航摄像片特殊的点线面

c
V
ho hcC
O E
V
T
像片倾角:摄影方向线与主垂线夹角 （两平面的夹角α）。
透视变换中的特殊点、线、面 投影 中心
S
h c
P：倾斜像片平面
Es hi P ho i c o ho hC c hi W
v
o：像主点
SoO：摄影机轴 （摄影方向）
V E
T J
V
v
n α N T
O
E：水平的 地面
O：地主点
Es
S T J V α hc hi P ho i o
透视变换中的特殊点、线、面（续） 像底点：铅垂射线SN与像平面 等角点： 的交点n称为像底点。 倾角α的平分线
面上的透视对应点 以C表示。
v W
c
n v N T
hi
α
ho hc C
O
V
E
透视变换中的特殊点、线、面（续）
主垂面：包含摄影机轴SoO的铅垂面W，称为主垂面。 主纵线：主垂面与像平面的交线vv称为主纵线。 摄影方向线：主垂面与地平面的交线VV称为摄影方向线 主纵线
S
S
Z
航空摄影略图
一、摄影比例尺与摄影航高
摄影比例尺又称为像片比 例尺，其严格定义为：航 摄像片上一线段为l的影 像与地面上相应线段的水 平距离L之比。
1 l m L
•
1 f （理想情况） m H H 要求 5% H
f为摄影机主距，H为航高
f H
同一航线内，各摄影站 的高差不得大于50m。
l
L
航线弯曲度：航 线最大弯曲矢量 与航线长度之比 的百分数。要求 航线弯曲度<3%
5、像片旋角
• 一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线 间的夹角。要求像片旋角<60，最大不超过80。
像 片 旋 角
o1
像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
1、什么是中心投影？ 2、点、线的中心投影是什么？平行线的
中心投影是什么结果？
§3-2 中心投影的基本知识
一、中心投影和正射投影
投影射线会聚于一点的投影称为中心投影
S
投影中心
c
投影射线
a
b
投影点
A B
投影平面
C
物点
投影射线平行于某一固定方向的投影的投影称为平行投影
斜投影 投影射线 与投影平 面斜交
正射投影 投影射线 与投影平 面正交
航摄像片为中心投影，地形图为正射投影
第三章：摄影测量基础知识
Foundamentals of Photogrammetry
1.航空摄影 2.中心投影的基本知识 3.航摄像片上特殊的点、线、面 4.摄影测量常用的坐标系统 5.摄影像片的内、外方位元素 6.像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程 7.航摄像片上的像点位移
§3.1 航空摄影
• 3 、线段的中心投影
•
若直线L上有线段AB，那么，AB的中心投影也必 定在it，根据中心投影三点共线的原则，由投影中心作 直线SA、SB交线段it得点a、b，那么线段ab为线段AB的 中心投影。
• 4、平行线的中心投影
• 若有一组平行于L的空间直线L1，L2。…，显然这 组平行线的无穷远点的构像仍然是投影面上的合点i，因 此，平行线组L1，L2…在投影面P上的中心投影，乃是以 合点 i 与各平行线相应迹点的连线所组成的辐射直线束 it1，it2...it.
V
α
J
V
ho hc C
O E
重 要 的 点 线
点：
摄影中心S 像主点o 地主点O 像底点n 地底点N 等角点c 地面等角点C
面：
线：
主合点i
主遁点J
面
地面E 像片面P 主垂面W 真水平面Es\合面 迹线TT 主光线SoO 主垂线SnN 摄影方向线VV 主纵线vv 等角线ScC 主合线hihi 主横线hoho 等比线hchc
地主点O
v W ★像底点n
地底点N
★等角点c V
hi
V
n v N T
α
ho hc C
地面等角点C
O E
主合点i
主遁点J
重要的点、线、面小结 9线：
hi P ho i c n v N T o hi W
Es S α hc T
v
迹线TT(透视轴) ★ 主光轴SoO ★ 主垂线SnN ★ 摄影方向线 VV ★ 主纵线vv ★ 等角线ScC 主合线hihi 主横线hoho ★ 等比线hchc
c b a S 中心投影 B a b A C B c
A
C
正射投影
摄影测量的主要任务之一，即是把记录在 中心投影像片上的地面景物转换成按图比例 尺的正射投影地图。
• 二 、空间点、直线、线段、平行线的中心投影
•
• 1 、空间点的中心投影
•
空间点的中心投影是一个确定的点。过一 个物点只能建立一条投射光线，在投影平面内 也只有一个交点。
测 图 比 例 尺
已知摄影航高，确定航高？
比例尺类型 大比例尺 航摄比例尺 测图比例尺
1:2000 ～1:3000
1:4000 ～1:6000 1:8000 ～1:12000
1:500
1:1000 1:2000 1:5000
中比例尺
小比例尺
1:15000～1:20000
1:10000～1:35000 1:20000～1:30000 1:35000～1:55000
T
已知垂直物面的空间直线 AB，在像平面上作对应的像 ab
主合点
P
中 心 投 影 作 图
迹点
S T
i b
a
v
B
A E
v
作图步骤： 1）按E面上点作 图方式确定a 2）找像底点n 3）连接na 4） na与SB的交点 为b 5）a与b 连线
T
1、摄影测量常用坐标系有哪些？建立这些 坐标系要解决什么问题？ 2、怎样表达（或描述）摄影瞬间像片在空 间中的位置和姿态？
重 要 点 线 的 数 学 关 系
o n f tg o c f tg
P S T J n V v N c o
v W

2
i
o i f ctg
C
O
V E
ON Htg CN Htg
T
f sin H SJ iV sin Si ci

2
重 要 的
n
底点特性
P1
摄影基线
S1
B
P2
S2
E
三、摄影测量生产对摄影资料的基本要求 1、影像的色调
2、像片重叠
3、像片倾角
4、航线弯曲
5、像片旋角
1、影像的色调（清晰，色调一致）
2、 像片重叠
• 沿航线飞行方向两相邻像片上对所摄地面有一定的重叠影像， 这种重叠部分称为航向重叠。两相邻航带之间也需要有一定的 影像重叠，这种重叠部分称为旁向重叠。
主 遁 点
J
重要的点、线、面小结
像片平面P 合面Es
Es S α hc J T hi P ho i o v
4面：
地面E 像片平面P 主垂面W： 合面Es：
主垂面W
c
n v N T
hi
W
α
V
ho hcC
O E
V
地面E
重要的点、线、面小结
9点：
摄影中心S：
★像主点o：
Es S α hc T J
hi P ho i c o
透视变换中的特殊点、线、面（续）
透视轴：将像片平面扩大与地平面相交的迹线 TT称为透视轴
航摄像片倾角:两平面的夹角α成为像片倾角。 透视轴
Es S hc ho i o hi P v
Tα
J
c
hi
W
V
n v N T
α
ho hcC
O
E
V
地底点：像底点n在地面上的透 与像平面的交点c， 称为等角点。在地 视对应点N称为地底点。
Es S T J V v α hc c n α N T hi P ho i o v
像水平线
hi
W
主横线
等比线
V E
ho hcC
O
透视变换中的特殊点、线、面（续）
合面：过投影中心S作平行于地面E的平面Es称为合 面（或像地平面）。 合线：合面Es与像片平面P的交线hihi称为合线。
主合点：合线hihi与主纵线vv的交点i称为主合点。在 合线上的其他点，通称合点。 合线 hi 主遁点：过 合面 P Es ho 投影中心S v 主合点 S 在主垂面W i hc 内作像平面 W hi T o P 的平行线 c SJ，与摄影 ho n α 方向线的交 hc V N O C V v 点J称为主 E 遁点。 T
2370
2369
2368
2367
2387
2388
2389
2450
2449
2448
2447
2464
2465
2466
2467
3、像片倾角
• 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20，不大于30夹角为像片倾角
竖 直 摄 影
像片 像片 S A 摄影机主光轴 铅垂线
4、航线弯曲
• 把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起 来，各张像片的主点连线不在一条直线上， 而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲
点 线 特 征
c
C
重 要 的
点 线 特 征 等比线特性
等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例 尺，不受像片倾斜影响
已知 E 平面上有 AB 直线，在像平面上作对应的像 ab
主合点
P
中 心 投 影 作 图
迹点
S T v T1
i
b
a
i1
v B
A E
作图步骤： 1）找迹点T1 2）找合点i1 3）连T1i1与SA， 交点为a 4）连T1i1与SB， 交点为b 5）a与b 连线
Es S T J V v T α hc hi P ho o v
主垂面
i
hi W
c
n α N
摄影方向线
V
ho hcC
O
E
透视变换中的特殊点、线、面（续）
像水平线：在像片上与主纵线vv正交的直线hihi称像水 平线。 主横线：通过像主点o的水平线h0h0称为主横线。
等比线：通过等角点c的水平线hchc称为。
已知 E 平面上有 A 点，在像平面上作对应的像 a
主合点
P
中 心 投 影 作 图
迹点
S T v T1 α a
i
作图步骤： 1）找迹点T1 2）找主合点i 3）连T1i与SA， 交点为a v
A E
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T
§3-3 航摄像片上重要点、线、面
Es S hc T J n v N hi P ho o v
i
hi W
铅垂线在像平面 上的构像位于以 像底点n为辐射 中心的相应辐射 线上
点 线 特 征
N
S
p
t
V
α
n N
a0
a
A A0
t
T
底点特性: 铅垂线在像平面上 的构像位于以像底 点n为辐射中心的相 应辐射线上.
重 要 的
等角点特性
在倾斜像片和水 平地面上，由等 角点c和C所引出 的一对透视对应 线无方向偏差， 保持着方向角相 等
•
• 2 、直线的中心投影
• 设 L 是与投影面相交的一条空间直线，过 S 作直线 L 的 平行线，与 P 面的交点为 i ，称 i 是该直线上无穷远点的像， 且称 i 点为合点。直线 L 与投影面 P 的交点为 t ，称 t 为迹点或 二重点，则it直线L的中心投影或称为直线L的像。因而，空 间直线与投影面相交时，其中心投影为一线段。
1:5000
1:10000 1:25000 1:50000
二、空中摄影过程：
准备 按设计航高、航向呈直线飞行 各航线间相互平行、一片接一片、一条航线接一条航线摄影
• 二、空中摄影过程
摄影的曝光过程是飞机在飞 行中瞬间完成的，在这一曝 光时刻，摄影机物镜所在的 空间位置称为摄站点。
航线方向相邻两摄站点间的 空间距离称为摄影基线，通 常用B表示。