航空摄影测量立体测图基础课件

立体测图基础

授课人：邱志伟内容安排一、立体视觉原理二、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四、像点的坐标获取立体测试游戏游戏方法：

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15cm~20cm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。一、立体视觉原理人眼基本构造视网膜上大约有108个杆状细胞，直径2mm；6.5×106个锥状细胞，直径2~8mm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（物理过程）使其感光（生理过程），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与经验（心理过程），从而形成感知一、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分辨力用单眼所能观察出两点间的最小距离称第一分辨力用单眼所能观察出两平行线间的最小距离称第二分辨力双眼观察精度比单眼提高一、立体视觉原理人眼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一、立体视觉原理人眼的观察能力交会角r眼基线br视距L生理视差σ眼主距fr当人眼观察50m处景物时，设双眼观察的分辨力为30〞，人眼基线长65mm,人眼主距17mm,则dL=5.6m人眼分辨远近物点的极限距离一、立体视觉原理人造立体视觉的产生

P

P’

a

b

a’

b’

A

B左眼右眼一、立体视觉原理

立体像对分像条件两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行两像片的比例尺应相近（差别<15％）人造立体观察的条件

立体效应AP1S1S2b1a1b2a2BP2正立体BP2P1S1S2b2a2b1a1A反立体S1a1P1P2S2b1b2a2BA反立体立体模型与实物相似立体模型与实物相反(正立体效应基础上左右像片旋转180°)零立体：起伏的视模型变平(正立体效应基础上左右像片旋转90°)二、像对的立体观察像对的立体观察方法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

二、像对的立体观察立体镜观察反光立体镜

扩大眼基距，可对大像幅进行立体观察像对的立体观察方法二、像对的立体观察1、像对立体观察的条件1）使用的必须是立体像对2）必须分像3）保证两视线在同一视平面内2、像对立体观察的分像方法1）像对立体观察的工具二、像对的立体观察叠映影像立体观察

互补色法

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

像对的立体观察方法二、像对的立体观察像对的立体观察方法叠映影像立体观察光闸法

在两投影光路中各安装一光闸（一个打开、一个关闭）观测者双眼分别带上与投影器光闸同步的光闸眼镜光闸起闭频率>10Hz二、像对的立体观察叠映影像立体观察偏振光法

在两投影光路中安装两块偏振平面互成90°的起偏镜观测者带上一副检偏镜镜片与起偏镜相同左右偏振平面相互垂直像对的立体观察方法二、像对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，观测系统放大倍率可调节像对的立体观察方法二、像对的立体观察像对的立体观察方法三、立体像对的相对定向XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2像片外方位元素：Xs1，Ys1，Zs1，j1，w1，k1Xs2，Ys2，Zs2，j2，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以左像空间坐标系为基础，右像片相对于左像片的相对方位元素X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByjwk连续法相对定向元素：By，

Bz，j，w，k连续法相对定向元素单独法相对定向元素j2单独法相对定向元素：j1

，

k1，j2，w2，k2j1X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左摄影中心为原点、左主核面为XZ平面、摄影基线为X轴的右手空间直角坐标系中，左右像片的相对方位元素w2k2k1三、模型的绝对定向描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数通过将相对定向模型进行缩放、平移和旋转，使其达到绝对位置MZtpYtpXtpX0Y0Z0绝对定向公式PYpXpAZp绝对定向元素：，X0，

Y0，

Z0，，，四、像点坐标的获取立体量测原理aA’A”a’AS1S2四、像点坐标的获取双像立体测图：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。四、像点坐标的获取立体量测原理左右像片同名像点的坐标量测值为(xa,ya)，(xa’,ya’)左右视差p＝xa–xa’上下视差q=ya–ya’四、像点坐标的获取Steko1818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）读数鼓立体坐标量测步骤仪器归零：各个手轮应放在零读数(x0，y0，p0，q0)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坐标系重合

像片定向：移动X手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片上的x轴向运动，若测标不在x轴向上，则需要用螺旋旋转像片，使测标保持在x轴上移动像点量测：移动X，Y，p，q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

x，y，p，q坐标计算：xa=x-x0,

ya=y-y0;

xa’=xa-(p-p0),

ya’=ya-(q-q0)四、像点坐标的获取PSK-2精密立体坐标量测仪四、像点坐标的获取BC2解析测图仪四、像点坐标的获取数字摄影测量工作站四、像点坐标的获取光学框标机械框标解析内定向利用平面相似变换，将像片架坐标变换为以像主点为原点的像平面坐标xy正形变换仿射变换双线性变换x’y’内定向计算过程1、获取框标点的理论坐标2、选用合适的变换模型3、建立误差方程4、建立法方程并解算5、由变换参数计算像点坐标像点坐标计算正形变换仿射变换双线性变换xyx’y’像片系统误差源摄影机的系统误差底片变形航摄飞机带来的系统误差大气折光误差地球曲率的影响摄影处理与底片复制中的系统误差观测系统误差像片误差源像片系统误差预改正（摄影材料变形）四个框标位于像片的四个角隅时可用仿射变换四个框标位于像片的中央时可用比例缩放Lx,Ly为框标距的理论值lx,ly为框标距的量测值x’,y’为像点坐标的量测值x,y

为像点坐标的改正值像片系统误差预改正（摄影机物镜畸变差）摄影机鉴定时提供物镜畸变差参数摄影机鉴定时提供各向径物镜畸变差值k0、k1、k2、k3为物镜畸变差改正系数r为畸变差像片系统误差预改正（大气折光差改正）大气折光引起像点在径向的变形saAa’大气折光引起像点在坐标向的变形r为像点误差改正数r为向径rf为折光差角像片系统误差预改正（地球