN XN X BYYNYNY BZZNZN Z 1221 11 2 1221 22 1 ZXZX XBZB N ZXZX XBZB N ZX ZX n獲取已知數(shù)據(jù)獲取已知數(shù)據(jù)x0 , y0 ,

30、 f , XS1, YS1, ZS1, 1, 1, 1 , XS2, YS2, ZS2 , 2, 2, 2 n量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo) x1,y1 , x2,y2 n由外方位線元素計(jì)算基線分量由外方位線元素計(jì)算基線分量 BX, BY, BZ n由外方位角元素計(jì)算像空間輔助坐標(biāo)由外方位角元素計(jì)算像空間輔助坐標(biāo) X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2 n計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù) N1 , N2 n計(jì)算地面坐標(biāo)計(jì)算地面坐標(biāo) XA, YA, ZA 前交法前交法計(jì)算過程 空間前方交會(huì)方法空間前方交會(huì)方法嚴(yán)密解法嚴(yán)密解法 n已知值已知值 x0 , y0 , f , m , Xs, Ys, Zs

31、, , , n觀測(cè)值觀測(cè)值 x,y n未知數(shù)未知數(shù) X, Y, Z n泰勒級(jí)數(shù)展開泰勒級(jí)數(shù)展開 0 0 x y xxx vXYZxx XYZ yyy vXYZyy XYZ 共線條件方程共線條件方程 Z Y f ZZcYYbXXa ZZcYYbXXa fyy Z X f ZZcYYbXXa ZZcYYbXXa fxx sss sss sss sss )()()( )()()( )()()( )()()( 333 222 0 333 111 0 s s s s s s ZZ YY XX ZZ YY XX cba cba cba Z Y X 1 333 222 111 R 誤差方程誤差方程 yyZa

32、YaXav xxZaYaXav y x 0 232221 0 131211 垂直攝影情況下，可取垂直攝影情況下，可取 0，保留，保留 ，則，則 H x a H f a H f a 13 12 11 sin cos H y a H f a H f a 13 12 21 cos sin 空間后交法與前交法求解地面點(diǎn)的步驟空間后交法與前交法求解地面點(diǎn)的步驟 n這種方法首先由這種方法首先由單片后方交會(huì)求出左、右像片的單片后方交會(huì)求出左、右像片的 外方外方 位元素位元素，再用，再用空間前方交會(huì)公式求出待定點(diǎn)空間前方交會(huì)公式求出待定點(diǎn) 坐標(biāo)坐標(biāo)，主要步驟如下：，主要步驟如下： 野外像片控制測(cè)量：要求重疊部

33、分至少有四個(gè)野外像片控制測(cè)量：要求重疊部分至少有四個(gè) 已知地面控制點(diǎn)；已知地面控制點(diǎn)； 用立體坐標(biāo)量測(cè)儀量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)；用立體坐標(biāo)量測(cè)儀量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)； 空間后方交會(huì)法計(jì)算像片外方位元素：利用控空間后方交會(huì)法計(jì)算像片外方位元素：利用控 制點(diǎn)分別計(jì)算每個(gè)像片的六個(gè)外方位元素，包制點(diǎn)分別計(jì)算每個(gè)像片的六個(gè)外方位元素，包 括括XsXs1 1, Ys, Ys1 1, Zs, Zs1 1, , 1 1, , 1 1, , 1 1 和和XsXs2 2, Ys, Ys2 2, , ZsZs2 2, , 2 2, , 2 2, , 2 2； 空間前方交會(huì)法計(jì)算未知點(diǎn)地面坐標(biāo)；空間前方交會(huì)法計(jì)算未知點(diǎn)地面坐標(biāo)； 空

34、間后交法與前交法求解地面點(diǎn)的步驟空間后交法與前交法求解地面點(diǎn)的步驟 空間前方交會(huì)法計(jì)算未知點(diǎn)地面坐標(biāo)空間前方交會(huì)法計(jì)算未知點(diǎn)地面坐標(biāo) n 利用各自的像片的角元素，計(jì)算出左、右利用各自的像片的角元素，計(jì)算出左、右 像片的方向余弦，組成旋轉(zhuǎn)矩陣像片的方向余弦，組成旋轉(zhuǎn)矩陣R1,R2； n根據(jù)左、右像片的外方位元素計(jì)算攝影基根據(jù)左、右像片的外方位元素計(jì)算攝影基 線分量線分量BXBYBZ n逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)；逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)； n計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)；計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)； n計(jì)算未知點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)；計(jì)算未知點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)； 思考題思考題 n1.什么是空間前方交會(huì)？它能解決什什

35、么是空間前方交會(huì)？它能解決什 么問題？么問題？ n2.在平坦地區(qū)能否用單像空間后方交在平坦地區(qū)能否用單像空間后方交 會(huì)同時(shí)求解影像內(nèi)、外方位元素未知會(huì)同時(shí)求解影像內(nèi)、外方位元素未知 數(shù)？為什么？在一般地區(qū)呢？數(shù)？為什么？在一般地區(qū)呢？ 解析相對(duì)定向解析相對(duì)定向 n有關(guān)概念：有關(guān)概念： 解析相對(duì)定向解析相對(duì)定向： 利用利用立體像對(duì)立體像對(duì)中攝影時(shí)存中攝影時(shí)存 在的同名光線對(duì)應(yīng)相交的幾何關(guān)系，通過量在的同名光線對(duì)應(yīng)相交的幾何關(guān)系，通過量 測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)，以解析計(jì)算的方法，求解兩測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)，以解析計(jì)算的方法，求解兩 像片的相對(duì)方位元素值的過程。像片的相對(duì)方位元素值的過程。 解析相對(duì)定向解析相對(duì)定向：

36、恢復(fù)攝影時(shí)相鄰兩影像攝影恢復(fù)攝影時(shí)相鄰兩影像攝影 光束的相互關(guān)系，從而使同名光線對(duì)對(duì)相交。光束的相互關(guān)系，從而使同名光線對(duì)對(duì)相交。 解析相對(duì)定向解析相對(duì)定向 n有關(guān)概念：有關(guān)概念： 相對(duì)定向元素：相對(duì)定向元素：確定相鄰兩像片的確定相鄰兩像片的 相對(duì)位置和姿態(tài)相對(duì)位置和姿態(tài)的要素，稱之為相的要素，稱之為相 對(duì)定向元素。（對(duì)定向元素。（5個(gè)）個(gè)） 相對(duì)定向的目的是建立一個(gè)與被攝相對(duì)定向的目的是建立一個(gè)與被攝 物體相似的幾何模型，以物體相似的幾何模型，以確定模型確定模型 點(diǎn)點(diǎn)的的三維坐標(biāo)三維坐標(biāo)。 解析相對(duì)定向解析相對(duì)定向 n描述立體像對(duì)描述立體像對(duì) 中兩像片的中兩像片的相相 對(duì)位置和姿態(tài)對(duì)位置和姿

37、態(tài) 的參數(shù)的參數(shù) a2(x2,y2) z2 y2 x2 S2 X Y Z a1(x1,y1) x1 y1 z1 S1 A(X,Y,Z) 解析相對(duì)定向解析相對(duì)定向 n知識(shí)回顧：知識(shí)回顧： 確定一個(gè)立體像片對(duì)需要確定一個(gè)立體像片對(duì)需要？個(gè)外方位元素個(gè)外方位元素 一類為一類為相對(duì)方位相對(duì)方位元素，另一類為元素，另一類為絕對(duì)方位絕對(duì)方位 元素。元素。 相對(duì)方位元素相對(duì)方位元素用來確定兩相鄰像片的相對(duì)用來確定兩相鄰像片的相對(duì) 位置和姿態(tài)；位置和姿態(tài)；絕對(duì)方位元素絕對(duì)方位元素是確定立體像是確定立體像 對(duì)在規(guī)定坐標(biāo)系中的位置和姿態(tài)。對(duì)在規(guī)定坐標(biāo)系中的位置和姿態(tài)。 12 解析相對(duì)定向元素計(jì)算方法解析相對(duì)定向元

38、素計(jì)算方法 n相對(duì)方位元素根據(jù)選取的相對(duì)方位元素根據(jù)選取的空間輔助坐標(biāo)系空間輔助坐標(biāo)系 的不同，其相對(duì)定向元素也有所不同，分的不同，其相對(duì)定向元素也有所不同，分 為：為： 連續(xù)法相對(duì)定向：連續(xù)法相對(duì)定向：像空輔坐標(biāo)系的原點(diǎn)：立像空輔坐標(biāo)系的原點(diǎn)：立 體像對(duì)中左片的攝站點(diǎn)上；坐標(biāo)軸方向：與立體像對(duì)中左片的攝站點(diǎn)上；坐標(biāo)軸方向：與立 體像對(duì)中左片的像空輔坐標(biāo)系重合體像對(duì)中左片的像空輔坐標(biāo)系重合 單獨(dú)法相對(duì)定向：?jiǎn)为?dú)法相對(duì)定向：在以左攝影中心為原點(diǎn)、在以左攝影中心為原點(diǎn)、 左主核面為左主核面為XZ 平面、攝影基線為平面、攝影基線為X 軸的右手軸的右手 空間直角坐標(biāo)系中，左右像片的相對(duì)方位元素空間直角

39、坐標(biāo)系中，左右像片的相對(duì)方位元素 連續(xù)法相對(duì)定向連續(xù)法相對(duì)定向 n左片相對(duì)于像空輔的外方位元素為零，兩左片相對(duì)于像空輔的外方位元素為零，兩 像片外方位元素相對(duì)差為：像片外方位元素相對(duì)差為： BX=XS2-XS1 BY=YS2-YS1 BZ=ZS2-ZS1 = 2-1 =2-1 =2 -1 n其中其中BY、 、BZ 、 、 就是五個(gè)相就是五個(gè)相 對(duì)方位元素對(duì)方位元素 (BX影像模型的大小影像模型的大小) BX影像模型的大小影像模型的大小 B BX= Xs2 Xs1 BY= Ys2 Ys1 s1 s2 S2 BY變換的情況變換的情況 B BX= Xs2 Xs1 BY= Ys2 Ys1 s1 s2

40、S2 BZ變換的情況變換的情況 B BX= Xs2 Xs1 BY= Ys2 Ys1 s1 s2 S2 以左像空間以左像空間 坐標(biāo)系為基坐標(biāo)系為基 礎(chǔ)，右像片礎(chǔ)，右像片 相對(duì)于左像相對(duì)于左像 片的相對(duì)方片的相對(duì)方 位元素稱位元素稱 X1 x1 Y1 Z1 S1 y1 Y2 Z2 S2 y2 X2 x2 B Bz Bx By 連續(xù)法相對(duì)定向元素連續(xù)法相對(duì)定向元素： By ， Bz ， 連續(xù)法連續(xù)法相對(duì)定向元素相對(duì)定向元素 二、解析相對(duì)定向原理二、解析相對(duì)定向原理 共面方程：同名光線共面方程：同名光線 對(duì)對(duì)相交對(duì)對(duì)相交于核面內(nèi)于核面內(nèi) X Y Z a1(x1,y1) x1 y1 z1 S1 A(X,

41、Y,Z) a2(x2,y2) z2 y2 x2 S2 0)( 221121 aSaSSS 1、連續(xù)法、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理解析相對(duì)定向原理 X1 x1 Y1 Z1 S1 y1 Y2 Z2 S2 y2 X2 x2 B Bz Bx By A a1(X1 ,Y1 ,Z1) a2(X2 ,Y2 ,Z2) 111 222 111 222 0 xyz xyz xyz BBB XYZ XBYBZB BBB XYZ XYZ 連續(xù)法連續(xù)法解析相對(duì)定向原理解析相對(duì)定向原理 0 222 111 ZYX ZYX BBB zyx 22 2 22 2 Xx Yy Zf R x x z xxy B B B BBB tg

42、cos tg B s1 s2 Bz By Bx 注意：注意：航空攝影測(cè)量規(guī)范規(guī)定，相鄰攝航空攝影測(cè)量規(guī)范規(guī)定，相鄰攝 站的高差必須小于站的高差必須小于1/4航高，故航高，故、是是 很小的值很小的值 11 111 1 Xx YRy Zf 連續(xù)法連續(xù)法解析相對(duì)定向原理解析相對(duì)定向原理 111 222 1 0XFBXYZ XYZ 0 0 FFFFF F 單獨(dú)法單獨(dú)法相對(duì)定向元素相對(duì)定向元素 2 單獨(dú)法相對(duì)定向元素單獨(dú)法相對(duì)定向元素： 1 ， 1 ，2，2，2 1 X1 x1 Y1 Z1 S1 y1 Y2 Z2 S2 y2 X2 x2 B 在以左攝影中心在以左攝影中心 為原點(diǎn)、左主核為原點(diǎn)、左主核 面

43、為面為XZ平面、平面、 攝影基線為攝影基線為X軸軸 的右手空間直角的右手空間直角 坐標(biāo)系中，左右坐標(biāo)系中，左右 像片的相對(duì)方位像片的相對(duì)方位 元素稱元素稱 2 2 1 1=0 解析法相對(duì)定向解析法相對(duì)定向 單獨(dú)法相對(duì)定向元素單獨(dú)法相對(duì)定向元素： 1 ， 1 ， 2， 2， 2 單獨(dú)法單獨(dú)法相對(duì)定向原理相對(duì)定向原理 1 1 22 0 YZ FB YZ 0 1122 11222 20 FFFFF F 相對(duì)定向元素計(jì)算相對(duì)定向元素計(jì)算 n獲取已知數(shù)據(jù)獲取已知數(shù)據(jù)x0, y0, f, x1, y1, x2, y2 n假定攝影基線假定攝影基線Bx= x1-x2 n設(shè)定相對(duì)定向元素的初值設(shè)定相對(duì)定向元素的

44、初值?0 n由相對(duì)定向元素計(jì)算像空間輔助坐標(biāo)由相對(duì)定向元素計(jì)算像空間輔助坐標(biāo)X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2 n逐點(diǎn)計(jì)算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)并法化逐點(diǎn)計(jì)算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)并法化 n解法方程，求相對(duì)定向元素改正數(shù)解法方程，求相對(duì)定向元素改正數(shù) n求相對(duì)定向元素的新值求相對(duì)定向元素的新值 n判斷迭代是否收斂（限差判斷迭代是否收斂（限差0.01=3105） 一、絕對(duì)定向與絕對(duì)定向元素一、絕對(duì)定向與絕對(duì)定向元素 二、解析絕對(duì)定向原理二、解析絕對(duì)定向原理 三、絕對(duì)定向元素計(jì)算三、絕對(duì)定向元素計(jì)算 四、地面坐標(biāo)計(jì)算四、地面坐標(biāo)計(jì)算 絕對(duì)定向元素絕對(duì)定向元素 二絕對(duì)定向理論 2、空間

45、相似變換 Z X Y T T T Z Y X 2、空間相似變換 二絕對(duì)定向理論 Z X Y 123 1 23 123 aaa bbb ccc T T T Z Y X 2、空間相似變換 二絕對(duì)定向理論 T T T Z Y X Z X Y 123 123 123 aaa bbb ccc 2、空間相似變換 二絕對(duì)定向理論 T T T Z Y X Z X Y 0 0 0 Z X Y 2、空間相似變換 二絕對(duì)定向理論 123 1 23 123 aaa bbb ccc 2、空間相似變換 0123 1230 1230 XXX Y ZZZ T T T aaa bbbYY ccc 絕對(duì)定向方程 二絕對(duì)定向理論

46、1、已知：地面控制點(diǎn)坐標(biāo)（ ）和相應(yīng)的模型 點(diǎn)坐標(biāo)（ ），求絕對(duì)方位元素。 2、已知：模型點(diǎn)坐標(biāo)（ ）和絕對(duì)方位元素，求 所對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)在地輔坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（ ）。 2、空間相似變換 0123 1230 1230 XXX Y ZZZ T T T aaa bbbYY ccc 空間相似變換公式的應(yīng)用： TTT Z,Y,X ZY,X, ZY,X, TTT Z,Y,X 二絕對(duì)定向理論 ? 2、空間相似變換 0123 1230 1230 XXX Y ZZZ T T T aaa bbbYY ccc a、絕對(duì)定向方程是非線性的，如何答解 7個(gè)絕對(duì)方位元素？ b、控制點(diǎn)的數(shù)量、分布如何？ 二絕對(duì)定向理論 3、絕

47、對(duì)方位元素解算 0123 1230 1230 XXX Y ZZZ T T T aaa bbbYY ccc d Z d Z d Z d Z dZ Z Z ZZ d Y d Y d Y d Y dY Y Y YY d X d X d X d X dX X X XX TTTTT TT TTTTT TT TTTTT TT 0 0 0 0 0 0 0 0 0 二絕對(duì)定向理論 3、絕對(duì)方位元素解算 0 0 0 0 0 0 0100 0010 0001 TT TT TT ZZ YY XX d d d d dZ dY dX XtrYtrZtr XtrZtrYtr YtrZtrXtr dd Z Y X M Zt

48、r Ytr Xtr 1 ; 00 二絕對(duì)定向理論 絕對(duì)定向絕對(duì)定向 n這種變換數(shù)學(xué)上表示為，不同原點(diǎn)的三維空間坐這種變換數(shù)學(xué)上表示為，不同原點(diǎn)的三維空間坐 標(biāo)的空間相似變換：標(biāo)的空間相似變換： n（Xtp， ， Ytp ， Ztp ）為地面控制點(diǎn)的地面攝影測(cè)量 ）為地面控制點(diǎn)的地面攝影測(cè)量 坐標(biāo)，坐標(biāo)， （Xp， ， Yp ， Zp ）為模型點(diǎn)的攝影測(cè)量坐標(biāo)， ）為模型點(diǎn)的攝影測(cè)量坐標(biāo)， 為比例因子，為比例因子，R R為旋轉(zhuǎn)矩陣，為旋轉(zhuǎn)矩陣， （X0， ， Y0 ， Z0 ） ） 模型坐標(biāo)原點(diǎn)在地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系下坐標(biāo)模型坐標(biāo)原點(diǎn)在地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系下坐標(biāo) 0 0 0 tpp tpp tpp

49、XXX YYY ZZZ R X1 Y1 Z1 P Zp Yp Xp X2 Y2 Z2 A a1 s1 a2 s2 M Ztp Ytp Xtp X0 Y0 Z0 絕對(duì)定向元素絕對(duì)定向元素： ，X0 ， Y0 ， Z0 ， ， 絕對(duì)定向元素絕對(duì)定向元素 絕對(duì)定向元素絕對(duì)定向元素 n未知數(shù)個(gè)數(shù)未知數(shù)個(gè)數(shù)7個(gè)，分別為個(gè)，分別為 ，X0 ， Y0 ， Z0 ， ， ， ， 需要七個(gè)方程需要七個(gè)方程 n已知：一個(gè)地面控制點(diǎn)可以提供三個(gè)坐標(biāo)，可列三個(gè)方已知：一個(gè)地面控制點(diǎn)可以提供三個(gè)坐標(biāo)，可列三個(gè)方 程，所以。需要提供程，所以。需要提供兩個(gè)平高控制點(diǎn)和一個(gè)高程控制點(diǎn)兩個(gè)平高控制點(diǎn)和一個(gè)高程控制點(diǎn) 或者或者兩

50、個(gè)平面控制點(diǎn)和三個(gè)高程控制點(diǎn)，且三個(gè)高程點(diǎn)兩個(gè)平面控制點(diǎn)和三個(gè)高程控制點(diǎn)，且三個(gè)高程點(diǎn) 不在一直線不在一直線； n生產(chǎn)中一般在模型四角布生產(chǎn)中一般在模型四角布四四個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn) 0 0 0 Z Y X Z Y X Z Y X p p p tp tp tp R M Ztp Ytp Xtp X0 Y0 Z0 絕對(duì)定向公式絕對(duì)定向公式 P Yp Xp A Zp 0 0 0 Z Y X Z Y X Z Y X p p p tp tp tp R 絕對(duì)定向元素絕對(duì)定向元素： ，X0 ， Y0 ， Z0 ， ， 問題問題 提出提出 如何求解模型點(diǎn)的坐標(biāo)？ 如何求解地面點(diǎn)的坐標(biāo)？ 模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算

51、n相對(duì)定向完之后，建立的模型叫相對(duì)定向完之后，建立的模型叫立體立體 模型，模型，立體模型上的點(diǎn)稱為立體模型上的點(diǎn)稱為模型點(diǎn)。模型點(diǎn)。 n在求解相對(duì)定向元素時(shí)，模型基線在求解相對(duì)定向元素時(shí)，模型基線B 是任意選取的，故模型的比例尺也是是任意選取的，故模型的比例尺也是 任意的。任意的。 n求解模型點(diǎn)的方法：求解模型點(diǎn)的方法：點(diǎn)投影系數(shù)前方點(diǎn)投影系數(shù)前方 交會(huì)法交會(huì)法 點(diǎn)投影法前方交會(huì) 222111 222111 222111 ZNZZNZZ YNYYNYY XNXXNXX ssA ssA ssA 211122 211 12 2 211 122 Xss Yss Zss BXXN XN X BYYNY

52、NY BZZNZN Z 1221 11 2 1221 22 1 ZXZX XBZB N ZXZX XBZB N ZX ZX 模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 n點(diǎn)投影系數(shù)公式：點(diǎn)投影系數(shù)公式： 22 1 1221 11 2 1221 XZ XZ BZBX N X ZXZ BZBX N X ZXZ 222111 222111 222111 ZNZZNZZ YNYYNYY XNXXNXX ssA ssA ssA 模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 n單獨(dú)法相對(duì)定向時(shí)：?jiǎn)为?dú)法相對(duì)定向時(shí)：BY=BZ=0,因此其點(diǎn)投因此其點(diǎn)投 影系數(shù)分別為：影系數(shù)分別為： n模型內(nèi)各模型點(diǎn)的坐標(biāo)模型內(nèi)各模型點(diǎn)的坐標(biāo) 分別為：分別為： n左攝站點(diǎn)坐標(biāo)：左攝站點(diǎn)坐標(biāo)： XS1=0 YS1=0 ZS1=0 2 1 1221 1 2 1221 BZ N X ZX Z BZ N X ZX Z 模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 n右攝站點(diǎn)坐標(biāo)：右攝站點(diǎn)坐標(biāo)： XS2=XS1+BX YS2=YS1+BY ZS2=ZS1+BZ n一般模型點(diǎn)坐標(biāo)：一般模型點(diǎn)坐標(biāo)： Xm=XS1+N1X1 Ym=YS1+N