第四章_双像立体测图基础与立体测图

1、第四章第四章 双像立体测图基础与立体测图双像立体测图基础与立体测图双像立体测图：利用一个立体像对重建立体几何模型，量双像立体测图：利用一个立体像对重建立体几何模型，量测该几何模型，绘制地形图测该几何模型，绘制地形图立体像对：相邻两站对同一地面景物摄取的有一定重叠的立体像对：相邻两站对同一地面景物摄取的有一定重叠的两张像片两张像片41 立体视觉原理与立体量测立体视觉原理与立体量测n一、立体视觉原理一、立体视觉原理人眼的天然立体视觉：能判断景物人眼的天然立体视觉：能判断景物的远近的远近看到立体的根源：生理视差看到立体的根源：生理视差Aaba, bo2o1BrLaba b 人造立体视觉：人造立体视觉

2、：空间景物在感光材料上构像，人眼观察构像的像片产生空间景物在感光材料上构像，人眼观察构像的像片产生生理视差，所产生的空间景物的立体视觉生理视差，所产生的空间景物的立体视觉PPAB左眼右眼aba,bn二、立体观察二、立体观察立体观察的条件：立体观察的条件：摄取立体像对摄取立体像对分视：每只眼睛只能看一张像片分视：每只眼睛只能看一张像片两像片上相同景物的连线与眼基线大致平行两像片上相同景物的连线与眼基线大致平行两像片比例尺应大致一致两像片比例尺应大致一致正立体、反立体正立体、反立体立体观察方法：立体观察方法：立体镜法立体镜法叠影影像：影像叠映在同一个承影面上，以某种叠影影像：影像叠映在同一个承影面

3、上，以某种方式分视，红绿互补法、偏振光法、液晶闪闭法方式分视，红绿互补法、偏振光法、液晶闪闭法n三、立体量测三、立体量测:左右测标分别切准左左右测标分别切准左右同名像点右同名像点两单测标相当于同名两单测标相当于同名像点，构成立体测标像点，构成立体测标TT与立体模型表面与立体模型表面M点点重合重合同名像点：地面上一点在同名像点：地面上一点在相邻两张像片上的构像相邻两张像片上的构像42 立体像对与双像立体测图立体像对与双像立体测图n一、立体像对的点、线、面一、立体像对的点、线、面1 122k ak a、同名核线，同名核线，同名像点在同名核线上同名像点在同名核线上核线：核面与像片的交线，核线会聚于核

4、点核线：核面与像片的交线，核线会聚于核点Wa：核面，摄影基线与地面点所作平面：核面，摄影基线与地面点所作平面12kk、：核点，基线延长线与左右片的交点：核点，基线延长线与左右片的交点同名像点：地面上一点在同名像点：地面上一点在相邻两张像片上的构像相邻两张像片上的构像同名射线：同名射线：AS1a1 、AS2a2 二、双像立体测图概述二、双像立体测图概述n模拟法立体测图模拟法立体测图n解析法立体测图解析法立体测图n数字化测图数字化测图立体测图的关键：立体测图的关键：重建与实地相似的几何模型重建与实地相似的几何模型 恢复摄影时的空间方位恢复摄影时的空间方位恢复像片对的恢复像片对的 内方位元素：内方位

5、元素：摄影中心与像片之间相关位置摄影中心与像片之间相关位置 外方位元素：外方位元素：像片在摄影瞬间的空间位置和姿态像片在摄影瞬间的空间位置和姿态 内方位元素：已知内方位元素：已知 恢复两张像片的相对位置（相对定向）立体模型恢复两张像片的相对位置（相对定向）立体模型 外方位元素：未知外方位元素：未知 模型的大小和空间位置是任意的模型的大小和空间位置是任意的 恢复立体模型的大小和空间方位（绝对定向）恢复立体模型的大小和空间方位（绝对定向）Wild A10 模拟立体测图仪43 立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素n相对定向元素：确定两像片相对位置的元素

6、，依附于像空间辅相对定向元素：确定两像片相对位置的元素，依附于像空间辅助坐标系，选取的像空间辅助坐标系不同就有不同形式的相对助坐标系，选取的像空间辅助坐标系不同就有不同形式的相对定向元素：定向元素：p连续像对的相对定向元素连续像对的相对定向元素 ：以左片的像空：以左片的像空间坐标系做为本像对的像空间辅助坐标系，间坐标系做为本像对的像空间辅助坐标系，1110=222vwbb、 、n单独像对的相对定向元素单独像对的相对定向元素 像空间辅助坐标系：像空间辅助坐标系：U轴：摄影基线；轴：摄影基线；V轴：垂直于左主核面；轴：垂直于左主核面； W轴：位于左主核面；轴：位于左主核面；11222、 、二、绝对

7、定向元素二、绝对定向元素 ：恢复恢复模型的大小和空间位置的元素（模型的大小和空间位置的元素（相对定向后相对定向后模型的大模型的大小和空间位置是任意的）小和空间位置是任意的）SSSXYZ、 、 、 、 、44 模拟法立体测图模拟法立体测图一、测图原理：一、测图原理：n应用光学投影或机械投影应用光学投影或机械投影n在室内恢复摄影时的空间方位，使同名射线对对相交在室内恢复摄影时的空间方位，使同名射线对对相交n建立测图所需的立体模型建立测图所需的立体模型n在该模型上测制地形图在该模型上测制地形图模拟摄影过程模拟摄影过程摄影过程的几何反转摄影过程的几何反转二、模拟法测图的相对定向二、模拟法测图的相对定向

8、n目的：恢复像对两像片的相对位置，使同名光线对对相交，目的：恢复像对两像片的相对位置，使同名光线对对相交，建立像建立像对的立体几何模型对的立体几何模型。n同名光线投影同名光线投影 仅在仅在X方向上偏离（同名光线相交）方向上偏离（同名光线相交） 在承影面上在承影面上 在在X、Y方向上偏离（同名光线不相交）方向上偏离（同名光线不相交）n上下视差上下视差Q：同名投影点在仪器：同名投影点在仪器Y方向上的偏差，是相对定向是否完方向上的偏差，是相对定向是否完成的标志成的标志 Q=0 完成完成 （模型所有点）（模型所有点） Q0 没完成没完成模拟法相对定向：模拟法相对定向：立体观察下，立体观察下，用投影器的

9、运动（对应于用投影器的运动（对应于5个相对定向个相对定向元素的元素的5个螺旋）消除个螺旋）消除上下视差上下视差 同名光线对对相交同名光线对对相交同名光线不相交同名光线不相交相对定向完成，同名光线对对相交相对定向完成，同名光线对对相交运运动动bu运动bv总位移总位移总位移dX=0投影点的变化规律投影点的变化规律0YdY 方向位移uXdXdb方向位移vdYdb运运动动bw运运动动总位移dx=dy=总位移XdbHYdbH22(1)XdXHdHXYdYdH运动运动总位移总位移XYdXdH22(1)YdYHdHdXYd dYXd2222(1)(1)uVXXXYdXdbdbHddYdHHHYXYYdYdb

10、dbdHdXdHHH总位移总位移上下视差与相对定向元素的关系式上下视差与相对定向元素的关系式2122222222222221 1221222112(1)(1)VQdYdYYX YYQdbdbdHdX dHHHX YX YYQddHdX dX dHHH连续像对：单独像对：模拟法相对定向：移动投影器的螺旋消除同名点的上下视差，消除模拟法相对定向：移动投影器的螺旋消除同名点的上下视差，消除5个同名点的上下视差，像对中其它投影点的上下视差也不存在，个同名点的上下视差，像对中其它投影点的上下视差也不存在，则相对定向完成则相对定向完成数学解释：测出适当分布的数学解释：测出适当分布的5个同名点（定向点）的上

11、下视差个同名点（定向点）的上下视差Q，列，列5个方程解求个方程解求5个相对定向元素的变动值，相当于解求出个相对定向元素的变动值，相当于解求出5个相对定向元个相对定向元素（为了保证精度和检核，增加一个定向点）素（为了保证精度和检核，增加一个定向点）相对定向：建立像对的立体几何模型相对定向：建立像对的立体几何模型 同名光线对对相交同名光线对对相交 上下视差上下视差Q0相对定向点选择的原则：相对定向点选择的原则：投影器做某一项运动时，对投影器做某一项运动时，对选定点上的上下视差影响最选定点上的上下视差影响最大，对其他点上的上下视差大，对其他点上的上下视差的影响最小的影响最小相对定向标准点位相对定向标

12、准点位125346X2221、2点：左、右片的像主点点：左、右片的像主点3、5点：则片点：则片X=0，Y值最大值最大4、6点：则片点：则片X=b，Y值最大值最大n 相对定向：建立与实地相似的立体模型相对定向：建立与实地相似的立体模型 空间方位空间方位 都是任意的都是任意的 比例大小比例大小n目的：将相对定向建立的模型进行平移、旋转和比例目的：将相对定向建立的模型进行平移、旋转和比例尺的缩放，恢复空间方位。纳入到地面测量坐标系中，尺的缩放，恢复空间方位。纳入到地面测量坐标系中，并将模型大小规划为成图比例尺。并将模型大小规划为成图比例尺。n 操作方法：利用重叠范围内四角（七个绝对定向操作方法：利用重叠范围内四角（七个绝对定向元素）的控制点，运动投影器，使模型点的投影与元素）的控制点，运动投影器，使模型点的投影与图底上相应控制点重合图底上相应控制点重合模拟法测图的过程：模拟法测图的过程：p内定向：恢复像片的内方位元素，建立