攝影測(cè)量部分222009

1、中心投影的基本知識(shí) 用一組假想的直線將物體向幾何面投射稱為投影。其投影線稱為投影射線。投影的幾何面通常取平面稱為投影平面。在投影平面上得到的圖形稱為該物體在投影平面上的投影。 投影有中心投影與兩種，而平行投影中又有斜投影與之分。 中心投影和正射投影1中心投影的基本知識(shí) 1中心投影：投射線會(huì)聚于一點(diǎn)的投影稱為中心投影。投影射線投影點(diǎn)投影中心 投影平面2點(diǎn)的像仍是點(diǎn)直線的像一般仍是直線若直線的延長(zhǎng)線通過(guò)投影中心，則該直線的像是一個(gè)點(diǎn)EFefSBAab中心投影的主要特性中心投影的基本知識(shí)3中心投影的基本知識(shí)2平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。正攝投影:投影射線與投影平面成正交斜投影:投影射線

2、與投影平面成斜交4中心投影的基本知識(shí)3 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(duì)同一個(gè)物體進(jìn)行投影。5中心投影的基本知識(shí) 投影方式的不同：地形圖為正攝投影，航攝像片為中心投影4、航攝像片與地形圖的區(qū)別6航片存在兩項(xiàng)誤差：地形起伏引起的像點(diǎn)位移，像片傾斜引起的像點(diǎn)位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0中心投影的基本知識(shí)7EAhBhA0B0P0Saba0b0fHH-hnNh- 像點(diǎn)位移aa0、bb0 an=r a0n=r0地面點(diǎn)高出基準(zhǔn)面時(shí)，像點(diǎn)背離像底點(diǎn)位移；地面點(diǎn)低于基準(zhǔn)面時(shí)，像點(diǎn)向像底點(diǎn)位移；投影誤差大小與像點(diǎn)至像底點(diǎn)的距離和高查乘積成正比，與航高成反比。 地形起伏

3、引起的像點(diǎn)位移中心投影的基本知識(shí)8h和高差成正比，高差為正時(shí)，像點(diǎn)背離像底點(diǎn)位移；高差為負(fù)時(shí)，像點(diǎn)向像底點(diǎn)位移。當(dāng)r=0時(shí)， h=0，即像底點(diǎn)不因高差而產(chǎn)生投影誤差。=0時(shí)， h=rh/H，即水平相片因高差引起的投影誤差公式。 傾斜相片的投影誤差攝影測(cè)量與遙感吳景坤 P28：圖1-33中心投影的基本知識(shí)9比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無(wú)統(tǒng)一比例尺中心投影的基本知識(shí)地面像面fHSBAabCDcd平坦地區(qū)水平像片比例尺10abcdefST2T0T1h1h2H0fDFBAEC起伏地區(qū)水平像片比例尺中心投影的基本知識(shí)11比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無(wú)統(tǒng)一比例尺表示方法的不同：地圖為線劃圖

4、，航片為影像圖表示內(nèi)容的不同：地圖需要綜合取舍幾何上的不同：可組成像對(duì)立體觀察12中心投影的基本知識(shí)134、像對(duì)：航向相鄰兩張像片組成一個(gè)像對(duì)理想像對(duì)：相鄰兩像片水平、攝影基線水平組成的像對(duì)正直像對(duì)：相鄰兩像片水平、攝影基線不水平組成的像對(duì)豎直像對(duì)：相鄰兩像片不嚴(yán)格水平、攝影基線不水平組成的像對(duì)p1S1Ep2S2p1S1P2S2E理想像對(duì)正直像對(duì)中心投影的基本知識(shí)14航攝像片上特殊的點(diǎn)、線、面透視變換中的重要點(diǎn)、線、面透視變換：將平面上的點(diǎn)、線作中心投影，在投影平面P上，得到一一對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一投影關(guān)系，成為透視變換。15中心投影的基本知識(shí)透視變換中的重要點(diǎn)、線、面面：地

5、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 hohohihihchc16中心投影的基本知識(shí)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17中心投影的基本知識(shí) 等角點(diǎn)的特性：在傾斜像片和水平地面上，由等角點(diǎn)c和C所引出的一對(duì)透視對(duì)應(yīng)線無(wú)方向偏差，保持著方向角相等18中心投影的基本知識(shí) 等比線的特性：等比線的構(gòu)像比例尺等于水平像

6、片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影像。19中心投影的基本知識(shí)中心投影構(gòu)圖 已知E平面上有A點(diǎn)，在像平面上作對(duì)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)20中心投影的基本知識(shí)21中心投影的基本知識(shí)22攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)像平面上的坐標(biāo)系：用來(lái)確定像點(diǎn)在像片上的位置1、(框標(biāo)坐標(biāo)系p-xy) 攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系原點(diǎn)：框標(biāo)連線交點(diǎn)P x軸：航向框標(biāo)連線方向y軸：旁像框標(biāo)連線方向 23 2、像平面坐標(biāo)系 （O-xy） 原點(diǎn)：像主點(diǎn)o x、y軸：分別平行于p-xy的坐標(biāo)軸 a(x,y) 攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)24攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)像平面直角坐標(biāo)系

7、25攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)像空間坐標(biāo)系（ S-xyz ） 原點(diǎn)：投影中心S x、y軸：分別平行于o-xy的坐標(biāo)軸 z軸：主光軸方向（os方向?yàn)檎?xyoPyzxs-fa（x,y,-f）a26攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng) 像空間輔助坐標(biāo)系(S-XYZ)xyosxzyYXZ原點(diǎn)：投影中心SX、Y、Z軸：分別平行于地面攝影坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸 a（Xa,Ya,Za）a27攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng) 地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系（D-X,Y,Z） 原點(diǎn)：測(cè)區(qū)地面某點(diǎn)D X 軸：大致平行航線方向 Z 軸：鉛垂向上 A(X,Y,Z)28攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)地面測(cè)量坐標(biāo)系（TXtYtZt）:地面測(cè)量坐標(biāo)為國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)

8、系為高斯-克呂格三度帶或六度帶1980西安坐標(biāo)系，高程坐標(biāo)系為1985黃海高程系,為左手系。 29攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)30航攝像片的內(nèi)、外方位元素方位元素：確定攝影時(shí)攝影物鏡（攝影中心） 、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù)攝影測(cè)量主要任務(wù)：根據(jù)像點(diǎn)解求地面點(diǎn)的空間位置（坐標(biāo)和高程），這需要知道攝影物鏡（投影中心）與像片面的相對(duì)位置，以及攝影瞬間攝影機(jī)的空間位置。31航攝像片的內(nèi)、外方位元素像片的內(nèi)方位元素：攝影物鏡與像片之間相互位 置的參數(shù)恢復(fù)內(nèi)方位元素可恢復(fù)攝影時(shí)的攝影光束像主點(diǎn)O在框標(biāo)坐標(biāo)系中坐標(biāo)（x 0 , y 0）主距 f Sfox0y0 xyc32航攝像片的內(nèi)、外方位元素 像片外方

9、位元素：確定攝影瞬間攝影機(jī)或像片地 空間位置。三個(gè)直線元素：描述攝影中心在地面空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(Xs、Ys、Zs)。三個(gè)角元素(、)：表示攝影機(jī)軸相對(duì)空間坐標(biāo)的兩個(gè)角度和像片繞攝影方向旋轉(zhuǎn)的角度XYZApSXsYsZsOy x33像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程1 像點(diǎn)的平面坐標(biāo)變換 像點(diǎn)坐標(biāo)變換xypxya原點(diǎn)相同而軸向不一致34 坐標(biāo)原點(diǎn)不同時(shí)x0，y0:原點(diǎn)o在坐標(biāo)系P-xy中的坐標(biāo)值，即坐標(biāo)原點(diǎn)的平移量。xypxyoy0 x0a像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程352 像點(diǎn)空間坐標(biāo)變換R稱為旋轉(zhuǎn)矩陣，為正交矩陣，由三個(gè)獨(dú)立參數(shù)確定xyozxysXYZSXYZ 為像空間輔助坐標(biāo)系Sxyz為

10、像空間坐標(biāo)系像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程36像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程正交變換矩陣的特點(diǎn)37像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程共線方程（中心投影的構(gòu)像方程）共線條件:攝影時(shí)S,a,A三點(diǎn)共線A-XYZ 任意選定的右手系地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系,與像空間輔助坐標(biāo)系三軸平行A 地面點(diǎn) S 投影中心 a 地面點(diǎn)A在像片上的構(gòu)像點(diǎn)S-XYZ 像空間輔助坐標(biāo)系S-xyz 像空間坐標(biāo)系XA,Y,A, ZAA在地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)X,Y,Z a在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo) x,y,-f a在像空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)38像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程共線條件方程-+-+-+-+-=-+-+-+-+-=-+-+-+-+-=

11、-+-+-+-+-=)()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(33322203331110333222333111SASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASAZZcYYbXXaZZcYYbXXafyyZZcYYbXXaZZcYYbXXafxxZZcYYbXXaZZcYYbXXafyZZcYYbXXaZZcYYbXXafx，可表示為：當(dāng)需顧及內(nèi)方位元素時(shí)（x,y）像點(diǎn)的像平面坐標(biāo)（ XA,YA, ZA）物點(diǎn)的地面坐標(biāo)39像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程 平坦地區(qū)的構(gòu)像方程 當(dāng)?shù)孛嫠綍r(shí)， 為常數(shù)

12、。 上式為地面水平時(shí)構(gòu)像方程的一般形式，反映了像片平面和地平面（或物面）兩平面之間的中心投影構(gòu)像方程即中心投影的變換關(guān)系，又稱為透視變換公式。40求像底點(diǎn)坐標(biāo)單像空間后方交會(huì)和多像空間前方交會(huì)攝影測(cè)量中的數(shù)字投影基礎(chǔ)航空影像模擬光束法平差的基本數(shù)學(xué)模型利用DEM制作數(shù)字正射影像圖利用DEM進(jìn)行單張像片測(cè)圖 共線條件方程的應(yīng)用像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程41求像底點(diǎn)坐標(biāo)像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程42像片仿真已知內(nèi)、外方位元素地面點(diǎn)空間坐標(biāo)DEMDOMXYZa (x,y)xyzS(Xs, Ys, Zs)A(X,Y,Z)像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換與共線方程43單像測(cè)圖已知內(nèi)、外方位元素像點(diǎn)坐標(biāo)DEMXYZa1(x1,