立體像對的相對方位元素和絕對方位元素-四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1、立體像對的方位元素和空間前方交會(huì)3.3立體像對的相對方位元素和絕對方位元素新課導(dǎo)入確定一張航攝像片在地面攝影測量坐標(biāo)系中的位置需要六個(gè)外方位元 素：Xs、Ys、Zs、©、3、k確定一個(gè)立體像對的兩張航攝像片在地面攝影測量坐標(biāo)系中的方位，需要12個(gè)外方位元素。左片：Xsi、Ysi、Zsi、曲、 31、 K；右片：XS2、YS2、ZS2、 血、 32、K。在解決攝影測量問題時(shí)，往往關(guān)心的不是整個(gè)像對的絕對方位，而是首 先考慮兩張像片的相對方位，而后再處理整個(gè)像對在某一坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對 方位。故，首先確定一個(gè)像對中兩張像片之間的相對方位；然后確定該像對 相對于地面攝影測量坐標(biāo)系中的絕對方位

2、。概述1. 根本概念相對定向：確定一個(gè)像對中兩張像片之間的相對方位的過程稱為相對定 向。相對定向元素：確定一立體像對中兩張像片之間的相對方位所需要的參 數(shù)稱為該像對的相對方位元素。絕對定向：確定一像對相對于地面攝影測量坐標(biāo)系中的絕對方位的過程 稱為絕對定向。絕對定向元素：確定一立體像對相對于地面攝影測量坐標(biāo)系中的絕對方 位所需要的參數(shù)稱為該像對的絕對方位元素。2. 數(shù)學(xué)根底 © =2 -©1 3 = 2 331 k =? - K1右片外方位元素減去左片外方位元素 X= B二 XS2 -<S1 Y= Br= YS2 -YS1 Z= B= ZS2 7ZS1其中， Xs Y

3、s Zs為攝影基線B在地面攝影測量坐標(biāo)系中的三個(gè) 坐標(biāo)軸上的投影，稱為攝影基線的三個(gè)分量，通常記為Bx、 By、 Bz，決定了基線的方向和長度。BbX E B；tan T =BY/BXsi nV 二 BZ/B授 課教 案第2頁所以，Bx、By、Bz可用B、T、V這三個(gè)元素代替。B為基線長度， 只影響模型比例尺，不影響兩像片之間的相對方位。因此，確定兩張像片間 相對方位的元素只需5個(gè)：T、V、Aw A k立體像對的相對方位元素相對定向的目的是建立一個(gè)與被攝物體相似的幾何模型，以確定模型點(diǎn)的三維坐標(biāo)。相對方位元素與攝影測量坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇有關(guān)，對于不同的攝 影測量坐標(biāo)系，相對方位元素可以有不同選擇。

4、常用的相對方位元素系統(tǒng)： 連續(xù)像對的相對方位元素和單獨(dú)像對的相對方位元素。1. 連續(xù)像對的相對定向元素以左像空間坐標(biāo)系為根底，右像片相對于左像片的相對方位元素。左像片：Xsi=0 Ysi=0, Zsi=0奶=31=囘=0 ;右像片：Xs2=bx,Ys2=by，Zs2=bz連續(xù)法相對定向元素：By， Bz，或：T， V，；、，-其中：By ,Bz決定了攝影基線的方向；，'決定了右光束對于左光 束的旋轉(zhuǎn)方位。特點(diǎn)：固定一個(gè)光束，移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)另外一個(gè)光束，便可以確定兩個(gè)光束 間的相對方位。這種相對方位元素系統(tǒng)被稱為連續(xù)像對系統(tǒng)。2. 單獨(dú)像對的相對定向元素當(dāng)像空間輔助坐標(biāo)系的原點(diǎn)選在立體像對中

5、左片的攝站點(diǎn)上， 坐標(biāo)系的 X軸向保持與攝影基線B的方向重合，并使坐標(biāo)系的Z軸落在像片中左片的 主核面內(nèi)。此時(shí)有：Ys2=Ysi, Zs2 = Zsi,1 = 0，B只決定立體模型的比例 尺，不影響相對方位。i， i，2,2, 2就是單獨(dú)法相對定向元素。在以左攝影中心為原點(diǎn)、左主核面為 XZ平面、攝影基線為X軸的右 手空間直角坐標(biāo)系中，左右像片的相對方位元素。332立體像對的絕對方位元素在恢復(fù)了立體像對的兩張像片的相對方位之后，相應(yīng)光線必在其核面內(nèi) 成對相交，這些交點(diǎn)的總和形成了一個(gè)與實(shí)地相似的模型。模型的比例尺任 意，方位任意。在恢復(fù)立體像對的兩張像片的相對方位的根底上，用來確定立體像對在

6、地面攝影測量坐標(biāo)系中的正確方位和比例尺所需要的參數(shù)， 叫做立體像對的 絕對方位元素。描述立體像對在攝影瞬間的絕對位置和姿態(tài)的參數(shù)稱絕對定向元素。絕對定向元素：'，Xo ， Yo ， Zo，門，門，久絕對定向元素的個(gè)數(shù)：一個(gè)立體像對有 12個(gè)外方位元素，像對相對定 向已求得的5個(gè)定向元素，是兩張像片間的相對位置關(guān)系，假設(shè)確定像對在地 面空間坐標(biāo)系中的絕對位置和方位，還要解求7個(gè)絕對定向元素，包括旋轉(zhuǎn)、 平移和縮放。即將立體模型進(jìn)行空間相似變換。3.4空間前方交會(huì)1. 定義由立體像對中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點(diǎn)坐標(biāo)來確定相應(yīng)地面點(diǎn) 在物方空間坐標(biāo)系中坐標(biāo)的方法，叫做空間前方交會(huì)。2.

7、建立坐標(biāo)系在地面建立地面攝測坐標(biāo)系 D-Xtp Ytp Ztp，且Xtp軸與航向根本一致， 而且Xtp Ytp為水平面；像空間輔助坐標(biāo)系 S-X Y Z和S'-X'Y'Z'，其軸分 別與D-Xt pYtPZtP對應(yīng)軸平行。3數(shù)據(jù)像點(diǎn)坐標(biāo)aixi、yi、-f;像空間輔助坐標(biāo)aiXi、Yi、Zi；像空間輔 助坐標(biāo)a2X2、丫2、Z2；像點(diǎn)坐標(biāo)a2X2、y2、-f;模型點(diǎn)A在地面攝測坐 標(biāo)系下的坐標(biāo)Xa，Ya，Za。4、建立公式Xi!一Xi 1X畀blYi=Riyi丫2=r2y20 一i ifiZ2 一i if(a)S2在Si XiYiZi中的坐標(biāo)像空間輔助坐標(biāo)，由攝

8、影基線B的三個(gè)坐Bx = X S2 - X si標(biāo)分量表示，用外方位元素直線元素計(jì)算， “ By =Ys2 -Ysi b、Bz = Zs2 Zsi因左、右像空間輔助坐標(biāo)系及坐標(biāo)系的對應(yīng)軸相互平行，且攝站點(diǎn)、像 點(diǎn)、地面點(diǎn)三點(diǎn)共線，那么由圖可得出：SA Xa-XsiYa -YsiZa-Zsi mYiZi=Ya -匕=Za -茲=丫2乙Ni Sa(Xi£A = Xa -Xs2s2a2X 2授 課教 案第4頁Xa = Xsi +N1X1 = Xs2 + N2X2二 $Ya =Ysi + NiYi =Ys2 十“2丫2k I _ BX Z2 - BZ X2Ni =XjZ2 _ X2ZiBx Zi - BZ XiN2 :XiZ2 - X2ZiiZa =ZS