摄影测量学第二章_单张航片解析

面
摄影方向线VV
地面等角点C
主纵线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱv
主合点i
等角线ScC
主合线hihi
主遁点J
主横线hoho
等比线hchc
第三节 摄影测量常用坐标系
摄影测量几何处理任务：像点坐标地面点空间位置 1、建立适当坐标系 2、定量描述P点、E点
坐标系：描述像点位置：像方空间坐标系 描述地面点位置：物方空间坐标系
一、像方空间坐标系 像平面坐标系
二、摄影比例尺
航摄像片上的一线段l与地面上相应线段L之比。 航片倾斜、地形起伏时m不为常数。
S
f
a
P
H
A E
视摄影像片水平、地面 取平均高程时，像片上 的线段 l 与地面上相应 的水平距L 之比为摄影比 例尺
1l f
m
L
H
f为摄影机主距，H为航高
二、空中摄影
航摄计划编制 竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏 离铅垂线的夹角小于3度。
像片
S
A
铅垂线
像片 摄影机主光轴
二、空中摄影
重叠度
1
23
航
向
重
叠 度
px Lx
px %
px Lx
100 %
二、空中摄影
重叠度
旁 向 重 叠 度
І-1 Ly
py
Ⅱ-1
py %
py Ly
100%
二、空中摄影
空间摄影基线
航向相邻两个摄影站间的距离
P1 S1
B
P2
S2
E
第二节 航摄像片上特殊的点、线、面
种次序连续三次旋转形成。 旋转顺序不同、形成不同的转角系统。 Y轴为主轴的--转角系统；
X轴为主轴的’-’-’转角系统的坐标变换；
Z轴为主轴的A--v系统的坐标变换。 注意角元素方向的定义
二、航摄像片外方位元素
第五节、空间直角坐标变换
由像点坐标计算地面点坐标 须引入坐标变换
像点空间直角坐标变换 方向余弦确定
第二章 单张航片解析
第一节 航摄基础
利用安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面 进行摄影 沿航线方向相邻两张像片应有60%左右的航向重叠，相 邻航线间的像片应有30%左右的旁向重叠 航摄仪在曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面
一、航空摄影机
较好的光学性能、高度自动化、像移补偿、压平装置
框标：机械框标、光学框标－建立像平面坐标系 主距：物镜中心至像底片面垂直距离 f 像幅：23X23 cm、18X18cm
一、像方空间坐标系
A、每条航线第一张像片像空间坐标系。
(Z) z s
y (Y) x (X) y
o
x
a(x,y,-f)
一、像方空间坐标系
B、Z轴铅垂，X轴航向 右手系
o
一、像方空间坐标系
C、基线坐标系
o
二、物方空间坐标系
1.摄影测量坐标系：像空间辅助坐标系原点平移至地面点P
2.地面测量坐标系：地面测量坐标系为国家统一坐标系，平 面坐标系为高斯-克吕格三度带或六度带1980西安坐标系， 高程坐标系为1985黄海高程系
一、航摄像片内方位元素
一般已知、鉴定得到 恢复内方位元素、可得到与摄影时完全相似的投影光束
S
二、航摄像片外方位元素
确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参 数(恢复摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态)。
三个直线元素 摄影中心的坐标
三个角元素 摄影机主光轴从起始位置（铅垂方向）绕空间坐标轴按某
y
o
x
yy
a(x,y)
o
xx
p
一、像方空间坐标系
像空间坐标系
每张像片的像空间坐标系各自独立
z
y
x s
y
o
x
a(x,y,-f)
一、像方空间坐标系
像空间辅助坐标系
由于像空间坐标系不统一，计算不方便
原点：摄影中心S。 坐标轴选择：三种情况。
A、每条航线第一张像片像空间坐标系。 B、Z轴铅垂，X轴航向 右手系。 C、基线坐标系：摄影基线为X轴，基线与左片主光轴构 成XZ平面，右手系。
第六节 共线条件方程
航片：中心投影构像 地图：地面景物的正射投影 摄影测量的任务： 中心投影的像片－>正射投影的地图
摄影测量中，摄影中心、像点及对应的地面点应满足 直线条件。由此得到的方程－共线条件方程。
第六节 共线条件方程
第六节 共线条件方程
第六节 共线条件方程
第六节 共线条件方程
应用： 求像底点坐标 单像空间后方交会和多像空间前方交会 摄影测量中的数字投影基础 航空影像模拟 光束法平差的基本数学模型 利用DEM制作数字正射影像图 利用DEM进行单张像片测图
一、像点空间直角坐标变换
S-XYZ为像空间辅助坐标系； S-xyz为像空间坐标系； a(x,y)像点为像片上任一点
R为正交矩阵 R中9个元素可分别表示为坐标轴间夹角和余弦，称为方向余弦
二、方向余弦确定 像空间坐标系可看作是：像空间辅助坐标系绕空间 坐标轴按某种次序连续三次旋转形成
以--为例,推导变换公式
思考题：已知像片内、外方位元素、像点坐标。能否计算得到 地面点坐标？
第六节 共线条件方程
像片仿真
已知 1、内、外方位元素 2、地面点空间坐标 3、DEM 4、DOM
z
S(Xs, Ys, Zs)
Z
y x
a (x,y)
A(X,Y,Z) Y
X
x f a1(X X s ) b1(Y Ys ) c1(Z Zs ) a3 (X X s ) b3 (Y Ys ) c3 (Z Zs )
航摄像片是地面景物的中心投影构像
Es S ho
hi P v
i
hc
o
T
c
W hi
n
ho
J
V v N hc C O
T
V E
第二节 航摄像片上特殊的点、线、面
面：地面E
点：摄影中心S
重
像片面P 主垂面W
要
真水平面Es
的
线：迹线TT
点
主光线SoO
像主点o 地主点O 像底点n 地底点N
线
主垂线SnN
等角点c
二、方向余弦确定
1. S-XYZ坐标系绕Y轴旋转角到S-XY Z
二、方向余弦确定
2. S-XY Z坐标系绕X轴旋转角到S-XYZ
二、方向余弦确定
3. S-XYZ坐标系绕Z轴旋转角到S-xyz
二、方向余弦确定
上述三式依次回代
同一像片在特定坐标系中： 不同的转角系统：方向余弦的表达式不同但是R唯一； R中有且只有三个独立参数
3.地面摄影测量坐标系：原点为地面某一控制点， Ztp轴与 地面测量坐标系的Zt轴平行， Xtp轴与航线一致
二、物方空间坐标系
地面测量坐标系
二、物方空间坐标系
地面摄影测量坐标系
第四节 航摄像片内、外方位元素
确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之 间相互位置关系的参数。
恢复内方位元素后，可得到与摄影时完全 相似的摄影光束。