第三次课双像立体测图基础与立体测图ppt课件

1、华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 主要内容主要内容4-1 人眼的立体视觉原理与立体量测4-2 立体像对与双像立体测图 4-3 双像解析摄影测量理论4-4 解析测图仪上的立体测图内业过程4-5 航测立体测图作业工序流程华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 4 41 1 人眼的立体视觉原理人眼的立体视觉原理与立体量测与立体量测因交会角不同，观测因交会角不同，观测A A、B B两点时，产生生理视差，是两点时，产生生理视差，是判断景物远近的根源。判断景物远近的根源。用

2、单眼观察景物时，使人感觉到的仅是景物的中心构用单眼观察景物时，使人感觉到的仅是景物的中心构像，好像一张像片一样，得不到景物的立体构像，不能正像，好像一张像片一样，得不到景物的立体构像，不能正确判断景物的远近。确判断景物的远近。左视差左视差右视差右视差左右视差较左右视差较生理视差生理视差) )华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 4 41 1 人眼的立体视觉原理人眼的立体视觉原理与立体量测与立体量测一、人造立体视觉的产生一、人造立体视觉的产生华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基

3、础与立体测图 4 41 1 人眼的立体视觉原理人眼的立体视觉原理与立体量测与立体量测二、人造立体观察条件二、人造立体观察条件 观察的是立体像对。观察的是立体像对。 两眼分别观察一张像片上的同名像点。两眼分别观察一张像片上的同名像点。 使同名像点连线与眼基线大致平行。使同名像点连线与眼基线大致平行。 两像片的比例尺相近两像片的比例尺相近( (差别差别15%)15%)。华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 4 41 1 人眼的立体视觉原理人眼的立体视觉原理与立体量测与立体量测1 1、立体镜法、立体镜法2 2、左右光路仪器的立体、左右

4、光路仪器的立体观察系统观察系统三、立体观察与立体量测三、立体观察与立体量测华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 4 41 1 人眼的立体视觉原理人眼的立体视觉原理与立体量测与立体量测三、立体观察与立体量测三、立体观察与立体量测1 1、互补色法、互补色法2 2、光闸法、光闸法( (液晶闪闭式）液晶闪闭式）3 3、偏振光法、偏振光法华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 4 42 2 立体像对与双像立体立体像对与双像立体测图测图一、立体像对的点、线、面一、立体像对的点、

5、线、面华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 4 42 2 立体像对与双像立体立体像对与双像立体测图测图核面同名像点摄影基线l1AS1p1l2p2S2同名核线同名像点必在同名核线上华北水利水电职业技术学院 摄影测量学9双像解析摄影测量：双像解析摄影测量：根据立体像对中的物像几何关系，用数学计算方法根据立体像对中的物像几何关系，用数学计算方法解求被摄目标空间坐标的理论方法。解求被摄目标空间坐标的理论方法。常用的理论方法有：常用的理论方法有： 1 1、单像空间后方交会、单像空间后方交会+ +双像空间前方交会双像空间前方交会 2 2、解

6、析相对定向、解析相对定向+ +解析绝对定向解析绝对定向 3 3、光线束法空中三角测量、光线束法空中三角测量4-3 双像解析摄影测量概念华北水利水电职业技术学院 摄影测量学 1 1 立体像对的前方交会立体像对的前方交会一、空间前方交会计算公式一、空间前方交会计算公式1221221NwuwuuBwBwu1221112NwuwuuBwBwu 物点的物方坐标通常为地面摄测坐标）物点的物方坐标通常为地面摄测坐标）sssZYX投影中心的物方坐标投影中心的物方坐标wvu像点的像空间辅助坐标像点的像空间辅助坐标N N 投影系数投影系数)(ZYX22221111222111wvuNZYXwvuNZYXZYXSS

7、SSSS在已知立体像对的两张像片的内外方位元素和像在已知立体像对的两张像片的内外方位元素和像点坐标的前提下，由同名光线交会确定相应物点空间点坐标的前提下，由同名光线交会确定相应物点空间坐标的计算过程。坐标的计算过程。华北水利水电职业技术学院 摄影测量学22222211111121aaaSSSaaaSSSZYXNZYXZYXNZYXZYX华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第五章第五章 摄影测量解析基础摄影测量解析基础 5 53 3 立体像对的前立体像对的前方交会方交会121212SSZSSYSSXZZBYYBXXB221122112211212121wNZwNZZvNYvNYYuNXuNXXS

8、SASSASSA 二、空间前方交会计算步骤二、空间前方交会计算步骤1 1、由已知外方位角元素及像点的坐标，计算像空间辅助、由已知外方位角元素及像点的坐标，计算像空间辅助坐标。坐标。2 2、由已知外方位线元素计算摄影基线分量、由已知外方位线元素计算摄影基线分量3 3、计算投影系数、计算投影系数4 4、计算地面点的地面摄影测量坐标，计算地面坐标、计算地面点的地面摄影测量坐标，计算地面坐标 应应取平均值。取平均值。1221221NwuwuuBwBwu1221112NwuwuuBwBwuAYfyxRwvu华北水利水电职业技术学院 摄影测量学13像片控制测量获得像控点物方坐标像片控制测量获得像控点物方坐

9、标像点坐标量测，得像点坐标量测，得x1,y1,x2,y2x1,y1,x2,y2i;(x1,y1,x2,y2)j;i;(x1,y1,x2,y2)j; 单像空间后方交会，分别得左右像片的外方位元素 1, 1, 1zs1,ys1,xs1,双像空间前方交会得待定点物方坐标双像空间前方交会得待定点物方坐标x,y,zx,y,zj j2,2,2zs2,ys2,xs2,第五章 双像解析摄影测量单像空间后交+双像空间前交作业流程3|),(iZYXi返回目录返回目录华北水利水电职业技术学院 摄影测量学14解析相对定向：利用立体像对中存在的同名光线共面的几何关系，以解析计算方法解求两张像片的相对方位元素的过程。相对

10、定向目的：由立体影像建立被摄目标的几何模型几何相似形态）。相对定向元素：确定立体像对中两张像片相对方位的参数。 2. 解析相对定向及模型坐标计算华北水利水电职业技术学院 摄影测量学第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图 4 43 3 立体像对的相对定向元立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素素与模型的绝对定向元素一、立体像对的相对定向元素一、立体像对的相对定向元素 确定一个立体像对两像片的相对位置。确定一个立体像对两像片的相对位置。 确定立体像对中两张像片相对方位确定立体像对中两张像片相对方位( (位置和姿态位置和姿态) )的参数。的参数。 完成相对定向的惟一标

11、准是两像片上同名完成相对定向的惟一标准是两像片上同名像点的投影光线对对相交。像点的投影光线对对相交。华北水利水电职业技术学院 摄影测量学xyzs 1XYZS 1 像对的像空间辅助坐标系选择与选择与重合重合2, 2, 2Bz,By,00111111SSSZYXXYZS 1显然，在显然，在 中中, ,22222;2KBZBYsBXZSYXS华北水利水电职业技术学院 摄影测量学XYZS 1像对的像空间辅助坐标系像对的像空间辅助坐标系1S21SS1o21SS22211,0111SSSZYX111;0; 0; 0;222sSSZYBX22;2;XYZS 1显然显然, , 在在 中，中，华北水利水电职业技

12、术学院 摄影测量学立体像对的相对定向共面条件方程二、立体像对的共面条件方程二、立体像对的共面条件方程华北水利水电职业技术学院 摄影测量学立体像对的相对定向共面条件方程华北水利水电职业技术学院 摄影测量学立体像对的相对定向共面条件方程0)(221121aSaSSS0222111wvuwvuBBBZYX 因为摄影时同名光线与摄影基线共面,故由影像重建几何模型时,任一对同名光线应满足共面条件式:),(21ZYXBBBSS),(11111wvuaS),(22222wvuaS当各向量坐标表达式为当各向量坐标表达式为: :则共面条件式的行列式表达式为则共面条件式的行列式表达式为: :华北水利水电职业技术学

13、院 摄影测量学立体像对的相对定向共面条件方程三、连续法相对定向三、连续法相对定向XXZXXYbbbbbbtancostan因因0222111wvuwvubbbFXXX所以所以1S2SYbZbXbuvws 1XYZS 1 像对的像空间辅助坐标系选择与选择与重合重合华北水利水电职业技术学院 摄影测量学立体像对的相对定向共面条件方程 将将F F按泰勒级数展开按泰勒级数展开, ,取至一次项取至一次项, ,得未知数得未知数( (相对定向元素相对定向元素) )的线性方程式的线性方程式 00dkFdFdFdFdFFF222111wvuwvubbbFXXX)(0101221222111uwuwbwvuwvub

14、XX华北水利水电职业技术学院 摄影测量学立体像对的相对定向共面条件方程dkNudNwvwdNwvudvbwvdbXX2222222222222)()(Q对对F F展开式整理得展开式整理得: :YbvNvN2211QQ为推导过程中引入符号,为 华北水利水电职业技术学院 摄影测量学 立体像对的解析法相对定向S1S1a1a1S2S2a2a2模型点上的上下视差Q华北水利水电职业技术学院 摄影测量学立体像对的相对定向共面条件方程四、单独法相对定向四、单独法相对定向 000222111wvuwvubF1S21SS1o21SS华北水利水电职业技术学院 摄影测量学 求出相对定向元素后，建立立体模型是相对于选定

15、的像求出相对定向元素后，建立立体模型是相对于选定的像空间辅助坐标系而言的，大小和方向是任意的。空间辅助坐标系而言的，大小和方向是任意的。 所以，要选取摄影测量坐标系作为用相对定向元素计所以，要选取摄影测量坐标系作为用相对定向元素计算出的模型点坐标的基础坐标系。算出的模型点坐标的基础坐标系。华北水利水电职业技术学院 摄影测量学 二立体模型的解析法绝对定向二立体模型的解析法绝对定向空间相似变换空间相似变换利用物方控制点，以解析计算方法解求相对定向后利用物方控制点，以解析计算方法解求相对定向后建立的自由模型的绝对定向元素的过程。建立的自由模型的绝对定向元素的过程。将相对定向得到的自由模型经空间相似变

16、换归化比例尺，并纳入地面测量坐标系中。七个，包括模型旋转、平移和缩放七个，包括模型旋转、平移和缩放华北水利水电职业技术学院 摄影测量学立体模型的解析法绝对定向一、解析绝对定向的基本公式一、解析绝对定向的基本公式SSSZYXWVURZYXZYX模型点的模型点的地面摄影地面摄影测量坐标测量坐标WVU模型点在模型点在像空间辅像空间辅助坐标系助坐标系中的坐标中的坐标 至少需两个平高控制点和一个高程控制点，或者两个平面控制点和三个高程控制点，但三个高程控制点不能在一条直线上。华北水利水电职业技术学院 摄影测量学立体模型的解析法绝对定向二、绝对定向计算过程二、绝对定向计算过程ZYXWVURZYXggggggZZZYYYXXXWWWVVVUUU华北水利水电职业技术学院 摄影测量学30解析相对定向+解析绝对定向作业流程 像片控制测量，获得像控点物方坐标像片控制测量，获得像控点物方坐标 3),(iZYXi像点坐标量测，像点坐标量测， jiyxyxyxyx),(),(22112211222,ZYBB返回目录返回目录华北水利水电职业技术学院 摄影测量学31解析相对定向+解析绝对定向作业流程jimmmZYX;),(计算模型点坐标计算模型点坐标 ,Z,Y,X,计算待定点物方坐标计算待定点物方坐标 jZYX),(华北水利水电职业技术学院 摄影测量学32 单