第四章 立体测图原理.ppt

1、第四章，立体测绘原理，辽宁科技大学土木工程学院测绘工程系，摄影测量与遥感导论，4.1立体测绘方法概述，4.2模拟测绘原理，4.3解析测绘原理，4.4计算机辅助测绘原理，主要内容：航空立体测绘有三种方法：1)模拟立体测绘。2)用解析法进行三维制图。3)数字制图(数字摄影测量系统)。4.1立体制图方法概述，地面A、C、D和M有两个相邻摄影站的图像。照片P1和P2是一对。同名像点：相邻照片上同一地面点的图像称为同名像点。例如a1和a2。同名光线：从同一个地面点传输到两个相邻的摄影物镜的主光线称为同名光线。核平面：在摄影过程中，同名光线和摄影基线在同一平面上，即三条线共面，这个平面称为核平面。双向投影

2、制图原理：摄影过程的几何反转。4.2模拟映射原理、摄影过程中的几何反转、内方位：在室内，使用两台与摄影镜盒相同的投影仪，将两张立体像对的照片放入投影仪中，用射灯照明，确保投影光束与摄影时的光束一致(恢复内方位元素，称为内方位)。相对定向：让两台投影机和照片还原到两个投影站(距离为b)，这与摄影时相机的空间定向一致，同名点的投影光线必须成对相交。也就是说，恢复两张照片的相对方向，并建立类似于该场的三维模型，这被称为相对方向。当基线是投影中的B，比摄影基线B小m倍时，缩小的几何模型的比例是内部定向和相对定向的完成。这个过程在摄影过程中被称为几何反转。其本质是模拟航空摄影过程。模拟制图的操作流程是：

3、利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，利用两台/多台投影仪模拟摄影过程中摄像机的位置和姿态，形成与实际地形表面成比例的几何模型，测量模型得到地形图和各种专题图，模拟立体像对在制图中的相对方位。相对定向的目的是恢复两张照片的相对位置和姿态，实现同名光线对的相交，建立相对立体模型。模拟测图仪上的相对方位：在立体观察下移动投影仪，使同名光线对相交。px，q，a1，a2，x，y，x，y，a1，a2，q，两张相邻的照片放在投影仪上，Px是左右视差，模拟相对定向的思想，通过微动投影仪的定向螺旋消除阴影承载面上同名点的上下视差，完成相对定向。这是模拟，4。测量模拟方法中的相对方位，用相对方位标准点Y1、

4、Y2、5、1、3、2、6、4消除上下视差，得到立体模型。投影系统：用于观察的投影镜盒和基线框架。但此时，模型的比例和空间位置是任意的。为了使用立体模型来测量和获得正投影地形图，有必要将该模型结合到地面测量坐标系中，并将其规划为地图比例尺。这个过程称为立体模型的绝对定向。，5。绝对方向、三个平移量x、y、z、三个旋转角度、和模拟映射中的模型比例因子，在绘图上绘制控制点，并将绘图放置在绘图阴影承载面上，使其中一个控制点N1与相应的模型点投影重合(x、y)，以N1为中心旋转绘图，并使另一个控制点的模型点的投影点位于绘图上两个相应控制点的连线上()。图纸上控制点的连线长度等于相应模型点投影之间的长度，

5、因此N1点的高程读数等于实测高程(Z)。模型水准测量(总和)、绝对定向过程、特征和地貌测绘、步骤(首先测量特征，然后测量地貌):1。测绘特征；2.在固定标高上标记点；4.绘制等高线；4.检查接缝边缘；4.模拟测绘仪器的结构和分类，直接相交和间接相交。立体测图仪主要采用光学和机械方法模拟摄影过程的几何反转，用实际投影光线或机械导杆代替摄影光线与同名光线相遇，从而建立一个与地面完全相似的立体模型。在这个三维模型上测绘地面物体和地貌。利用仪器上的内部绘图台或通过机械传动装置与之相连的外部绘图台绘制原始地形图、多重投影测图仪的结构示意图、B8S立体测图仪、光学校正器、SEG-1、HJ-24、王尔德A1

6、0模拟立体测图仪、4.3.1解析测图仪概述4.3.2解析测图仪的结构4.3.3解析测图仪4.3解析测图仪的原理，解析摄影测量：定义， 通过摄影照片的测量和解析计算方法的交叉，研究确定物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，为各种摄影测量产品提供科学依据，模拟测绘仪器的光学投影，建立光学立体模型，分析测绘仪器的数字投影(即坐标变换)，建立数字立体模型。 4.3.1分析测绘仪器概述：1。从模拟测图仪到解析测图仪，解析测图仪是由精密三维坐标测量仪对应的接口设备软件系统和电子计算机数控绘图仪组成的测图系统；2.解析测图仪的基本部件，各部件的功能：三维精密坐标测量仪是进行三维观察和三维测量的部件；电子

7、计算机是解析测图仪的核心，实现解析测图仪的实时计算，完成各种摄影测量作业的计算；在电子计算机的控制下，数控绘图仪自动绘制地形图和其他地图；相应的接口设备实现了计算机、立体坐标测量仪和数控绘图仪之间的连接和信息交流。分析测图仪的测量结果首先以数字形式存储在计算机中，并可通过必要的格式转换进入测量数据库或地理信息系统。3.分析测绘仪器的特性。与仿真方法相比，它具有精度高、功能强、效率高的特点。便于实现制图自动化，建立由地图数据库组成的制图系统。开发阶段：民用生产阶段：摄影测量数据采集阶段：数字制图、地图数据库和土地/地理信息系统。第四，分析测绘仪器的发展历史。4.3.2分析测图仪的结构可以认为有两

8、个部分：硬件是实现分析测图仪功能的基础软件，决定了它的强度；(1)精密立体测绘仪器；(2)接口设备接口设备的功能是在精密立体测图仪、绘图仪、计算机和控制台之间传递信息。除了电路和电子元件，这里只解释编码器和伺服系统的功能。1.分析映射的硬件开环系统的功能：将计算机的数字信息发送给控制器，控制器根据一定的时间要求将信息发送给数模转换器。数模转换器将数字信息转换成电压信号或脉冲串，通过放大电路发送给电机驱动机架。闭环系统的功能：一方面，来自计算机的数字信息像开环系统一样，由电机通过控制器、数模转换器和放大器驱动。此时，帧上的编码器将帧的位移转换成数字信号，并将其发送到寄存器；另一方面，控制器也将数

9、字信息从计算机发送到寄存器，并比较双方的信息。如果有任何粗差，它会将差值发送到下一个驱动电路继续驱动帧。这个反馈循环，直到寄存器中的数字等于计算机中的数字。(3)计算机负责所有数据的计算和管理，这决定了分析测绘仪器的潜力和权威性，并在很大程度上影响仪器的价格。它具体实现各种功能，并将它们组织成有意义的动态过程，软件决定了分析测图仪的性能。(1)计算机操作系统(2)摄影测量软件功能：建立被测物体的三维模型，并利用该模型完成各种测量任务；(2)分析绘图仪的软件，实时程序一般用汇编语言编写，由厂家提供，机器在一定时间内自动启动运行；应用程序通常用高级语言编写。操作员操作：1)内部定向2)相对定向3)绝对定向4)模型存储和恢复5)点观测6)数字地面模型(DTM) 7)面积、体积和矢量计算8)空中三角测量，4.3.3主要分析测图仪器简介，德国蔡司工厂的C-100分析测图仪器，瑞士克恩工厂的DSR-1分析测图仪器数字测图是利用数据库管理系统采集数字地图，然后在测图工作站上编辑处理，得到数字产品