第4章 双像立体测图基础与立体测图.ppt

1、第四章是双影像立体制图的基础和立体制图。双影像立体测绘是指利用立体影像对重建地面的立体几何模型，测量几何模型，直接获得符合规定比例尺的地形图或建立数字地面模型，也称为立体摄影测量。4.1人眼立体视觉原理和立体测量，4.2立体图像对和双图像立体映射，4.3立体图像对的相对方位元素和模型的绝对方位元素，4.1人眼立体视觉原理和立体测量，1。双目观察的自然立体视觉，虹膜、虹膜、瞳孔、角膜、视神经、网膜窝、视轴、巩膜、脉络膜、视网膜、晶状体、玻璃体和韧带1。单目观察不能判断物体的距离。单目观察具有1600左右的视角、1200上下的视角、1.50左右的清晰视角以及450左右、300上下和-500的视轴范

2、围。通过单目观察很难确定物体的距离。双目观察、双目观察的特点、相交、相交与调节的一致性、空间图像的形成和生理视差是立体感觉的生理基础。近似、交角变化和距离变化与生理视差的关系、交角、提高眼睛辨别能力的方法：扩展眼睛基线以提高眼睛生理视差的分辨率，这相当于降低实际的L值。人眼可以用立体的印象观察客观世界。原理是，当一双眼睛观察一个物体时，由物体在双眼视网膜上产生的图像之间存在生理视差。2.人工立体视觉是借助空间物体的结构信息，在视觉上感知空间物体的存在，称为人工立体视觉。图像对是从不同角度拍摄的同一地面物体的一对图像，因此存在与生理视差相似的图像视差，称为左右视差。当双眼观察该对照片时，具有左右

3、视差的照片将在眼睛的视网膜上反射，形成生理视差，从而产生与观察真实物体时相同的立体视觉效果。一般来说，在这种情况下观察立体像对，获得立体感，称为人工立体观察。立体观察条件下，两张照片必须从不同的摄影站拍摄。每只眼睛看一幅画，也就是说，你必须把它分开。有必要使同名图像点的连线与眼睛基线平行，以确保两条视线在同一可视平面内。尺度基本相同(尺度差小于尺度的16%)，视觉模型：通过人工立体视觉观察得到的三维场景。视觉模型随着人眼的位置而变化。三维效果：三维模型与实物相同，但三维模型与实物相反(基于正三维效果，左右照片旋转180度)；零维：将起伏的视觉模型展平(基于正三维效果将左右照片旋转90度)；用光

4、学仪器或肉眼观察具有一定重叠率的图像对，得到地物和地形的光学三维模型，称为照片的三维观察。图像分离的条件违反了人眼立体观察的本能，必须采取某些措施来实现。，4。立体观察和立体测量。立体观察法，立体观察法(图像分离法)，当直观地观察图像对时，立体观察最困难的条件是什么？观察工具和立体测量观察设备补色法偏振光法交替光阑法(闭闪法、快门法)，立体观察法：立体式：借助光学系统，人眼可以分别观察其中一张照片。重叠图像类型：将左右照片投影在同一个阴影承载面上，然后通过一些措施使双眼分别看一张照片。1)立体观察法，桥式立体镜：简单但观察范围广。两个相同的简单透镜被放置在一个具有平行光轴的桥上，它们之间的距离

5、大约是眼睛底部的距离，高度等于透镜的主距离。反射式立体镜可以放大眼睛基线，可用于大图像的立体观察和垂直放大。fc:图像和人眼之间的距离是f:这是航空照片的主要距离。垂直夸大有利于高差的识别，但对测量没有影响。立体镜，视觉模型与场地相似，立体镜的主要距离一般为250毫米，视觉模型会夸大远近凹凸物体的深度，以及超高感。2)叠加图像的三维观察，补色法，光谱中两种颜色的光混合在一起时会变成白色，这叫补色光。洋红色，绿色，白色，蓝色，黄色和白色，光学混合，补色法，同步闪烁和关闭法，它由液晶眼镜和红外发生器组成。使用时，红外发生器的一端连接通用图形显示卡，图像显示软件按照一定的频率交替显示左右图像，红外发

6、生器同步发射红外线，控制液晶眼镜交替闪烁和关闭，从而达到左右眼观看画面的目的。两个快门(一个打开，一个关闭)分别安装在两个投影路径中。观察者的眼睛分别装有快门开关频率为10Hz的快门眼镜。在偏振法中，在一对照片的投影路径中放置一对偏振面垂直的偏振器，两组横向光波波动成相互垂直的偏振光，将图像投影到特定的阴影承载面上。观察者佩戴偏振眼镜，并且两个透镜的偏振面也彼此垂直。在数字摄影测量系统中，偏振屏幕安装在计算机屏幕上。当左右图像交替显示在电脑屏幕上时，屏幕前的偏振屏会产生不同的偏振方向，观察者可以通过佩戴偏振眼镜获得立体图像。立体测量的图像对、S1、S2、视觉模型和几何模型？很难找到同名的像点，

7、如立体观测、浮动标定、立体测量等。立体测量，左图像，右图像，2。立体测量，校准类型，2。立体测量、双标定法、两次实标定、视觉标定(虚拟标定)、同名像点、视觉模型点和虚拟标定。2.立体测量：一对光点移动测量和固定测量；2.立体测量，测量内容：像点坐标测量，左右视差测量，左右视差比较测量，上下视差测量。借助测量工具或带有测量标记的仪器。目标的作用、目标的类型、立体测量的原理以及双目标的测量方法。1.立体对的定义，由不同的站获得的两张照片有一定的图像重叠。4.2立体影像对和双影像的立体制图，通过航空摄影获得的立体影像对、P1、a2、a1、P2、B、WA、N1、N2，2，立体影像对的点、线、面，同名影

8、像点(A1、A2)，同名射线(AS1、S1S2)，摄影基线手动方法：手动立体观测(如何提高效率)，自动方法：数字影像匹配的核心问题数字摄影测量，B，3，几何模型，问题，几何模型和实际表面的关系？相似关系：不确定的比例和方向、外部方向元素、相对方向元素、绝对方向元素、立体图像对、实际地面、相似模型的任意比例和方向。1.像对摄影过程的几何反演分别恢复两张照片的内、外方位元素像对的相对方位和绝对方位。本质：拍摄区域立体模型重建，立体模型测量，三。双图像立体映射综述。相对方位：恢复两张照片的相对方位，建立一个类似地面的三维模型。绝对定向：立体模型被合并到地面坐标系中，并且模型的比例被减小。立体制图：使

9、用测量工具测量立体模型并制作地形图。3.双图像立体映射方法模拟立体映射使用模拟映射仪器，摄影，手动搜索同名图像点使用解析映射仪器解析立体映射，摄影，手动搜索同名图像点。核心是计算机。图像的数字立体制图使用数字摄影测量系统。数字图像或数字图像，利用数字相关技术，自动找到同名图像点并测量坐标。利用解析计算方法，建立了数字立体模型。4.3立体图像对的相对方向元素和模型的绝对方向元素，1。立体图像对的相对方位和相对方位元素，即确定立体图像对的两张照片的相对位置和姿态的元素，称为相对方位元素。相对方位只能确定两张照片的相对位置，完成相对方位的唯一标准是两张照片上同名光线对的相交。在立体图像对中，确定两个

10、图像系统之间方位关系所需的元素。2。两个相对定向元素系统，一个基于左图像空间系统，另一个基于基线坐标系，B，1。连续图像对的相对方位元素基于左图像空间坐标系，bv和bw确定摄影基线的方向和右光束到左光束的旋转方位。图像空间辅助坐标系原点：左拍摄站坐标系：左图像空间坐标系。特征：左侧图片的位置和姿态是已知的。两个图片的相对方向可以通过向右移动和旋转图片来确定。这种相对方位元素系统称为连续像对相对方位系统。2。独立图像对是相对定向的元素，2，1，2，2，1，它们基于基线坐标系。图像空间辅助坐标系：原点：左相机站X0轴：相机基线的左主核平面为X0Z0平面，Z0轴为正，Y0轴根据右手定则确定。特点：相

11、对方位由两张照片的旋转决定，不改变两个投影的中心位置，适用于单个图像对的操作，因此称为单个图像对的相对方位系统。需要哪些元素来确定几何模型的比例及其在地面坐标系中的空间方向？模型的绝对方向和绝对方向的元素决定了通过相对方向建立的几何模型的比例和空间方向。有七个参数。从数学角度来看，它实际上是两个三维空间的直角坐标变换，即通过相对定向建立的模型上各点的坐标被变换到地面摄影测量坐标系中。绝对定向需要通过地面控制点来完成。一个，它是模型的绝对方向元素。首先，通过模拟法进行三维制图的原理，利用光学投影或机械投影的方法实现摄影过程的几何反转，并建立一个类似于现场的几何模型。需要在模拟立体声测图仪上完成。

12、4.4通过模拟方法进行立体映射，投影仪在乘法器上，方法：内部方向相对方向绝对方向通过手动将相关数据放置在映射器上来模拟映射器的内部方向，例如设置主方向，2。投影仪的微小运动对阴影承载面上投影点的影响，投影仪离阴影承载面的高度为h。假设照片近似水平，选择照片上的九个像点来研究投影点的变化规律。点分布如下：总位移X方向位移Y方向位移，位移分量：(1)微动影响，(2)微动影响，总位移X方向位移Y方向位移，位移分量，(3)微动影响，位移分量：H，dbw，(4)微动影响，位移分量：总位移X方向位移Y方向位移，(5)微动影响，位移分量，(6)微动影响，位移分量：X方向总位移和Y方向位移，可将上述位移分量相

13、加得到。3)相对方位与上下视差的关系，同名点的上下视差是：相对方位的目的，模拟绘图仪上相对方位的基本关系，(1)连续图像对的相对方位公式，连续的(2)单幅图像对的相对方位公式和单幅图像对的相对方位特征公式。X1和Y1是左投影点相对于左主点的坐标，X2和Y2是右投影点相对于右主点的坐标。4.在绘图仪上模拟相对方位和标准方位点，用五条相对方位螺旋线消除五个方位点上的上下视差，用第六个点进行检查。相对定向步骤：(连续相对定向)，1)转动bv消除2点上下视差；2)转动bw消除4点上下视差；3)转动2，消除1点上下视差；4)转动2，消除3点的上下视差；5)用2在6点钟过度校正；6)使用bv消除两点的上下

14、视差；7)使用bw消除4点的上下视差。在5点钟检查上下视差。测量模拟方法中模型的绝对方向。1.准备画图的底部：根据其平面坐标，按照绘图比例在图上画出控制点。将相对定向后建立的三维模型纳入地面坐标系，缩小了模型的规模。这个过程称为模型的绝对定向。2。确定模型比例，1)将图片底部放在阴影承载面上，在立体观测条件下，使其中一个控制点的投影与其对应的模型点重合，并取N1。2)以N1为中心旋转图的底部，使另一个控制点N4的模型点在对角线上的投影落在两个对应的控制点N1 N4的连线上。3)调整模型比例。沿着投影基线方向移动投影仪，并更改投影基线的长度，直到两个模型点的投影与地图底部的相应控制点一致。3。模

15、型展平1)以N1等任意点为高程起点，调整高程起点读数，使N1高程读数等于实测高程。2)用测量标志对N2点和N3点进行三维定线，读出相应的高程读数，计算相对于N1的高差。3)计算N2和N3相对于N1的实际高差，并将其转换为根据测绘比例尺计算的高差。然后使用仪器的相应螺旋以此角度绕仪器的Y轴旋转整个投影系统，这就是模型的航向调平。4。如果是的话，这意味着模型已经在X方向上被展平；否则，按以下公式计算模型绕仪器Y轴的旋转角度：表示图形上两点之间的距离；5.如果是这样，这意味着模型已经在Y方向上变平；否则，按以下公式计算模型绕仪器X轴的旋转角度，然后使用仪器相应的螺旋使整个投影系统绕仪器X轴旋转这个角度，这就是模型的横向展平。6。最后，检查点N1和N4。4.模拟映射仪器上的映射5.检查内容包括：高程注记点的位置是否合理统一，数量是否适当，高程注记点的高程与等高线是否有矛盾，是否有缺山缺鞍；画或多或少的曲线；等高线与水系的关系是否合理，地物和地貌要素是否完整、正确。6.通过计算机和严格的数学求解方法，明确和修饰、保证图像点坐标和模型点坐标之间的共线关系，建立被摄物体的数字立体模型，也可以完成被摄物体的立体测