立体测图基础专业教育

1、测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系立体测图基础立体测图基础1学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系内容安排内容安排一、立体视觉原理一、立体视觉原理二、像对的立体观察二、像对的立体观察三、立体像对的相对定向与模型的绝对定向三、立体像对的相对定向与模型的绝对定向四、像点的坐标获取四、像点的坐标获取2学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系立体测试游戏立体测试游戏o 游戏方法：游戏方法： 在作业本上画出一个半径在0.5cm左右的圆圈，平放作业本在自己面前，保持双眼与圆圈间的直线距离在15cm20cm处，右手执笔做如下运动： 仅睁开一只眼睛，从笔尖离纸面约不低于5cm处，垂直落

2、下，尽量将笔尖落入自己所画圆圈中，一般做十次。最后数出落入圆圈中落点的个数。 旁边再画出一个圆圈，此时，睁开双眼时，再在此圆圈中做上述运动，然后计出落点个数，两次结果进行比较。3学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系一、立体视觉原理一、立体视觉原理人眼基本构造视网膜上大约有视网膜上大约有108个杆状细胞，直径个杆状细胞，直径2m mm m；6.5106个个锥状细胞锥状细胞，直径直径28m mm4学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系一、立体视觉原理一、立体视觉原理人眼感知过程来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞（来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞（物物理过程理过程）使

3、其感光（）使其感光（生理过程生理过程），通过视神经纤），通过视神经纤维传至后大脑视觉中心，经记忆加入已有的概念维传至后大脑视觉中心，经记忆加入已有的概念与经验（与经验（心理过程心理过程），从而形成感知），从而形成感知5学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系一、立体视觉原理一、立体视觉原理人眼分辨力单眼能够判别最小物体的能力称单眼能够判别最小物体的能力称单眼分辨力单眼分辨力 用单眼所能观察出两点间的最小距离称用单眼所能观察出两点间的最小距离称第一分辨力第一分辨力 用单眼所能观察出两平行线间的最小距离称用单眼所能观察出两平行线间的最小距离称第二分辨力第二分辨力0254170035. 0

4、第二分辨力第一分辨力双眼观察精度比双眼观察精度比单眼提高单眼提高倍26学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系一、立体视觉原理一、立体视觉原理人眼立体视觉baab生理视差人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为这种现象称为人眼的立体视觉人眼的立体视觉7学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系一、立体视觉原理一、立体视觉原理人人眼眼的的观观察察能能力力交会角 r眼基线 br视距 l生理视差 眼主距 fr当人眼观察当人眼观察50m处景物时，设双眼观察的处景物时，设双眼观察的分辨力为分辨力为30，人眼基线长，人眼

5、基线长65mm, ,人眼人眼主距主距17mm, ,则则dl=5.6m人眼分辨远近物点的极限距离人眼分辨远近物点的极限距离m4502076923065minmax rbl8学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系一、立体视觉原理一、立体视觉原理人造立体视觉的产生人造立体视觉的产生 p p a b a b a b左眼左眼右眼右眼9学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系一、立体视觉原理一、立体视觉原理l 立体像对立体像对l 分像条件分像条件l 两像片上相同景物（同名像点）的连线两像片上相同景物（同名像点）的连线 与眼基线应大致平行与眼基线应大致平行l 两像片的比例尺应相近（差别两像

6、片的比例尺应相近（差别10hz17学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系二、像对的立体观察二、像对的立体观察 叠映影像立体观察叠映影像立体观察 偏振光法偏振光法 在两投影光路中安装两块偏振在两投影光路中安装两块偏振 平面互成平面互成90的起偏镜的起偏镜 观测者带上一副检偏镜观测者带上一副检偏镜 镜片与起偏镜相同镜片与起偏镜相同 左右偏振平面左右偏振平面相互垂直相互垂直像对的立体观察方法像对的立体观察方法18学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系二、像对的立体观察二、像对的立体观察 双目镜观测光路的立体观察双目镜观测光路的立体观察 通过双筒望远镜观察通过双筒望远镜观察 每个望

7、远镜像面有一固定的测标每个望远镜像面有一固定的测标 像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可一张像片相对于另一张像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可一张像片相对于另一张像片移动像片移动 可以分别对左右像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放可以分别对左右像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放大倍率可调节大倍率可调节像对的立体观察方法像对的立体观察方法19学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系二、像对的立体观察二、像对的立体观察像对的立体观察方法像对的立体观察方法20学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系三、三、 立体像对的相对定向立体像对的相对定向xyza1(x1

8、,y1)x1y1z1s1a(x,y,z)a2(x2,y2)z2y2x2s2像片外方位元素像片外方位元素： xs1，ys1，zs1，1，w1，k1 xs2，ys2，zs2，2，w2，k2描述立体像对中两张像片相对位置和姿态关系的参数描述立体像对中两张像片相对位置和姿态关系的参数21学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系以左像空间以左像空间坐标系为基坐标系为基础，右像片础，右像片相对于左像相对于左像片的相对方片的相对方位元素位元素x1x1y1z1s1y1y2z2s2y2x2x2bbzbxbywk连续法相对定向元素连续法相对定向元素： by ， bz ，w，k连续法连续法相对定向元素相对定

9、向元素22学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系单独法单独法相对定向元素相对定向元素2单独法相对定向元素单独法相对定向元素： 1 ， k1 ，2，w2，k21x1x1y1z1s1y1y2z2s2y2x2x2b在以左摄影中心在以左摄影中心为原点、左主核为原点、左主核面为面为 xz xz 平面、平面、摄影基线为摄影基线为 x x 轴的右手空间直轴的右手空间直角坐标系中，左角坐标系中，左右像片的相对方右像片的相对方位元素位元素w2k2k123学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系三、模型的绝对定向三、模型的绝对定向24学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系mztpytp

10、xtpx0y0z0绝对定向公式绝对定向公式pypxpazp绝对定向元素绝对定向元素： ，x0 ， y0 ， z0 ， ，25学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取立体量测原理立体量测原理aaa”aas1s226学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取双像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，量测该几何模型，绘制地形图。27学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取立体量测原理立体量测原理左右像片同名像点的坐标量测值为左右像片同名像点的坐标量测值为

11、(xa,ya)，( xa,ya )左右视差左右视差 p xa xa 上下视差上下视差 q= ya ya28学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取steko 1818 型立体坐标量测仪型立体坐标量测仪x手轮x读数鼓y手轮上下视差环左右视差手轮上下视差（q）读数鼓左右视差（p）读数鼓29学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系立体坐标量测步骤立体坐标量测步骤l仪器归零仪器归零：各个手轮应放在零读数各个手轮应放在零读数( (x0，y0，p0，q0) )位置上，位置上，左、右测标分别对准左、右像片盘的中心即仪器坐标系与像片左、右测标分别对准左、右像

12、片盘的中心即仪器坐标系与像片坐标系重合坐标系重合 l像片定向像片定向：移动移动x手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片上的上的x轴向运动，若测标不在轴向运动，若测标不在x轴向上，则需要用轴向上，则需要用k k螺旋旋转像螺旋旋转像片，使测标保持在片，使测标保持在x轴上移动轴上移动 l像点量测像点量测：移动移动x，y，p，q手轮，使测标立体切准量测像手轮，使测标立体切准量测像点，并记下相应读数鼓上的读数点，并记下相应读数鼓上的读数 x，y，p，ql坐标计算坐标计算： xa=x-x0, , ya=y-y0; ; xa=xa-(p-p0), , ya=ya-(q-q0

13、 )30学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系31学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取psk-2精密立体坐标量测仪精密立体坐标量测仪32学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取bc2解析测图仪解析测图仪33学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取数字摄影测量工作站数字摄影测量工作站34学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系四、像点坐标的获取四、像点坐标的获取光学框标机械框标35学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系解析内定向解析内

14、定向利用平利用平面相似面相似变换，变换，将像片将像片架坐标架坐标变换为变换为以像主以像主点为原点为原点的像点的像平面坐平面坐标标xy正形变换正形变换仿射变换仿射变换双线性变换双线性变换xy36学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系内定向计算过程内定向计算过程1 1、获取框标点的理论坐标、获取框标点的理论坐标2 2、选用合适的变换模型、选用合适的变换模型3 3、建立误差方程、建立误差方程laxv4 4、建立法方程并解算、建立法方程并解算)()(t1tlaaax5 5、由变换参数计算像点坐标、由变换参数计算像点坐标37学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系像点坐标计算像点坐标计

15、算正形变换正形变换仿射变换仿射变换双线性变换双线性变换xyxy38学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系像像片片系系统统误误差差源源摄影机的系统误差摄影机的系统误差底片变形底片变形航摄飞机带来的系统误差航摄飞机带来的系统误差大气折光误差大气折光误差地球曲率的影响地球曲率的影响摄影处理与底片复制中的系统误差摄影处理与底片复制中的系统误差观测系统误差观测系统误差像片误差源像片误差源39学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系像片系统误差预改正像片系统误差预改正lx,ly为框标距的理论值为框标距的理论值lx,ly为框标距的量测值为框标距的量测值x,y为像点坐标的量测值为像点坐标的量测值x,y 为像点坐标的改正值为像点坐标的改正值40学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系像片系统误差预改正像片系统误差预改正k0、k1、k2、k3为物镜畸变差改正系数为物镜畸变差改正系数r为畸变差为畸变差41学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系像片系统误差预改正像片系统误差预改正saaar 为像点误差改正数为像点误差改正数r 为向径为向径rf 为折光差角为折光差角42学习幻灯测绘与城市空间信息系测绘与城市空间信息系像片系统误差预改正像片系统误差预改正r 为像点误差改正数为像点误差改正数r 为向径为向径r 为地球曲率半径为地球曲率半