摄影测量学第三章2

1,摄影测量学,测绘工程系：杜子涛,2,3.1航空摄影3.2中心投影的基本知识3.3航摄像片上特殊的点、线、面3.4摄影测量常用的坐标系统3.5航摄像片的内、外方位元素3.6像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程3.7航摄像片上的像点位移,第三章摄影测量基本知识,3,一、像平面上的坐标系原点：框标连线交点P1、框标坐标系(p-)轴：航向框标连线方向轴：旁像框标连线方向,3-4摄影测量常用坐标系统,4,2、像平面坐标系（O-xy）原点：像主点ox、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴a(x,y),3-4摄影测量常用坐标系统,5,x,像平面,a(x,y),y,直角,a,p,o,坐标系,原点：像主点x、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴,6,像点的坐标应采用以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标。当像主点与框标连线交点不重合时，须将像框标坐标系原点平移至像主点。若像主点在像框标坐标系中的坐标为xo、yo时，测量出的像点坐标x、y，化算到以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标为x-xo、y-yo。,3-4摄影测量常用坐标系统,7,二、像空间坐标系（S-xyz）原点：投影中心Sx、y轴：分别平行于o-xy的坐标轴z轴：主光轴方向（os方向为正）a（x,y,-f）,3-4摄影测量常用坐标系统,8,像空间直角,z,s,y,oa,y,xx,坐标,系,a(x,y,-f),原点：投影中心Sx、y轴：分别平行于o-xy的坐标轴z轴：主光轴方向（os方向为正）,9,三、像空间辅助坐标系（S-uvw）原点：投影中心Su、v、w轴：分别平行于地面摄影测量坐标系的坐标轴a（u,v,w）过渡性坐标系统，S-uvw也可根据需要设置,3-4摄影测量常用坐标系统,10,三、像空间辅助坐标系（S-uvw）以每条航线第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系；以每个像片对的左片摄影中心为坐标原点，摄影基线方向为u轴，以摄影基线及左片光轴构成的平面作为uw平面，过原点且垂直于uw平面(左核面)的轴为p构成右手直角坐标系。,3-4摄影测量常用坐标系统,11,w,像空,v,间,s,u,辅助坐标系,a(X,Y,Z),oa,y,x,原点：投影中心Su、v、w轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴S-uvw也可根据需要设置（过渡性坐标系统）,12,四、地面摄影测量坐标系（D-X,Y,Z）原点：测区地面某点DX轴：大致平行航线方向Z轴：铅垂向上A(X,Y,Z),3-4摄影测量常用坐标系统,13,地面摄,原点为地面某一控制点，Z轴与地面测量坐标系的Zt轴平行，X轴与航线一致,s,影测量,Z,a,o,y,x,坐标系,M,Y,A,X,14,五、地面测量坐标系（TXtYtZt）大地坐标系，国家高程基准左手系A（Xt，Yt，Zt）,3-4摄影测量常用坐标系统,15,地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标为高斯-克,地面测量坐,Zt,s,a,o,y,x,吕格3度带或6度带投影（1980西安坐标系），高程为1985黄海高程系,标,Xt,系,t,A,A(Xt,Yt,Zt)Yt,16,Z),w,摄影测量中的各种坐标系,z,y,ux,Z,s,a,(x,y,-f),u(XA,tY,tt,Zt,Xt,Y,t,M,Yt,X,17,用摄影测量方法研究被摄物体的几何信息和物理信息时，必须建立该物体与像片之间的数学关系。描述航空摄影瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数称为像片的方位元素。表示摄影中心与像片之间相关位置的参数称为内方位元素；表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数称为外方位元素。,35像片的内、外方位元素,18,一、像片(摄影机)的内方位元素内方位元素：确定投影中心（物镜后节点）相对于像平面位置关系的参数。具体包括三个:像主点O在框标坐标系中坐标（x0,y0）主距f,35像片的内、外方位元素,19,确定投影中心（物镜后节点）与像片之间相互位置关系的参数,像片内方,yf,S,位元,opx0,y0,x,素内方位元素（x0,y0,f）可恢复摄影光束,具体包括:像主点O在框标坐标系中坐标（x0,y0）主距f,20,二、像片（摄影机）的外方位元素外方位元素：确定摄影瞬间像片在空间坐标系中位置和姿态的参数。三个线元素具体包括六个三个角元素,35像片的内、外方位元素,21,二、像片（摄影机）的外方位元素1、三个线元素:摄影瞬间投影中心S在空间坐标系中坐标(Xs，Ys，Zs)2、三个角元素摄影瞬间像片在空间坐标系中的姿态角（二个角度确定主光轴方位，另一个角度确定像片在像平面内的方位）,35像片的内、外方位元素,22,确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数外方位线元素：描述摄影,像片,中心在地面空间直角坐标系中的位置(Xs、Ys、Zs),s,外方位,Z,X,Zs,o,元,素,A,Xs,Ys,Y,外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态,具体包括三个线元素三个角元素,23,以v轴为主轴的-转角系统,像片外,航向倾角,z,s,v,y,vx,u,方位角,Z,Y,o,像片旋角,元素,A,N,OXX,旁向倾角,24,（1）以v为主轴的转角系统航向倾角（绕v轴转）旁向倾角（绕u轴转）像片旋角（绕轴转）绕v轴转绕u轴转绕w轴转SuvwSuvwSuvwSxyz,35像片的内、外方位元素,25,以u轴为主轴的-转角系统,像片,z,s,Z,y,Yx,X,外方位,Z,旁向倾角,o,像片旋角,角元素,A,Y,N,OY,X,航向倾角,26,以w轴为主轴的A-v转角系统,像片,z,s,Z,y,Yx,X,外方位,Z,像片倾角,o,像片旋角v,角,Y,元素,A,N,X,方位角A,27,平面坐标变,换,36像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程,28,),y,像空间,w,坐标与,z,y,vx,像空间辅助,s,(X,Y,Z),a,(x,-f,u,坐标的变换,29,以v轴为主轴的-转角系统的坐标变换,S-uvw坐标系绕v轴旋转角到S-XYZ,30,以v轴为主轴的-转角系统的坐标变换,S-XYZ坐标系绕u轴旋转角到S-XYz,31,以v轴为主轴的-转角系统的坐标变换,S-XYz坐标系绕w轴旋转角到S-xyz,32,以v轴为主轴的-转角系统的坐标变换,33,以v轴为主轴的-转角系统的坐标变换,34,以u轴为主轴的-转角系统的坐标变换,35,以u轴为主轴的-转角系统的坐标变换,36,以w轴为主轴的A-v系统的坐标变换,37,以w轴为主轴的A-v系统的坐标变换,38,像点的空间直角坐标变换,对于同一张像片在同一坐标系中，当取不同旋角系统的三个角度计算方向余弦时，其表达式不同，但是相应的方向余弦值是彼此相等的，即由不同旋角系统的角度计算的旋转矩阵是惟一的，且九个方向余弦中只有三个独立参数。,39,中心投影构像方程式,40,中心投影构像方程式,中心投影的构像方程式，它描述了像点a、摄影中心S何地面点A位于一条直线上，又称为共线方程式。,41,中心投影构像方程式,共线方程式中包