第三次課雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖ppt課件

1、華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 主要內(nèi)容主要內(nèi)容4-1 人眼的立體視覺(jué)原理與立體量測(cè)4-2 立體像對(duì)與雙像立體測(cè)圖 4-3 雙像解析攝影測(cè)量理論4-4 解析測(cè)圖儀上的立體測(cè)圖內(nèi)業(yè)過(guò)程4-5 航測(cè)立體測(cè)圖作業(yè)工序流程華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 41 1 人眼的立體視覺(jué)原理人眼的立體視覺(jué)原理與立體量測(cè)與立體量測(cè)因交會(huì)角不同，觀測(cè)因交會(huì)角不同，觀測(cè)A A、B B兩點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生生理視差，是兩點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生生理視差，是判斷景物遠(yuǎn)近的根源。判斷景物遠(yuǎn)近的根源。用

2、單眼觀察景物時(shí)，使人感覺(jué)到的僅是景物的中心構(gòu)用單眼觀察景物時(shí)，使人感覺(jué)到的僅是景物的中心構(gòu)像，好像一張像片一樣，得不到景物的立體構(gòu)像，不能正像，好像一張像片一樣，得不到景物的立體構(gòu)像，不能正確判斷景物的遠(yuǎn)近。確判斷景物的遠(yuǎn)近。左視差左視差右視差右視差左右視差較左右視差較生理視差生理視差) )華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 41 1 人眼的立體視覺(jué)原理人眼的立體視覺(jué)原理與立體量測(cè)與立體量測(cè)一、人造立體視覺(jué)的產(chǎn)生一、人造立體視覺(jué)的產(chǎn)生華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基

3、礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 41 1 人眼的立體視覺(jué)原理人眼的立體視覺(jué)原理與立體量測(cè)與立體量測(cè)二、人造立體觀察條件二、人造立體觀察條件 觀察的是立體像對(duì)。觀察的是立體像對(duì)。 兩眼分別觀察一張像片上的同名像點(diǎn)。兩眼分別觀察一張像片上的同名像點(diǎn)。 使同名像點(diǎn)連線(xiàn)與眼基線(xiàn)大致平行。使同名像點(diǎn)連線(xiàn)與眼基線(xiàn)大致平行。 兩像片的比例尺相近兩像片的比例尺相近( (差別差別15%)15%)。華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 41 1 人眼的立體視覺(jué)原理人眼的立體視覺(jué)原理與立體量測(cè)與立體量測(cè)1 1、立體鏡法、立體鏡法2 2、左右光路儀器的立體、左右

4、光路儀器的立體觀察系統(tǒng)觀察系統(tǒng)三、立體觀察與立體量測(cè)三、立體觀察與立體量測(cè)華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 41 1 人眼的立體視覺(jué)原理人眼的立體視覺(jué)原理與立體量測(cè)與立體量測(cè)三、立體觀察與立體量測(cè)三、立體觀察與立體量測(cè)1 1、互補(bǔ)色法、互補(bǔ)色法2 2、光閘法、光閘法( (液晶閃閉式）液晶閃閉式）3 3、偏振光法、偏振光法華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 42 2 立體像對(duì)與雙像立體立體像對(duì)與雙像立體測(cè)圖測(cè)圖一、立體像對(duì)的點(diǎn)、線(xiàn)、面一、立體像對(duì)的點(diǎn)、

5、線(xiàn)、面華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 42 2 立體像對(duì)與雙像立體立體像對(duì)與雙像立體測(cè)圖測(cè)圖核面同名像點(diǎn)攝影基線(xiàn)l1AS1p1l2p2S2同名核線(xiàn)同名像點(diǎn)必在同名核線(xiàn)上華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)9雙像解析攝影測(cè)量：雙像解析攝影測(cè)量：根據(jù)立體像對(duì)中的物像幾何關(guān)系，用數(shù)學(xué)計(jì)算方法根據(jù)立體像對(duì)中的物像幾何關(guān)系，用數(shù)學(xué)計(jì)算方法解求被攝目標(biāo)空間坐標(biāo)的理論方法。解求被攝目標(biāo)空間坐標(biāo)的理論方法。常用的理論方法有：常用的理論方法有： 1 1、單像空間后方交會(huì)、單像空間后方交會(huì)+ +雙像空間前方交會(huì)雙像空間前方交會(huì) 2 2、解

6、析相對(duì)定向、解析相對(duì)定向+ +解析絕對(duì)定向解析絕對(duì)定向 3 3、光線(xiàn)束法空中三角測(cè)量、光線(xiàn)束法空中三角測(cè)量4-3 雙像解析攝影測(cè)量概念華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué) 1 1 立體像對(duì)的前方交會(huì)立體像對(duì)的前方交會(huì)一、空間前方交會(huì)計(jì)算公式一、空間前方交會(huì)計(jì)算公式1221221NwuwuuBwBwu1221112NwuwuuBwBwu 物點(diǎn)的物方坐標(biāo)通常為地面攝測(cè)坐標(biāo)）物點(diǎn)的物方坐標(biāo)通常為地面攝測(cè)坐標(biāo)）sssZYX投影中心的物方坐標(biāo)投影中心的物方坐標(biāo)wvu像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)N N 投影系數(shù)投影系數(shù))(ZYX22221111222111wvuNZYXwvuNZYXZYXSS

7、SSSS在已知立體像對(duì)的兩張像片的內(nèi)外方位元素和像在已知立體像對(duì)的兩張像片的內(nèi)外方位元素和像點(diǎn)坐標(biāo)的前提下，由同名光線(xiàn)交會(huì)確定相應(yīng)物點(diǎn)空間點(diǎn)坐標(biāo)的前提下，由同名光線(xiàn)交會(huì)確定相應(yīng)物點(diǎn)空間坐標(biāo)的計(jì)算過(guò)程。坐標(biāo)的計(jì)算過(guò)程。華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)22222211111121aaaSSSaaaSSSZYXNZYXZYXNZYXZYX華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第五章第五章 攝影測(cè)量解析基礎(chǔ)攝影測(cè)量解析基礎(chǔ) 5 53 3 立體像對(duì)的前立體像對(duì)的前方交會(huì)方交會(huì)121212SSZSSYSSXZZBYYBXXB221122112211212121wNZwNZZvNYvNYYuNXuNXXS

8、SASSASSA 二、空間前方交會(huì)計(jì)算步驟二、空間前方交會(huì)計(jì)算步驟1 1、由已知外方位角元素及像點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算像空間輔助、由已知外方位角元素及像點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算像空間輔助坐標(biāo)。坐標(biāo)。2 2、由已知外方位線(xiàn)元素計(jì)算攝影基線(xiàn)分量、由已知外方位線(xiàn)元素計(jì)算攝影基線(xiàn)分量3 3、計(jì)算投影系數(shù)、計(jì)算投影系數(shù)4 4、計(jì)算地面點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)，計(jì)算地面坐標(biāo)、計(jì)算地面點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)，計(jì)算地面坐標(biāo) 應(yīng)應(yīng)取平均值。取平均值。1221221NwuwuuBwBwu1221112NwuwuuBwBwuAYfyxRwvu華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)13像片控制測(cè)量獲得像控點(diǎn)物方坐標(biāo)像片控制測(cè)量獲得像控點(diǎn)物方坐

9、標(biāo)像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)，得像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)，得x1,y1,x2,y2x1,y1,x2,y2i;(x1,y1,x2,y2)j;i;(x1,y1,x2,y2)j; 單像空間后方交會(huì)，分別得左右像片的外方位元素 1, 1, 1zs1,ys1,xs1,雙像空間前方交會(huì)得待定點(diǎn)物方坐標(biāo)雙像空間前方交會(huì)得待定點(diǎn)物方坐標(biāo)x,y,zx,y,zj j2,2,2zs2,ys2,xs2,第五章 雙像解析攝影測(cè)量單像空間后交+雙像空間前交作業(yè)流程3|),(iZYXi返回目錄返回目錄華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)14解析相對(duì)定向：利用立體像對(duì)中存在的同名光線(xiàn)共面的幾何關(guān)系，以解析計(jì)算方法解求兩張像片的相對(duì)方位元素的過(guò)程。相對(duì)

10、定向目的：由立體影像建立被攝目標(biāo)的幾何模型幾何相似形態(tài)）。相對(duì)定向元素：確定立體像對(duì)中兩張像片相對(duì)方位的參數(shù)。 2. 解析相對(duì)定向及模型坐標(biāo)計(jì)算華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)第四章第四章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖 4 43 3 立體像對(duì)的相對(duì)定向元立體像對(duì)的相對(duì)定向元素與模型的絕對(duì)定向元素素與模型的絕對(duì)定向元素一、立體像對(duì)的相對(duì)定向元素一、立體像對(duì)的相對(duì)定向元素 確定一個(gè)立體像對(duì)兩像片的相對(duì)位置。確定一個(gè)立體像對(duì)兩像片的相對(duì)位置。 確定立體像對(duì)中兩張像片相對(duì)方位確定立體像對(duì)中兩張像片相對(duì)方位( (位置和姿態(tài)位置和姿態(tài)) )的參數(shù)。的參數(shù)。 完成相對(duì)定向的惟一標(biāo)

11、準(zhǔn)是兩像片上同名完成相對(duì)定向的惟一標(biāo)準(zhǔn)是兩像片上同名像點(diǎn)的投影光線(xiàn)對(duì)對(duì)相交。像點(diǎn)的投影光線(xiàn)對(duì)對(duì)相交。華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)xyzs 1XYZS 1 像對(duì)的像空間輔助坐標(biāo)系選擇與選擇與重合重合2, 2, 2Bz,By,00111111SSSZYXXYZS 1顯然，在顯然，在 中中, ,22222;2KBZBYsBXZSYXS華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)XYZS 1像對(duì)的像空間輔助坐標(biāo)系像對(duì)的像空間輔助坐標(biāo)系1S21SS1o21SS22211,0111SSSZYX111;0; 0; 0;222sSSZYBX22;2;XYZS 1顯然顯然, , 在在 中，中，華北水利水電職業(yè)技

12、術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體像對(duì)的相對(duì)定向共面條件方程二、立體像對(duì)的共面條件方程二、立體像對(duì)的共面條件方程華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體像對(duì)的相對(duì)定向共面條件方程華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體像對(duì)的相對(duì)定向共面條件方程0)(221121aSaSSS0222111wvuwvuBBBZYX 因?yàn)閿z影時(shí)同名光線(xiàn)與攝影基線(xiàn)共面,故由影像重建幾何模型時(shí),任一對(duì)同名光線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足共面條件式:),(21ZYXBBBSS),(11111wvuaS),(22222wvuaS當(dāng)各向量坐標(biāo)表達(dá)式為當(dāng)各向量坐標(biāo)表達(dá)式為: :則共面條件式的行列式表達(dá)式為則共面條件式的行列式表達(dá)式為: :華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)

13、院 攝影測(cè)量學(xué)立體像對(duì)的相對(duì)定向共面條件方程三、連續(xù)法相對(duì)定向三、連續(xù)法相對(duì)定向XXZXXYbbbbbbtancostan因因0222111wvuwvubbbFXXX所以所以1S2SYbZbXbuvws 1XYZS 1 像對(duì)的像空間輔助坐標(biāo)系選擇與選擇與重合重合華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體像對(duì)的相對(duì)定向共面條件方程 將將F F按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi), ,取至一次項(xiàng)取至一次項(xiàng), ,得未知數(shù)得未知數(shù)( (相對(duì)定向元素相對(duì)定向元素) )的線(xiàn)性方程式的線(xiàn)性方程式 00dkFdFdFdFdFFF222111wvuwvubbbFXXX)(0101221222111uwuwbwvuwvub

14、XX華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體像對(duì)的相對(duì)定向共面條件方程dkNudNwvwdNwvudvbwvdbXX2222222222222)()(Q對(duì)對(duì)F F展開(kāi)式整理得展開(kāi)式整理得: :YbvNvN2211QQ為推導(dǎo)過(guò)程中引入符號(hào),為 華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué) 立體像對(duì)的解析法相對(duì)定向S1S1a1a1S2S2a2a2模型點(diǎn)上的上下視差Q華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體像對(duì)的相對(duì)定向共面條件方程四、單獨(dú)法相對(duì)定向四、單獨(dú)法相對(duì)定向 000222111wvuwvubF1S21SS1o21SS華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué) 求出相對(duì)定向元素后，建立立體模型是相對(duì)于選定

15、的像求出相對(duì)定向元素后，建立立體模型是相對(duì)于選定的像空間輔助坐標(biāo)系而言的，大小和方向是任意的?？臻g輔助坐標(biāo)系而言的，大小和方向是任意的。 所以，要選取攝影測(cè)量坐標(biāo)系作為用相對(duì)定向元素計(jì)所以，要選取攝影測(cè)量坐標(biāo)系作為用相對(duì)定向元素計(jì)算出的模型點(diǎn)坐標(biāo)的基礎(chǔ)坐標(biāo)系。算出的模型點(diǎn)坐標(biāo)的基礎(chǔ)坐標(biāo)系。華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué) 二立體模型的解析法絕對(duì)定向二立體模型的解析法絕對(duì)定向空間相似變換空間相似變換利用物方控制點(diǎn)，以解析計(jì)算方法解求相對(duì)定向后利用物方控制點(diǎn)，以解析計(jì)算方法解求相對(duì)定向后建立的自由模型的絕對(duì)定向元素的過(guò)程。建立的自由模型的絕對(duì)定向元素的過(guò)程。將相對(duì)定向得到的自由模型經(jīng)空間相似變

16、換歸化比例尺，并納入地面測(cè)量坐標(biāo)系中。七個(gè)，包括模型旋轉(zhuǎn)、平移和縮放七個(gè)，包括模型旋轉(zhuǎn)、平移和縮放華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體模型的解析法絕對(duì)定向一、解析絕對(duì)定向的基本公式一、解析絕對(duì)定向的基本公式SSSZYXWVURZYXZYX模型點(diǎn)的模型點(diǎn)的地面攝影地面攝影測(cè)量坐標(biāo)測(cè)量坐標(biāo)WVU模型點(diǎn)在模型點(diǎn)在像空間輔像空間輔助坐標(biāo)系助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)中的坐標(biāo) 至少需兩個(gè)平高控制點(diǎn)和一個(gè)高程控制點(diǎn)，或者兩個(gè)平面控制點(diǎn)和三個(gè)高程控制點(diǎn)，但三個(gè)高程控制點(diǎn)不能在一條直線(xiàn)上。華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)立體模型的解析法絕對(duì)定向二、絕對(duì)定向計(jì)算過(guò)程二、絕對(duì)定向計(jì)算過(guò)程ZYXWVURZYXggggggZZZYYYXXXWWWVVVUUU華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)30解析相對(duì)定向+解析絕對(duì)定向作業(yè)流程 像片控制測(cè)量，獲得像控點(diǎn)物方坐標(biāo)像片控制測(cè)量，獲得像控點(diǎn)物方坐標(biāo) 3),(iZYXi像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)，像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)， jiyxyxyxyx),(),(22112211222,ZYBB返回目錄返回目錄華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)31解析相對(duì)定向+解析絕對(duì)定向作業(yè)流程jimmmZYX;),(計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo) ,Z,Y,X,計(jì)算待定點(diǎn)物方坐標(biāo)計(jì)算待定點(diǎn)物方坐標(biāo) jZYX),(華北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 攝影測(cè)量學(xué)32 單