第4章--雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖教學(xué)文案

1、第四章 雙像立體(lt)測(cè)圖基礎(chǔ)與立體(lt)測(cè)圖 雙像立體測(cè)圖：利用一個(gè)立體像對(duì)重建立體幾何模型，量測(cè)該幾何模型，繪制地形圖 立體像對(duì)：相鄰兩站對(duì)同一地物攝取的有一定重疊(chngdi)的兩張像片同名像點(diǎn)：地面上一點(diǎn)在相鄰兩張像片上的構(gòu)像第一頁(yè)，共101頁(yè)。4.1 4.1 人眼的立體人眼的立體(lt)(lt)視覺原理與立體視覺原理與立體(lt)(lt)量測(cè)量測(cè)4.2 4.2 立體立體(lt)(lt)像對(duì)與雙像立體像對(duì)與雙像立體(lt)(lt)測(cè)測(cè)圖圖4.3 4.3 立體立體(lt)(lt)像對(duì)的相對(duì)定向元素與模像對(duì)的相對(duì)定向元素與模型的絕型的絕 對(duì)定向元素對(duì)定向元素4.4 4.4 模擬法立體

2、模擬法立體(lt)(lt)測(cè)圖測(cè)圖4.5 4.5 解析法立體解析法立體(lt)(lt)測(cè)圖測(cè)圖本章本章(bn zhn)(bn zhn)內(nèi)容內(nèi)容第二頁(yè)，共101頁(yè)。4.1 4.1 人眼的立體視覺人眼的立體視覺(shju)(shju)原理原理與立體量測(cè)與立體量測(cè)一、雙眼觀察的天然一、雙眼觀察的天然(tinrn)立體立體視覺視覺第三頁(yè)，共101頁(yè)。2.雙眼觀察 用雙眼觀察空間物體時(shí)，可以容易地判定物體的遠(yuǎn)近，這種現(xiàn)象(xinxing)稱為人眼的天然立體視覺。人眼人眼(rn yn)(rn yn)的觀的觀察方式：察方式：1.單眼觀察 不能判斷物體(wt)的遠(yuǎn)近第四頁(yè)，共101頁(yè)。 1833年，惠斯通（英

3、）證實(shí)，人眼分辨遠(yuǎn)近的本質(zhì)是由于(yuy)生理視差的存在。 設(shè)遠(yuǎn)近不同的兩點(diǎn)A、B在人眼視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的生理視差為2211ababBA人眼人眼(rn yn)(rn yn)的觀的觀察方式：察方式：第五頁(yè)，共101頁(yè)。Lbtgr22近似式rbL fbLdbLdbdLrrr222 交會(huì)角變化與距離變化及生理(shngl)視差的關(guān)系：交會(huì)(jio hu)角第六頁(yè)，共101頁(yè)。l 擴(kuò)大眼基線l 使眼的生理(shngl)視差的分辨力增大l l l 利用放大系統(tǒng)觀察，相當(dāng)于縮小實(shí)際l 的L值mmmm100. 0002. 0minmin當(dāng)物體為平行線狀時(shí)，當(dāng)物體是點(diǎn)狀的，提高雙眼分辨遠(yuǎn)近能力的方法：fbLdbL

4、dbdLrrr222第七頁(yè)，共101頁(yè)。人造立體視覺定義： 空間景物在感光材料上構(gòu)像，人眼觀察構(gòu)像的像片產(chǎn)生生理(shngl)視差，所產(chǎn)生的空間景物的立體視覺（也就是說，重建了景物間的立體視覺）。 所看到的立體模型 -稱為視模型二、人造二、人造(rnzo)立立體視覺體視覺第八頁(yè)，共101頁(yè)。人造立體視覺必須符合的條件：人造立體視覺必須符合的條件： 1. 1. 兩張像片必須是在兩個(gè)不同攝站兩張像片必須是在兩個(gè)不同攝站對(duì)同一景物攝取的立體像對(duì)；對(duì)同一景物攝取的立體像對(duì)； 2. 2. 每只眼睛只能觀察像對(duì)中的一張每只眼睛只能觀察像對(duì)中的一張像片，這一條件稱之為分像條件；像片，這一條件稱之為分像條件；

5、 3. 3. 兩像片上相同兩像片上相同(xin tn)(xin tn)景物景物（同名像點(diǎn)）的連線與眼基線應(yīng)大致平（同名像點(diǎn)）的連線與眼基線應(yīng)大致平行；行； 4. 4. 兩像片的比例尺相近兩像片的比例尺相近( (差別差別15%)15%)第九頁(yè)，共101頁(yè)。第十頁(yè)，共101頁(yè)。三、立體(lt)效應(yīng)1.1.正立體正立體(lt)(lt)效應(yīng)效應(yīng)2.2.反立體反立體(lt)(lt)效應(yīng)效應(yīng)左左右右右右或或右右左左左左右右旋旋180度度第十一頁(yè)，共101頁(yè)。 用光學(xué)儀器或肉眼(ruyn)對(duì)一定重疊度的像對(duì)進(jìn)行觀察，獲得地物和地形的光學(xué)立體模型，稱為像片的立體觀察，它的原理是根據(jù)人對(duì)物體的雙眼觀察。 但是立

6、體觀察要求兩眼進(jìn)行分像觀察，分像條件違背了人眼立體觀察的本能，必須采取一定的措施達(dá)到。四、立體(lt)觀察與立體(lt)量測(cè)1.1.立體觀察方法立體觀察方法(fngf)(fngf)第十二頁(yè)，共101頁(yè)。立體觀察方法的兩類模式：立體觀察方法的兩類模式：立體鏡式：借助光學(xué)系統(tǒng)使得人眼分別觀立體鏡式：借助光學(xué)系統(tǒng)使得人眼分別觀察其中的一張像片，從而達(dá)到分像的條件察其中的一張像片，從而達(dá)到分像的條件；重疊影像重疊影像(yn xin)式：將左右兩像片式：將左右兩像片影像影像(yn xin)投影在同一個(gè)承影面上投影在同一個(gè)承影面上，然后通過一些措施使得兩眼各看一張像，然后通過一些措施使得兩眼各看一張像片。

7、片。第十三頁(yè)，共101頁(yè)。1）立體鏡觀察法可以觀察(gunch)2330cm邊長(zhǎng)的大像幅立體像對(duì) l 橋式立體鏡：簡(jiǎn)單但觀察(gunch)的范圍小第十四頁(yè)，共101頁(yè)。2）雙目鏡觀測(cè)光路的立體觀察 用兩條分開的觀測(cè)光路將來自左右(zuyu)像片的光線分別傳送到觀察者的左右(zuyu)眼睛中，每條觀測(cè)光路由物鏡、目鏡和其他光學(xué)裝置組成。采用的設(shè)備：采用的設(shè)備：模擬模擬(mn)測(cè)圖儀測(cè)圖儀解析測(cè)圖儀解析測(cè)圖儀坐標(biāo)量測(cè)儀坐標(biāo)量測(cè)儀第十五頁(yè)，共101頁(yè)。3）互補(bǔ)色法 光譜(gungp)中兩種顏色的光混合在一起會(huì)變成白色，這兩種光稱為互補(bǔ)色光。 品紅(pnhng)+綠 白 藍(lán)+黃 白光學(xué)光學(xué)(gungx

8、u)(gungxu)混合混合光學(xué)混合光學(xué)混合第十六頁(yè)，共101頁(yè)。左眼左眼右眼右眼第十七頁(yè)，共101頁(yè)。4）同步(tngb)閃閉法 由液晶眼鏡和紅外發(fā)生器組成，使用時(shí)紅外發(fā)生器的一端與通用的圖形顯卡相連，圖像顯示軟件按照一定的頻率交替顯示左右圖像，紅外發(fā)生器則同步地發(fā)射紅外線，控制液晶眼鏡交替閃閉，從而(cng r)達(dá)到左右眼睛各看一張像片的目的。第十八頁(yè)，共101頁(yè)。第十九頁(yè)，共101頁(yè)。5）偏振光法 在一對(duì)像片的投影光路中，放置一對(duì)偏振平面(pngmin)相互垂直的偏振器，以兩組橫向光波波動(dòng)成相互垂直的偏振光，將影像投影在特制的承影面上，觀測(cè)者戴上偏振光眼鏡，兩鏡片的偏振平面(pngmin

9、)也相互垂直，從而達(dá)到分像的目的。 在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中，在計(jì)算機(jī)屏幕上安裝偏振屏，當(dāng)計(jì)算機(jī)屏幕上分別交替顯示左、右影像時(shí)，屏幕前的偏振光屏就會(huì)產(chǎn)生不同的偏振方向，觀測(cè)者戴上偏振光眼鏡，就能獲得立體影像。第二十頁(yè)，共101頁(yè)。1）單測(cè)標(biāo)量(bioling)測(cè)法 用一個(gè)真實(shí)的測(cè)標(biāo)量測(cè) 測(cè)標(biāo)與地面點(diǎn)相切時(shí)，測(cè)標(biāo)的位置就代表空間點(diǎn)的位置。 這樣的測(cè)標(biāo)稱為浮游測(cè)標(biāo) 形狀一般(ybn)有點(diǎn)狀和線狀2. 立體(lt)量測(cè)第二十一頁(yè)，共101頁(yè)。2）雙測(cè)標(biāo)量(bioling)測(cè)法是利用放入光路中的兩個(gè)單獨(dú)(dnd)的實(shí)測(cè)標(biāo)分別切準(zhǔn)立體像對(duì)上的同名像點(diǎn)進(jìn)行立體量測(cè)。 第二十二頁(yè)，共101頁(yè)。左右測(cè)標(biāo)分別切準(zhǔn)左

10、右同名像點(diǎn)兩單測(cè)標(biāo)相當(dāng)于同名像點(diǎn)，構(gòu)成立體(lt)測(cè)標(biāo)T測(cè)標(biāo)T與立體(lt)模型表面M點(diǎn)重合同名像點(diǎn)：地面(dmin)上一點(diǎn)在相鄰兩張像片上的構(gòu)像第二十三頁(yè)，共101頁(yè)。一、立體像對(duì)（stereo pair)1.定義 從不同(b tn)攝站攝取的具有重疊影像的一對(duì)像片。 立體攝影測(cè)量（雙像測(cè)圖）也就是以立體像對(duì)為測(cè)量單元的4.2 立體(lt)像對(duì)與雙像立體(lt)測(cè)圖第二十四頁(yè)，共101頁(yè)。S2 S1 o1o2Aa1a21、立體(lt)像對(duì)的定義（Stereo Pair） 由不同攝站獲取的，具有一定(ydng)影像重疊的兩張像片。4.2 4.2 立體像對(duì)與雙像立體測(cè)圖立體像對(duì)與雙像立體測(cè)圖立體

11、攝影測(cè)量（雙像測(cè)圖）也就是以立體像對(duì)為測(cè)量單元的第二十五頁(yè)，共101頁(yè)。航空攝影(hn kn sh yn)獲取的立體像對(duì)第二十六頁(yè)，共101頁(yè)。航空攝影獲取(huq)的彩色立體像對(duì)第二十七頁(yè)，共101頁(yè)。地面攝影獲取(huq)的立體像對(duì)第二十八頁(yè)，共101頁(yè)。是立體(lt)像對(duì)嗎？為什么？第二十九頁(yè)，共101頁(yè)。2.立體(lt)像對(duì)上的點(diǎn)、線、面第三十頁(yè)，共101頁(yè)。l 攝影基線：攝取立體像對(duì)時(shí)，相鄰攝站間的連線攝影基線：攝取立體像對(duì)時(shí)，相鄰攝站間的連線l 同名光線：同一同名光線：同一(tngy)(tngy)地面點(diǎn)向不同攝站的投射地面點(diǎn)向不同攝站的投射光線光線l 同名像點(diǎn)：同一同名像點(diǎn)：同一(

12、tngy)(tngy)地面點(diǎn)在不同像片上的構(gòu)地面點(diǎn)在不同像片上的構(gòu)像像l 核面：過攝影基線與地面點(diǎn)的平面核面：過攝影基線與地面點(diǎn)的平面l 主核面：包含像主點(diǎn)的核面主核面：包含像主點(diǎn)的核面l 垂核面：包含像底點(diǎn)的核面垂核面：包含像底點(diǎn)的核面l 核線：核面與像片平面的交線核線：核面與像片平面的交線l 核點(diǎn)：攝影基線與像片平面的交點(diǎn)核點(diǎn)：攝影基線與像片平面的交點(diǎn)第三十一頁(yè)，共101頁(yè)。S2 S1 AP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1 2、立體(lt)像對(duì)的點(diǎn)、線、面同名(tngmng)像點(diǎn)(a1,a2)同名(tngmng)光線(AS1,AS2)攝影基線(S1S2)核面（垂核面、主核面）核

13、點(diǎn)（核點(diǎn)是誰的合點(diǎn)？）核線（垂核線、主核線）第三十二頁(yè)，共101頁(yè)。二、立體攝影(shyng)測(cè)量的基本原理立體攝影測(cè)量（又稱雙像立體測(cè)圖），是利用一個(gè)立體像對(duì)，在恢復(fù)內(nèi)外(niwi)方位元素后，重建與地面相似的幾何模型，并對(duì)該模型進(jìn)行量測(cè)的一種攝影測(cè)量方法。上圖過程就是攝影測(cè)量的幾何(j h)反轉(zhuǎn)-也是攝影測(cè)量的基本原理BBM1BB第三十三頁(yè)，共101頁(yè)。即： 分別恢復(fù)(huf)兩像片的內(nèi)、外方位元素 像對(duì)的相對(duì)定向和絕對(duì)定向 雙像立體測(cè)圖實(shí)質(zhì)：重建攝區(qū)立體模型，在立體模型上進(jìn)行(jnxng)量測(cè)1、如何重建模型？也就是恢復(fù)像對(duì)的內(nèi)、外方位元素=也就恢復(fù)了B、同名光線、同名像點(diǎn)與地面點(diǎn)的幾何

14、關(guān)系。三、雙像立體(lt)測(cè)圖概述第三十四頁(yè)，共101頁(yè)。2、雙像立體測(cè)圖步驟 內(nèi)定向：恢復(fù)像片的內(nèi)方位元素(yun s)，建立與攝影光束相似的投影光束 （已知的）。 相對(duì)定向：恢復(fù)兩張像片的相對(duì)方位，建立與地面相似的立體模型（沒有完全恢復(fù)外方位元素(yun s)-大小、空間方位是任意的）。 絕對(duì)定向：將立體模型納入到地面坐標(biāo)系中，并歸化模型的比例尺（恢復(fù)模型的大小和空間方位）。 立體測(cè)圖：用量測(cè)工具量測(cè)立體模型，測(cè)制地形圖。（不同的測(cè)量工具有不同的立體測(cè)圖方法）第三十五頁(yè)，共101頁(yè)。3.雙像立體測(cè)圖的方法 模擬(mn)法立體測(cè)圖 利用模擬(mn)測(cè)圖儀，像片，人工尋找同名像點(diǎn)。第三十六頁(yè)，

15、共101頁(yè)。3.雙像立體測(cè)圖的方法解析法立體測(cè)圖 利用解析測(cè)圖儀測(cè)圖，像片，人工(rngng)尋找同名像點(diǎn)。核心是計(jì)算機(jī)。第三十七頁(yè)，共101頁(yè)。3.雙像立體測(cè)圖的方法影像(yn xin)數(shù)字化立體測(cè)圖 利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)。數(shù)字影像(yn xin)或數(shù)字化影像(yn xin)，利用數(shù)字相關(guān)技術(shù)，自動(dòng)尋找同名像點(diǎn)并量測(cè)坐標(biāo)。采用解析計(jì)算方法，建立數(shù)字立體模型。第三十八頁(yè)，共101頁(yè)。4.3 立體像對(duì)的相對(duì)定向元素與模型(mxng)的絕對(duì)定向元素一、立體(lt)像對(duì)的相對(duì)定向與相對(duì)定向元素1、相對(duì)定向元素：確定一個(gè)立體(lt)像對(duì)兩張像片相對(duì)位置和姿態(tài)的元素稱為相對(duì)定向元素。第三十九頁(yè)，共101

16、頁(yè)。相對(duì)定向只能確定兩張像片(xin pin)的相對(duì)位置幾何模型(mxng)與實(shí)際地表之間關(guān)系?第四十頁(yè)，共101頁(yè)。外方位(fngwi)元素相對(duì)方位(fngwi)元素絕對(duì)方位(fngwi)元素立體像對(duì)實(shí)際地面幾何模型第四十一頁(yè)，共101頁(yè)。1、相對(duì)(xingdu)定向就是在立體像對(duì)中，確定兩像空系之間方位關(guān)系(gun x)所需的元素。SoaxyxyxyzSoaxyxyzSoxyxyxyzaSoxyxyzaA問題問題(wnt)提出提出確定兩像空系之間方位關(guān)系需有幾個(gè)元素？都哪些元素？一、立體像對(duì)的相對(duì)定向與相對(duì)定向元素第四十二頁(yè)，共101頁(yè)。 以基線(jxin)坐標(biāo)系為基礎(chǔ)的相對(duì)方位元素系統(tǒng)=

17、單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向 以左像空系為基礎(chǔ)(jch)的相對(duì)方位元素系統(tǒng)=連續(xù)像對(duì)的相對(duì)定向2、三種相對(duì)方位(fngwi)元素系統(tǒng) 以為基礎(chǔ)的相對(duì)方位元素系統(tǒng)（了解）一、立體像對(duì)的相對(duì)定向與相對(duì)定向元素第四十三頁(yè)，共101頁(yè)。 建立像空間輔助坐標(biāo)系方法： 將左片置平，以左片的像空間坐標(biāo)系作為像對(duì)的像空間輔助坐標(biāo)系。 也就是以左方(zu fn)像片為基準(zhǔn)，或者說左像片的外方位元素已知。1.連續(xù)像對(duì)的相對(duì)定向(dn xin)元素一、立體像對(duì)的相對(duì)(xingdu)定向與相對(duì)(xingdu)定向元素第四十四頁(yè)，共101頁(yè)。S1S2u1v1w1u2v2w2bbubvbw222,wvbb連續(xù)法相對(duì)定向元素：連續(xù)法相

18、對(duì)定向元素：1.連續(xù)像對(duì)的相對(duì)(xingdu)定向元素以左像空間坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，右像片(xin pin)相對(duì)于左像片(xin pin)的相對(duì)方位元素2線元素決定了攝影基線(jxin)的方向，三個(gè)角元素決定了右光束對(duì)于左光束的旋轉(zhuǎn)方位第四十五頁(yè)，共101頁(yè)。S1S2u1v1w1u2v2w2bbubvbw1.連續(xù)像對(duì)的相對(duì)(xingdu)定向元素以左像空間(kngjin)坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，右像片相對(duì)于左像片的相對(duì)方位元素第四十六頁(yè)，共101頁(yè)。 建立建立(jinl)像空間輔助坐標(biāo)系方法：像空間輔助坐標(biāo)系方法： 將攝影基線置平，像空間輔助坐標(biāo)系將攝影基線置平，像空間輔助坐標(biāo)系的原點(diǎn)為的原點(diǎn)為S1，基線，基

19、線B為為u軸，垂直于左核面軸，垂直于左核面的軸為的軸為v軸，右手法則建立軸，右手法則建立(jinl)平面直角平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系S1-U1V1W1。2. 單獨(dú)法相對(duì)(xingdu)定向元素第四十七頁(yè)，共101頁(yè)。2. 單獨(dú)(dnd)法相對(duì)定向元素2單獨(dú)單獨(dú)(dnd)(dnd)法相對(duì)定向元素：法相對(duì)定向元素： 1 1 ， 1 1 ，2 2，2 2，2 21u1x1v1w1S1y1v2w2S2y2u2x2B在以左攝影中心為原點(diǎn)、左主核面為XZ平面、攝影基線(jxin)為X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221第四十八頁(yè)，共101頁(yè)。 特點(diǎn)：在不改變兩投影中心位置的情況(qngkun

20、g)下，通過兩個(gè)光束旋轉(zhuǎn)來確定相對(duì)方位，適用于單獨(dú)像對(duì)的作業(yè)，因此又稱為單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng)。21u1x1v1w1S1y1v2w2S2y2u2x2B2212. 單獨(dú)法相對(duì)定向(dn xin)元素第四十九頁(yè)，共101頁(yè)。外方位(fngwi)元素相對(duì)(xingdu)方位元素絕對(duì)(judu)方位元素立體像對(duì)實(shí)際地面幾何模型第五十頁(yè)，共101頁(yè)。 A AXYZD1x1z1y1S問題問題(wnt)提出提出1、定義(dngy) 確定幾何模型的比例尺和它在地面坐標(biāo)系中空間方位的元素。確定幾何模型的比例尺和它在地面坐標(biāo)系中空間方位需要哪些元素？0X0Z0Y1S第五十一頁(yè)，共101頁(yè)。二、模型的絕對(duì)定向(dn xin)

21、和絕對(duì)定向(dn xin)元素 關(guān)系式：共有七個(gè)參數(shù)(cnsh) 三個(gè)平移量、三個(gè)旋轉(zhuǎn)角、一個(gè)比例尺系數(shù)第五十二頁(yè)，共101頁(yè)。 小結(jié)：小結(jié)：1）第四章的內(nèi)容，雖然）第四章的內(nèi)容，雖然(surn)有點(diǎn)凌亂，但卻是有點(diǎn)凌亂，但卻是本門課程的總領(lǐng)。本門課程的總領(lǐng)。2）學(xué)習(xí)本章，我們除了要掌握雙像解析的點(diǎn)、線和）學(xué)習(xí)本章，我們除了要掌握雙像解析的點(diǎn)、線和面、相對(duì)定向元素、絕對(duì)定向元素外，主要要理解面、相對(duì)定向元素、絕對(duì)定向元素外，主要要理解和掌握攝影測(cè)量的整個(gè)基本流程與技術(shù)發(fā)展路線。和掌握攝影測(cè)量的整個(gè)基本流程與技術(shù)發(fā)展路線。3）本章中有關(guān)模擬攝影測(cè)量的內(nèi)容，雖然）本章中有關(guān)模擬攝影測(cè)量的內(nèi)容，雖然

22、(surn)不是我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，卻是我們理解攝影測(cè)量基本不是我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，卻是我們理解攝影測(cè)量基本原理的關(guān)鍵。原理的關(guān)鍵。第五十三頁(yè)，共101頁(yè)。44 模擬法立體測(cè)圖模擬法立體測(cè)圖45 解析法立體測(cè)圖解析法立體測(cè)圖 這兩節(jié)要求大家一定要詳細(xì)看。認(rèn)真研讀理解攝這兩節(jié)要求大家一定要詳細(xì)看。認(rèn)真研讀理解攝影測(cè)量的基本原理，對(duì)學(xué)好影測(cè)量的基本原理，對(duì)學(xué)好(xu ho)這門課程具有這門課程具有十分重要的意義。在閱讀的同時(shí)，理解以下兩個(gè)問題十分重要的意義。在閱讀的同時(shí)，理解以下兩個(gè)問題： 1. 為什么說模擬攝影測(cè)量是一門為什么說模擬攝影測(cè)量是一門“利用光學(xué)和機(jī)利用光學(xué)和機(jī)械原理，避免了復(fù)雜計(jì)算械原理，避

23、免了復(fù)雜計(jì)算”的學(xué)問？的學(xué)問？ 2. 模擬攝影測(cè)量與解析攝影測(cè)量到底有什么不同模擬攝影測(cè)量與解析攝影測(cè)量到底有什么不同？結(jié)合數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的概念，把握攝影測(cè)量學(xué)的技術(shù)？結(jié)合數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的概念，把握攝影測(cè)量學(xué)的技術(shù)進(jìn)展的脈絡(luò)，使知識(shí)前后融會(huì)貫通。進(jìn)展的脈絡(luò)，使知識(shí)前后融會(huì)貫通。第五十四頁(yè)，共101頁(yè)。一、模擬法立體(lt)測(cè)圖原理用光學(xué)投影或機(jī)械(jxi)投影的方法實(shí)現(xiàn)攝影過程的幾何反轉(zhuǎn)，建立與實(shí)地相似的幾何模型。需要(xyo)在模擬型立體測(cè)圖儀上完成。BbM模型1第五十五頁(yè)，共101頁(yè)。方法：內(nèi)定向、相對(duì)定向、絕對(duì)(judu)定向 模擬測(cè)圖儀上的內(nèi)定向是人工在測(cè)圖儀上安置有關(guān)數(shù)據(jù)，如安置攝影機(jī)主

24、距，并且使像片主點(diǎn)與測(cè)圖儀像片盤主點(diǎn)重合。第五十六頁(yè)，共101頁(yè)。第五十七頁(yè)，共101頁(yè)。多倍儀上的投影(tuyng)器第五十八頁(yè)，共101頁(yè)。二、模擬法相對(duì)(xingdu)定向1.基本思路 通過微動(dòng)投影器的定向螺旋，消除承影面上同名點(diǎn)的上下視差(shch)來完成相對(duì)定向。 第五十九頁(yè)，共101頁(yè)。有左右(zuyu)視差所有同名光線對(duì)對(duì)相交，即同名點(diǎn)的上下視差為零時(shí)(ln sh)，則相對(duì)定向完成。第六十頁(yè)，共101頁(yè)。2.投影器的微小(wixio)運(yùn)動(dòng)對(duì)承影面上投影點(diǎn)位的影響投影器距承影面的高度為H。假設(shè)像片近似水平，選取像片上的九個(gè)像點(diǎn)來考察(koch)投影點(diǎn)位的變化規(guī)律。點(diǎn)位分布如下：像主

25、點(diǎn)第六十一頁(yè)，共101頁(yè)?？偽灰瓶偽灰?wiy) X(wiy) X方向位移方向位移(wiy) Y(wiy) Y方向位移方向位移(wiy) (wiy) 0dYdbdXu位移位移(wiy)分量：分量：（1）微動(dòng) bu 的影響(yngxing) XYdbuSS第六十二頁(yè)，共101頁(yè)。（2）微動(dòng) bv 的影響(yngxing)總位移(wiy) X方向位移(wiy) Y方向位移(wiy) vdbdYdX 0位移位移(wiy)分量：分量：XYdbvSS第六十三頁(yè)，共101頁(yè)。（3）微動(dòng) bw 的影響(yngxing)SS位移(wiy)分量：wwzdbHYdYdbHXdXHdbYdYXdXHdbw第六十四頁(yè)

26、，共101頁(yè)。（4）微動(dòng) 的影響位移(wiy)分量：dHXYdYdHXHdX221總位移(wiy) X方向位移(wiy) Y方向位移(wiy) 第六十五頁(yè)，共101頁(yè)。（5）微動(dòng) 的影響dHYHdYdHXYdX221位移(wiy)分量：第六十六頁(yè)，共101頁(yè)。（6）微動(dòng) 的影響位移(wiy)分量：XddYYddX總位移(wiy) X方向位移(wiy) Y方向位移(wiy) 第六十七頁(yè)，共101頁(yè)。把以上各種位移(wiy)分量相加得到XddHYHdHXYdbHYdbdYYddHXYdHXHdbHXdbdXwvwu223. 相對(duì)定向(dn xin)與上下視差的關(guān)系式同名點(diǎn)的上下(shngxi)視差

27、為：21YYQ 02211dYYdYY相對(duì)定向的目的12dYdYQ模擬測(cè)圖儀上相對(duì)定向的基本關(guān)系式第六十八頁(yè)，共101頁(yè)。（1）連續(xù)像對(duì)相對(duì)(xingdu)定向公式l 連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向的特點(diǎn)(tdin)l 公式l左投影器不動(dòng)，只動(dòng)右投影器，則01dYdXdHYHdHYXdbHYdbdYwv222222X2、Y2為右投影點(diǎn)相對(duì)(xingdu)于右方主點(diǎn)的坐標(biāo)。第六十九頁(yè)，共101頁(yè)。（2）單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向(dn xin)公式l 單獨(dú)(dnd)像對(duì)相對(duì)定向的特點(diǎn)l 公式X1、Y1為左投影點(diǎn)相對(duì)于左方(zu fn)主點(diǎn)的坐標(biāo)，X2、Y2為右投影點(diǎn)相對(duì)于右方主點(diǎn)的坐標(biāo)。111112222222212d

28、XdHYXdXdHYHdHYXdYdYQ第七十頁(yè)，共101頁(yè)。4. 模擬(mn)測(cè)圖儀上的相對(duì)定向標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)定向點(diǎn)位用五個(gè)相對(duì)定向螺旋(luxun)消除五個(gè)定向點(diǎn)上的上下視差，第6個(gè)點(diǎn)用于檢核。第七十一頁(yè)，共101頁(yè)。相對(duì)定向步驟(bzhu)： （連續(xù)法相對(duì)定向） 1) 轉(zhuǎn)動(dòng)bv消除(xioch)2點(diǎn)的上下視差； 2) 轉(zhuǎn)動(dòng)bw消除(xioch)4點(diǎn)的上下視差； 3) 轉(zhuǎn)動(dòng)2消除(xioch)1點(diǎn)的上下視差； 4) 轉(zhuǎn)動(dòng)2消除(xioch)3點(diǎn)的上下視差； 5) 用2在6點(diǎn)上作過度改正； 6) 用bv消除(xioch)2點(diǎn)的上下視差； 7) 用bw 消除(xioch)4點(diǎn)的上下視差。

29、檢查5點(diǎn)的上 下視差。第七十二頁(yè)，共101頁(yè)。三、模擬法測(cè)圖中模型的絕對(duì)(judu)定向1.準(zhǔn)備(zhnbi)工作 制作圖底：將控制點(diǎn)根據(jù)其平面坐標(biāo)按圖比 例尺展繪在圖紙上。 將相對(duì)定向后建立的立體(lt)模型納入到地面坐標(biāo)系中，并歸化模型的比例尺，這一過程稱為模型的絕對(duì)定向。第七十三頁(yè)，共101頁(yè)。N4N3N1N22. 確定(qudng)模型比例尺1）將圖底置于承影面上，在立體觀察情況下，使其中一個(gè)控制點(diǎn)與其(yq)相應(yīng)的模型點(diǎn)的投影重合，取N1。2）以N1為中心旋轉(zhuǎn)圖底，使對(duì)角線上的另一控制點(diǎn)N4的模型點(diǎn)的投影落在相應(yīng)(xingyng)兩控制點(diǎn)N1 N4的連線上。3）調(diào)整模型比例尺。沿投影

30、基線方向移動(dòng)一個(gè)投影器，改變投影基線的長(zhǎng)度，直到兩模型點(diǎn)的投影正好與圖底上相應(yīng)控制點(diǎn)重合。第七十四頁(yè)，共101頁(yè)。3. 模型(mxng)置平1）任取一點(diǎn)如N1為高程起始點(diǎn)，調(diào)整高程起始讀數(shù)，使N1的高程讀數(shù)等于實(shí)測(cè)高程。2）用測(cè)標(biāo)立體切準(zhǔn)N2、 N3兩點(diǎn)，讀出相應(yīng)的高程讀數(shù)，并計(jì)算出相對(duì)N1的高程差。13131212HHhHHh3）求出N2、 N3兩點(diǎn)相對(duì)于N1的實(shí)際高差(o ch)，并化成按成圖比例尺計(jì)算的高差(o ch)。MHHhMHHh13131212第七十五頁(yè)，共101頁(yè)。然后使用(shyng)儀器的相應(yīng)螺旋，使整個(gè)投影系統(tǒng)繞儀器的Y軸旋轉(zhuǎn)此角度，這就是模型的航向置平。4. 如果 ，則

31、說明模型在X方向已置平，否則按下式計(jì)算出模型繞儀器(yq)Y軸旋轉(zhuǎn)的角度：1212hh211212tanNNhh21NN表示圖上兩點(diǎn)間的距離第七十六頁(yè)，共101頁(yè)。5. 如果 ，則說明模型(mxng)在Y方向已置平，否則按下式計(jì)算出模型(mxng)繞儀器X軸旋轉(zhuǎn)的角度：311313tanNNhh1313hh然后使用儀器的相應(yīng)螺旋，使整個(gè)投影系統(tǒng)繞儀器的X軸旋轉(zhuǎn)(xunzhun)此角度，這就是模型的旁向置平。6. 最后用N1、N4點(diǎn)進(jìn)行(jnxng)檢查。第七十七頁(yè)，共101頁(yè)。四、在模擬(mn)測(cè)圖儀上測(cè)圖測(cè)繪(chu)地物和等高線都是在立體觀察下進(jìn)行。多倍儀上的測(cè)繪(chu)臺(tái)第七十八頁(yè)，共

32、101頁(yè)。1.測(cè)繪(chu)地物 將測(cè)標(biāo)照準(zhǔn)(zho zhn)在模型的相應(yīng)點(diǎn)上，不斷升降和移動(dòng)測(cè)標(biāo)，在測(cè)標(biāo)與立體模型表面保持相切的情況下，使測(cè)標(biāo)沿地物輪廓移動(dòng)，測(cè)繪出地物。2.測(cè)繪高程注記點(diǎn) 根據(jù)(gnj)成圖要求，測(cè)定高程注記點(diǎn)。密度為圖上每100cm2 5-20個(gè)。第七十九頁(yè)，共101頁(yè)。3. 地貌測(cè)繪先繪地性線，再勾繪等高線。4. 接邊像對(duì)與像對(duì)、航線與航線、圖幅與圖幅之間都要進(jìn)行接邊。5.檢查內(nèi)容包括： 高程注記點(diǎn)位置是否(sh fu)合理、均勻，數(shù)量是否(sh fu)合適，高程注記點(diǎn)的高程與等高線有無矛盾 是否(sh fu)有丟漏山頭、鞍部；少繪或多繪曲線；地貌有無變形 等高線與水系

33、的關(guān)系是否(sh fu)合理 地物、地貌要素是否(sh fu)測(cè)繪齊全、正確6.清繪、整飾第八十頁(yè)，共101頁(yè)。利用電子計(jì)算機(jī)，通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)解算方法保證像點(diǎn)坐標(biāo)和模型點(diǎn)坐標(biāo)之間滿足共線關(guān)系，建立被攝目標(biāo)(mbio)的數(shù)字立體模型，同樣可以完成對(duì)被攝目標(biāo)(mbio)的立體量測(cè)。4.6 解析(ji x)法立體測(cè)圖第八十一頁(yè)，共101頁(yè)。一、解析測(cè)圖儀的結(jié)構(gòu)解析測(cè)圖儀是由精密立體坐標(biāo)量測(cè)儀、計(jì)算機(jī)、數(shù)控繪圖儀、接口設(shè)備及相應(yīng)(xingyng)軟件組成的立體測(cè)圖系統(tǒng)。立體坐標(biāo)量測(cè)儀作業(yè)員 計(jì)算機(jī)數(shù)控繪圖儀第八十二頁(yè)，共101頁(yè)。硬件1、精密立體坐標(biāo)量測(cè)儀 立體觀察和立體量測(cè)2、電子計(jì)算機(jī) 核心部件，

34、實(shí)現(xiàn)解析(ji x)測(cè)圖儀的實(shí)時(shí)計(jì)算與攝影測(cè)量作業(yè)的計(jì)算及數(shù)據(jù)管理。3、數(shù)控繪圖桌 在計(jì)算機(jī)控制下，繪出地形圖及各種圖件。第八十三頁(yè)，共101頁(yè)。4、接口設(shè)備 電子計(jì)算機(jī)與立體坐標(biāo)量測(cè)儀及數(shù)控繪圖桌連接與信息溝通。包括 編碼器：進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D），使儀器的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)字量。 伺服系統(tǒng)：進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換（D/A），將計(jì)算機(jī)給出的數(shù)字信息轉(zhuǎn)化成儀器的機(jī)械位移量，驅(qū)動(dòng)(q dn)部件至應(yīng)有的位置。第八十四頁(yè)，共101頁(yè)。解析(ji x)立體測(cè)圖儀(WILD AC1)第八十五頁(yè)，共101頁(yè)。二、解析測(cè)圖儀的優(yōu)點(diǎn)（與模擬測(cè)圖儀相比）1、精度高 光機(jī)部分簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定； 改正系統(tǒng)誤

35、差,平差偶然(u rn)誤差；（系統(tǒng)誤差可通過計(jì)算機(jī)軟件加以改正，偶然(u rn) 誤差通過平差解決） 像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)精度可達(dá)1-3um第八十六頁(yè)，共101頁(yè)。2、功能強(qiáng) 作業(yè)不受攝影方式及儀器活動(dòng)范圍限制， 可處理各類航片或衛(wèi)片資料 可完成(wn chng)多種測(cè)繪工作 取得多種測(cè)繪成果3、效率高 具有(jyu)機(jī)助繪圖功能 實(shí)現(xiàn)測(cè)圖過程的半自動(dòng)化4、可產(chǎn)生(chnshng)數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品，便于成果進(jìn)入GIS 管理應(yīng)用第八十七頁(yè)，共101頁(yè)。三、解析測(cè)圖儀的工作原理 以共線條件方程為基礎(chǔ)解析測(cè)圖儀有兩種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字投影運(yùn)算： 輸入物方空間坐標(biāo)（物方空間解析測(cè)圖儀）物方坐標(biāo)可以是： 模型坐標(biāo)、地面

36、(dmin)坐標(biāo)、地理坐標(biāo)。常見的是輸入模型坐標(biāo)。 輸入像方空間坐標(biāo)（像方空間解析測(cè)圖儀）第八十八頁(yè)，共101頁(yè)。立體坐標(biāo)量測(cè)儀計(jì)算機(jī)繪圖桌 數(shù)控XYZ2y2x1y1xXMYM第八十九頁(yè)，共101頁(yè)。1、定向過程中 在儀器上，經(jīng)像對(duì)定向（包括解析內(nèi)定向、解析相對(duì)定向、解析絕對(duì)定向）后，建立起物像對(duì)應(yīng)關(guān)系。2、測(cè)繪過程中 從手輪、腳盤讀出模型的地面攝測(cè)坐標(biāo)（X,Y,Z)輸入計(jì)算機(jī)算得相應(yīng)的像平面坐標(biāo)由伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)測(cè)標(biāo)運(yùn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)像點(diǎn)位置作業(yè)員觀察到測(cè)標(biāo)在立體模型上的位置 以上步驟由實(shí)時(shí)程序控制，以高頻率自動(dòng)(zdng)重復(fù)執(zhí)行，作業(yè)員即可觀測(cè)到連續(xù)、完整的立體模型。),(yx),(yx第九十頁(yè)，共

37、101頁(yè)。輸入模型坐標(biāo)的工作過程：(1) 作業(yè)員把攝影機(jī)主距、物畸變差、大氣折光差、地球曲率等必要(byo)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中，并輸入像片框標(biāo)坐標(biāo)。(2) 像片放在像片盤上后，測(cè)標(biāo)逐次對(duì)準(zhǔn)像片的每個(gè)框標(biāo)，計(jì)算機(jī)即可進(jìn)行內(nèi)定向，確定像片位置，進(jìn)行像片坐標(biāo)與儀器架坐標(biāo)之間的換算，以及底片變形參數(shù)的計(jì)算。(3) 解析相對(duì)定向，立體觀測(cè)六個(gè)或更多標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位定向點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算機(jī)按設(shè)計(jì)好的相對(duì)定向程序解算出相對(duì)定向元素。第九十一頁(yè)，共101頁(yè)。(4) 輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)后，觀測(cè)控制點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)，即可進(jìn)行解析絕對(duì)定向，從而求出航攝像片(xin pin)的六個(gè)外方位元素。（5）有了內(nèi)、外方位元素后，作業(yè)中操縱手輪和腳輪輸入模型坐標(biāo)X、Y、Z，計(jì)算機(jī)按照共線條件方程計(jì)算出理論的像點(diǎn)坐標(biāo)(x，y)。在顧及像點(diǎn)的各項(xiàng)改正后，轉(zhuǎn)換為實(shí)際的像點(diǎn)坐標(biāo)，然后轉(zhuǎn)換成像片(xin pin)架坐標(biāo)。由伺服系統(tǒng)控制兩像片(xin pin)架運(yùn)動(dòng)，使測(cè)標(biāo)對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的像點(diǎn)。立體觀測(cè)中，測(cè)標(biāo)應(yīng)與該模型點(diǎn)相切。第九十二頁(yè)，共101頁(yè)。（6）與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行模型坐標(biāo)與地面坐標(biāo)