立体测图
合集下载
第4章 双像立体测图原理与立体测图
o a
1
1
n
1
B
W
A
n
2 2
o a 2 S
2
P
2
J
2
S1
A
P J
1 1
o a
1
1
n
1
B
n
2 2
o a 2P2S来自2J2
S1
W
A
A
通过像底点的核面，称为垂核面。因为左右像片的底点与摄影 基线B位于同一铅垂面内，所以一个像对只有一个垂核面。垂
核面与像片面的交线称为垂核线。
§4-2立体像对与立体测图原理
B
的。
②两眼各看一张像片，即必须分像。 ③必须使同名像点的连线与眼基线平 行，以保证两视线 内。 在同一个视平面
P1 OL BL C L AL a1 c 1
C
b1 c2
a2 OR
b2 P2
④比例尺基本一致（比例尺的差异小
于比例尺的16%）
BR
CR AR
§4-1双像立体测图原理与立体测图
三、立体观察与立体量测 直接对像对进行目视观察时，立体观察条件中， 最难满足的是？ 1.立体观察方法
ZT
A
YT
OT
XT
从方程个数 来讲，必须 要至少3个 方程。
复 习 Review
z S
y
x
y
a o
x
ZT
A
YT
从方程个数 来讲，有4 个方程，可 以解算
OT
XT
§4-2立体像对与立体测图原理
航向重叠60％
§4-2立体像对与立体测图原理
1、立体像对的定义（Stereo Pair）
由不同摄站获取的，具有一定影像重叠的两张像片。
第四章 双向立体测图基础与立体测图
立体摄影测量（双向立体测图）是利用一个立体像片对，在恢复它们内外方位元素后，重建与地面相似的几何模型，并对该模型进行测量的一种摄影测量方法。
几何模型：根据摄影过程的几何反转原理，恢复了立体像对的内方位和相对方位后，所有同名光线成对相交，由无数同名光线相交交点构成的与实地相似的几何表面。
重建立体模型的过程：1恢复像片对的内方位元素。2恢复像片对的外方位元素。（1找出两张像片位置的数据，称这些数据为像片对的相对定向元素，形成几何模型；2找出恢复该模型大小与空间方位的的数据，即绝对定向元素。）
立体观察方法：1立体镜观察法2双目镜观测光法立体观察。
立体摄影测量也称双像测图，是由两个相邻摄站所摄取的具有一定重叠度的一对像片对为量测单元。立体相对的特殊点线面：两摄影中心连线称摄影基线，地面上任一点在左右像片上的构像称同名像点，通过摄影基线与地面上任一点所做的平面称为该点的核面，若同名射线都在核面内，则同名射线必然对对相交。过像底点的核面称为垂核面。核面与像片面的交线称为核线。基线的延长线与左右像片的交点成为核点。
在不改变两投影中心位置的情况下，通过两个光束旋转来确定相对方位，适用于单独像对的作业，因此又称为单独像对系统。以基线坐标系为基础，将摄影基线固定水平（5个）
基线坐标系： 左摄站为原点，摄影基线为X0轴，左主核面为X0Z0面， Z0轴向上为正，Y0轴按右手法则来确定的坐标系
绝对方位元素确定几何模型的比例尺和它在地面坐标系中空间方位的元素
立体像对基本知识
空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的相片而产生生理视差，重建空间景物立体视觉，这样的立体感觉称人造立体视觉，所看到的立体模型称立体视模型。
立体观察条件①两张像片必须是从不同摄影站摄取的。②两眼各看一张像片，即必须分像。③必须使同名像点的连线与眼基线平行，以保证两视线 在同一个视平面内。④比例尺基本一致（比例尺的差异小于比例尺的15%）
几何模型：根据摄影过程的几何反转原理，恢复了立体像对的内方位和相对方位后，所有同名光线成对相交，由无数同名光线相交交点构成的与实地相似的几何表面。
重建立体模型的过程：1恢复像片对的内方位元素。2恢复像片对的外方位元素。（1找出两张像片位置的数据，称这些数据为像片对的相对定向元素，形成几何模型；2找出恢复该模型大小与空间方位的的数据，即绝对定向元素。）
立体观察方法：1立体镜观察法2双目镜观测光法立体观察。
立体摄影测量也称双像测图，是由两个相邻摄站所摄取的具有一定重叠度的一对像片对为量测单元。立体相对的特殊点线面：两摄影中心连线称摄影基线，地面上任一点在左右像片上的构像称同名像点，通过摄影基线与地面上任一点所做的平面称为该点的核面，若同名射线都在核面内，则同名射线必然对对相交。过像底点的核面称为垂核面。核面与像片面的交线称为核线。基线的延长线与左右像片的交点成为核点。
在不改变两投影中心位置的情况下，通过两个光束旋转来确定相对方位，适用于单独像对的作业，因此又称为单独像对系统。以基线坐标系为基础，将摄影基线固定水平（5个）
基线坐标系： 左摄站为原点，摄影基线为X0轴，左主核面为X0Z0面， Z0轴向上为正，Y0轴按右手法则来确定的坐标系
绝对方位元素确定几何模型的比例尺和它在地面坐标系中空间方位的元素
立体像对基本知识
空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的相片而产生生理视差，重建空间景物立体视觉，这样的立体感觉称人造立体视觉，所看到的立体模型称立体视模型。
立体观察条件①两张像片必须是从不同摄影站摄取的。②两眼各看一张像片，即必须分像。③必须使同名像点的连线与眼基线平行，以保证两视线 在同一个视平面内。④比例尺基本一致（比例尺的差异小于比例尺的15%）
《摄影测量》解析法立体测图
第五章解析法立体测图
主要内容
• §5-1概述
• §5-2解析法立体测原理
§5-1 解析法测图概述
模拟法立体测图
模拟测图仪借助仪器上的投影光线或机械 导杆，通过相对定向和绝对定向之后，重建被 摄目标的光学立体模型。通过对光学立体模型 的量测获取被摄目标的几何信息。
模拟测图仪具有复杂的光学和机械系统。
2. 相对定向-----确定立体像对相互位置关系
半自动观测。自动依次驱动车架到六个标准点位，作业员消 除观察点的上下视差，输入计算机。用最小二乘法解算定向 元素，并显示出定向参数和点位的余差，有作业员判定是否 需要重测。
3、解析测图仪的软件
3. 绝对定向-----解求绝对定向元素 预先输入地控制点坐标。立体切准控制点，记入控制
二、解析测图仪的特点
1. 精度高
仪器： 光机部分构造简单，机械传动少，结构稳定； 系统误差：摄影过程的像差、像片材料变形、仪器机 械部分通过计算机软件改正； 偶然误差：通过平差法配置； 观测值：像点坐标量测的精度达2 m
二、解析测图仪的特点
2. 功能强
方便进行数字模型、纵横断面和等高线测量， 输出的成果是数字的或图解的成果。
点观测的模型坐标，用最小二乘法解算绝对定向方程，输出 绝对定向元素。
4. 模型存储与恢复
确定模型的参数及有关数据存储起来，在需要时， 精确恢复出模型。
5. 点观察 输入像片坐标或模型坐标或地面坐标，自动驱动到指
定观察点位。
3、解析测图仪的软件
6. 数字地面模型 测标沿着XY平面按一定轨迹移动，作业员只需控制Z
方向使测标切准模型和掌握扫描的开启和停止。扫描观测 数据按规定的格式记录下来。
7. 面积、体积和矢量计算
主要内容
• §5-1概述
• §5-2解析法立体测原理
§5-1 解析法测图概述
模拟法立体测图
模拟测图仪借助仪器上的投影光线或机械 导杆，通过相对定向和绝对定向之后，重建被 摄目标的光学立体模型。通过对光学立体模型 的量测获取被摄目标的几何信息。
模拟测图仪具有复杂的光学和机械系统。
2. 相对定向-----确定立体像对相互位置关系
半自动观测。自动依次驱动车架到六个标准点位，作业员消 除观察点的上下视差，输入计算机。用最小二乘法解算定向 元素，并显示出定向参数和点位的余差，有作业员判定是否 需要重测。
3、解析测图仪的软件
3. 绝对定向-----解求绝对定向元素 预先输入地控制点坐标。立体切准控制点，记入控制
二、解析测图仪的特点
1. 精度高
仪器： 光机部分构造简单，机械传动少，结构稳定； 系统误差：摄影过程的像差、像片材料变形、仪器机 械部分通过计算机软件改正； 偶然误差：通过平差法配置； 观测值：像点坐标量测的精度达2 m
二、解析测图仪的特点
2. 功能强
方便进行数字模型、纵横断面和等高线测量， 输出的成果是数字的或图解的成果。
点观测的模型坐标，用最小二乘法解算绝对定向方程，输出 绝对定向元素。
4. 模型存储与恢复
确定模型的参数及有关数据存储起来，在需要时， 精确恢复出模型。
5. 点观察 输入像片坐标或模型坐标或地面坐标，自动驱动到指
定观察点位。
3、解析测图仪的软件
6. 数字地面模型 测标沿着XY平面按一定轨迹移动，作业员只需控制Z
方向使测标切准模型和掌握扫描的开启和停止。扫描观测 数据按规定的格式记录下来。
7. 面积、体积和矢量计算
双像立体测图原理与立体测图
第 四 理章 与双 立像 体立 测体 图测 图 原
内 容 安 排
点击此处添加小标题
点击此处添加正文，请言简意赅的阐述观点。
目
点击此处添加小标题
录
点击此处添加正文，请言简意赅的阐述观点。
立同双
体一像
规 定 比 例 尺 的 地 形 图 或 建 立 数 字 地 面 模 型 等 。
几 何 模 型 ， 并 对 该 几 何 模 型 进 行 量 测 ， 直 接 给 出
§4-3立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素
我们知道，一个像对的两张像片有十二个外方位元素，相对 定向求得五个元素后，要恢复像对的绝对位置，还要解求七个 绝对定向元素，包括模型的旋转、平移和缩放。它需要地面控 制点来解求，这种坐标变换，在数学上为一个不同原点的三维 空间相似变换，其公式为：
Xtp
03
交会作用
05
空间影像的形成
07
视差理论
02
双眼观察特点
交会作用与调节作用
04
的一致性
06
能够估计景深
08
人眼的天然立体视觉
§4-1双像立体测图原理与立体测图
一、人眼的天然立体视觉
视差理论 生理视差：
视差角
生理视差是产生立体感 觉的生理基础。
4-1双像立体测图原理与立体测图
一．人造立体视觉
在摄影测量中规定摄影时保持 像片的重叠度在60%以上，是 为了获得同一地面景物在相邻 两张像片上都有影像。
核面（主核面） 核线（主核线） 核点
P1 a1o1
n1
J
1
B S1
o2 a2 n2
S2
P2 J2
WA A
§4-2立体像对与立体测图原理
内 容 安 排
点击此处添加小标题
点击此处添加正文，请言简意赅的阐述观点。
目
点击此处添加小标题
录
点击此处添加正文，请言简意赅的阐述观点。
立同双
体一像
规 定 比 例 尺 的 地 形 图 或 建 立 数 字 地 面 模 型 等 。
几 何 模 型 ， 并 对 该 几 何 模 型 进 行 量 测 ， 直 接 给 出
§4-3立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素
我们知道，一个像对的两张像片有十二个外方位元素，相对 定向求得五个元素后，要恢复像对的绝对位置，还要解求七个 绝对定向元素，包括模型的旋转、平移和缩放。它需要地面控 制点来解求，这种坐标变换，在数学上为一个不同原点的三维 空间相似变换，其公式为：
Xtp
03
交会作用
05
空间影像的形成
07
视差理论
02
双眼观察特点
交会作用与调节作用
04
的一致性
06
能够估计景深
08
人眼的天然立体视觉
§4-1双像立体测图原理与立体测图
一、人眼的天然立体视觉
视差理论 生理视差：
视差角
生理视差是产生立体感 觉的生理基础。
4-1双像立体测图原理与立体测图
一．人造立体视觉
在摄影测量中规定摄影时保持 像片的重叠度在60%以上，是 为了获得同一地面景物在相邻 两张像片上都有影像。
核面（主核面） 核线（主核线） 核点
P1 a1o1
n1
J
1
B S1
o2 a2 n2
S2
P2 J2
WA A
§4-2立体像对与立体测图原理
第四章 立体测图
3、影像数字化立体测图 、
是目前正在发展的一种方法。 是目前正在发展的一种方法。所用的仪器 称为数字摄影测量系统，由数字化仪、计算机、 称为数字摄影测量系统，由数字化仪、计算机、 输出设备及摄影测量软件等组成。 输出设备及摄影测量软件等组成。利用数字相 关技术代替人眼观察， 关技术代替人眼观察，自动寻找同名像点并量 测坐标；采用解析计算方法建立数字立体模型， 测坐标；采用解析计算方法建立数字立体模型， 由此建立数字高程模型，自动绘制等高线， 由此建立数字高程模型，自动绘制等高线，制 作正射影像图。 作正射影像图。 特点：整个过程除少量人机交互外， 特点：整个过程除少量人机交互外，全部 自动化。
（3）双目镜观测光路的立体观察 ） 用两条分开的观测光路将来自左右像片 的光线分别传送到观测者的左右眼睛中， 的光线分别传送到观测者的左右眼睛中， 每条观测光路由物镜、 每条观测光路由物镜、目镜和其他光学 装置组成。 装置组成。
2、立体量测 、 摄影测量中，不仅需要建立立体模型， 摄影测量中，不仅需要建立立体模型，还要对 立体模型进行量测。一般用一个可以在立体表 立体模型进行量测。 测标来进行量测 点状或 面游动的测标来进行量测，测标一般为点状 面游动的测标来进行量测，测标一般为点状或 线状，目的是可以更准确地判断测标是否切准 线状，目的是可以更准确地判断测标是否切准 立体模型表面。 立体模型表面。 立体量测时，大多采用双测标法。双测标法是 立体量测时，大多采用双测标法。 双测标法 利用放入光路中的两个单独的实测标分别切准 立体像对上的同名像点进行立体量测。 同名像点进行立体量测 立体像对上的同名像点进行立体量测。
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天然立体视觉。 生理视差是产生天然立体 感觉的根本原因。
第4章 立体测图
（1）相对定向
两相邻像片任意放置在投影器上．恢复内方位 元素以后，光线经投影物镜投影到承影面上成 像。这时，同名光线不相交，即与承影面的两 个交点不重合，这个不重合其实就是存在左右 视差和上下视差，当升降测绘台时，左右视差 可以消除，只存在上下视差，因此，上下视差 是衡量同名光线是否相交的标志，或者说．若 同名像点上存在上下视差，就说明没有恢复两 张像片的相对关系，即没有完成相对定向，根 据这一原则，我们可以通过运动投影器，消除 同名点上的上下视差，达到相对定向的目的。
连续像对相对定向元素
连续像对相对定向元素
连续像对相对定向元素
左片
右片
连续像对相对定向元素
在这样的坐标系下：
BY 连续像对相对定向元素：
BZ 2 2 2
注意：
①这里的 BX BY BZ 2 2 2 并不是真正的外方位角 元素。 ②BX与两像片相关位置无关,只决定模型大小。 因此纳入到绝对定向元素中。 ③与单独像对不同的是：五个元素中有两个直 线元素BYBZ。
4-3 立体测图仪上像对的相对定向
一、目的：为了建立两张像片的相关位置，达到 同名光线对对相交，建立与实地相似的立体 模型。 二、仪器上表现： ⒈左右视差P
不影响相对定向，只影 响交点（模型点）高低。
⒉上下视差Q
只有当Q＝0时，两条同名光线相交。
因此，相对定向完成与否的标志是Q＝0。
单独像对相对定向元素
注意：
⒈实际操作时，无需计算，就观察同名像点 上的上下视差。 ⒉步骤中的⑴与⑵、⑶与⑷可以对调。 ⒊3/4点可与5/6点对调。 ⒋过度改正倍数一般为1.5倍（经验）。 （相对定向是在像空间辅助坐标系下进行的， 模型大小没定，也可能左歪或右歪）
4-4 绝对定向
立体测图步骤归纳
立体测图工作流程一、准备数据原始照片Pos数据像控点坐标相机检校文件二、利用pix4d进行空三加密POS数据一般格式如下图，从左往右依次是相片号、经度、维度高度航向倾角旁向倾角相片旋角控制点文件，控制点名字中不能包含特殊字符。
控制点文件可以是TXT或者CSV。
1建立工程并导入数据1.1建立工程打开pix4dmapper，选项目 -新建项目，在弹出来的对话框中设置工程的属性，如下图所示，选上航拍项目，不勾植被和倾斜项目，然后输入工程名字，设置路径（工程名字以及工程路径不能包含中文）。
新建项目选上，然后选择下一步Next。
2.1加入影像点添加图像，选择加入的影像。
影像路径可以不在工程文件夹中，路径中不要包含中文。
点Next。
3.1.设置影像属性✓图像坐标系设置POS数据坐标系，默认是WGS84（经纬度）坐标。
✓地理定位和方向设置POS数据文件，点从文件选择POS文件。
✓相机型号设置相机文件。
通常软件能够自动识别影像相机模型。
确认各项设置后，点Next进入下一步。
然后点击Finish完成工程的建立。
2快速处理检查这一步可以不做，只是起到一个检查作用。
快速处理出来的结果精度比较低，所以快速处理的速度会快很多。
因此快速处理建议在飞行现场进行，发现问题方便及时处理。
如果快速处理失败了，那么后续的操作也可能出现相同结果。
点运行，选择本地处理。
设置如下图，初步处理和快速检测选上，其他不选，点开始，等待软件运行完，可以查看快速处理得到的成果（一张的影像拼图），检查快速处理质量报告。
质量报告主要检查两个问题，Dataset以及Camera optimization quality。
Dataset(数据集)：在快速处理过程中所有的影像都会进行匹配，这里我们需要确定大部分或者所有的影像都进行了匹配。
如果没有就表明飞行时相片间的重叠度不够或者相片质量太差。
Camera optimization quality（相机参数优化质量）：最初的相机焦距和计算得到的相机焦距相差不能超过5%，不然就是最初选择的相机模型有误，重新设置。
立体测图流程总结
立体测图工作流程一、准备数据原始照片Pos数据像控点坐标相机检校文件二、利用pix4d进行空三加密POS数据一般格式如下图，从左往右依次是相片号、经度、维度高度航向倾角旁向倾角相片旋角控制点文件，控制点名字中不能包含特殊字符。
控制点文件可以是TXT或者CSV。
1建立工程并导入数据建立工程打开pix4dmapper，选项目 -新建项目，在弹出来的对话框中设置工程的属性，如下图所示，选上航拍项目，不勾植被和倾斜项目，然后输入工程名字，设置路径（工程名字以及工程路径不能包含中文）。
新建项目选上，然后选择下一步Next。
加入影像点添加图像，选择加入的影像。
影像路径可以不在工程文件夹中，路径中不要包含中文。
点Next。
3.1.设置影像属性图像坐标系设置POS数据坐标系，默认是WGS84（经纬度）坐标。
地理定位和方向设置POS数据文件，点从文件选择POS文件。
相机型号设置相机文件。
通常软件能够自动识别影像相机模型。
确认各项设置后，点Next进入下一步。
然后点击Finish完成工程的建立。
2快速处理检查这一步可以不做，只是起到一个检查作用。
快速处理出来的结果精度比较低，所以快速处理的速度会快很多。
因此快速处理建议在飞行现场进行，发现问题方便及时处理。
如果快速处理失败了，那么后续的操作也可能出现相同结果。
点运行，选择本地处理。
设置如下图，初步处理和快速检测选上，其他不选，点开始，等待软件运行完，可以查看快速处理得到的成果（一张的影像拼图），检查快速处理质量报告。
质量报告主要检查两个问题，Dataset以及Camera optimization quality。
Dataset(数据集)：在快速处理过程中所有的影像都会进行匹配，这里我们需要确定大部分或者所有的影像都进行了匹配。
如果没有就表明飞行时相片间的重叠度不够或者相片质量太差。
Camera optimization quality（相机参数优化质量）：最初的相机焦距和计算得到的相机焦距相差不能超过5%，不然就是最初选择的相机模型有误，重新设置。
第四章双像立体测图基础与立体测图
根据摄影过程的可逆性，设计两个与摄影机一样的 投影器，将像片P1和P2分别装到投影器内并保持两 投影器的方位与摄影时摄影机的方位相同，但物镜 间的距离缩小，即将投影器S2搬到S2′ 处，此时两投 影器间的距离S1S2 ′ =b，称b为投影基线。
在投影器上，用聚光灯照明，则两投影光束中所有 的同名光线仍对对相交构成空间的交点。所有的交 点的集合，构成与地面相似的几何模型。
无论采用哪一种测图方法，都要经过内定向、相 对定向、绝对定向及测图等过程。
4.3 立体像对的相对定向元素与 模型的绝对定向元素
• 一、相对定向与绝对定向概述
恢复像片对的外方位元素要经过两个 步骤，相对定向和绝对定向。首先要找 出像片对的相对定向元素与模型的绝对 定向元素。
二、立体像对的相对定向元素
人 眼 立 体 视 觉
生理视 ＝ a差 b ab
二、人造立体视觉
A
B
Pa b
a’ b’ P’
左眼
右眼
人眼的立体视觉是立体测图的基础
人 立体像对 造
立 分像条件
体 观
两像片上相同景物（同名像点）的连线
察
与眼基线应大致平行
的 条
两像片的比例尺应相近（差别<15％）
件
正立体
S1
1、立体观测方法
人造立体视觉产生的方法，主要是“分像” －－左眼看左像、右眼看右像
满足这一条件的方法很多
⑴立体镜观察法 ⑵叠影影像的立体观察 ⑶双目镜观测光路的立体观察
立体镜观察
像
对
的
立
桥式立体镜
体
观 察
在一个桥架上安置两个相同的简单透镜
方
法
透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距
在投影器上，用聚光灯照明，则两投影光束中所有 的同名光线仍对对相交构成空间的交点。所有的交 点的集合，构成与地面相似的几何模型。
无论采用哪一种测图方法，都要经过内定向、相 对定向、绝对定向及测图等过程。
4.3 立体像对的相对定向元素与 模型的绝对定向元素
• 一、相对定向与绝对定向概述
恢复像片对的外方位元素要经过两个 步骤，相对定向和绝对定向。首先要找 出像片对的相对定向元素与模型的绝对 定向元素。
二、立体像对的相对定向元素
人 眼 立 体 视 觉
生理视 ＝ a差 b ab
二、人造立体视觉
A
B
Pa b
a’ b’ P’
左眼
右眼
人眼的立体视觉是立体测图的基础
人 立体像对 造
立 分像条件
体 观
两像片上相同景物（同名像点）的连线
察
与眼基线应大致平行
的 条
两像片的比例尺应相近（差别<15％）
件
正立体
S1
1、立体观测方法
人造立体视觉产生的方法，主要是“分像” －－左眼看左像、右眼看右像
满足这一条件的方法很多
⑴立体镜观察法 ⑵叠影影像的立体观察 ⑶双目镜观测光路的立体观察
立体镜观察
像
对
的
立
桥式立体镜
体
观 察
在一个桥架上安置两个相同的简单透镜
方
法
透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距
立体测图
像片数字化仪+计算机+输出设备+摄影测量软件
3）类型： Leica公司的Helava扫描仪DSw300与工作站DPW770。
武汉测绘科技大学VirtuoZo。 德，阿克曼，数字表面模型自动量测系统。 中国测绘科学院，Jx-4
数字摄影测量系统
数字摄影测量工作
站的功能
自建
动立
空数
影 像 数 字 化
2 、 Intergraph 公 司 的 扫 描 仪 AS1 与 工 作 站 Intergraphstation；（SPOT）
3、Zeium, 扫 描 速 度 1 兆 像 素 / 秒 ） ， 工 作 站 PHODIS；
4 、 Vision International 公 司 的 工 作 站 Microsoft；
1）概念：
像片经数字化后，变成数字影象，利用数字相
关技术代替人眼立体观察，自动寻找同名点并量测
像点坐标，在计算机上解析解算，建立立体模型，
在此模型上建立数字高程模型，自动绘制等高线，
制作正射影象，等。
2）设备：
机助测图：立体测图仪+计算机
机控测图：立体坐标量测仪+计算机
摄影测量工作站：
3、特点：
外业工作----室内完成，减少天气、地形对测图影 响，提高工作效率；
使测绘工作数字化、自动化。
立体测图的方法：
1、模拟法立体测图： 1）概念： 利用两个光学或机械投影器，或光学—机械投影
器，将透明航片装在投影器中，用灯光照射，模拟 摄影过程，重建一个与实地相似的缩小的立体模型， 在此立体模型上量测即相当于对原物体的量测，所 得结果可通过机械或齿轮传动方式直接在绘图桌上 绘出各种地形图或专题地图。
第四章双像立体测图基础与立体测图
2
单独法相对定向元素： 1 ， 1 ，2，2，2
二、
绝对定向元素
Zt O
Xt
Z0
Y0 X0
Yt
绝对定向元素： ，X0 ， Y0 ， Z0 ，， ，
三、三维空间相似变换原理
X tp Ytp Ztp
R
Xp Yp Zp
X0 Y0 Z0
Ztp M
XY0tpY0 Z0 Xtp
相似变换参数： ，X0 ， Y0 ， Z0 ，， ，
一、相对定向元素
像片外方位元素：
Xs1，Ys1，Zs1，1，1，1 Xs2，Ys2，Zs2，2，2，2
z1
y1 x1
S1
Z
a1(x1,y1)
z2
y2
S2 a2(x2,y2)
x2
A(X,Y,Z) Y
X
描述立体像对中两张像片相对位置和姿态关系的参数
连续法相对定向元素
Z1
Y1
B
Bx
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS1
X1
y1
Z2 Y2
一、立体像对的重要点线面
摄影基线
相邻两摄站的连线
l1
p2
p1 S2
同名核线
S1
核面与左右像 片面的交线
同名像点
同名光线在左右 像片上的构像
同名光线
同一地面点发出 的两条光线
核面
A
摄影基线与某一地面 点组成的平面
P1
P2
P1
P2
立
S1
S2
S1
S2
P2
P1
S1
S2
体
E
像 理想像对
正直像对
E
E
竖直像对
对 相邻两像
单独法相对定向元素： 1 ， 1 ，2，2，2
二、
绝对定向元素
Zt O
Xt
Z0
Y0 X0
Yt
绝对定向元素： ，X0 ， Y0 ， Z0 ，， ，
三、三维空间相似变换原理
X tp Ytp Ztp
R
Xp Yp Zp
X0 Y0 Z0
Ztp M
XY0tpY0 Z0 Xtp
相似变换参数： ，X0 ， Y0 ， Z0 ，， ，
一、相对定向元素
像片外方位元素：
Xs1，Ys1，Zs1，1，1，1 Xs2，Ys2，Zs2，2，2，2
z1
y1 x1
S1
Z
a1(x1,y1)
z2
y2
S2 a2(x2,y2)
x2
A(X,Y,Z) Y
X
描述立体像对中两张像片相对位置和姿态关系的参数
连续法相对定向元素
Z1
Y1
B
Bx
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS1
X1
y1
Z2 Y2
一、立体像对的重要点线面
摄影基线
相邻两摄站的连线
l1
p2
p1 S2
同名核线
S1
核面与左右像 片面的交线
同名像点
同名光线在左右 像片上的构像
同名光线
同一地面点发出 的两条光线
核面
A
摄影基线与某一地面 点组成的平面
P1
P2
P1
P2
立
S1
S2
S1
S2
P2
P1
S1
S2
体
E
像 理想像对
正直像对
E
E
竖直像对
对 相邻两像
立体测图原理
立体测图原理
立体测图原理是指通过特定的方法和仪器，将三维物体的形状、大小、位置和相对位置等信息转化为二维平面上的具体图像或图表。
这样的测图方法是一种常用于地理测绘、建筑设计和工程制图等领域的技术手段。
立体测图的原理基于如下几个关键点：几何关系、投影关系和测量关系。
首先是几何关系。
在立体测图中，我们需要准确地捕捉被测物体在三维空间中的几何形状和位置。
为了实现这一点，我们需要采用一些几何方法和测量仪器，如全站仪、摄影测量仪、激光扫描仪等，来获取三维空间中物体的坐标信息和形状。
其次是投影关系。
立体测图中的关键问题是将三维空间中的物体信息转化为二维平面上的图像。
这就涉及到投影关系的应用。
通常采用的投影方法有平行投影和中心投影两种。
平行投影适用于正交或近似正交的物体，而中心投影适用于其他类型的物体。
最后是测量关系。
在立体测图中，我们需要对物体进行测量，获取其大小、距离和角度等信息。
测量关系是实现这一目标的基础。
通过几何测量和仪器测量，我们可以准确地获取物体的各种尺寸和几何属性。
综上所述，立体测图原理是基于几何关系、投影关系和测量关系的。
通过合理应用相关方法和仪器，我们可以将三维物体的
信息转化为二维平面上的具体图像或图表，实现对物体的几何形状和位置等信息的准确测量和记录。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
影像增强
特征提取
（
2）模式识别软件主要包括：
特征识别与定位，包括框标的 识别与定位， 影像匹配（同名点、线与面的 识别） 目标识别
（
3 ） 解析摄影测量软件主要包括：
定向参数计算; 空中三角测量解算
核线关系解算;坐标计算与变换
数值内插; 数字微分纠正
投影变换
3、Aerodata Int.Surveys公司（比利时）： 将激光扫描仪、航空相机、像片扫描仪集成起来， 完成航测。地面1m格网的高程精度0。2m。 4、OSAKA公司（日）： 推出SE-11X新型相机，特点：陶瓷材料真空板压 平；8个框标；专门电路抗噪；与GPS兼容；数据 记录上下个51位。可用于地面摄影和航空摄影。 5、WEHRLI公司（美）： 推出高精度像片扫描仪，特点：精度4 um；灰阶 4096（12bit)；光照稳定；WINDOWS NT环境； 基本分辨率10 um(2540dpi), 通过内插可有15、25、 30um分辨率。
2）类型： 解析测图仪： Opton C—100 ; Wild BC2 Zeiss：P系列， Kern：DSR系列 Wild &Prime：System-9 Jx-1,3系列解析测图仪 解析正射投影仪： Zeiss: Z-2, Wild : OR-1型， 为起伏地区制作正射影像图。
国际上具代表性的全数字摄影测量系统
1 、 Leica 公司的 Helava 扫描仪 DSW300 （量测分 辨 率 为 1um ， 扫 描 速 度 35mm/s ， 像 元 尺 寸 875um ） ， 工 作 站 DPW770 ； （ 全 色 SPOT ， Landsat） 2 、 Intergraph 公 司 的 扫 描 仪 AS1 与 工 作 站 Intergraphstation；（SPOT） 3、Zeiss 的扫描仪SCA1（分辨率1um，像元大小 7.5-120um, 扫描速度 1 兆像素 / 秒），工作站 PHODIS； 4 、 Vision International 公 司 的 工 作 站 Microsoft； 5、武测的VirtuoZo；（SPOT,近景影像） 6、Vaxel的扫描仪Vaxe400；
3）类型： Leica公司的Helava扫描仪DSw300与工作站DPW770。 武汉测绘科技大学VirtuoZo。 德，阿克曼，数字表面模型自动量测系统。 中国测绘科学院，Jx-4
数字摄影测量系统
数字摄影测量工作 站的功能
影 像 数 字 化
影 像 处 理 影 像 定 向 核 线 影 像 影 像 匹 配
2、解析法立体测图：解析测图仪 精密立体坐标量测仪+计算机+数控绘图桌+接口 设备，伺服系统 1）作业过程： 像片安置在像片盘上，人工立体观测，进行解析 相对定向，绝对定向，求解出建立立体模型的元素， 存在计算机中。 测图时，软件自动计算模型点对应的同名点， 通过伺服系统推动左右像片盘和左右测标运动，使 测标切准模型点，满足共线条件方程，进行立体测 图。
立体测图的方法：
1、模拟法立体测图： 1）概念： 利用两个光学或机械投影器，或光学—机械投影 器，将透明航片装在投影器中，用灯光照射，模拟 摄影过程，重建一个与实地相似的缩小的立体模型， 在此立体模型上量测即相当于对原物体的量测，所 得结果可通过机械或齿轮传动方式直接在绘图桌上 绘出各种地形图或专题地图。 立体模型是一个光学模型，在承应影面上，用量测 用测绘台进行测图。 2）基本原理：摄影过程的几何反转原理。定向。 3）仪器：立体测图仪----以光学机械模拟装置，实 现复杂的摄影测量解算。 投影系统+观测系统+绘图系统+外围设备
立体测图
一、立体测图
1、航测成图： 立体像对----通过定向、后方交会-前方交会、光束 法----重建缩小立体模型----测图。 2、产品： 数字产品：数字地图（DLG，DRG）、数字高程模 型（DEM）、数字正射影像（DOM）、测量数据库、 地理信息系统和土地信息系统等； 可视化（模拟）产品：地形图、专题图、纵横剖面 图、透视图、正射影像图、电子地图、动画地图等。 3、特点： 外业工作----室内完成，减少天气、地形对测图影 响，提高工作效率； 使测绘工作数字化、自动化。
图9-4-8 LH的DPW770软件流程
作业：
1。航测立体测图的方法有哪些？各可用 什么设备完成？ 2。什么是数字影像？数字摄影测量系统 的组成包括什么？有哪些功能？在该系 统上可制作哪些产品？ 3。查阅资料，学习不同，类型的数字摄 影工作站。要求：
1、每组选择一个类型的数字摄影测量工作 站进行系统学习，并制作成PPT，在上 课时进行讲解。各教学班内每个组的工 作站类型不能相同。 2、讲解完成三天后，由班长收集打包至老 师邮箱。
其它摄影测量设备：
1、IGI公司（德）： GPS、IMU（惯性导航测量单元）组成航空摄影控 制系统CCNS。安装在飞机上能以0。1m平面，0。 2m高程，0。0050的精度测定外方位元素。 2、APPLANIX公司（加）： POS/AV航空摄影定位与定向系统。把GPS和IMU 集成起来，用于机载航空相机、激光仪、扫描仪和 雷达的数据获取时的外方位元素测定。X，Y，Z精 度5-10 cm，角度精度0。0050-0。0080。
3、数字测图：
1）概念： 像片经数字化后，变成数字影象，利用数字相 关技术代替人眼立体观察，自动寻找同名点并量测 像点坐标，在计算机上解析解算，建立立体模型， 在此模型上建立数字高程模型，自动绘制等高线， 制作正射影象，等。 2）设备： 机助测图：立体测图仪+计算机 机控测图：立体坐标量测仪+计算机 摄影测量工作站： 像片数字化仪+计算机+输出设备+摄影测量软件
制 作 透 视 图 、 景 观 图
制 作 立 体 匹 配 片
无缝镶嵌
正射影像
数字摄影测量工作站的组成与功能 1、硬件组成:
计算机;
外部设备：立体观测设备; 操作控制设备： 输入设备：影像数字化仪
输出设备：矢量绘图仪 ; 栅格绘 图仪
2、软件组成 （ 1 ） 数字影像处理软件主要包 括： 影像旋转 影像滤波近景 内定向
地面控制点 DTM 矢量数据 金字塔影像
量测控制点 三角测量
交互式特征采集 注记
自动地形采集 交互地形编辑
坐标量测 相片解译
特征图形, 线划图, 属性
建立透视图
等高线, DTM 体积
晕渲 视线
生成正射
报告
Mosaicking
产品: 正射影像, DTM, TIN, 等高线, 镶嵌, 特征/矢量, 透视景观, GIS, 交叉断面, 影像地图, 等.
类型：光学投影类---多倍仪 机械投影类----（瑞）wild B8s,A10 (德)Opton D,F,E (德)Zeiss Topocart B 4）作业过程： 恢复像片的内方位元素，建立和摄影光束相似的 投影光束-----内定向； 恢复相邻像片摄影时的相对方位，建立和地面相 似的立体模型-----相对定向； 将立体模型纳入到地面测量坐标系中，并归化为 所需的模型比例尺-----绝对定向； 用量测工具量测立体模型，测制地形图-----立体 测图
DPS的分类
根据系统的功能、自动化程度、价格，分类： 1、自动化程度较强的多用途数字摄影测量工作站： Automatics , LH system ,Z/I Imaging, Erdas,Supresoft等公司生产的产品。 2、较少自动化的数字摄影测量工作站： DVP Geomatics,ISM,3D Mapper,Espa Systems等 公司提供的产品。 3、遥感系统：ER Mapper, Matra,PCI Geomatics 等公司提供的产品。主要用于生产正射影像，没有 立体观测能力。 4、用于自动矢量数据获取的专用系统：ETH,Inpho 等提供的产品。
（4）辅助功能软件主要包括： 数据输入输出 数据格式转换
注记
质量报告
图廓整饰
人机交互
DPS的产品
影像参数（空三加密成果、影像定向结 果）； DEM； 数字地图； 数字正射影像； 透视图、景观图； 可视化立体模型； 各种工程设计所需的三维信息； 各种信息系统、数据库所需的空间信息。
量 测
自 动 空 中 三 角 测 量
建 立 数 字 高 程 模 型
单像 双像
内定向 相对定向 绝对定向
多像
选点、转点 模型连接、 区域网平差 粗差剔除等
自 动 绘 制 等 高 线 两种 方法
制 作 正 射 影 像
正 射 影 像 镶 嵌 与 修 补
几何 色彩
数 字 测 图
制 作 影 像 地 图
矢量数据 等高线