卫星遥感与航空摄影测量：像对的立体观察与立体量测

授课教案第1页像对的立体观察与立体量测3.1立体像对概述3.1.1立体像对的定义立体像对：由不同摄影站摄取的具有一定影像重叠的两张像片称为立体像对。3.1.2立体像对的基本点、线、面摄影基线：相邻两摄站的连线。同名光线：同一地面点发出的两条光线。同名像点：同名光线在左右像片上的构像。核面：摄影基线与某一地面点组成的平面同名光线：同一地面点发出的两条光线。3.1.3立体像对上下视差和左右视差左右视差：摄影测量中，一个立体像对的同名像点在各自的像平面坐标系的x坐标之差，称为左右视差（用p表示）。P=x-x，左右视差恒为正。12上下视差：摄影测量中，一个立体像对的同名像点在各自的像平面坐标系的y坐标之差，称为上下视差（用q表示）。q=y-y，上下视差可为正、12负、零。标准式立体像对上各点的上下视差都等于零。即q=y0-y0=0123.2像对立体观察与量测3.2.1人眼的自然观察脉络膜角膜巩膜网膜窝视轴水晶体盲斑瞳孔视神经虹膜人眼解剖图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（生授课教案第2页理过程），通过视神经纤维传至后大脑视觉中心，经记忆加入已有的概念与经验（心理过程），从而形成感知。人眼是一架完善的可自动调焦的摄影机。3.2.2单眼观察和双眼观察1.单眼观察单眼视力：即单眼能够判别最小物体的能力第一类单眼视力：单眼所能观察出两点间的最小距离称第一类单眼视力，约为45″。第二类单眼视力：单眼所能观察出两平行线间的最小距离称第二类单眼视力，约为20″。利用单眼观察去决定物体的远近是比较困难的。不妨做个实验：闭上一只眼睛，两手各拿一支笔，将两笔尖对上，看看结果怎么样？睁开两只眼睛一试下。2.双眼观察立体视觉：人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的立体视觉。双眼视力：双眼观察能够判别物体有远近的能力称为双眼视力，双眼观察精度比单眼提高√第一类双眼视力：能够判别两物点有远近差别的能力叫做第一类双眼视力，约为30″。2倍。第二类双眼视力：能够判别两平行线有远近差别的能力称第二类双眼视力约为10″~15″。生理视差是产生立体感的根本原因。生理视差：fafa。11223.2.3像对立体观察1.像对立体观察的条件自然界中，当双眼观察远近不同的A、B两点时，由于交向角的差异，在人眼中产生了生理视差，产生立体视觉，能分辨物体远近。如果在双眼前分别放置感光材料P和Pˊ，则景物分别记录在感光材料上。当移开实物AB后，仍进行双眼观察，仍能看到与实物一样的空间景物A和B。这就是人造立体视觉效应。按照立体视觉原理，在一条基线的两端用摄影机获取同一地物的一个立体像对，观察中就能重现物体的空间景观，测绘物体的三维坐标。这是摄影测量进行三维坐标量测的理论基础。根据人造立体视觉的原理，在摄影测量中，像片的航向重叠要求达到60％以上，就是为了获得同一地面景物在相邻两张像片上都有影像。利用像授课教案第页3对进行观察（左眼看左片，右眼看右片），同样可获得所摄地面得立体模型。进而进行量测，奠定了立体摄影测量的基础。像对立体观察应满足的条件：（1）由两个摄站点摄取同一景物而组成的立体像对；（2）每只眼睛必须分别观察像对的一张像片，即满足分像条件；（3）两条同名像点的视线与眼基线应在一个平面内。2.像对立体观察的效果正立体效应：左摄站所摄的片P1放在左方，用左眼观察；右摄站摄的片P2放在右方，用右眼观察，就得到一个与实地相似的立体效果。反立体效应：（1）左摄站所摄的片P放在右方，用右眼观察；右摄站摄的片P放在12左方，用左眼观察，就得到一个与实地相反的立体效果，称反立体效应。（2）组成正立体效应后，将左右像片各旋转180度也可得到反立体效应。零立体效应：将正立体效应情况下的两张像片，在各自的平面内按相同方向旋转90°，观察到的图像失去了立体的感觉，称为零立体效应。零立体：(正立体效应基础3.像对立体观察的工具（1）立体起伏的视模型变平上左右像片旋转90°)。镜观察桥式立体镜：在一个桥架上安置两个相同的简单透镜，透镜光平轴行，间距约为眼基距，高度等于透镜。反光立体镜：扩大眼基距，可对大像幅进行立体观察（2）互补色法—互补色加法（绿、品红）左投影器物镜前放置品红滤光片，右投影器前放置绿滤光片，右绿的眼形成左红镜分像。授课教案第页4（2）互补色法--互补色减法在一张白纸上用品红—绿互补色印刷一对像片，得到互补色交替在一起的彩色立体图画。品红—绿眼镜，红片的左眼所见白色图纸背景为品红色，与原始的红色图像混在一起，无法识别，因此左眼所见为原始绿色影像，但颜色为黑色。右眼观察到的是品红影像的黑色图像，由此达到分像的目的。(3)液晶闪闭法液晶眼镜红外发射器（4）偏振光法偏振光眼镜是立体电影常用的方法。在一像对的投影光路中放置一个偏振平面相互垂直的偏振器，以两组横向光波波动成相互垂直方向的偏振光，将影像投影到共同的承影面上，观察者戴上偏振光眼镜，两镜片的偏振片面相互垂直，与投影光亮中偏振器平面垂直或平行，得到人造立体效能。3.2.3像对立体量测在摄影测量中为求得地形点的空间位置，首选要在一形点的同名像点，这就比较困难；用相当于十字丝作用的测标去对准单张像没有明显特征的地形点影像，就很难准确。因此摄影测量仪器都要采用像对的立体观察方法，以浮游测标切准视模型点作为量测的手段。在摄影测对像片上辨认出地片上授课教案第页5量中，采用立体观察方法，以立体测标切准视模型点作为量测的手段，测定地面点的空间位置或像点的平面坐标。摄影测量仪器中为建立瞄准用的浮游测标，可使用双测标和单测标两种方法。1.双测标量测法双测标量测法是用两个真实测标放在左右两像片上或左右像点的观察视线的光路中，在立体观察像片对时，左右两测标可当作一对同名像点看待，同样可以获得一个视觉的空间虚测标，就用这个虚测标去量测视模型。设像对已定向好，满足了人造立体效能的条件，其上有一对同名像点a1和a，在立体观察下能得到视模型点A。现若像片上各有一个真实测标M1M′。M′并未照准模型点A。将实测标M，M在像片上移动，就会12够把虚测标M′正好工作。这时真实测标M1和M2就分别落在同名像点a和a2和M2，在立体观察下得虚测标虚测标看到虚测标在空间运动，总能与视模型点A相重合，这就完成了瞄准12上。根据测标M1和M2在像片上的位置就能辨认出一对像片上的同名像点,读出像点坐标像对立体量测目的：找出同名像点，获取同名像点的坐标。2.单测标量测法单测标法是用一个真实测标去量测视模型。在互补色法立体观察时，在大承影面E0上放置一个量测台，量测台上有一个小承影面e，其上有实测标M，多采用圆形亮点。量测台可以在大承影面上作平面运动(YX)，而小承影面e相对于E可作升降运动(Z)。0设小承影面位于e处，低于同名像点射线相交的几何模型点A，此时在小承影面上就射线的投影点a1和a2，在立体观察下得视模型点A′，不会与测标M相重合。将小承影面连同其上的测标相对于大承影面E0向上升高，同名射线在e面上两投影点间的距离会逐渐缩短，视模型点看会有两个同名授课教案起来就向下降，向小承影面靠拢。当小承影面位