第三次課雙像立體測圖基礎與立體測圖

第三次課雙像立體測圖基礎與立體測圖第一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－1人眼的立體視覺原理與立體量測人眼的天然立體視覺：用雙眼觀察景物，才能判斷景物的遠近，得到景物的立體效應。

因交會角不同，觀測A、B兩點時，產生生理視差，是判斷景物遠近的根源。用單眼觀察景物時，使人感覺到的僅是景物的中心構像，好像一張像片一樣，得不到景物的立體構像，不能正確判斷景物的遠近。左視差右視差左右視差較（生理視差)第二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－1人眼的立體視覺原理與立體量測一、人造立體視覺的產生人造立體視覺：當左右眼各看一張相應像片時，能獲得與觀察景物同樣的生理視差，能分辨出物體的遠近，可感覺到與實物一樣的地面景物存在。這種觀察立體像對得到景物立體影像的立體感覺稱為人造立體視覺。視模型：由觀察像對獲得的景物立體景像（虛像）。第三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－1人眼的立體視覺原理與立體量測二、人造立體觀察條件觀察的是立體像對。兩眼分別觀察一張像片上的同名像點。使同名像點連線與眼基線大致平行。兩像片的比例尺相近(差別<15%)。攝影中滿足分像條件觀察的生理要求第四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－1人眼的立體視覺原理與立體量測1、立體鏡法2、左右光路儀器的立體觀察系統(tǒng)三、立體觀察與立體量測（一）立體觀察第五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－1人眼的立體視覺原理與立體量測三、立體觀察與立體量測1、互補色法2、光閘法(液晶閃閉式）3、偏振光法（一）立體觀察第六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－2立體像對與雙像立體測圖一、立體像對的點、線、面基本概念1、同名光線：同一地面點發(fā)出的兩條光線稱同名光線。2、同名像點：同一地面點發(fā)出的兩條光線經左右攝影中心在左右像片上構成的像點稱為同名像點。3、攝影基線：相鄰兩攝站的連線。4、核面：攝影基線與同一地面點發(fā)出的兩條同名光線組成的面。7、核線：核面與左右像片面的交線為同名核線。5、主核面：過像主點的核面。（左核面，右核面）6、垂核面：包含左、右像底點的核面。8、核點：攝影基線的延長線與像平面的交點。像面上的所有核線都交于該像片的核點上。第七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－2立體像對與雙像立體測圖核面同名像點攝影基線l1AS1p1l2p2S2同名核線同名像點必在同名核線上第八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一9雙像解析攝影測量：根據立體像對中的物像幾何關系，用數學計算方法解求被攝目標空間坐標的理論方法。常用的理論方法有：

1、單像空間后方交會+雙像空間前方交會

2、解析相對定向+解析絕對定向

3、光線束法空中三角測量§4-3雙像解析攝影測量概念第九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一

1立體像對的前方交會一、空間前方交會計算公式投影系數的計算式:式中：—物點的物方坐標（通常為地面攝測坐標）—投影中心的物方坐標—像點的像空間輔助坐標N

—投影系數雙像空間前方交會：在已知立體像對的兩張像片的內外方位元素和像點坐標的前提下，由同名光線交會確定相應物點空間坐標的計算過程。第十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一雙像空間前方交會第十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第五章攝影測量解析基礎

§5－3立體像對的前方交會

二、空間前方交會計算步驟1、由已知外方位角元素及像點的坐標，計算像空間輔助坐標。2、由已知外方位線元素計算攝影基線分量3、計算投影系數4、計算地面點的地面攝影測量坐標，計算地面坐標應取平均值。第十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一13像片控制測量獲得像控點物方坐標像點坐標量測，得（x1,y1,x2,y2）i;(x1,y1,x2,y2)j;

單像空間后方交會，分別得左右像片的外方位元素

雙像空間前方交會得待定點物方坐標（x,y,z）j第五章雙像解析攝影測量單像空間后交+雙像空間前交作業(yè)流程返回目錄第十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一14解析相對定向：利用立體像對中存在的同名光線共面的幾何關系，以解析計算方法解求兩張像片的相對方位元素的過程。相對定向目的：由立體影像建立被攝目標的幾何模型（幾何相似形態(tài)）。相對定向元素：確定立體像對中兩張像片相對方位的參數。2.解析相對定向及模型坐標計算

模擬測圖儀上的相對定向，不同于解析法相對定向，不是用計算的方法解求相對定向元素，而是在立體觀察下運動投影器，使同名光線對對相交。第十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一第四章雙像立體測圖基礎與立體測圖

§4－3立體像對的相對定向元素與模型的絕對定向元素一、立體像對的相對定向元素相對定向：

確定一個立體像對兩像片的相對位置。相對定向元素：

確定立體像對中兩張像片相對方位(位置和姿態(tài))的參數。

完成相對定向的惟一標準是兩像片上同名像點的投影光線對對相交。第十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一1、連續(xù)法相對定向系統(tǒng)

像對的像空間輔助坐標系選擇與重合相對定向元素為：顯然，在中,第十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一2、單獨法相對定向系統(tǒng)

像對的像空間輔助坐標系原點為X軸為連線方向Z軸位于左主核面內

(及所在平面)相對定向元素為:顯然,在中，第十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的相對定向—共面條件方程二、立體像對的共面條件方程一個立體像對有12個外方位元素相對方位元素5個，確定兩個相鄰像片的相對位置和姿態(tài)(空間構成情況)

。絕對方位元素7個，確定立體像對(或稱幾何模型)在規(guī)定坐標系中的位置和姿態(tài)。第十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的相對定向—共面條件方程1、共面條件方程第十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的相對定向—共面條件方程

因為攝影時同名光線與攝影基線共面,故由影像重建幾何模型時,任一對同名光線應滿足共面條件式:當各向量坐標表達式為:則共面條件式的行列式表達式為:第二十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的相對定向—共面條件方程三、連續(xù)法相對定向1、定向公式因所以

像對的像空間輔助坐標系選擇與重合第二十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的相對定向—共面條件方程

將F按泰勒級數展開,取至一次項,得未知數(相對定向元素)的線性方程式偏導系數表達式示例:第二十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的相對定向—共面條件方程對F展開式整理得:Q為推導過程中引入符號,為

式中,Q的幾何意義:為模型點的上下視差。第二十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的解析法相對定向S1a1S2a2模型點上的上下視差Q第二十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體像對的相對定向—共面條件方程四、單獨法相對定向

原點為X軸為連線方向Z軸位于左主核面內

(及所在平面)第二十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一

求出相對定向元素后，建立立體模型是相對于選定的像空間輔助坐標系而言的，大小和方向是任意的。

所以，要選取攝影測量坐標系作為用相對定向元素計算出的模型點坐標的基礎坐標系。第二十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一

二立體模型的解析法絕對定向—空間相似變換利用物方控制點，以解析計算方法解求（相對定向后建立的）自由模型的絕對定向元素的過程。解析絕對定向：絕對定向目的：

將相對定向得到的自由模型經空間相似變換歸化比例尺，并納入地面測量坐標系中。借助已知地面測量坐標的地面控制點來完成。相對定向后求出的攝影測量坐標地面測量坐標

七個，包括模型旋轉、平移和縮放絕對定向元素：第二十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體模型的解析法絕對定向一、解析絕對定向的基本公式空間相似變換:模型點的地面攝影測量坐標模型點在像空間輔助坐標系中的坐標

至少需兩個平高控制點和一個高程控制點，或者兩個平面控制點和三個高程控制點，但三個高程控制點不能在一條直線上。解求七個絕對定向元素第二十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一立體模型的解析法絕對定向二、絕對定向計算過程1、求出絕對定向元素；2、根據待求點的重心化坐標求出待求點的重心化地面攝影測量坐標；3、求出待求點的地面攝影測量坐標；4、將地面攝影測量坐標再轉回到地面攝影測量坐標，提交成果。第二十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一30解析相對定向+解析絕對定向作業(yè)流程像片控制測量，獲得像控點物方坐標

像點坐標量測，

解析相對定向，得（連續(xù)法）返回目錄第三十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一31解析相對定向+解析絕對定向作業(yè)流程

解析絕對定向，得計算模型點坐標

計算待定點物方坐標

第三十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期一32單模型光束法： 以單個模型為單元，將兩張像片的外方位元素及待定點物方坐標作為未知數，在一個平差系統(tǒng)中整體求解的算法。(理論嚴密，解求精度高)單模型光束法（