攝影測量部分222009

1、中心投影的基本知識 用一組假想的直線將物體向幾何面投射稱為投影。其投影線稱為投影射線。投影的幾何面通常取平面稱為投影平面。在投影平面上得到的圖形稱為該物體在投影平面上的投影。 投影有中心投影與兩種，而平行投影中又有斜投影與之分。 中心投影和正射投影1中心投影的基本知識 1中心投影：投射線會聚于一點的投影稱為中心投影。投影射線投影點投影中心 投影平面2點的像仍是點直線的像一般仍是直線若直線的延長線通過投影中心，則該直線的像是一個點EFefSBAab中心投影的主要特性中心投影的基本知識3中心投影的基本知識2平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。正攝投影:投影射線與投影平面成正交斜投影:投影射線

2、與投影平面成斜交4中心投影的基本知識3 雙心投影：兩個投影中心和兩個投影平面當作一個 整體，對同一個物體進行投影。5中心投影的基本知識 投影方式的不同：地形圖為正攝投影，航攝像片為中心投影4、航攝像片與地形圖的區(qū)別6航片存在兩項誤差：地形起伏引起的像點位移，像片傾斜引起的像點位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0中心投影的基本知識7EAhBhA0B0P0Saba0b0fHH-hnNh- 像點位移aa0、bb0 an=r a0n=r0地面點高出基準面時，像點背離像底點位移；地面點低于基準面時，像點向像底點位移；投影誤差大小與像點至像底點的距離和高查乘積成正比，與航高成反比。 地形起伏

3、引起的像點位移中心投影的基本知識8h和高差成正比，高差為正時，像點背離像底點位移；高差為負時，像點向像底點位移。當r=0時， h=0，即像底點不因高差而產(chǎn)生投影誤差。=0時， h=rh/H，即水平相片因高差引起的投影誤差公式。 傾斜相片的投影誤差攝影測量與遙感吳景坤 P28：圖1-33中心投影的基本知識9比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺中心投影的基本知識地面像面fHSBAabCDcd平坦地區(qū)水平像片比例尺10abcdefST2T0T1h1h2H0fDFBAEC起伏地區(qū)水平像片比例尺中心投影的基本知識11比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺表示方法的不同：地圖為線劃圖

4、，航片為影像圖表示內(nèi)容的不同：地圖需要綜合取舍幾何上的不同：可組成像對立體觀察12中心投影的基本知識134、像對：航向相鄰兩張像片組成一個像對理想像對：相鄰兩像片水平、攝影基線水平組成的像對正直像對：相鄰兩像片水平、攝影基線不水平組成的像對豎直像對：相鄰兩像片不嚴格水平、攝影基線不水平組成的像對p1S1Ep2S2p1S1P2S2E理想像對正直像對中心投影的基本知識14航攝像片上特殊的點、線、面透視變換中的重要點、線、面透視變換：將平面上的點、線作中心投影，在投影平面P上，得到一一對應(yīng)的點、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一投影關(guān)系，成為透視變換。15中心投影的基本知識透視變換中的重要點、線、面面：地

5、面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es線：基本方向線VV、主縱線vv、主光軸SoO、主垂線SnN、等角線ScC、合線hihi、主橫線hoho、等比線hchc、跡線TT點：攝影中心S、像主點o、地主點O、像底點n、地底點N、 等角點c、 地面等角點C、主合點i、主遁點J hohohihihchc16中心投影的基本知識透視變換中重要的點、線特性底點的特性：鉛垂線在像面上的構(gòu)像位于以點n為輻射中心的相應(yīng)輻射線上17中心投影的基本知識 等角點的特性：在傾斜像片和水平地面上，由等角點c和C所引出的一對透視對應(yīng)線無方向偏差，保持著方向角相等18中心投影的基本知識 等比線的特性：等比線的構(gòu)像比例尺等于水平像

6、片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影像。19中心投影的基本知識中心投影構(gòu)圖 已知E平面上有A點，在像平面上作對應(yīng)的像aPvvTTSAT1iaE1）找跡點2）找主合點i3）連T1i與SA， 交點為a跡點主合點20中心投影的基本知識21中心投影的基本知識22攝影測量常用的坐標系統(tǒng)像平面上的坐標系：用來確定像點在像片上的位置1、(框標坐標系p-xy) 攝影測量常用坐標系原點：框標連線交點P x軸：航向框標連線方向y軸：旁像框標連線方向 23 2、像平面坐標系 （O-xy） 原點：像主點o x、y軸：分別平行于p-xy的坐標軸 a(x,y) 攝影測量常用的坐標系統(tǒng)24攝影測量常用的坐標系統(tǒng)像平面直角坐標系

7、25攝影測量常用的坐標系統(tǒng)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） xyoPyzxs-fa（x,y,-f）a26攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 像空間輔助坐標系(S-XYZ)xyosxzyYXZ原點：投影中心SX、Y、Z軸：分別平行于地面攝影坐標系的坐標軸 a（Xa,Ya,Za）a27攝影測量常用的坐標系統(tǒng) 地面攝影測量坐標系（D-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)28攝影測量常用的坐標系統(tǒng)地面測量坐標系（TXtYtZt）:地面測量坐標為國家統(tǒng)一坐標系，平面坐標

8、系為高斯-克呂格三度帶或六度帶1980西安坐標系，高程坐標系為1985黃海高程系,為左手系。 29攝影測量常用的坐標系統(tǒng)30航攝像片的內(nèi)、外方位元素方位元素：確定攝影時攝影物鏡（攝影中心） 、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù)攝影測量主要任務(wù)：根據(jù)像點解求地面點的空間位置（坐標和高程），這需要知道攝影物鏡（投影中心）與像片面的相對位置，以及攝影瞬間攝影機的空間位置。31航攝像片的內(nèi)、外方位元素像片的內(nèi)方位元素：攝影物鏡與像片之間相互位 置的參數(shù)恢復內(nèi)方位元素可恢復攝影時的攝影光束像主點O在框標坐標系中坐標（x 0 , y 0）主距 f Sfox0y0 xyc32航攝像片的內(nèi)、外方位元素 像片外方

9、位元素：確定攝影瞬間攝影機或像片地 空間位置。三個直線元素：描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的坐標值(Xs、Ys、Zs)。三個角元素(、)：表示攝影機軸相對空間坐標的兩個角度和像片繞攝影方向旋轉(zhuǎn)的角度XYZApSXsYsZsOy x33像點的空間坐標變換與共線方程1 像點的平面坐標變換 像點坐標變換xypxya原點相同而軸向不一致34 坐標原點不同時x0，y0:原點o在坐標系P-xy中的坐標值，即坐標原點的平移量。xypxyoy0 x0a像點的空間坐標變換與共線方程352 像點空間坐標變換R稱為旋轉(zhuǎn)矩陣，為正交矩陣，由三個獨立參數(shù)確定xyozxysXYZSXYZ 為像空間輔助坐標系Sxyz為

10、像空間坐標系像點的空間坐標變換與共線方程36像點的空間坐標變換與共線方程正交變換矩陣的特點37像點的空間坐標變換與共線方程共線方程（中心投影的構(gòu)像方程）共線條件:攝影時S,a,A三點共線A-XYZ 任意選定的右手系地面攝影測量坐標系,與像空間輔助坐標系三軸平行A 地面點 S 投影中心 a 地面點A在像片上的構(gòu)像點S-XYZ 像空間輔助坐標系S-xyz 像空間坐標系XA,Y,A, ZAA在地面攝影測量坐標系中的坐標X,Y,Z a在像空間輔助坐標系中的坐標 x,y,-f a在像空間坐標系中的坐標38像點的空間坐標變換與共線方程共線條件方程-+-+-+-+-=-+-+-+-+-=-+-+-+-+-=

11、-+-+-+-+-=)()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(33322203331110333222333111SASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASASAZZcYYbXXaZZcYYbXXafyyZZcYYbXXaZZcYYbXXafxxZZcYYbXXaZZcYYbXXafyZZcYYbXXaZZcYYbXXafx，可表示為：當需顧及內(nèi)方位元素時（x,y）像點的像平面坐標（ XA,YA, ZA）物點的地面坐標39像點的空間坐標變換與共線方程 平坦地區(qū)的構(gòu)像方程 當?shù)孛嫠綍r， 為常數(shù)

12、。 上式為地面水平時構(gòu)像方程的一般形式，反映了像片平面和地平面（或物面）兩平面之間的中心投影構(gòu)像方程即中心投影的變換關(guān)系，又稱為透視變換公式。40求像底點坐標單像空間后方交會和多像空間前方交會攝影測量中的數(shù)字投影基礎(chǔ)航空影像模擬光束法平差的基本數(shù)學模型利用DEM制作數(shù)字正射影像圖利用DEM進行單張像片測圖 共線條件方程的應(yīng)用像點的空間坐標變換與共線方程41求像底點坐標像點的空間坐標變換與共線方程42像片仿真已知內(nèi)、外方位元素地面點空間坐標DEMDOMXYZa (x,y)xyzS(Xs, Ys, Zs)A(X,Y,Z)像點的空間坐標變換與共線方程43單像測圖已知內(nèi)、外方位元素像點坐標DEMXYZa1(x1,