(完整版)第3章立体观测与立体量测
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卫星遥感与航空摄影测量：像对的立体观察与立体量测
A
生理视差是产生立体感 γA 的根本原因。
F
γF
B
γB
+
b1
f1
- b+
a1
双眼观察
b2 f2 a2
二、像对立体观察
2、像对立体观察的条件
自然界中，当双眼观察远近不同 的A、B两点时，由于交向角的差异， 在人眼中产生了生理视差，产生立体 视觉，能分辨物体远近。
如果在双眼前分别放置感光
材料P和Pˊ，则景物分别记录在 感光材料上。当移开实物AB后，
a2 P2
正立体效应 相同方向旋转90°
B A
零立体效应
将正立体效应情况下的两张像片，在各自的 平面内按相同方向旋转90°，观察到的图像失去 了立体的感觉，称为零立体效应。
二、像对立体观察
4、像对立体观察的工具
➢（1）立体镜观察 桥式立体镜
•在一个桥架上安置两个相同的简单透镜 • 透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主。
正立体
S1
S2
b1 P1
a1 b2
a2 P2
B A
二、像对立体观察
3、像对立体观察的效果
反立体效应： ➢（1）左摄站所摄的片P1 放在右方，用右眼观察；右 摄站摄的片P2放在左方，用 左眼观察，就得到一个与实 地相反的立体效果，称反立 体效应。
反立体
S1
S2
b2 P2
a2 b1 a1 P1
A B
二、像对立体观察
二、像对立体观察
1、人眼的自然观察
➢ 立体视觉：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 的立体视觉。
➢ 双眼视力:双眼观察能够判别 S1 物体有远近的能力称为双眼视+Biblioteka 力，双眼观察精度比单眼提b高1
生理视差是产生立体感 γA 的根本原因。
F
γF
B
γB
+
b1
f1
- b+
a1
双眼观察
b2 f2 a2
二、像对立体观察
2、像对立体观察的条件
自然界中，当双眼观察远近不同 的A、B两点时，由于交向角的差异， 在人眼中产生了生理视差，产生立体 视觉，能分辨物体远近。
如果在双眼前分别放置感光
材料P和Pˊ，则景物分别记录在 感光材料上。当移开实物AB后，
a2 P2
正立体效应 相同方向旋转90°
B A
零立体效应
将正立体效应情况下的两张像片，在各自的 平面内按相同方向旋转90°，观察到的图像失去 了立体的感觉，称为零立体效应。
二、像对立体观察
4、像对立体观察的工具
➢（1）立体镜观察 桥式立体镜
•在一个桥架上安置两个相同的简单透镜 • 透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主。
正立体
S1
S2
b1 P1
a1 b2
a2 P2
B A
二、像对立体观察
3、像对立体观察的效果
反立体效应： ➢（1）左摄站所摄的片P1 放在右方，用右眼观察；右 摄站摄的片P2放在左方，用 左眼观察，就得到一个与实 地相反的立体效果，称反立 体效应。
反立体
S1
S2
b2 P2
a2 b1 a1 P1
A B
二、像对立体观察
二、像对立体观察
1、人眼的自然观察
➢ 立体视觉：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 的立体视觉。
➢ 双眼视力:双眼观察能够判别 S1 物体有远近的能力称为双眼视+Biblioteka 力，双眼观察精度比单眼提b高1
第3章_双像立体测图
X 2Y1 d 2 X 2 Z 1 d 2 ] 0
X1Y2 X 2Y1 Y1Y2 d1 d2 (Z1 )d2 X1d1 X 2d 2 q Z1 Z1 Z1
fF0 Y2 f (Y1Z2 Y2 Z1 ) Y1 q f f yt1 yt 2 Z1 Z2 BZ1Z2 Z1Z2
Y Z X
1 1 1
Y Z X
2 2 2
B X N
N’是将右片像点m2变换为模型 中M点时的点投影系数
B X Z1 BZ X 1 N X 1Z 2 Z1 X 2
17
NX1 = BX + N’X2 NY1 = BY + N’Y2 NZ1 = BZ + N’Z2
Z1 X 2 X 1Z 2
N1Y1 N 2Y2 B y Q
31
单独像对相对定向
选用摄影基线为空间辅助坐标 系的X轴，其正方向与航线方向 一致，相对定向的角元素仍选 用 φ, ω, к 系统。相对定向 元素左影像为 φ1, к1 ，右影 像为φ2, ω2, к2。
32
左像片主光轴与摄影基线组成XZ平面
等式两边同时除以 Z1 X 2 X1Z2
Bx
F0 X1Y2 X2Y1 X2Y1 YY Z Z X2Z1 Bx Bx 1 2 1 2 Bx Bx 0 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2
A
X 2 x2 Y2 R 2 y 2 Z f 2
33
B F X1 X
Z1 S1
2
0 Y1 Y2
X1Y2 X 2Y1 Y1Y2 d1 d2 (Z1 )d2 X1d1 X 2d 2 q Z1 Z1 Z1
fF0 Y2 f (Y1Z2 Y2 Z1 ) Y1 q f f yt1 yt 2 Z1 Z2 BZ1Z2 Z1Z2
Y Z X
1 1 1
Y Z X
2 2 2
B X N
N’是将右片像点m2变换为模型 中M点时的点投影系数
B X Z1 BZ X 1 N X 1Z 2 Z1 X 2
17
NX1 = BX + N’X2 NY1 = BY + N’Y2 NZ1 = BZ + N’Z2
Z1 X 2 X 1Z 2
N1Y1 N 2Y2 B y Q
31
单独像对相对定向
选用摄影基线为空间辅助坐标 系的X轴，其正方向与航线方向 一致，相对定向的角元素仍选 用 φ, ω, к 系统。相对定向 元素左影像为 φ1, к1 ，右影 像为φ2, ω2, к2。
32
左像片主光轴与摄影基线组成XZ平面
等式两边同时除以 Z1 X 2 X1Z2
Bx
F0 X1Y2 X2Y1 X2Y1 YY Z Z X2Z1 Bx Bx 1 2 1 2 Bx Bx 0 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2 Z1 X2 X1Z2
A
X 2 x2 Y2 R 2 y 2 Z f 2
33
B F X1 X
Z1 S1
2
0 Y1 Y2
卫星遥感与航空摄影测量之像对的立体观察与立体量测课件
特点
卫星遥感和航空摄影测量具有覆盖范 围广、信息量大、实时性强等优点， 广泛应用于地理信息获取、资源调查 、环境监测等领域。
遥感与摄影测量的应用领域
01
地理信息获取
通过卫星遥感和航空摄影测量技术，获取高精度、高分 辨率的地理信息数据，为地理信息系统（GIS）提供基 础数据。
03
02
资源调查
利用遥感和摄影测量技术，调查土地、森林、水等资源 的分布、面积、质量等信息，为资源管理和规划提供依 据。
立体量测的方法
手工立体量测
利用立体观察眼镜或立体显示器 ，手动标记和测量影像中的特征
点，获取三维坐标。
自动立体量测
利用计算机视觉技术和算法，自动 识别和测量影像中的特征点，实现 快速、准确的三维量测。
数字摄影测量
结合数字图像处理和摄影测量技术 ，通过自动化或半自动提取影像中 的信息，进行三维重建和量测。
05 像对处理的未来展望
技术发展趋势
1 2 3
自动化与智能化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，像对 处理将更加自动化和智能化，减少人工干预，提 高处理效率。
高分辨率与高精度
随着遥感卫星和航空摄影设备的不断升级，未来 像对处理将更加注重高分辨率和高精度的数据获 取和处理。
多源数据融合
未来像对处理将充分利用不同来源、不同类型的 数据，实现多源数据的融合，提高处理结果的准 确性和可靠性。
立体观察的应用
A
地形测量
利用像对立体观察技术，测量地形地貌特征， 制作地形图和数字高程模型。
城市规划
通过像对立体观察，分析城市空间布局和 建筑物分布，为城市规划提供依据。
B
C
资源调查
利用像对立体观察技术，调查土地利用、森 林覆盖、矿产资源等，为资源管理和开发提 供数据支持。
卫星遥感和航空摄影测量具有覆盖范 围广、信息量大、实时性强等优点， 广泛应用于地理信息获取、资源调查 、环境监测等领域。
遥感与摄影测量的应用领域
01
地理信息获取
通过卫星遥感和航空摄影测量技术，获取高精度、高分 辨率的地理信息数据，为地理信息系统（GIS）提供基 础数据。
03
02
资源调查
利用遥感和摄影测量技术，调查土地、森林、水等资源 的分布、面积、质量等信息，为资源管理和规划提供依 据。
立体量测的方法
手工立体量测
利用立体观察眼镜或立体显示器 ，手动标记和测量影像中的特征
点，获取三维坐标。
自动立体量测
利用计算机视觉技术和算法，自动 识别和测量影像中的特征点，实现 快速、准确的三维量测。
数字摄影测量
结合数字图像处理和摄影测量技术 ，通过自动化或半自动提取影像中 的信息，进行三维重建和量测。
05 像对处理的未来展望
技术发展趋势
1 2 3
自动化与智能化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，像对 处理将更加自动化和智能化，减少人工干预，提 高处理效率。
高分辨率与高精度
随着遥感卫星和航空摄影设备的不断升级，未来 像对处理将更加注重高分辨率和高精度的数据获 取和处理。
多源数据融合
未来像对处理将充分利用不同来源、不同类型的 数据，实现多源数据的融合，提高处理结果的准 确性和可靠性。
立体观察的应用
A
地形测量
利用像对立体观察技术，测量地形地貌特征， 制作地形图和数字高程模型。
城市规划
通过像对立体观察，分析城市空间布局和 建筑物分布，为城市规划提供依据。
B
C
资源调查
利用像对立体观察技术，调查土地利用、森 林覆盖、矿产资源等，为资源管理和开发提 供数据支持。
立体视觉与立体量测
像对立体观察的效果
正立体
• 指观察立体像对时形成的与实地景 物起伏（远近）相一致的立体感觉
像对立体观察的效果
反立体
• 指观察立体像对时形成的与实地景 物起伏（远近）相反的立体感觉
像对立体观察的效果
零立体
• 像对立体观察中形成的原景物起伏（远近）消失了 的一种效应
• 将立体像对的两张像片各旋转90度，使同名像点的 连线都相等，且原左右视差方向改变为与眼基线垂 直所得到的结果
• 这样就保证了左边相机拍摄的东西只能 进入左眼，右边相机拍摄到的东西只能 进入右眼
• 偏振光法可用于彩色影像的立体观察， 获得彩色的立体视模型
立体观察
4、光闸法
立体观察
5、液晶闪闭法
• 通过红外发生器和液晶眼镜来实现红外 发生器一端与显卡相连，图像显示软件 按一定频率交替显示左右影像，红外发 生器同步发射红外线，控制液晶眼镜的 左右镜片交替闪闭，达到分像的目的
• 这时所有同名像点的生理视差都为0，故消失了远 近的感觉
第三部分
像对的立体量测
像对的立体量测
摄影测量中
• 不仅需要用像对进行，建立立体模 型，还要对立体模型进行量测
摄影测量
• 采用像对的立体，观察方法，以浮 游测标切准视模型点作为量测手段
S1
S2
a1
T
T a2
A2 A1 A1
立体像对量测谢谢观看Fra bibliotek人眼的结构
立体视觉
1、双眼观察的天然立体视觉
• 用单眼观察景物时，使人感觉到的 仅是景物的中心构像，好像一张像 片一样，得不到景物的立体构像， 不能正确判断景物的远近
人眼的天然立体视觉
用双眼观察景物，才能判断景物 的远近，得到景物的立体效应
人教部编版六年级数学下册 2.图形与几何 第3课时 立体图形的认识与测量-优质课件.ppt
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2020/12/172020/12/17Thursday, December 17, 2020
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2020/12/172020/12/172020/12/1712/17/2020 8:40:05 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2020/12/172020/12/172020/12/17Dec-2017-Dec-20 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2020/12/172020/12/172020/12/17Thursday, December 17, 2020 • 13、志不立，天下无可成之事。2020/12/172020/12/172020/12/172020/12/1712/17/2020
2. 体积的计算。 将一块石头放进装有水的圆柱形容器里，你
们发现了什么？
水面高度升高了，因为石头占了圆柱体容器 中水的空间 .
这个有趣的现象而给人类打开了征服海洋的大门。 有兴趣了解如何计算这块石头的体积吗？你有办法计算出 石头的体积吗？
要计算石头的体积，我们可以借助于规则立 体图形的有关知识。后面我们一起复习有关长方 体、正方体和圆柱、圆锥的体积计算。
（2）把一段圆柱形木材削成一个最大的圆锥，削去
的部分是原来的2/3。
（√ ）
（3）圆柱的底面半径扩大为原来的两倍，高不变，
它的体积也扩大为原来的两倍。
（ ×）
（4）圆锥的体积等于圆柱体积的1/3。 （ × ）
三、课后练习
√
20cm2
（1）F
11立体观察和立体测量
人造立体视觉观察条件
❖ 两张必需是在两个不同摄影站对同一景物 拍摄的像片；
❖ 两张像片的比例尺相近（相差不超过 16%），否则须用ZOOM系统进行调节；
❖ 每只眼睛只能观察像对的一张像片，左眼 看左像、右眼看右像；
❖ 两像片上相同景物的连线与眼基线基本平 行。
3.3标准式立体像对 3.4像对的立体观察
双像解析摄影测量原理
同名光线、同名像点、核线、核面
摄影基线
S1
同名像点
p1 l1
核面
S2
同名核线
p2 l2
A
核面：摄影基线与同一地面点发出的两条 同名光线组成的面
核线：核面与左右像片面的交线为同名核 线
同名像点：同一地面点发出的两条光线经 左右摄影中心在左右像片上构成的像点 称为同名像点
同名光线：同一地面点发出的两条光线称 同名光线
一、立体观察镜
目镜 反光镜
像对
视差杆
二、立体量测
共面条件
立体坐标测量仪
立体测量的目的是：测量同名点坐标，早期的测 量仪器是立体坐标量测仪（已经淘汰！），目前 是数字影像计算机立体视觉的“匹配”技术进行 自动测量的。
《摄影测量学》第三章
双像解析摄影测量
主要内容
➢双像解析摄影测量的意义和概念 ➢人造立体视觉 ➢立体像对的前方交会 ➢立体像对相对定向立体像对定向 ➢光束法双像解析摄影测量 ➢GPS在摄影测量中的应用
双像解析摄影测量意义
意义：摄影测量的本质是由被测量物体的影像反演其 几何特性和物理属性， 几何意义就是根据物体影像的 位置重建物体的几何模型(共线方程)，用一张定向后 的像片只能解出物体的平面位置，不能确定三维坐标 (相当人用一只眼睛看物体)。用多张定向后的像片就 能确定三维坐标(相当人用两只眼睛看物体)，几何模 型是立体模型。本章研究用数学方法建立立体模型的 原理和方法，并获得地面点空间三维坐标的技术。
《摄影测量原理与应用》
视差与立体视觉原理 q 视差的概念
在立体像对上
在模型上
p = x − x x
left
right
p = y − y y
left
right
视差与立体视觉原理
q 视差的概念
两个重要特性:
1) 地面上任何一点在像 片上视差的大小与这 一点的高程有关;
2) 地面上越高处，在像 片上的视差就越大
视差与立体视觉原理 q 人眼的立体视觉是立体测图的基础
《摄影测量原理与应用》
（含当代摄影测量）
主讲：王树根
武汉大学遥感信息工程学院
第3章 立体测图的原理与方法
视差与立体视觉原理 q 人眼相当于一架照相机
视差与立体视觉原理 q 人眼的立体视觉
视差与立体视觉原理
问：单眼是如何产生立体感的？
视差与立体视觉原理 q 视差的概念
视差与立体视觉原理 q 视差的概念
视差与立体视觉原理 q 人造立体视觉
像对的立体观察与量测
q 对纵深/距离/高度的判断，立体观测优于 单目观测
q 分像(一只眼睛看一张像片)
像对的立体观察与量测
q 基/高比大，有利于提高立体观测的精度
像对的立体观察与量测
q 高程夸张(基/高比增大)
B
pa
=
f
B HA
H
B
H
像对的立体观察与量测 q 分像方法 分光路法
数字摄影测量测图的原理与方法
Virtuozo
像对的立体观察与量测 q 分像方法
互补色法
像对的立体观察与量测 q 分像方法
光栅法、偏振光法
像对的立体观察与量测 q 分像方法
分屏法
像对的立体观察与量测
第三章 立体像对解析
右投影光线
Y1
X1
S2 A XA − Xs2 YA −Ys2 ZA − Zs2 = = = = N2 S2a2 X2 Y2 Z2
第三节、立体像对的前方交会
X A = Xs1 + N1 X1 = Xs2 + N2 X2 YA = Ys1 + N1Y1 = Ys2 + N2Y2 ZA = Zs1 + N1Z1 = Zs2 + N2Z2
B X1 X2
0 Y1 Y2
0 Z1 = 0 Z2
A
X 2 x2 Y2 = R 2 y 2 Z − f 2
第四节、双像解析的三种方法
像片空间后交、 像片空间后交、前交解求地面目标空 间坐标 利用立体像对内在几何关系： 利用立体像对内在几何关系：相对定 模型点坐标→绝对定向→ 向→模型点坐标→绝对定向→地面点 坐标 光束法求解地面目标的空间坐标－ 光束法求解地面目标的空间坐标－待 定点、已知控制点列误差方程， 定点、已知控制点列误差方程，整体 平差， 平差，理论上最严密
第五节、解析法相对定向 单独法相对定向元素-以基线坐标系为基础 单独法相对定向元素 以基线坐标系为基础
Z1 Y1 S1 B X1 S2 Z2 Y2 X2
ϕ1 κ1
y1
ϕ2
ω2 κ2
y2
x2
单独法相对定向元素： 单独法相对定向元素 ϕ1 ， κ1 ，ϕ2，ω2，κ2
第五节、解析法相对定向
二、解析相对定向原理 同名光线对对相交于核面内
第三节、立体像对的前方交会
计算过程： 计算过程： 获取已知数据x 获取已知数据 0 , y0 , f , XS1, YS1, ZS1, ϕ1, ω1, κ1 , XS2, YS2, ZS2 , ϕ2, ω2, κ2 量测像点坐标 x1,y1 , x2,y2 由外方位线元素计算基线分量 BX, BY, BZ 由外方位角元素计算像空间辅助坐标 X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2 计算点投影系数 N1 , N2 计算地面坐标 XA, YA, ZA
Y1
X1
S2 A XA − Xs2 YA −Ys2 ZA − Zs2 = = = = N2 S2a2 X2 Y2 Z2
第三节、立体像对的前方交会
X A = Xs1 + N1 X1 = Xs2 + N2 X2 YA = Ys1 + N1Y1 = Ys2 + N2Y2 ZA = Zs1 + N1Z1 = Zs2 + N2Z2
B X1 X2
0 Y1 Y2
0 Z1 = 0 Z2
A
X 2 x2 Y2 = R 2 y 2 Z − f 2
第四节、双像解析的三种方法
像片空间后交、 像片空间后交、前交解求地面目标空 间坐标 利用立体像对内在几何关系： 利用立体像对内在几何关系：相对定 模型点坐标→绝对定向→ 向→模型点坐标→绝对定向→地面点 坐标 光束法求解地面目标的空间坐标－ 光束法求解地面目标的空间坐标－待 定点、已知控制点列误差方程， 定点、已知控制点列误差方程，整体 平差， 平差，理论上最严密
第五节、解析法相对定向 单独法相对定向元素-以基线坐标系为基础 单独法相对定向元素 以基线坐标系为基础
Z1 Y1 S1 B X1 S2 Z2 Y2 X2
ϕ1 κ1
y1
ϕ2
ω2 κ2
y2
x2
单独法相对定向元素： 单独法相对定向元素 ϕ1 ， κ1 ，ϕ2，ω2，κ2
第五节、解析法相对定向
二、解析相对定向原理 同名光线对对相交于核面内
第三节、立体像对的前方交会
计算过程： 计算过程： 获取已知数据x 获取已知数据 0 , y0 , f , XS1, YS1, ZS1, ϕ1, ω1, κ1 , XS2, YS2, ZS2 , ϕ2, ω2, κ2 量测像点坐标 x1,y1 , x2,y2 由外方位线元素计算基线分量 BX, BY, BZ 由外方位角元素计算像空间辅助坐标 X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2 计算点投影系数 N1 , N2 计算地面坐标 XA, YA, ZA
摄影测量学 第3章 双像立体测图
为什么双眼能观察景物的远近呢？ 当双眼凝视物点A时，两眼的视轴本能地交于该点 此时的交向角为γ。当观 察附近的B点时，交向角为
γ+dγ。
由于B点的交向角大于A点， 所以A点较B点远。
人眼怎么观察出这两个交 向角的差异呢？
A点在两眼中的构像为a和aˊ，B的构像为b和bˊ。 由于交向角的存在， ' b ' 和 ab 不相等，其差 a
f [a1 ( X A X S ) b1 (YA YS ) c1 ( Z A Z S )] y[a3 ( X A X S ) b3 (YA YS ) c3 ( Z A Z S )] f [a2 ( X A X S ) b2 (YA YS ) c2 ( Z A Z S )]
4、偏振光法 光线经过偏振器分解出来偏振光只在偏振平面上传 播，设此时的光强为I1，当通过第二个偏振器后光 强为I2，如果两个偏振器的夹角为α,则I2=I1cosα。 利用这一特性，在两张影像的投影光路中分别放置 偏振平面相互垂直的偏振器，得到波动方向相互垂 直的两组偏振光影像。观察者带上与偏振器相互垂 直的偏振眼镜，这样就能达到分像的目的，从而可 以观察到立体。
对左右影像上的一对同名点，按上式可列4个方程， 可按最小二乘法解求地面点的3个未知数。
若n幅影像中含有同一空间点，则可列2n个线性方 程解求3个未知数。这是一种严格的、不受影像数 约束的空间前方交会。
第3章 双像立体测图
§3-3 立体像对相对定向 通过后方交会-前方交会原理，可由像点坐标求得 地物点的摄影测量坐标，这是摄影测量解求地面坐 标的第一套方法。摄影测量的第二套方法是通过像 对的相对定向-绝对定向来实现的。 立体像对的相对定向先恢复像对之间的相对几何关 系，使同名射线对对相交，建立起地面的立体模型， 模型的参数（位置、姿态、比例尺等）是随意的。 再通过平移、旋转和缩放，将模型纳入到地面坐标 系中，这就是模型的绝对定向。
4立体观察与立体量测
a1
b1
'
a2
b2
S1
b1
b
S2
b2 a2
b1
S1
b
S2
b2 a2
a1
a1
2、视差理论
当人用双眼观察空间远近 不同的景物A、B两点时，两
眼产生生理视差，获得立体
视觉，可以判断景物的远近。
生理视差： η=ALCL-ARCR 生理视差是产生立体感 觉的生理基础。
二、人造立体视觉
空间景物在感光材料上构像，再用人眼立体观察构像的像 片而产生生理视差，重建空间景物立体视觉。这样的立体视 觉称为人造立体视觉，所看到的的立体模型称为视模型。
和其它光学装置组成。左右像点分别经棱镜折射、透镜放大、再一次
折射后传入目镜，观察者左眼看左像，右眼看右像得到立体效应。
二、立体量测
1、立体量测的目的
对立体模型进行立体量测的目的是得到左右像点的坐标量测值x1、y1、 x2、y2 。其中，同名像点的x坐标之差x1-x2和y坐标之差y1-y2分别称为左 右视差和上下视差，用p和q表示。然后利用像点坐标与相应的地面点坐 标之间的关系式——共线条件方程式和各片的外方位元素，解求相应模 型点的模型坐标等参数。
何模型进行量测，直接给出符合规定比例尺的地形图，获取地理基础信 息。使用一个立体像对构建地面立体模型的方法也称为立体摄影测量。
理论基础：摄影时摄影基线、同名射 线、同名像点与地面点之间有着固定 的几何关系，它可以通过恢复像对的 内外方位元素来实现，进而能够重建 与实地相似且符合比例尺及空间方位 的几何模型。
自动变焦，在网嫫窝（如 同底片）上得到清晰的像， 眼睛瞳孔的作用好似光圈。
单眼观测景物时，感觉到的仅仅是景物的透视像，就像像片一样， 不能正确判断景物的远近，只能凭经验去间接地判断。只有用双眼观
b1
'
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S1
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S2
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2、视差理论
当人用双眼观察空间远近 不同的景物A、B两点时，两
眼产生生理视差，获得立体
视觉，可以判断景物的远近。
生理视差： η=ALCL-ARCR 生理视差是产生立体感 觉的生理基础。
二、人造立体视觉
空间景物在感光材料上构像，再用人眼立体观察构像的像 片而产生生理视差，重建空间景物立体视觉。这样的立体视 觉称为人造立体视觉，所看到的的立体模型称为视模型。
和其它光学装置组成。左右像点分别经棱镜折射、透镜放大、再一次
折射后传入目镜，观察者左眼看左像，右眼看右像得到立体效应。
二、立体量测
1、立体量测的目的
对立体模型进行立体量测的目的是得到左右像点的坐标量测值x1、y1、 x2、y2 。其中，同名像点的x坐标之差x1-x2和y坐标之差y1-y2分别称为左 右视差和上下视差，用p和q表示。然后利用像点坐标与相应的地面点坐 标之间的关系式——共线条件方程式和各片的外方位元素，解求相应模 型点的模型坐标等参数。
何模型进行量测，直接给出符合规定比例尺的地形图，获取地理基础信 息。使用一个立体像对构建地面立体模型的方法也称为立体摄影测量。
理论基础：摄影时摄影基线、同名射 线、同名像点与地面点之间有着固定 的几何关系，它可以通过恢复像对的 内外方位元素来实现，进而能够重建 与实地相似且符合比例尺及空间方位 的几何模型。
自动变焦，在网嫫窝（如 同底片）上得到清晰的像， 眼睛瞳孔的作用好似光圈。
单眼观测景物时，感觉到的仅仅是景物的透视像，就像像片一样， 不能正确判断景物的远近，只能凭经验去间接地判断。只有用双眼观
立体观察和立体观测(优质PPT文档)
(空间物体)→空间物体构像信息生理视差→ 立体感觉→视觉的空间物体的存在
这种借用空间物体构像信息而在视觉上 感受出空间物体的存在，称为人造立体效能。
对照航空摄影情形，相邻两像片航向重
叠65%，地面上同一物体在相邻两像片上都
有影像，真实地记录了所摄物体相互关系的 互补色法是利用互补色的特性达到分像目的的立体观察。
若像片主距ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ70或100mm，小于立体镜主距时，视模型将要夸大实物的远近凸凹的深度，这种现象称为视模型的扭曲变形。
型称为视模型。 1）由两个摄影站点摄取同一景物面组成立体像对；
单测标法是用一个真实测标去量测视模型。 同时，两眼球也各依眼球中心转动，使两眼的视线即水晶体中心与网膜窝中心的连线，正好对准注视点。
当我们用双眼注视某一物点M时(图5-2)， 需要转动头部，使注视点相对于两眼处于对
称位置；同时，两眼球也各依眼球中心转动，
使两眼的视线即水晶体中心与网膜窝中心的
连线，正好对准注视点。两眼视线总是相交
于注视点上的。这种性能叫做眼的交向本能。
在眼的交向过程中同时进行着眼的凝视，使
注视点同时在左右两眼的网膜窝处得到清晰 的 而影融像合为m1一和，m2感。觉这到两有个一影个像空经间过点大M脑的的存作在用。 此时两眼视线的交会角称为交向角γ。显然注 视点M到眼基线的距离L与交向角γ的关系可 用下式表示：
空间物体→交向角差→生理视差→空间物体 立体视觉
即空间物体立体视觉的
形成主要在于双眼网膜窝 处生理视差的存在。现在 自然界立体观察物体M和K 时，在两眼的前面分别放 置半透明的毛玻璃片P1和 P2 (图5-3)，则点M和K将会 在P1和P2上分别映出影像 m1、k1和m2、k2。
如在P1和P2上标志出影像m1、k1和m2、k2 后，移去空间实物M和K。若我们的双眼仍 旧 对位玻m1k1于璃片点m2k2上S1和的S构2处像，。每由一于只眼分- 别观=察Δ此p≠一0 ， 同样会在眼的网m1k膜1 窝m 2k处2 得到生理视差σ = - ，那么经过大脑的汇合作用，将会产生 空间物体M和K的立体感觉，虽然此时已无 实物存在。这个过程可概括成：
这种借用空间物体构像信息而在视觉上 感受出空间物体的存在，称为人造立体效能。
对照航空摄影情形，相邻两像片航向重
叠65%，地面上同一物体在相邻两像片上都
有影像，真实地记录了所摄物体相互关系的 互补色法是利用互补色的特性达到分像目的的立体观察。
若像片主距ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ70或100mm，小于立体镜主距时，视模型将要夸大实物的远近凸凹的深度，这种现象称为视模型的扭曲变形。
型称为视模型。 1）由两个摄影站点摄取同一景物面组成立体像对；
单测标法是用一个真实测标去量测视模型。 同时，两眼球也各依眼球中心转动，使两眼的视线即水晶体中心与网膜窝中心的连线，正好对准注视点。
当我们用双眼注视某一物点M时(图5-2)， 需要转动头部，使注视点相对于两眼处于对
称位置；同时，两眼球也各依眼球中心转动，
使两眼的视线即水晶体中心与网膜窝中心的
连线，正好对准注视点。两眼视线总是相交
于注视点上的。这种性能叫做眼的交向本能。
在眼的交向过程中同时进行着眼的凝视，使
注视点同时在左右两眼的网膜窝处得到清晰 的 而影融像合为m1一和，m2感。觉这到两有个一影个像空经间过点大M脑的的存作在用。 此时两眼视线的交会角称为交向角γ。显然注 视点M到眼基线的距离L与交向角γ的关系可 用下式表示：
空间物体→交向角差→生理视差→空间物体 立体视觉
即空间物体立体视觉的
形成主要在于双眼网膜窝 处生理视差的存在。现在 自然界立体观察物体M和K 时，在两眼的前面分别放 置半透明的毛玻璃片P1和 P2 (图5-3)，则点M和K将会 在P1和P2上分别映出影像 m1、k1和m2、k2。
如在P1和P2上标志出影像m1、k1和m2、k2 后，移去空间实物M和K。若我们的双眼仍 旧 对位玻m1k1于璃片点m2k2上S1和的S构2处像，。每由一于只眼分- 别观=察Δ此p≠一0 ， 同样会在眼的网m1k膜1 窝m 2k处2 得到生理视差σ = - ，那么经过大脑的汇合作用，将会产生 空间物体M和K的立体感觉，虽然此时已无 实物存在。这个过程可概括成：
摄影测量学 第三章 人眼的立体视觉和立体观测
明亮背景 a1(红) 品红 绿 A(黑)
白光照射
白
a2(绿)
光闸法
在投影的光线中安装光闸，两个光闸相互 错开
观测者带上与投影器中光闸同步的光闸眼镜
偏振光法
在两投影光路中安装两块偏 振 平面互成90°的偏振器
观测者带上一副检偏镜 镜片的偏振平面相互垂直， 左右分别与投影的左右偏振 平面相互垂直
液晶闪闭法
人眼的立体视觉与立体观测
主要内容
பைடு நூலகம்一、人眼立体视觉原理
二、人造立体视觉 三、像对的立体观察
§3.1.1 人眼立体视觉
人 眼 基 本 构 造
图3.1 人眼的结构
人眼好像一个完善的自动调光的摄影机—— 水晶体如同物镜，瞳孔如同光圈，网膜像底 片。
人 眼 立 体 视 觉
单眼观察：景物的中心构像，单张像片；
者眼睛的距离不相等。
fc f 为夸大系数，f c为观察立体时像片距人眼的 距离250mm，等于人眼的明视距离
重叠影式观察立体
互补色加法
在投影器中插入互补色滤 光片 （品红色、蓝绿色） 观测者双眼分别带上同色
镜片
互补色减法
在白纸上分别用品红、 绿互补色印刷一对像片， 观测者左右眼分别戴上 品红、绿互补色眼镜， 在明室对立体图画进行 观察。
立体镜观察
桥式立体镜
在一个桥架上安置两个相同的简单透镜
透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距
立体镜观察立体
反光立体镜
在左右光路中各加入一对反光镜扩大像片间距，可 对大像幅进行立体观察。
结果：立体模型与实物不一样，主要是在竖直方向夸 大了，地面的起伏变高，有利于高程量测。
原因：航摄像片的主距与观察时像片所在位置距观察
白光照射
白
a2(绿)
光闸法
在投影的光线中安装光闸，两个光闸相互 错开
观测者带上与投影器中光闸同步的光闸眼镜
偏振光法
在两投影光路中安装两块偏 振 平面互成90°的偏振器
观测者带上一副检偏镜 镜片的偏振平面相互垂直， 左右分别与投影的左右偏振 平面相互垂直
液晶闪闭法
人眼的立体视觉与立体观测
主要内容
பைடு நூலகம்一、人眼立体视觉原理
二、人造立体视觉 三、像对的立体观察
§3.1.1 人眼立体视觉
人 眼 基 本 构 造
图3.1 人眼的结构
人眼好像一个完善的自动调光的摄影机—— 水晶体如同物镜，瞳孔如同光圈，网膜像底 片。
人 眼 立 体 视 觉
单眼观察：景物的中心构像，单张像片；
者眼睛的距离不相等。
fc f 为夸大系数，f c为观察立体时像片距人眼的 距离250mm，等于人眼的明视距离
重叠影式观察立体
互补色加法
在投影器中插入互补色滤 光片 （品红色、蓝绿色） 观测者双眼分别带上同色
镜片
互补色减法
在白纸上分别用品红、 绿互补色印刷一对像片， 观测者左右眼分别戴上 品红、绿互补色眼镜， 在明室对立体图画进行 观察。
立体镜观察
桥式立体镜
在一个桥架上安置两个相同的简单透镜
透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距
立体镜观察立体
反光立体镜
在左右光路中各加入一对反光镜扩大像片间距，可 对大像幅进行立体观察。
结果：立体模型与实物不一样，主要是在竖直方向夸 大了，地面的起伏变高，有利于高程量测。
原因：航摄像片的主距与观察时像片所在位置距观察
第三次课双像立体测图基础与立体测图演示文稿
8、核点：摄影基线的延长线与像平面的交点。
第7页，共33页。
第四章 双像立体测图基础与立体测图
§ 4－2 立体像对与双像立体测图
摄影基线
S1
同名像点
p1 l1
核面
S2
同名核线
p2 l2
同名像点必在同名核线上
A
第8页，共33页。
§4-3 双像解析摄影测量概念
• 双像解析摄影测量： • 根据立体像对中的物像几何关系，用数学计算方法
F
F0
F
d
F
d
F
d
F
d
F
dk
0
偏导系数表达式示例:
F
bX u1
bX
v1
bX
w1
u2 v2 w2
01 0
bX u1 v1 w1 bX (w1u2 w2u1) u2 v2 w2
第22页，共33页。
立体像对的相对定向—共面条件方程
对F展开式整理得:
Q＝bX
d
v2 w2
bX
dv
( u2v2 w2
) N 2 d
绝对定向元素：
七个，包括模型旋转、平移和缩放
第27页，共33页。
立体模型的解析法绝对定向
一、解析绝对定向的基本公式
空间相似变换:
X U X S
Y
＝RV
＋ YS
Z W ZS
X
Y
模型点的 地面摄影
Z 测量坐标
U
V
模型点在 像空间辅
W
助坐标系 中的坐标
至少需两个平高控制点和一个高程控制点，或者两个
觉到与实物一样的地面景物存在。这种 观察立体像对得到景物立体影像的 立体感觉称为人造立体视觉。
第7页，共33页。
第四章 双像立体测图基础与立体测图
§ 4－2 立体像对与双像立体测图
摄影基线
S1
同名像点
p1 l1
核面
S2
同名核线
p2 l2
同名像点必在同名核线上
A
第8页，共33页。
§4-3 双像解析摄影测量概念
• 双像解析摄影测量： • 根据立体像对中的物像几何关系，用数学计算方法
F
F0
F
d
F
d
F
d
F
d
F
dk
0
偏导系数表达式示例:
F
bX u1
bX
v1
bX
w1
u2 v2 w2
01 0
bX u1 v1 w1 bX (w1u2 w2u1) u2 v2 w2
第22页，共33页。
立体像对的相对定向—共面条件方程
对F展开式整理得:
Q＝bX
d
v2 w2
bX
dv
( u2v2 w2
) N 2 d
绝对定向元素：
七个，包括模型旋转、平移和缩放
第27页，共33页。
立体模型的解析法绝对定向
一、解析绝对定向的基本公式
空间相似变换:
X U X S
Y
＝RV
＋ YS
Z W ZS
X
Y
模型点的 地面摄影
Z 测量坐标
U
V
模型点在 像空间辅
W
助坐标系 中的坐标
至少需两个平高控制点和一个高程控制点，或者两个
觉到与实物一样的地面景物存在。这种 观察立体像对得到景物立体影像的 立体感觉称为人造立体视觉。
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人眼分辩远近物点的最大极限距离是多少？约450m。
Lm a x
br rm in
由上式可得： dL L
L br fr
思考：增大或减少哪些变量可以提高眼的判断远近的 能力？
答案：增大眼基线的距离，或者使眼的生理视差 分 辨率增大，由于平行线比两个点更容易分辩，所以量 测仪器一般都采用线状测标。
《摄影测量学》 第3章
立体观察和立体量测
主要内容
一人眼的立体视觉和人造立体视觉 二像对的立体观察和立体量测 三立体坐标量测
摄影测量是以人造立体视觉为原理的。 人的双眼为什么能观察景物的远近呢？
因为交会角的存在导致了生理视差，也即弧长ab与弧长 a’b’不等，而生理视差是判断景物远近的根源指（变成3个时，中间的一个就 是立体）
2.Xx
Xx
3.
视 视
模型点上的上下视差Q
Wild A10 模拟立体测图仪
瑞士Kern厂DSR-1型解析测图仪
人造立体视觉：空间景物在感光材料上构像，再用人 眼观察构像的像片产生生理视差；重建空间景物的立 体视觉，所看到的空间景物称为立体影像，产生的立 体视觉称为人造立体视觉。
在摄影测量中，用摄影机摄得同一景物的两张像片 称之为立体像对。
思考：为什么航空摄影测量 中，要使像片的航向重叠要 求达到60％以上？
形成人造立体视觉的条件
（1） 两张像片必须是在两个不同位置对同一景 物摄取得立体像对；
（2）每只眼睛必须只能观察像对的一张像片；
（3）两像片上相同景物（同名像点）的连线与 眼基线应大致平行；
（4）像片间的距离应与双眼的交会角相适应；
（5）两像片的比例尺相近（差别< 15 ％）；
1 根据像片的放置方式可以产生三种立体效应 分别是正立体、反立体和零立体效应。
人眼单眼观察的分辩力，用角度表示，对两点间的 分辩力为45秒，两线间的分辩力为20秒。双眼比单 眼提高 2 倍。 看上图可得交会角与距离有如下关系：
上式中，br为人眼基线，一般为65mm，对上式微 分可得交会角变化与视距的关系以及生理视差的关 系
式中，fr为眼焦距，约为17mm。 为生理视差。
思考：当人站在距景物50m处时，立体观察两点，即 能分辨前后最小距离为多少？
2 像片的立体观察需要借助于专门的仪器。
有三种：立体镜观测，叠映影像的立体观察： 液晶闪闭法，双目镜观测光路
3 像对的立体量测
像对的立体量测:量测的是像点在像平面坐标 系中的坐标，实际上就是内方位元素。早期 量测像点坐标有专门仪器叫做立体坐标量测 仪。量测的成果有的是左右像点各自的坐标 值，有的是左像点的坐标值，和同名像点的 左右视差p和上下视差q。
Lm a x
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由上式可得： dL L
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思考：增大或减少哪些变量可以提高眼的判断远近的 能力？
答案：增大眼基线的距离，或者使眼的生理视差 分 辨率增大，由于平行线比两个点更容易分辩，所以量 测仪器一般都采用线状测标。
《摄影测量学》 第3章
立体观察和立体量测
主要内容
一人眼的立体视觉和人造立体视觉 二像对的立体观察和立体量测 三立体坐标量测
摄影测量是以人造立体视觉为原理的。 人的双眼为什么能观察景物的远近呢？
因为交会角的存在导致了生理视差，也即弧长ab与弧长 a’b’不等，而生理视差是判断景物远近的根源指（变成3个时，中间的一个就 是立体）
2.Xx
Xx
3.
视 视
模型点上的上下视差Q
Wild A10 模拟立体测图仪
瑞士Kern厂DSR-1型解析测图仪
人造立体视觉：空间景物在感光材料上构像，再用人 眼观察构像的像片产生生理视差；重建空间景物的立 体视觉，所看到的空间景物称为立体影像，产生的立 体视觉称为人造立体视觉。
在摄影测量中，用摄影机摄得同一景物的两张像片 称之为立体像对。
思考：为什么航空摄影测量 中，要使像片的航向重叠要 求达到60％以上？
形成人造立体视觉的条件
（1） 两张像片必须是在两个不同位置对同一景 物摄取得立体像对；
（2）每只眼睛必须只能观察像对的一张像片；
（3）两像片上相同景物（同名像点）的连线与 眼基线应大致平行；
（4）像片间的距离应与双眼的交会角相适应；
（5）两像片的比例尺相近（差别< 15 ％）；
1 根据像片的放置方式可以产生三种立体效应 分别是正立体、反立体和零立体效应。
人眼单眼观察的分辩力，用角度表示，对两点间的 分辩力为45秒，两线间的分辩力为20秒。双眼比单 眼提高 2 倍。 看上图可得交会角与距离有如下关系：
上式中，br为人眼基线，一般为65mm，对上式微 分可得交会角变化与视距的关系以及生理视差的关 系
式中，fr为眼焦距，约为17mm。 为生理视差。
思考：当人站在距景物50m处时，立体观察两点，即 能分辨前后最小距离为多少？
2 像片的立体观察需要借助于专门的仪器。
有三种：立体镜观测，叠映影像的立体观察： 液晶闪闭法，双目镜观测光路
3 像对的立体量测
像对的立体量测:量测的是像点在像平面坐标 系中的坐标，实际上就是内方位元素。早期 量测像点坐标有专门仪器叫做立体坐标量测 仪。量测的成果有的是左右像点各自的坐标 值，有的是左像点的坐标值，和同名像点的 左右视差p和上下视差q。