攝影測量坐標系

1、 3 34 4 攝影測量常用的坐標系統(tǒng)攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 攝攝 影影 測測 量量 坐坐 標標 系系 像方坐標系像方坐標系 物方空間坐標系物方空間坐標系 像框標坐標系像框標坐標系 像空間坐標系像空間坐標系 像空間輔助坐標系像空間輔助坐標系 地面測量坐標系地面測量坐標系 地面攝影測量坐標系地面攝影測量坐標系 像平面坐標系像平面坐標系 3 一、像平面上的坐標系一、像平面上的坐標系 原點：框標連線交點P 1 1、框標坐標系、框標坐標系( (p- p- ) ) 軸：航向框標連線方向 軸：旁像框標連線方向 ppy x 3-4 攝影測量常用的坐標系統(tǒng) p x p y 返回目錄返回目錄 第三章 攝影測量基

2、礎(chǔ)知識 像像 平平 面面 直直 角角 坐坐 標標 系系 p x y o x y a a(x,y) 5 2 2、像平面坐標系、像平面坐標系 （O-xyO-xy） 原點：像主點o x、y軸：分別平行于p-xy的坐標軸 a(x,y)a(x,y) 第三章 攝影測量基礎(chǔ)知識 3-4 攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 返回目錄返回目錄 6 二二 、像空間坐標系、像空間坐標系（ S-xyz ） 原點：投影中心S x、y軸：分別平行于o-xy的坐標軸 z軸：主光軸方向（os方向為正） 第三章 攝影測量基礎(chǔ)知識 3-4 攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 返回目錄返回目錄 像像 空空 間間 直直 角角 坐坐 標標 系系 s x y

3、x yz o a a(x,y,-f) a a（x,y,-fx,y,-f） 8 三、像空間輔助坐標系三、像空間輔助坐標系（ S-S-XYZXYZ ） 原點：投影中心原點：投影中心S S X X、Y Y、Z Z軸：分別平行于地面攝影坐標系的坐標軸軸：分別平行于地面攝影坐標系的坐標軸 a a（Xa,Ya,ZaXa,Ya,Za） S-XYZ S-XYZ也可根據(jù)需要設(shè)置（過渡性坐標系統(tǒng)）也可根據(jù)需要設(shè)置（過渡性坐標系統(tǒng)） 第三章 攝影測量基礎(chǔ)知識 3-3-4 4 攝影測量常用的坐標系統(tǒng)攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 返回目錄返回目錄 像像 空空 間間 輔輔 助助 坐坐 標標 系系 s x y o Y X Z a

4、 a(X,Y,Z) 10 11 四、地面攝影測量坐標系（四、地面攝影測量坐標系（D-X,Y,ZD-X,Y,Z） 原點：測區(qū)地面某點D X 軸：大致平行航線方向 Z 軸：鉛垂向上 A(X,Y,Z)A(X,Y,Z) 第三章 攝影量基礎(chǔ)知測識 3-4 攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 返回目錄返回目錄 地地 面面 攝攝 影影 測測 量量 坐坐 標標 系系 s x y A a o 原點為地面某一控制原點為地面某一控制 點，點，Z軸與地面測量坐軸與地面測量坐 標系的標系的Zt軸平行，軸平行， X 軸與航線一致軸與航線一致 D Z X Y 13 五、地面測量坐標系（五、地面測量坐標系（T TXtYtZtXtYtZt

5、） （大地坐標系，國家高程基準） 左手系 A A（XtXt，YtYt，ZtZt） 第三章 攝影測量基礎(chǔ)知識 3-4 攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 返回目錄返回目錄 地地 面面 測測 量量 坐坐 標標 系系 s x y o A(Xt,Yt,Zt) T Yt Xt Zt A 地面測量坐標為國家統(tǒng)一坐 標系，平面坐標為高斯-克 呂格3度帶或6度帶投影 （1980西安坐標系），高程 為1985黃海高程系 a 15 攝影測量坐標系統(tǒng) 返回目錄返回目錄 確定攝影時攝影中心、確定攝影時攝影中心、 像片與地面三者之間相像片與地面三者之間相 關(guān)位置關(guān)系的參數(shù)關(guān)位置關(guān)系的參數(shù) 確定攝影中心與像片之間相互位置關(guān)系的參數(shù)確

6、定攝影中心與像片之間相互位置關(guān)系的參數(shù) 內(nèi)方位元素（x0,y0,f）可恢復(fù)攝影光束 x y p 一一 像像 片片 內(nèi)內(nèi) 方方 位位 元元 素素 f x0 y0 S o s o D X Y Z 確定攝影瞬間像片在地面坐標系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù)確定攝影瞬間像片在地面坐標系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù) 二二 像像 片片 外外 方方 位位 元元 素素 Zs Xs Ys 1 1、外方位線元素：描述描述 攝影中心在地面空間直角攝影中心在地面空間直角 坐標系中的位置坐標系中的位置(Xs、Ys、 Zs) 2 2、外方位角元 素：描述像片在描述像片在 攝影瞬間的空間攝影瞬間的空間 姿態(tài)姿態(tài) D X Y Z 像像 片

7、片 外外 方方 位位 角角 元元 素素 以Y 軸為主軸的- 轉(zhuǎn)角系統(tǒng) X Y Z N 航向傾角航向傾角 旁向傾角旁向傾角 像片旋角像片旋角 o s x yz OX D X Y Z 像像 片片 外外 方方 位位 角角 元元 素素 以X 軸為主軸的- 轉(zhuǎn)角系統(tǒng) X Y Z N 旁向傾角旁向傾角 航向傾角航向傾角 o s x yz OY 像片旋角像片旋角 D X Y Z 像像 片片 外外 方方 位位 角角 元元 素素 以Z 軸為主軸的A-v轉(zhuǎn)角系統(tǒng) X Y Z N 像片傾角像片傾角 方位角方位角 A 像片旋角像片旋角 v o s x yz 一一 像像 點點 的的 平平 面面 坐坐 標標 變變 換換

8、x y o x y a cossin sincos yxy yxx y x y x cossin sincos 23 f y x f y x ccc bbb aaa Z Y X R 321 321 321 24 Z Y X Z Y X cba cba cba z y x T 333 222 111 R 正交變換矩陣的特點正交變換矩陣的特點 100 010 001 333 222 111 321 321 321 T cba cba cba ccc bbb aaa RR 100 010 001 321 321 321 333 222 111 T ccc bbb aaa cba cba cba RR

9、 由高等數(shù)學(xué)知道，一個坐標系按三個角元素順次地繞坐標軸旋轉(zhuǎn)即可變換由高等數(shù)學(xué)知道，一個坐標系按三個角元素順次地繞坐標軸旋轉(zhuǎn)即可變換 為一個同原點的為一個同原點的坐標系，這種變換為坐標系，這種變換為正交變換正交變換 正交變換矩陣的特點正交變換矩陣的特點 旋轉(zhuǎn)矩陣只有旋轉(zhuǎn)矩陣只有3 3個獨立參數(shù)個獨立參數(shù) 27 Z Y X Z Y X Z Y X R cos0sin 010 sin0cos cossin sincos ZXZ YY ZXX a S-XYZ坐標系繞坐標系繞Y 軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 角到角到S-X Y Z X Z S YX Z (Y) 1 1、以、以Y Y 軸為主軸的軸為主軸的 - - - -

10、 轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換 Z Y X Z Y X Z Y X R cossin0 sincos0 001 S-X Y Z 坐標系繞坐標系繞X 軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 角到角到S-X Y Z 1 1、以、以Y Y 軸為主軸的軸為主軸的 - - - - 轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標 變換變換 z y x z y x Z Y X R 100 0cossin 0sincos S-X Y Z 坐標系坐標系繞繞z軸軸 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 角到角到S-xyz 1 1、以、以Y Y 軸為主軸的軸為主軸的 - - - - 轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換 z y x z y x Z Y X RRRR 321 32

11、1 321 100 0cossin 0sincos cossin0 sincos0 001 cos0sin 010 sin0cos ccc bbb aaa RRRR 1 1、以、以Y Y 軸為主軸的軸為主軸的 - - - - 轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換 1 1、以、以Y Y 軸為主軸的軸為主軸的 - - - - 轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換 2、以X 軸為主軸的-轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換 z y x z y x Z Y X RRRR 321 321 321 100 0cossin 0sincos cos0sin 010 sin0cos cossin0 sincos0 001 ccc bbb aaa RRRR 2、以X 軸為主軸的-轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標變換 3、以Z 軸為主軸的A-v系統(tǒng)的坐標變換 z y x z y x Z Y X v A RRRR 321 321 321 100 0cossin 0sincos cossin0 sincos0 001 100 0cossin 0sincos ccc bbb aaa AA AA vv vv v A RRRR 3、以Z 軸為主軸的A-v系統(tǒng)的坐標變換 37 四、中心投影的構(gòu)