[工学]第三章双像解析摄影测量ppt课件

1、数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院第三章第三章 双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院第三章第三章 双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量本章主要内容本章主要内容: : 航摄像对的立体察看

2、与量测航摄像对的立体察看与量测 立体相对相对定向与核线几何立体相对相对定向与核线几何 立体像对的前方交会公式立体像对的前方交会公式 解析法相对定向、绝对定向解析法相对定向、绝对定向光束法双向解析摄影丈量光束法双向解析摄影丈量双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院重点内容重点内容双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量重点内容重点内容主要知识点主要知识点: :立体像对前方交会的根本公立体像对前方交会的根本公式式空间后方交会空间后方交会前方交会前

3、方交会求解地面点坐标方法求解地面点坐标方法光束法双像解析摄影丈量光束法双像解析摄影丈量数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-1 3-1-1 立体视觉原理立体视觉原理双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测人眼根本构造视网膜上大约有视网膜上大约有108108个杆状细胞，直径个杆状细胞，直径2mm2mm；6.56.5106106个锥状细胞，直径个锥状细胞，直径28mm28mm数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术

4、大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-1 3-1-1 立体视觉原理立体视觉原理双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测人眼感知过程来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞物理来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞物理过程使其感光生理过程，经过视神经纤维传过程使其感光生理过程，经过视神经纤维传至后大脑视觉中心，经记忆参与已有的概念与阅历至后大脑视觉中心，经记忆参与已有的概念与阅历心思过程，从而构成感知心思过程，从而构成感知数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学

5、测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-1 3-1-1 立体视觉原理立体视觉原理双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测人眼分辨力单眼可以判别最小物体的才干称单眼分辨力单眼可以判别最小物体的才干称单眼分辨力 用单眼所能察看出两点间的最小间隔称第用单眼所能察看出两点间的最小间隔称第一分辨力一分辨力 用单眼所能察看出两平行线间的最小间隔用单眼所能察看出两平行线间的最小间隔称第二分辨力称第二分辨力0254170035. 0 第二分辨力第一分辨力双眼察看精度比单眼提高双眼察看精度比单眼提高倍2

6、数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-1 3-1-1 立体视觉原理立体视觉原理双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测人眼立体视觉baab生理视差人用双眼察看景物可判别其远近，得到景物的立体人用双眼察看景物可判别其远近，得到景物的立体效应，这种景象称为人眼的立体视觉效应，这种景象称为人眼的立体视觉数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术

7、大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-1 3-1-1 立体视觉原理立体视觉原理双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测人造立体视觉的产生 P P a b a b A B左眼左眼右眼右眼数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-1 3-1-1 立体视觉原理立体视觉原理双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测l 立体像对l 分像条件l 两像片上一样景物同名像点的连线l 与眼基线应大致平行l

8、两像片的比例尺应相近差别采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-2 3-1-2 像对的立体察看像对的立体察看双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测像对的立体察看方法立体镜察看立体镜察看 桥式立体镜桥式立体镜 在一个桥架上安顿两个一样的在一个桥架上安顿两个一样的简单透镜简单透镜 透镜光轴平行，间距约为眼基透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距距，高度等于透镜主距 数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工

9、程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-2 3-1-2 像对的立体察看像对的立体察看双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测像对的立体察看方法立体镜察看立体镜察看 反光立体镜反光立体镜 扩展眼基距，可对大像幅进展扩展眼基距，可对大像幅进展立体察看立体察看数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-2 3-1-2 像对的立体察看像对的立体察看双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测叠映影像立体察看叠映影

10、像立体察看 互补色法互补色法 在投影器中插入互补色滤光在投影器中插入互补色滤光片片 品红色、蓝绿色品红色、蓝绿色 观测者双眼分别带上同色镜观测者双眼分别带上同色镜片片 像对的立体察看方法数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-2 3-1-2 像对的立体察看像对的立体察看双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测像对的立体察看方法叠映影像立体察看叠映影像立体察看 光闸法光闸法 在两投影光路中各安装一光闸在两投影光路中各安装一光闸

11、一个翻开、一个封锁一个翻开、一个封锁 观测者双眼分别带上与投影器观测者双眼分别带上与投影器 光闸同步的光闸眼镜光闸同步的光闸眼镜 光闸起闭频率光闸起闭频率10Hz数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-2 3-1-2 像对的立体察看像对的立体察看双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测叠映影像立体察看叠映影像立体察看 偏振光法偏振光法 在两投影光路中安装两块偏振在两投影光路中安装两块偏振 平面互成平面互成90的起偏镜的起偏镜

12、观测者带上一副检偏镜观测者带上一副检偏镜 镜片与起偏镜一样镜片与起偏镜一样 左右偏振平面相互垂直左右偏振平面相互垂直像对的立体察看方法数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-1-3 3-1-3 像点坐标获取像点坐标获取双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的立体察看与量测像对的立体察看与量测立体量测原理aAAaAS1S2摄影丈量不仅要在摄影丈量不仅要在室内看到能察看到室内看到能察看到构成的地面立体模构成的地面立体模型，而且要在模型型，而且要在模型上进展量测，以确上

13、进展量测，以确定地面点的三维坐定地面点的三维坐标。标。数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式主要内容主要内容:立体像对的重要点线面立体像对的重要点线面立体像对前方交会定义立体像对前方交会定义前方交会的根本公式前方交会的根本公式AS1S2p1p2l1l2同名光线同名光线同一地面点发出同一地面点发出的两条光线的两条光线同名像点同名像点同名光线在左右同

14、名光线在左右像片上的构像像片上的构像同名核线同名核线核面与左右像核面与左右像片面的交线片面的交线核面核面摄影基线与某一地摄影基线与某一地面点组成的平面面点组成的平面一、立体像对的重要点线面一、立体像对的重要点线面摄影基线摄影基线相邻两摄站的连线相邻两摄站的连线数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式由立体像对中两由立体像对中两张像片的内、外张像片的

15、内、外方位元素和像点方位元素和像点坐标来确定相应坐标来确定相应地面点在物方空地面点在物方空间坐标系中坐标间坐标系中坐标的方法的方法XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2二、定义二、定义数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式三、根本公式三、根本公式 利用点投影系数的空间前方利用点投影系数的空间前方

16、交会方法交会方法 利用共线方程的严厉解法利用共线方程的严厉解法三、根本公式三、根本公式1、点投影系数法、点投影系数法MZtpYtpXtpX2Y2Z2Xs1Ys1Zs1Aa1s1a2s2Y1X1Z1(XA, YA, ZA)X1Y1Z1数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式摄影基线摄影基线BBX= Xs2 Xs1BY= Ys2 Ys1BZ= Zs2

17、Zs1s1s2同名光线投影同名光线投影1111111111NZZZYYYXXXaSASsAsAsAAa1s1Y1X1Z1YA-Ys1XA-Xs1ZA-Zs1a2s2A2222222222NZZZYYYXXXaSASsAsAsA点投影系点投影系数数点投影系点投影系数数点投影法前方交会点投影法前方交会222111222111222111ZNZZNZZYNYYNYYXNXXNXXssAssAssA221112221112221112ZNZNZZBYNYNYYBXNXNXXBssZssYssX12211121221221ZXZXXBZBNZXZXXBZBNZXZX(1)、(3)式式联立求解联立求解fy

18、xRZYXfyxRZYX222222111111,数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式获取知数据x0 , y0 , f , XS1, YS1, ZS1, 1, 1, 1 , XS2, YS2, ZS2 , 2, 2, 2量测像点坐标 x1,y1 , x2,y2由外方位线元素计算基线分量 BX, BY, BZ由外方位角元素计算像空间辅助坐标 X1

19、, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2计算点投影系数 N1 , N2计算地面坐标 XA, YA, ZA 计算过程：计算过程：数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式w知值 x0 , y0 , f , Xs, Ys, Zs, , , w观测值 x1,y1,x2,y2w未知数 X, Y, Z2、严密解法、严密解法)()()()()()()()()(

20、)()()(33322203331110ssssssssssssZZcYYbXXaZZcYYbXXafyyZZcYYbXXaZZcYYbXXafxx数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式00654321yxlZlYlXllZlYlXl整理得整理得其中：其中：SSSSssySSSSssxZcyyYbyyXayyZfcYfbXfalcyyfclbyy

21、fblayyfalZcxxYbxxXaxxZfcYfbXfalcxxfclbxxfblaxxfal303030222302630253024303030111301330123011)()()()(,)(,)()()()()(,)(,)(数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式空间后方交会空间后方交会前方交会求解地面前方交会求解地面点坐标计算过程：

22、点坐标计算过程：选点选点刺点刺点加注阐明加注阐明1野外像片控制丈量野外像片控制丈量野外用地面野外用地面丈量方法测出丈量方法测出四个控制点的四个控制点的地面丈量坐标地面丈量坐标平高平高控制点控制点所求所求地面点地面点数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式空间后方交会空间后方交会前方交会求解地面前方交会求解地面点坐标计算过程：点坐标计算过程：2量测像

23、点坐标量测像点坐标 a、四个控制点的像片上的坐标；、四个控制点的像片上的坐标； b、需求解求的地面点的像点坐标。、需求解求的地面点的像点坐标。 3空间后方交会计算两张像片的各自空间后方交会计算两张像片的各自六个外方位元素六个外方位元素 4空间前方交会计算未知点地面坐标空间前方交会计算未知点地面坐标数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量像对的前方交会公式像对的前方交会公式 双像解析摄

24、影丈量双像解析摄影丈量按照立体像对与被摄物体的几何关系，按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，经过计算机解求被以数学计算方式，经过计算机解求被摄物体的三维空间坐标。摄物体的三维空间坐标。 义务义务研讨立体像对与被摄物体之间的数学研讨立体像对与被摄物体之间的数学关系；关系；如何计算被摄物体的三维空间位置。如何计算被摄物体的三维空间位置。数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-2 3-2 像对的前方交会公式像对的前方交会公式双像解析摄影丈量双像解析摄影丈

25、量像对的前方交会公式像对的前方交会公式 利用像片的空间的后方交会利用像片的空间的后方交会与前方交会解求地面目的空间与前方交会解求地面目的空间坐标。坐标。 利用像对相对定向和绝对定利用像对相对定向和绝对定向求解地面点的空间坐标。向求解地面点的空间坐标。 利用光束法双像解析摄影丈利用光束法双像解析摄影丈量解求地面点的空间坐标。量解求地面点的空间坐标。双像解析丈量方法双像解析丈量方法数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院本节课重点及作业双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量知识

26、回想知识回想 1 1重点内容重点内容: :单像空间后方交会公式单像空间后方交会公式立体像对前方交会的根本公式立体像对前方交会的根本公式空间后方交会空间后方交会前方交会前方交会求解地面点坐标方法求解地面点坐标方法数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院本节课重点及作业双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量作业作业 1 1 2 双像解析摄影丈量确定待定点坐标有哪几双像解析摄影丈量确定待定点坐标有哪几种方法？种方法？6 什么是空间前方交会？它能处理什么问题？什么是空间前方交会？它

27、能处理什么问题？什么是单像空间后方交会？其观测值和未知什么是单像空间后方交会？其观测值和未知数各是什么？至少需求几个控制点？如何估数各是什么？至少需求几个控制点？如何估计单像空间后方交会的解算精度？计单像空间后方交会的解算精度？ 思索题 数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院下节课预习内容下节课预习内容双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量预习内容预习内容 1 1主要知识点主要知识点: : 解析法相对定向解析法相对定向 解析法绝对定向解析法绝对定向 光束法严密解法一步定向

28、法光束法严密解法一步定向法数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院第三章第三章 双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院上节课重点双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量重点回想重点回想 重点内容重

29、点内容: : 单像空间后方交会公式单像空间后方交会公式 立体像对前方交会的根本公式立体像对前方交会的根本公式 空间后方交会空间后方交会前方交会求解前方交会求解地面点坐标方法地面点坐标方法根本要求：掌握空间后方交会公式及运用；了根本要求：掌握空间后方交会公式及运用；了解双像测图原理；掌握空间后方交会空间前解双像测图原理；掌握空间后方交会空间前方交会求解地面点坐标的过程。方交会求解地面点坐标的过程。数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院本节课内容本节课内容双像解析摄影丈

30、量双像解析摄影丈量重要知识点重要知识点主要知识点主要知识点: : 解析法相对定向解析法相对定向 模型点坐标计算模型点坐标计算 解析法绝对定向解析法绝对定向 光束法严密解法一步定向法光束法严密解法一步定向法根本要求：了解像对解析相对定向的概念、相根本要求：了解像对解析相对定向的概念、相对定向元素解算过程。掌握模型解析绝对定向对定向元素解算过程。掌握模型解析绝对定向目的和过程；了解光束法双像解析摄影丈量。目的和过程；了解光束法双像解析摄影丈量。数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘

31、学院测绘学院 3-3 3-3 解析法相对定向解析法相对定向双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向主主要要内内容容 相对定向元素相对定向元素 解析相对定向原理解析相对定向原理 相对定向元素计算相对定向元素计算 模型点坐标计算模型点坐标计算数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院摄影过程的摄影过程的“反转由反转由“摄影摄影 “投影投影立体模型立体模型地面模型地面模型w 建立建立“空间几何空间几何立体模型立体模型w 光线在空间对光线在空间对对相交对相交

32、w 如何确定两张如何确定两张影像的相对位影像的相对位置？置？w 相对定向相对定向w 确定两张影像确定两张影像的的w 相对位置相对位置数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-3 3-3 解析法相对定向解析法相对定向双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向 利用立体像对中摄利用立体像对中摄影时存在的同名光线影时存在的同名光线S1a1A和和S2a2A对应相对应相交的几何关系，经过量交的几何关系，经过量测的像点坐标测的像点坐标(x1、y1)和和x2、

33、y2，以解析，以解析计算的方法，解求两像计算的方法，解求两像片的相对方位元素的过片的相对方位元素的过程，称为解析相对定向。程，称为解析相对定向。XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-3-1 3-3-1 相对定向元素相对定向元素双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向确定立体像对中两张像片相对位置确定立体像对中两张像片相对位置和姿态关系的参数，称之为相对

34、定和姿态关系的参数，称之为相对定向元素。向元素。相对定向的目的是恢复两张像片的相对位置和相对定向的目的是恢复两张像片的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立一个与被摄姿态，使同名光线对对相交，建立一个与被摄物体类似的几何模型，以确定模型点的三维坐物体类似的几何模型，以确定模型点的三维坐标。标。怎样描画相对方位？怎样描画相对方位？ 以两像片各自相对于选定的同一像空间以两像片各自相对于选定的同一像空间辅助坐标系的关系来讨论两像片的相对方辅助坐标系的关系来讨论两像片的相对方位位“相对方位元素：相对方位元素：像片在像空间辅助坐标系的像片在像空间辅助坐标系的位置：位置：Xs Ys Zs姿态：姿态：?

35、像空间辅助坐标系有不同的定义方法像空间辅助坐标系有不同的定义方法数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向 3-3-2 3-3-2 解析相对定向原理解析相对定向原理相对定向的方法相对定向的方法: 延续法解析相对定向延续法解析相对定向 单独法解析相对定向单独法解析相对定向像空间辅助坐标系的选像空间辅助坐标系的选取：取：S1-X1Y1Z1 左片左片的像空间坐标系的像空间坐标系S2-X2Y2Z2 与与 相应坐相应坐标

36、轴平行标轴平行 S1-X1Y1Z1延续像对相对定向元素：延续像对相对定向元素：左像片：左像片：XS1=0 YS1=0，ZS1=0 1=1=1=0 右像片：右像片：XS2=bx,YS2=by，ZS2=bz 、 X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向 3-3-2 3-3-2 解析相对定向原理解析相对定向原理延续法相对定向系统延续法相对定向系统当像空间

37、辅助坐标系的原当像空间辅助坐标系的原点选在摄站点上，其坐标点选在摄站点上，其坐标轴系坚持与立体像对中左轴系坚持与立体像对中左片的像空间坐标系分别重片的像空间坐标系分别重合，那么左片对像空间辅合，那么左片对像空间辅助坐标系的外方位元素的助坐标系的外方位元素的角元素为零，两像片外方角元素为零，两像片外方位元素相对差为：位元素相对差为：212212212121212SSZSSYSSXZZBYYBXXBBy ， Bz ，w，就是延续法相对定向元素BX只决议立体模型的大小，不影响相对方位数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量

38、辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院以左像空间以左像空间坐标系为根坐标系为根底，右像片底，右像片相对于左像相对于左像片的相对方片的相对方位元素位元素X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy延续法相对定向元素：延续法相对定向元素： By ， Bz ，延续法相对定向元素延续法相对定向元素 3-3-2 3-3-2 解析相对定向原理解析相对定向原理像空间辅助坐标系像空间辅助坐标系 的选取：的选取： S1-X1Y1Z1 X1轴：摄影基线轴：摄影基线Y1轴：垂直于左片的主核面轴：垂直于左片的主核面 Z1轴：在左片的主核面内轴：在左片的主核面内左像片：左像片：XS1=0，

39、YS1=0，ZS1=0 1、1=0，1右像片：右像片：XS2=bx=b，YS2=by=YS1=0、ZS2=bz=ZS1 =0 2、2、2 B只决议立体模型的比例尺，只决议立体模型的比例尺，不影响相对方位不影响相对方位21X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B212单独法相对定向元素单独法相对定向元素2单独法相对定向元素：单独法相对定向元素： 1 ， 1 ，2，2，21X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左摄影中心在以左摄影中心为原点、左主核为原点、左主核面为面为 XZ XZ 平面、平面、摄影基线为摄影基线为 X X 轴的右手空间直轴的右手空间直角坐标系中，左角坐标

40、系中，左右像片的相对方右像片的相对方位元素位元素221相对定向相对定向目的：建立地面立体模型目的：建立地面立体模型 恢复两张像片的相对位置和姿态恢复两张像片的相对位置和姿态 同名光线对对相交同名光线对对相交解析法相对定向：经过计算相对定向元素建立解析法相对定向：经过计算相对定向元素建立地面立体模型地面立体模型数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-3-2 3-3-2 解析相对定向原理解析相对定向原理双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向同名

41、光线同名光线对对相交对对相交于核面内于核面内XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S20)(221121aSaSSS0222111ZYXZYXBBBzyx共面条件方程共面条件方程1、延续法解析相对定向原理、延续法解析相对定向原理0222111ZYXZYXBBBzyxfyxZYX11111fyxZYX22222RxxzxxyBBBBBBtgcostgBs1s2BzByBx延续法解析相对定向原理延续法解析相对定向原理01222111ZYXZYXBFx00FFFFFFF泰勒级数展开成一次项线性式为：泰勒级数展开成一次项线性式为：其中，其中，F0F0为函

42、数为函数F F的近似值的近似值数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向3-3-2-1 3-3-2-1 延续法定向原理延续法定向原理偏偏导导数数 1)(01021122211222111ZXZXBZXZXBZYXZYXBFxxx)(1221YXYXBFx数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院

43、测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向偏导数偏导数 22221111ZYXZYXBFx21221110XYBXZZYXBBBFxzyx)(0212122111ZZYYBYZZYXBBBFxzyx12221110ZXBXYZYXBBBFxzyx3-3-2-1 3-3-2-1 延续法定向原理延续法定向原理数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向偏偏导导数数 2-1RRRRRRRRRR

44、RR11)(001000100cos0sin010sin0cossin0cos000cos0sin1RR222222212220001000100XZZYXfyxZYXRRR3-3-2-1 3-3-2-1 延续法定向原理延续法定向原理数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向偏导数偏导数 2-12222222200cos0cos0sin0sin0YZZYXZYX00cossinsincossin0coscoss

45、incoscos022222222XYZYXZYX3-3-2-1 3-3-2-1 延续法定向原理延续法定向原理数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向线性化方程0)()()(01221211212212112FBZXBZZYYBYXBYXYXBZXZXxxxxx等式两边同时除以等式两边同时除以2121ZXXZ0212102121122121212121211221211221ZXXZFBZXXZZXBZXXZ

46、ZZYYBZXXZYXBZXXZYXYXBxxxxx3-3-2-1 3-3-2-1 延续法定向原理延续法定向原理数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向系数约简系数约简1211221212121112)(ZNBXBBZNBXZZXXZZXXBZBNxxzxzx21212222222222111111ZZYYZYZNYNBZNBYNZNYNZYzy又2221211221ZYZXXZYXYX22221211NZY

47、ZXXZYBx2222221212121)()(NZYZZXXZZZYYBx22212112XNZXXZZXBx3-3-2-1 3-3-2-1 延续法定向原理延续法定向原理数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向常数项约简常数项约简QBYNYNBZXXZZXZXYZXXZZXBBYZXXZZXBBZXXZZYXZYXBBBZXXZFyyzxzxzyx221121212211221211112121222121

48、222111212103-3-2-1 3-3-2-1 延续法定向原理延续法定向原理延续法相对定向中延续法相对定向中常数项的几何意义常数项的几何意义X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q为定向点上为定向点上模型上下视差模型上下视差当一个立体像当一个立体像对完成相对定对完成相对定向，向， Q0当一个立体像当一个立体像对未完成相对对未完成相对定向，即同名定向，即同名光线不相交，光线不相交， Q0)(2211yBYNYNQ误差方程及法方程的建立QNXNZYZNZYXBZYBvxxQ2222222222222)(量测量测 5 个以上的同名点可以按最个以上的同名点可以按最

49、小二乘平差法求相对定向元素小二乘平差法求相对定向元素)()(T1TPlAPAAxPlAxV,5T0nPVV1T)(PAAQxxiixximQ0o1o21352462、单独法解析相对定向原理、单独法解析相对定向原理000222111ZYXZYXBX1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1 ,Y1 ,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2)fyxZYX111111RfyxZYX222222R数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影

50、丈量解析法相对定向解析法相对定向 3-3-2-2 3-3-2-2 单独法定向原理单独法定向原理02211ZYZYBF022222211110FFFFFFF数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向偏偏 导导数数 3-11111110XZZYX0111111XYZYX2222220XZZYX2222220YZZYX0222222XYZYX 3-3-2-2 3-3-2-2 单独法定向原理单独法定向原理数字摄影测量数

51、字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向偏导数偏导数 3-221221112000XBYXZZYXBF)(0002121221112ZZYYBYZZYXBF12221112000ZBXXYZYXBF21222111000YBXZYXXZBF21222111000ZBXZYXXYBF 3-3-2-2 3-3-2-2 单独法定向原理单独法定向原理数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影

52、像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向 3-3-2-2 3-3-2-2 单独法定向原理单独法定向原理线性化方程线性化方程0)(021222121212121121FBZXBZZYYBYXBZXBYX0)(21022212112112111121ZBZfFXZYYZZYXXZYX等式两边同时乘以等式两边同时乘以21ZBZf并视并视fZZ21数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学

53、测绘学院测绘学院双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向 3-3-2-2 3-3-2-2 单独法定向原理单独法定向原理常常数数项项约约简简qyyZYfZYfZZZYZYfZBZZYZYBfZBZfFtt212211211221212211210单独法相对定向中单独法相对定向中常数项的几何意义常数项的几何意义q为相当于像为相当于像空间辅助坐标空间辅助坐标系中一对理想系中一对理想像对上同名像像对上同名像点的上下视差点的上下视差当一个立体像当一个立体像对完成相对定对完成相对定向，向， q0当一个立体像当一个立体像对未完成相对对未完成相对定向，即同名定向，即同名光线不相交，光线不相

54、交， q 0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)21ttyyq误差方程及法方程的建立误差方程及法方程的建立量测量测 5 个以上的同名点可以按最小二乘平差法个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素求相对定向元素)()(T1TPlAPAAxPlAxV,5T0nPVV1T)(PAAQxxiixximQ0qXZYYZZYXXZYXvq22212112112111121)(o1o2135246数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大

55、学 测绘学院测绘学院 3-3-3 3-3-3 相对定向元素计算相对定向元素计算双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向获取知数据 x0 , y0 , f , x1 , y1 , x2 , y2 假定摄影基线 Bx= x1- x2设定相对定向元素的初值 w 0 由相对定向元素计算像空间辅助坐标 X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2逐点计算误差方程式的系数和常数项并法化解法方程，求相对定向元素矫正数求相对定向元素的新值判别迭代能否收敛限差0.01=3105数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测

56、量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-3-4 3-3-4 模型点坐标计算模型点坐标计算双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向X1Y1Z1PZpYpXpX2a1Z2Aa1s1a2s2建立摄影丈量坐标系建立摄影丈量坐标系轴系：让摄测坐标系各轴系：让摄测坐标系各坐标轴与像空间辅坐标轴与像空间辅助坐标系的相对应助坐标系的相对应的坐标轴平行；的坐标轴平行；原点原点P P：选在：选在Z1Z1轴上，轴上，与与S1S1的间隔为的间隔为mf mf 。左片摄影中心左片摄影中心S1S1坐标：坐标：0 0，0 0，mf.mf.模型点坐标系模型点坐标系a2数字摄影测量数字摄影

57、测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-3-4 3-3-4 模型点坐标计算模型点坐标计算双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向模型摄影丈量坐标计算公式根据空间前方交会公式根据空间前方交会公式222111XNXXNXXSSA222111YNYYNYYSSA222111YNZZNZZSSA模型的概念模型的概念: :用三维坐标描用三维坐标描画的地面的几画的地面的几何外形。何外形。数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样

58、采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-3-4 3-3-4 模型点坐标计算模型点坐标计算双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法相对定向解析法相对定向模模型型点点坐坐标标fyxZYXfyxZYX222222111111,RR12211121221221ZXZXXBZBNZXZXXBZBNZXZX11111221122211111111)(21)(21ZmNmfZmNZZBYNYNmYNYYNYmYXmNXmNXXsAyssAsA数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工

59、程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-4 3-4 解析法绝对定向解析法绝对定向双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法绝对定向解析法绝对定向主主要要内内容容 绝对定向元素绝对定向元素 三维空间类似变换原理三维空间类似变换原理 类似变换参数计算类似变换参数计算 地面坐标计算地面坐标计算数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-4 3-4 解析法绝对定向解析法绝对定向双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法绝对定向解析法绝对定向 要确定立体模型在实践物空间坐标

60、系中要确定立体模型在实践物空间坐标系中的正确位置，那么需求把模型点的摄影丈的正确位置，那么需求把模型点的摄影丈量坐标转化为物空间坐标。这种坐标系的量坐标转化为物空间坐标。这种坐标系的变换，称之为立体模型的绝对定向变换，称之为立体模型的绝对定向数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院影像影像采样采样数字摄影测量数字摄影测量 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 测绘学院测绘学院 3-4-1 3-4-1 绝对定向元素绝对定向元素双像解析摄影丈量双像解析摄影丈量解析法绝对定向解析法绝对定向 描画立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数称描画立体像对在摄影瞬间的绝对位置