第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖課件

請(qǐng)思考：?jiǎn)螐埾衿芊翊_定地面點(diǎn)的坐標(biāo)？ZSSxoxyyzuvwXSYSNAaB第四章：雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖Aa1a2S1S2同名光線，同名像點(diǎn)，同名區(qū)域一、雙眼觀察的天然立體視覺

§4-1人眼的立體視覺原理與立體量測(cè)二、人造立體視覺

三、立體觀察與立體量測(cè)在兩個(gè)不同攝站對(duì)同一地區(qū)攝取具有重疊的一個(gè)立體像對(duì)，則可以構(gòu)成立體模型來解求地面物體的空間位置。1．人眼觀察物體的遠(yuǎn)近

ABLALBdLABY方向視差：由航高和像片傾斜引起。2．觀察人造立體的條件

攝影測(cè)量中，廣泛應(yīng)用人造立體的觀察。但觀察中必須滿足形成人造立體視覺的條件。這些條件歸納起來有如下四個(gè)條件。（1）由兩個(gè)不同攝站點(diǎn)攝取同一景物的一個(gè)立體像對(duì)。（2）一只眼睛只能觀察像對(duì)中的一張像片，即雙眼觀察像對(duì)時(shí)必須保持兩眼分別只能對(duì)一張像片觀察，這一條件稱之為分像條件。（3）兩眼各自觀察同一景物的左、右影像點(diǎn)連線應(yīng)與眼基線近似平行。（4）像片間的距離應(yīng)與雙眼的交會(huì)角相適應(yīng)。3．像對(duì)的立體觀察

§4-2立體像對(duì)與雙像立體測(cè)圖一．立體像對(duì)的點(diǎn)、線、面4雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖4雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖二．雙像立體測(cè)圖概述§4-3立體像對(duì)的相對(duì)和絕對(duì)定向元素一．相對(duì)定向和絕對(duì)定向概述二．立體像對(duì)的相對(duì)定向元素模型點(diǎn)u1v1w1u2v2w2以左像空間坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，右像片相對(duì)于左像片的相對(duì)方位元素稱～u1x1v1w1S1y1v2w2S2y2u2x2bbzbxBy

2

2

2連續(xù)法相對(duì)定向元素：bv，

bw，2，2，21、連續(xù)法相對(duì)定向元素u1v1w1PWVUu2v2w2Aa1s1a2s2DZYXXSYSZS絕對(duì)定向元素：，X0，

Y0，

Z0，，，三、絕對(duì)定向元素§4-4立體測(cè)圖第五章：攝影測(cè)量解析基礎(chǔ)像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)影像內(nèi)定向單張像片的空間后方交會(huì)模型的前方交會(huì)像片對(duì)的解析法絕對(duì)定向模型的解析法絕對(duì)定向立體像對(duì)的光束法主要內(nèi)容：§5-1像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)x'y'JIXYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2D問題的提出：要從影像中提取物體的空間信息，首先應(yīng)確定與物體相對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo),在傳統(tǒng)攝影測(cè)量當(dāng)中,所量測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)一般為影像架坐標(biāo)或儀器坐標(biāo)（數(shù)字形式量測(cè)時(shí)為掃描坐標(biāo)）,因此,應(yīng)利用平面相似變換,將影像架坐標(biāo)變換為以像主點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的像平面坐標(biāo)。補(bǔ)充：影像內(nèi)定向oJIxyJIxy數(shù)字影像內(nèi)定向(105.994,-105.995)(105.997,105.998)(106.000,106.001)(-106.001,-106.002)間接平差知識(shí)回顧:ADBC12345間接平差法求平差值的步驟：1、根據(jù)平差問題的性質(zhì)，選擇t個(gè)量作為參數(shù)；2、將每一個(gè)觀測(cè)量的平差值表達(dá)成所選參數(shù)的函數(shù)，若函數(shù)為非線性，則需線性化；3、由誤差方程系數(shù)A和常數(shù)項(xiàng)l組成法方程。法方程的個(gè)數(shù)等于觀測(cè)值的個(gè)數(shù)。

V=AdX-l4、解算法方程，計(jì)算參數(shù)的平差值X=X0+dXdX=(ATA)-1(ATl)5、由誤差方程求出觀測(cè)值的平差值。ADBCh1h2h3h4h5水準(zhǔn)路線觀測(cè)高差hi/m路線長(zhǎng)度Si

/km15.8353.523.7822.739.6404.047.3843.052.2702.5（1）列誤差方程誤差方程的矩陣形式：法方程及解：§5-2單像后方交會(huì)XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2D問題的提出:XYZx1y1z1S1D一、空間后方交會(huì)的基本概念利用航攝像片上三個(gè)以上像點(diǎn)坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算像片外方位元素的工作稱為單張像片的空間后方交會(huì)。其基本思想是：通過地面控制點(diǎn)的已知地面坐標(biāo)和相應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)值，根據(jù)共線條件方程，解求該影像在攝影時(shí)刻的外方位元素二、空間后方交會(huì)的基本關(guān)系式:共線方程三、空間后方交會(huì)的誤差方程與法方程將控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)視為真值、像點(diǎn)坐標(biāo)視為觀測(cè)值，采用間接平差法。四、空間后方交會(huì)的解算過程1、獲取已知數(shù)據(jù)：①像片比例尺1/m；②內(nèi)方位元素x0,y0,f；③控制點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y，Z）2、量測(cè)控制點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)：3、確定未知數(shù)的初始值XYZS1D12341、角元素的初始值：2、線元素的初始值：XSYS4、計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣R5、逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)的近似值（x）、（y）6、組成誤差方程和法方程7、計(jì)算外方位元素的改正數(shù)并與相應(yīng)的近似值求和，得到外方位元素新的近似值8、迭代是否收斂§5-3立體像對(duì)的前方交會(huì)XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2D一、基本概念由立體像對(duì)中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點(diǎn)坐標(biāo)來確定相應(yīng)地面點(diǎn)在物方空間坐標(biāo)系中坐標(biāo)的方法二、空間前方交會(huì)的基本關(guān)系式XYZDXS1YS1A(X,Y,Z)u1a1BBwBvBuZS1a2u2w1v1u1w2v2u2v1v2w1w2地面點(diǎn)空間坐標(biāo)計(jì)算：

u2XYZtAa1BBZBYBXZS1a2N1N2XS1u2v2三、單像后方交會(huì)+空間前方交會(huì)解法§5.6立體像對(duì)光束法（一步定向法）整體求解

在立體像對(duì)內(nèi)同時(shí)求解兩像片的外方位元素和地面點(diǎn)的坐標(biāo)，把外方位元素和模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算放在一個(gè)整體內(nèi)進(jìn)行，理論嚴(yán)密，精度高。XYZtAa1a2該式中的未知數(shù)為？XYZtAa1a2五、雙像解析攝影測(cè)量三種解法的比較1．后方交會(huì)-前方交會(huì)解法。這種解算方法的結(jié)果依賴于空間后方交會(huì)的精度，而且在前方交會(huì)過程中沒有充分利用多于條件進(jìn)行平差計(jì)算。往往在已知影像的外方位元素、需確定少量的待定點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)采用。2．相對(duì)定向-絕對(duì)定向解法。這種解算方法計(jì)算公式較多，最后的點(diǎn)位精度取決于相對(duì)和絕對(duì)定向的精度，用這種方法的解算結(jié)果不能嚴(yán)格地表達(dá)一幅影像的外方位元素。主要用于航帶法解析空中三角測(cè)量。3．光束法（一步定向法）。這種方法理論最嚴(yán)密、精度最高，待定點(diǎn)的坐標(biāo)是完全按最小二乘原理解算出來的。主要用于光束法解析空中三角測(cè)量。單像雙像解析小結(jié)該部分講述了攝影測(cè)量中最重要、最基礎(chǔ)的幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容：基本概念:1、像片的重疊度。2、航攝像片比例尺。3、攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系統(tǒng)。4、航攝像片的內(nèi)、外方位元素。5、像點(diǎn)坐標(biāo)變換。6、中心投影的構(gòu)像方程（共線方程）。單像解析基本方法:7、數(shù)字影像內(nèi)定向。8、單張像片的空間后方交會(huì)。雙像解析基本方法:9、立體視差的基本概念10、求解物點(diǎn)空間坐標(biāo)的三種方法

?單像空間后方交會(huì)+雙像空間前方交會(huì)

?解析相對(duì)定向+絕對(duì)定向

?光束法（一步定向法）整體求解1、像片的重疊度。

像片重疊度：航向重疊度(headingoverlap)。對(duì)于面積航空攝影而言，要求兩相鄰航帶之間也需要有一定的影像重疊，這種重疊部分稱為旁向重疊度(sideoverlap)。像片的重疊部分是立體觀察和像片連接所必須的條件。2、航攝像片比例尺?航高：指攝影飛機(jī)在攝影瞬間相對(duì)于某一水準(zhǔn)面的高度，從該水準(zhǔn)面起算向上為正。航高分為相對(duì)航高和絕對(duì)航高。ffHH3、攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系統(tǒng)。地?cái)z坐標(biāo)系O1XpYpZpSxoxyyzXYZ外方位元素（三個(gè)角元素）以Y軸為主軸ZSSxoxyyzXYZXSYSNOX

4、航攝像片的內(nèi)、外方位元素5、像點(diǎn)空間坐標(biāo)變換ZSSxoxyyzXYZXSYSNOX

6、中心投影的構(gòu)像方程（共線方程）。ProjectionCenterImagepointObjectpoint7、影像內(nèi)定向。（利用仿射變換）將影像架坐標(biāo)變換為以像主點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的像平面坐標(biāo)。(同時(shí)可以消除像片變形的影響）(x1,y1)(x2,y2)(x3,y3)(x4,y4)像主點(diǎn)8、單張像片的空間后方交會(huì)通過地面控制點(diǎn)的已知地面坐標(biāo)和相應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)值，根據(jù)共線條件方程，解求影像在攝影時(shí)刻的外方位元素9、立體視差的基本概念左右視差的存在是觀察立