攝影測量第二章課件

1、 第二章 攝影測量基礎(chǔ)知識2-1 攝影原理與攝影機(jī)一、攝影原理：透鏡成像原理 FFDd二、攝影機(jī)三、攝影機(jī)簡介光學(xué)攝影機(jī)數(shù)碼相機(jī)攝影經(jīng)緯儀2-2 攝影處理一、感光材料： 正性感光材料：色調(diào)與實(shí)體景物相同 透明正片 不透明正片 負(fù)性感光材料：色調(diào)與實(shí)體景物相反二、感光材料的感色特性：對各種波長光的敏感程度盲色片：只感波長510nm以下光波（紫，藍(lán)）正色片：只感波長510nm以下光波（紫，藍(lán)，青，綠，黃綠）全色片：感全部可見光波紅外片：突出感紅外波二、攝影處理顯影定影水洗晾干三、像片曬印負(fù)片曬印正片：接觸曬印 投影曬印接觸曬印投影曬印總述： 負(fù)片感光（即膠卷攝影）負(fù)片的攝影處理（底片的沖洗）負(fù)片曬

2、印正片（即相紙感光）正片的攝影處理（像片的沖洗） 一般，攝影測量中使用透明正片。安裝在航攝飛機(jī)上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進(jìn)行攝影，飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應(yīng)有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應(yīng)有30%左右的重疊度,航攝機(jī)在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。2-3 航空攝影與航攝像片的一般介紹一、航空攝影航向重疊度：航線相鄰兩張像片的重疊度123Lxpx旁向重疊度：相鄰航線像片的重疊度-1-1Lypy豎直攝影：攝影瞬間攝影機(jī)的主光軸近似與 地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于30，夾角為像片傾角。A攝影機(jī)主光軸鉛垂線A為像片傾角航攝像片為量測像片，有光學(xué)框標(biāo)和機(jī)械框標(biāo)

3、。航攝像片的大小為18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm。二、 航攝像片光學(xué)框標(biāo)機(jī)械框標(biāo)攝影基線：航向相鄰兩個(gè)攝影站間的距離P1S1P2S2SES:攝影基線航空攝影機(jī)的物鏡焦距與像片主距近似相等。像片主距：物鏡節(jié)點(diǎn)到像平面的距離。攝影機(jī)焦距：物鏡節(jié)點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離三、攝影比例尺：航攝像片上一線段為l與地面上相應(yīng)線段的水平距L之比。f為攝影機(jī)主距，H為航高 攝影像片當(dāng)作水像片，地面取平均高程時(shí)，這時(shí)像片上的一段l與地面上相應(yīng)的水平距L之比為攝影比例尺。aASEPfH航攝比例尺與成圖比例尺mb：為航攝比例尺分母 mk：為成圖比例尺分母mk1萬5萬10萬mb2萬 3萬4.5萬 6.

4、7萬6.3萬 9.4萬測繪小比例尺地形圖時(shí)，航攝比例尺大于測圖比例尺測繪中比例尺地形圖時(shí)，航攝比例尺略大或接近測圖比例尺測繪大比例尺地形圖時(shí)，航攝比例尺小于測圖比例尺四、航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來，各張像片的主點(diǎn)連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線，稱航線彎曲 航線彎曲度：航線最大彎曲矢量與航線長度之比的百分?jǐn)?shù)。要求航線彎曲度不得大于3%。Ll五、像片旋角：一張像片上相鄰主點(diǎn)連線與同方向框標(biāo)連線間的夾角。要求旋片角不得大于60像片旋角過大會減少立體像對的有效范圍a1a2六、像對：航向相鄰兩張像片組成一個(gè)像對理想像對：相鄰兩像片水平、攝影基線水平組成的像對正直像對：

5、相鄰兩像片水平、攝影基線不水平組成的像對豎直像對：相鄰兩像片不嚴(yán)格水平、攝影基線不水平組成 的像對p1S1Ep2S2p1S1P2S2E理想像對正直像對p1S1P2S2E豎直像對七、同名光線、同名像點(diǎn)、核線、核面核面同名核線同名像點(diǎn)攝影基線l1AS1p1l2p2S2核面：攝影基線與同一地面點(diǎn)發(fā)出的兩條同名光線組成的面核線：核面與左右像片面的交線為同名核線同名像點(diǎn)：同一地面點(diǎn)發(fā)出的兩條光線經(jīng)左右攝影中心在左右像片上構(gòu)成的像點(diǎn)稱為同名像點(diǎn)同名光線：同一地面點(diǎn)發(fā)出的兩條光線稱同名光線一、投影方式的不同：地形圖為正射投影，航攝像片為中心投影2-4 航攝像片與地形圖的區(qū)別AaBbCcSBbAaCc正射投影

6、中心投影二、航片存在兩項(xiàng)誤差：像片傾斜引起的像點(diǎn)位移，地形起伏引起的像點(diǎn)位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0c0b0a0三、比例尺的不同：地形圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺四、表示方法的不同：地形圖為線劃圖，航片為影像圖五、表示內(nèi)容的不同：地圖需要綜合取舍六、幾何上的不同：航片可組成像對立體觀察航 片一、攝影機(jī)物鏡畸變對像片影像的影響2-5 物理因素引起的像片影像的誤差處理0、 1、 2、 3 為物鏡畸變差改正系數(shù)，r為畸變差， x 、y分別為像點(diǎn)坐標(biāo)該正值二、攝影感光材料變形的影響Lx,Ly為框標(biāo)之間距離的正確值lx,ly為框標(biāo)之間距離的量測值X,y為像點(diǎn)坐標(biāo)的量測值x,y

7、為像點(diǎn)坐標(biāo)的改正后的值x,y為量測像點(diǎn)坐標(biāo)x,y為正確像點(diǎn)坐標(biāo)212431243三、大氣折光的影響r：為大氣折光引起 的像點(diǎn)改正數(shù)r： 為像點(diǎn)半徑rf： 為折光差角四、 地球曲率對像點(diǎn)坐標(biāo)的影響r：為地球彎曲引起的像點(diǎn) 改正數(shù)r： 為像點(diǎn)半徑x, y分別為像點(diǎn)改正值R: 為地球曲率半徑2-6 中心投影透視變換成圖一、中心投影：投射線會聚于一點(diǎn)的投影稱為中心投影。 投影平面投影射線投影點(diǎn)投影中心二、平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。正攝投影斜投影三、 雙心投影：兩個(gè)投影中心和兩個(gè)投影平面當(dāng)作一個(gè) 整體，對同一個(gè)物體進(jìn)行投影。四、透視變換：將平面上的點(diǎn)、線作中心投影，在投影平面P上，得到一

8、一對應(yīng)的點(diǎn)、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一投影關(guān)系，稱為透視變換（中心投影變換）。EPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJi五、透視變換中的重要點(diǎn)、線、面面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es線：基本方向線VV、主縱線vv、主光軸SoO、主垂線SnN、等角線ScC、合線hihi、主橫線hoho、等比線hchc、跡線TT點(diǎn)：攝影中心S、像主點(diǎn)o、地主點(diǎn)O、像底點(diǎn)n、地底點(diǎn)N、 等角點(diǎn)c、 地面等角點(diǎn)C、主合點(diǎn)i、主遁點(diǎn)J 六、透視變換中重要的點(diǎn)、線特性底點(diǎn)的特性：鉛垂線在像面上的構(gòu)像位于以點(diǎn)n為輻射中心的相應(yīng)輻射線上 七、等角點(diǎn)的特性：在傾斜像片和水平地面上，由

9、等角點(diǎn)c 和C所引出的一對透視對應(yīng)線無方向偏 差，保持著方向角相等八、 等比線的特性：等比線的構(gòu)像比例尺等于水平像片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影像。中心投影構(gòu)圖 已知E平面上有A點(diǎn)，在像平面上作對應(yīng)的像aPvvTTSAT1iaE1）找跡點(diǎn)2）找主合點(diǎn)i3）連T1i與SA， 交點(diǎn)為a跡點(diǎn)主合點(diǎn)已知E平面上有AB直線，在像平面上作對應(yīng)的像abEVVSPhihii1iT1TTaABb1）找跡點(diǎn)2）找主合點(diǎn)i13）連T1i1與SA, 交點(diǎn)為a， 連T1i1與SB， 交點(diǎn)為bvv垂直物面的空間點(diǎn)、直線成像的作圖SBAT1ibnavvvvTTEP1）在E面上的垂足點(diǎn)B， 按E面上點(diǎn)的作圖方式確定b2）

10、連接nb3） nb與SA的交點(diǎn)為a4）ab為垂直E面上直線AB的像ab2-7 人造立體視覺一、人眼的立體視覺:1、眼球： 角膜、水晶體、網(wǎng)膜、網(wǎng)膜窩、光軸、凝視本能、明視距離2、人眼立體視覺：只有用人的雙眼觀察景物，才能判斷物體的遠(yuǎn)近，得到景物的立體效應(yīng)，稱為人眼的立體視覺。生理視差 ，也稱左右視差較景物在雙眼中的構(gòu)像存在生理視差，通過視神經(jīng)傳送到大腦，大腦判斷出交會角、的大小，從而判斷物體的遠(yuǎn)近。S1S2ABa1b1b2a2人眼的立體視覺二、人造立體效能1、人造立體視覺的產(chǎn)生：觀察立體像對而在眼中產(chǎn)生生理視差，從而得到景物的立體感覺。2、人造立體條件： 不同攝站攝取同一景物，獲得立體像對；

11、兩眼各看一張像片，即分像條件； 同名像點(diǎn)連線與眼基線在同一平面內(nèi)。通過攝測儀器調(diào)整立體像對的相對位置消除上下視差S1S2ABa1b1b2a1b1a2b2人造立體視覺P1P2a23、立體效應(yīng)正立體 反立體 零立體BAS1S2P1P2b1a1b2a2(a)正立體BAS2S1P2P1b2a2b1a1(b)反立體ABS1S2P1P2a1b1a2b2(c)反立體三、立體觀察方法 人眼有凝視交會本能，在構(gòu)建人造立體視覺難以滿足分像條件，常常要借助立體鏡或者其他工具。 1、立體鏡法 最簡單的橋式立體鏡：兩透鏡之間間距約等于人眼基距，橋架高度等于透鏡的焦距。觀察時(shí)，像片放在透鏡的焦面上，像片上的物點(diǎn)光線，通過透鏡后為一組平行光線，使觀察者感到物體在較遠(yuǎn)的距離，達(dá)到人眼的調(diào)焦與交會本能的基本統(tǒng)一。橋式反光立體鏡2、分像法 1）互補(bǔ)色法（加色法） 2）偏振光法 3）光閘法a2a1模型點(diǎn)A模型點(diǎn)A互補(bǔ)色法2-8 立體量測 立體量測：在室內(nèi)觀察到地面的立體模型上進(jìn)行量測，以便確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在立體模型上進(jìn)行量測和測圖是攝影測量的一項(xiàng)基本工作。一、單測標(biāo)量測法 測繪臺承影面中央有一個(gè)小光點(diǎn)測標(biāo)（真實(shí)測標(biāo)），通過手輪上下左右移動(dòng)承影面，使小光點(diǎn)測標(biāo)與模型點(diǎn)A相切，此時(shí)測標(biāo)位置即為該點(diǎn)的空