摄影测量部分222009

1、中心投影的基本知识 用一组假想的直线将物体向几何面投射称为投影。其投影线称为投影射线。投影的几何面通常取平面称为投影平面。在投影平面上得到的图形称为该物体在投影平面上的投影。 投影有中心投影与两种，而平行投影中又有斜投影与之分。 中心投影和正射投影1中心投影的基本知识 1中心投影：投射线会聚于一点的投影称为中心投影。投影射线投影点投影中心 投影平面2点的像仍是点直线的像一般仍是直线若直线的延长线通过投影中心，则该直线的像是一个点EFefSBAab中心投影的主要特性中心投影的基本知识3中心投影的基本知识2平行投影：投射线相互平行的投影为平行投影。正摄投影:投影射线与投影平面成正交斜投影:投影射线

2、与投影平面成斜交4中心投影的基本知识3 双心投影：两个投影中心和两个投影平面当作一个 整体，对同一个物体进行投影。5中心投影的基本知识 投影方式的不同：地形图为正摄投影，航摄像片为中心投影4、航摄像片与地形图的区别6航片存在两项误差：地形起伏引起的像点位移，像片倾斜引起的像点位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0中心投影的基本知识7EAhBhA0B0P0Saba0b0fHH-hnNh- 像点位移aa0、bb0 an=r a0n=r0地面点高出基准面时，像点背离像底点位移；地面点低于基准面时，像点向像底点位移；投影误差大小与像点至像底点的距离和高查乘积成正比，与航高成反比。 地形起伏

3、引起的像点位移中心投影的基本知识8h和高差成正比，高差为正时，像点背离像底点位移；高差为负时，像点向像底点位移。当r=0时， h=0，即像底点不因高差而产生投影误差。=0时， h=rh/H，即水平相片因高差引起的投影误差公式。 倾斜相片的投影误差摄影测量与遥感吴景坤 P28：图1-33中心投影的基本知识9比例尺的不同：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺中心投影的基本知识地面像面fHSBAabCDcd平坦地区水平像片比例尺10abcdefST2T0T1h1h2H0fDFBAEC起伏地区水平像片比例尺中心投影的基本知识11比例尺的不同：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺表示方法的不同：地图为线划图

4、，航片为影像图表示内容的不同：地图需要综合取舍几何上的不同：可组成像对立体观察12中心投影的基本知识134、像对：航向相邻两张像片组成一个像对理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对正直像对：相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对竖直像对：相邻两像片不严格水平、摄影基线不水平组成的像对p1S1Ep2S2p1S1P2S2E理想像对正直像对中心投影的基本知识14航摄像片上特殊的点、线、面透视变换中的重要点、线、面透视变换：将平面上的点、线作中心投影，在投影平面P上，得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一投影关系，成为透视变换。15中心投影的基本知识透视变换中的重要点、线、面面：地

5、面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es线：基本方向线VV、主纵线vv、主光轴SoO、主垂线SnN、等角线ScC、合线hihi、主横线hoho、等比线hchc、迹线TT点：摄影中心S、像主点o、地主点O、像底点n、地底点N、 等角点c、 地面等角点C、主合点i、主遁点J hohohihihchc16中心投影的基本知识透视变换中重要的点、线特性底点的特性：铅垂线在像面上的构像位于以点n为辐射中心的相应辐射线上17中心投影的基本知识 等角点的特性：在倾斜像片和水平地面上，由等角点c和C所引出的一对透视对应线无方向偏差，保持着方向角相等18中心投影的基本知识 等比线的特性：等比线的构像比例尺等于水平像

6、片上的摄影比例尺，不受像片倾斜影像。19中心投影的基本知识中心投影构图 已知E平面上有A点，在像平面上作对应的像aPvvTTSAT1iaE1）找迹点2）找主合点i3）连T1i与SA， 交点为a迹点主合点20中心投影的基本知识21中心投影的基本知识22摄影测量常用的坐标系统像平面上的坐标系：用来确定像点在像片上的位置1、(框标坐标系p-xy) 摄影测量常用坐标系原点：框标连线交点P x轴：航向框标连线方向y轴：旁像框标连线方向 23 2、像平面坐标系 （O-xy） 原点：像主点o x、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴 a(x,y) 摄影测量常用的坐标系统24摄影测量常用的坐标系统像平面直角坐标系

7、25摄影测量常用的坐标系统像空间坐标系（ S-xyz ） 原点：投影中心S x、y轴：分别平行于o-xy的坐标轴 z轴：主光轴方向（os方向为正） xyoPyzxs-fa（x,y,-f）a26摄影测量常用的坐标系统 像空间辅助坐标系(S-XYZ)xyosxzyYXZ原点：投影中心SX、Y、Z轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴 a（Xa,Ya,Za）a27摄影测量常用的坐标系统 地面摄影测量坐标系（D-X,Y,Z） 原点：测区地面某点D X 轴：大致平行航线方向 Z 轴：铅垂向上 A(X,Y,Z)28摄影测量常用的坐标系统地面测量坐标系（TXtYtZt）:地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标

8、系为高斯-克吕格三度带或六度带1980西安坐标系，高程坐标系为1985黄海高程系,为左手系。 29摄影测量常用的坐标系统30航摄像片的内、外方位元素方位元素：确定摄影时摄影物镜（摄影中心） 、像片与地面三者之间相关位置的参数摄影测量主要任务：根据像点解求地面点的空间位置（坐标和高程），这需要知道摄影物镜（投影中心）与像片面的相对位置，以及摄影瞬间摄影机的空间位置。31航摄像片的内、外方位元素像片的内方位元素：摄影物镜与像片之间相互位 置的参数恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束像主点O在框标坐标系中坐标（x 0 , y 0）主距 f Sfox0y0 xyc32航摄像片的内、外方位元素 像片外方

9、位元素：确定摄影瞬间摄影机或像片地 空间位置。三个直线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(Xs、Ys、Zs)。三个角元素(、)：表示摄影机轴相对空间坐标的两个角度和像片绕摄影方向旋转的角度XYZApSXsYsZsOy x33像点的空间坐标变换与共线方程1 像点的平面坐标变换 像点坐标变换xypxya原点相同而轴向不一致34 坐标原点不同时x0，y0:原点o在坐标系P-xy中的坐标值，即坐标原点的平移量。xypxyoy0 x0a像点的空间坐标变换与共线方程352 像点空间坐标变换R称为旋转矩阵，为正交矩阵，由三个独立参数确定xyozxysXYZSXYZ 为像空间辅助坐标系Sxyz为

10、像空间坐标系像点的空间坐标变换与共线方程36像点的空间坐标变换与共线方程正交变换矩阵的特点37像点的空间坐标变换与共线方程共线方程（中心投影的构像方程）共线条件:摄影时S,a,A三点共线A-XYZ 任意选定的右手系地面摄影测量坐标系,与像空间辅助坐标系三轴平行A 地面点 S 投影中心 a 地面点A在像片上的构像点S-XYZ 像空间辅助坐标系S-xyz 像空间坐标系XA,Y,A, ZAA在地面摄影测量坐标系中的坐标X,Y,Z a在像空间辅助坐标系中的坐标 x,y,-f a在像空间坐标系中的坐标38像点的空间坐标变换与共线方程共线条件方程-+-+-+-+-=-+-+-+-+-=-+-+-+-+-=

11、-+-+-+-+-=)()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(33322203331110333222333111SASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASAZZcYYbXXaZZcYYbXXafyyZZcYYbXXaZZcYYbXXafxxZZcYYbXXaZZcYYbXXafyZZcYYbXXaZZcYYbXXafx，可表示为：当需顾及内方位元素时（x,y）像点的像平面坐标（ XA,YA, ZA）物点的地面坐标39像点的空间坐标变换与共线方程 平坦地区的构像方程 当地面水平时， 为常数

12、。 上式为地面水平时构像方程的一般形式，反映了像片平面和地平面（或物面）两平面之间的中心投影构像方程即中心投影的变换关系，又称为透视变换公式。40求像底点坐标单像空间后方交会和多像空间前方交会摄影测量中的数字投影基础航空影像模拟光束法平差的基本数学模型利用DEM制作数字正射影像图利用DEM进行单张像片测图 共线条件方程的应用像点的空间坐标变换与共线方程41求像底点坐标像点的空间坐标变换与共线方程42像片仿真已知内、外方位元素地面点空间坐标DEMDOMXYZa (x,y)xyzS(Xs, Ys, Zs)A(X,Y,Z)像点的空间坐标变换与共线方程43单像测图已知内、外方位元素像点坐标DEMXYZa1(x1,