衛(wèi)星遙感與航空攝影測量：像對的立體觀察與立體量測

授課教案第1頁像對的立體觀察與立體量測3.1立體像對概述3.1.1立體像對的定義立體像對：由不同攝影站攝取的具有一定影像重疊的兩張像片稱為立體像對。3.1.2立體像對的基本點、線、面攝影基線：相鄰兩攝站的連線。同名光線：同一地面點發(fā)出的兩條光線。同名像點：同名光線在左右像片上的構(gòu)像。核面：攝影基線與某一地面點組成的平面同名光線：同一地面點發(fā)出的兩條光線。3.1.3立體像對上下視差和左右視差左右視差：攝影測量中，一個立體像對的同名像點在各自的像平面坐標系的x坐標之差，稱為左右視差（用p表示）。P=x-x，左右視差恒為正。12上下視差：攝影測量中，一個立體像對的同名像點在各自的像平面坐標系的y坐標之差，稱為上下視差（用q表示）。q=y-y，上下視差可為正、12負、零。標準式立體像對上各點的上下視差都等于零。即q=y0-y0=0123.2像對立體觀察與量測3.2.1人眼的自然觀察脈絡(luò)膜角膜鞏膜網(wǎng)膜窩視軸水晶體盲斑瞳孔視神經(jīng)虹膜人眼解剖圖來自物體的光刺激視網(wǎng)膜的桿狀和錐狀細胞（物理過程）使其感光（生授課教案第2頁理過程），通過視神經(jīng)纖維傳至后大腦視覺中心，經(jīng)記憶加入已有的概念與經(jīng)驗（心理過程），從而形成感知。人眼是一架完善的可自動調(diào)焦的攝影機。3.2.2單眼觀察和雙眼觀察1.單眼觀察單眼視力：即單眼能夠判別最小物體的能力第一類單眼視力：單眼所能觀察出兩點間的最小距離稱第一類單眼視力，約為45″。第二類單眼視力：單眼所能觀察出兩平行線間的最小距離稱第二類單眼視力，約為20″。利用單眼觀察去決定物體的遠近是比較困難的。不妨做個實驗：閉上一只眼睛，兩手各拿一支筆，將兩筆尖對上，看看結(jié)果怎么樣？睜開兩只眼睛一試下。2.雙眼觀察立體視覺：人用雙眼觀察景物可判斷其遠近，得到景物的立體效應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為人眼的立體視覺。雙眼視力：雙眼觀察能夠判別物體有遠近的能力稱為雙眼視力，雙眼觀察精度比單眼提高√第一類雙眼視力：能夠判別兩物點有遠近差別的能力叫做第一類雙眼視力，約為30″。2倍。第二類雙眼視力：能夠判別兩平行線有遠近差別的能力稱第二類雙眼視力約為10″~15″。生理視差是產(chǎn)生立體感的根本原因。生理視差：fafa。11223.2.3像對立體觀察1.像對立體觀察的條件自然界中，當雙眼觀察遠近不同的A、B兩點時，由于交向角的差異，在人眼中產(chǎn)生了生理視差，產(chǎn)生立體視覺，能分辨物體遠近。如果在雙眼前分別放置感光材料P和Pˊ，則景物分別記錄在感光材料上。當移開實物AB后，仍進行雙眼觀察，仍能看到與實物一樣的空間景物A和B。這就是人造立體視覺效應(yīng)。按照立體視覺原理，在一條基線的兩端用攝影機獲取同一地物的一個立體像對，觀察中就能重現(xiàn)物體的空間景觀，測繪物體的三維坐標。這是攝影測量進行三維坐標量測的理論基礎(chǔ)。根據(jù)人造立體視覺的原理，在攝影測量中，像片的航向重疊要求達到60％以上，就是為了獲得同一地面景物在相鄰兩張像片上都有影像。利用像授課教案第頁3對進行觀察（左眼看左片，右眼看右片），同樣可獲得所攝地面得立體模型。進而進行量測，奠定了立體攝影測量的基礎(chǔ)。像對立體觀察應(yīng)滿足的條件：（1）由兩個攝站點攝取同一景物而組成的立體像對；（2）每只眼睛必須分別觀察像對的一張像片，即滿足分像條件；（3）兩條同名像點的視線與眼基線應(yīng)在一個平面內(nèi)。2.像對立體觀察的效果正立體效應(yīng)：左攝站所攝的片P1放在左方，用左眼觀察；右攝站攝的片P2放在右方，用右眼觀察，就得到一個與實地相似的立體效果。反立體效應(yīng)：（1）左攝站所攝的片P放在右方，用右眼觀察；右攝站攝的片P放在12左方，用左眼觀察，就得到一個與實地相反的立體效果，稱反立體效應(yīng)。（2）組成正立體效應(yīng)后，將左右像片各旋轉(zhuǎn)180度也可得到反立體效應(yīng)。零立體效應(yīng)：將正立體效應(yīng)情況下的兩張像片，在各自的平面內(nèi)按相同方向旋轉(zhuǎn)90°，觀察到的圖像失去了立體的感覺，稱為零立體效應(yīng)。零立體：(正立體效應(yīng)基礎(chǔ)3.像對立體觀察的工具（1）立體起伏的視模型變平上左右像片旋轉(zhuǎn)90°)。鏡觀察橋式立體鏡：在一個橋架上安置兩個相同的簡單透鏡，透鏡光平軸行，間距約為眼基距，高度等于透鏡。反光立體鏡：擴大眼基距，可對大像幅進行立體觀察（2）互補色法—互補色加法（綠、品紅）左投影器物鏡前放置品紅濾光片，右投影器前放置綠濾光片，右綠的眼形成左紅鏡分像。授課教案第頁4（2）互補色法--互補色減法在一張白紙上用品紅—綠互補色印刷一對像片，得到互補色交替在一起的彩色立體圖畫。品紅—綠眼鏡，紅片的左眼所見白色圖紙背景為品紅色，與原始的紅色圖像混在一起，無法識別，因此左眼所見為原始綠色影像，但顏色為黑色。右眼觀察到的是品紅影像的黑色圖像，由此達到分像的目的。(3)液晶閃閉法液晶眼鏡紅外發(fā)射器（4）偏振光法偏振光眼鏡是立體電影常用的方法。在一像對的投影光路中放置一個偏振平面相互垂直的偏振器，以兩組橫向光波波動成相互垂直方向的偏振光，將影像投影到共同的承影面上，觀察者戴上偏振光眼鏡，兩鏡片的偏振片面相互垂直，與投影光亮中偏振器平面垂直或平行，得到人造立體效能。3.2.3像對立體量測在攝影測量中為求得地形點的空間位置，首選要在一形點的同名像點，這就比較困難；用相當于十字絲作用的測標去對準單張像沒有明顯特征的地形點影像，就很難準確。因此攝影測量儀器都要采用像對的立體觀察方法，以浮游測標切準視模型點作為量測的手段。在攝影測對像片上辨認出地片上授課教案第頁5量中，采用立體觀察方法，以立體測標切準視模型點作為量測的手段，測定地面點的空間位置或像點的平面坐標。攝影測量儀器中為建立瞄準用的浮游測標，可使用雙測標和單測標兩種方法。1.雙測標量測法雙測標量測法是用兩個真實測標放在左右兩像片上或左右像點的觀察視線的光路中，在立體觀察像片對時，左右兩測標可當作一對同名像點看待，同樣可以獲得一個視覺的空間虛測標，就用這個虛測標去量測視模型。設(shè)像對已定向好，滿足了人造立體效能的條件，其上有一對同名像點a1和a，在立體觀察下能得到視模型點A?，F(xiàn)若像片上各有一個真實測標M1M′。M′并未照準模型點A。將實測標M，M在像片上移動，就會12夠把虛測標M′正好工作。這時真實測標M1和M2就分別落在同名像點a和a2和M2，在立體觀察下得虛測標虛測標看到虛測標在空間運動，總能與視模型點A相重合，這就完成了瞄準12上。根據(jù)測標M1和M2在像片上的位置就能辨認出一對像片上的同名像點,讀出像點坐標像對立體量測目的：找出同名像點，獲取同名像點的坐標。2.單測標量測法單測標法是用一個真實測標去量測視模型。在互補色法立體觀察時，在大承影面E0上放置一個量測臺，量測臺上有一個小承影面e，其上有實測標M，多采用圓形亮點。量測臺可以在大承影面上作平面運動(YX)，而小承影面e相對于E可作升降運動(Z)。0設(shè)小承影面位于e處，低于同名像點射線相交的幾何模型點A，此時在小承影面上就射線的投影點a1和a2，在立體觀察下得視模型點A′，不會與測標M相重合。將小承影面連同其上的測標相對于大承影面E0向上升高，同名射線在e面上兩投影點間的距離會逐漸縮短，視模型點看會有兩個同名授課教案起來就向下降，向小承影面靠攏。當小承影面位