第2章单张像片的基本知识2-坐标系统

第二章单张像片的基本知识§2.3摄影测量中常用的坐标系建立各种坐标系的目的是为了在像点和对应物点间建立联系一、像平面上的坐标系1.框标坐标系p-

原点：框标连线交点P

轴：航向框标连线方向 轴：旁向框标连线方向

2、像平面直角坐标系（O-xy）

原点：像主点o

x、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴

二、像空间直角坐标系（S-xyz）

ｏxyxyzS

原点：投影中心

x、y轴：分别平行于o-xy的x、y坐标轴

z轴：主光轴方向（os方向为正）

a（x,y,-f）

af三、像空间辅助坐标系

Ｓ－ＸＹＺ原点：投影中心SZ轴：垂直于地面，

X与航线方向一致；Ｘ、Ｙ、Ｚ轴也常取与航线第一片的像空坐标系平行。

a点在Ｓ－ＸＹＺ中的坐标为ＸＹＺ。

ｏxyxySafXYZ四、摄影测量坐标系

Ｏ１－ＸｐＹｐＺｐ

摄影测量坐标系是一物方坐标系，ＸｐＹｐＺｐ常与像空间辅助坐标系各轴平行，原点可取像空间辅助坐标系Ｚ轴与地面的交点。

ｏxyxySafXYZO1ＸｐＹｐＺｐAtYtXtZt五、地面摄影测量坐标系A--XtpYtpZtp

地面摄影测量坐标系是用于建立地面测量坐标系和摄影测量坐标系之间的一种过渡的坐标系。原点：测区地面某点Ａ，Ｚtp轴铅垂，Xtp轴大致平行航线方向。六、地面测量坐标系t--XtYtZt地面测量坐标系即高斯投影坐标系，是国家统一的坐标系，是左手系。O1ＸｐＹｐＺｐAXtpYtpZtptYtXtZt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

§2.4像片的内、外方位元素确定摄影时摄影物镜、像片和地面间相互关系的参数称为像片的方位元素，包括内方位元素和外方位元素二、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

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）像片外方位元素

(φωκ转角系统)（1）

以y为主轴的φωκ转角系统航向倾角φ（绕y轴转）旁向倾角ω（绕xφ轴转）像片旋角κ（绕ｚ轴转）像片外方位元素

(Aαk转角系统)（２）以Z为主轴的转角系统方位角A（绕Ｚ轴转）像片倾角（绕Ｘ轴转）像片转角（绕ｚ转）§2.5像片影像的误差及处理

像片在摄影、摄影处理和存储过程中由于底片变形、物镜畸变、大气折光、地球曲率的影响，使像片上影像产生误差。

一、底片变形的影响－－主要原因底片在摄影曝光、摄影处理、保存时，受外力、温度、湿度的影响发生变形。底片变形分为偶然变形和系统变形两类，系统变形又分为均匀变形和不均匀变形。变形改正方法一（边、角框标）方法二（角框标）××××二、物镜畸变差物镜加工、安装过程存在误差，引起物镜的畸变差。畸变差分为径向畸变和切向畸变，径向畸变又分为对称畸变和非对称畸变。Δrmm’径向畸变差

坐标改正数为或三、大气折光差图中dｒ为折光误差坐标改正数为四、地球曲率的影响与前面三种误差不同，地球曲率的影像不是一种误差，而是地球表面上的点，投影到平面上后，投影点的构像与实际像点之间存在差异。地球曲率的影响值坐标改正数为§2.6航摄像片的像点位移与比例尺像点位移：当像片倾斜或地面有起伏时，所摄取的影像均与理想情况（像片水平且地面水平）有差异。地面点在地面水平的理想水平像片中的构像与地面有起伏时或倾斜像片中构像的点位不同，这种点位的差异。1、地面水平时像片倾斜引起的像点位移与方向偏差(1)像片倾斜引起像点位移的概念

思考：对于倾斜像片而言，如果像片上有一个正方形影像，那么其对应于地面上的景物一定是正方形吗？图中的即为像点a的像片倾斜位移之值。2、像片水平时地形起伏引起的投影差、像点位移和方向偏差

地形起伏引起像点位移的概念图中的即为因地形起伏引起的像点位移，用表示，常称为像片上投影差，对应的为地面上投影差，用表示。3、摄影像片比例尺理想像片：若像片水平，地面也水平，此时任意两像点间的距离与相应地面点的水平距离之比为像片比例尺。由于存在像片倾斜和地形起伏，因此像片比例尺只是一个概值，处处不等。4、物理因素引起的像点位移由于摄影物镜的畸变差、大气折光、地球曲率以及底片变形等因素的影响，使得地面点在像片上的像点位置发生位移，偏离了三点共线的条件，上述因素引起的位移称为无论因素引起的像点位移，它们在每张像片上有相同的影响规律，因此属于一种系统误差。大气折光的影响大气密度随着高度的增大而减小，大气的折射率也随高度增大而减小。因此，摄影光线通过大气时就不是沿理想的直线前进，而是一折线、地面A点的理想构想为a，实际光线通过物镜后成像于a’的位置，aa’就是像点位移的距离。这种大气折光引起的像点位移及改正公式如下：地球曲率对像点坐标的影响地球的水准面是曲面，而地形面