第4課：攝影測量坐標(biāo)系與內(nèi)外方位元素

1、.,攝影測量坐標(biāo)系 內(nèi)外方位元素 共線方程,.,問題的引出,攝影測量是通過量測像片來獲得地面目標(biāo)的幾何信息，最終目標(biāo)是通過某特征點(diǎn)在像片上的坐標(biāo)(u,v)來計(jì)算出這個(gè)特征點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中坐標(biāo)(x,y,z),a,.,A,B,C,D,像片,地面,.,常用的坐標(biāo)系統(tǒng),SO：主光軸,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,像平面坐標(biāo)系 o-xy 表示像點(diǎn)在像平面內(nèi)位置的平面直角坐標(biāo)系。(像方）,常用的坐標(biāo)系,原點(diǎn)、軸向、作用,x,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection a

2、nd Elements of orientation,.,像空間坐標(biāo)系 s-xyz 表示像點(diǎn)在像方空間位置 的空間直角坐標(biāo)系。,原點(diǎn)、軸向、作用,常用的坐標(biāo)系,(x,y,-f),(x,y,-f),O,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,攝影測量坐標(biāo)系 S-XYZ,原點(diǎn)、軸向、作用,像空間和物空間過渡性的坐標(biāo)系； 用于表示模型空間各點(diǎn)的位置，也可表示像點(diǎn)的空間位置。 X軸大體上與航線方向或者反方向一致，Y、Z軸分別接近水平和鉛垂。 右手系,常用的坐標(biāo)系,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Cen

3、tral Projection and Elements of orientation,.,原點(diǎn)、軸向、作用,地面輔助坐標(biāo)系,過渡性的地面坐標(biāo)系統(tǒng)。 Z軸鉛垂的攝影測量坐標(biāo)系為地面輔助坐標(biāo)系。 攝影測量成果都在地面輔助坐標(biāo)系中表示。 簡稱地輔系。,常用的坐標(biāo)系,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,1、常用的坐標(biāo)系統(tǒng)(Coordinate System),像空間坐標(biāo)系,攝影測量坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像平面坐標(biāo)系,常用的坐標(biāo)系統(tǒng),Photo coordinate system,Imag

4、e space coordinate system,Photogrammetric coordinates system,Geodetic coordinate system,Object space coordinate system,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測量,關(guān)系？,關(guān)系？,已知,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientati

5、on,.,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測量,關(guān)系?,關(guān)系?,像片的方位元素Element of orientation,關(guān)系已知,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,四像片的方位元素Element of orientation,內(nèi)方位元素,投影中心對航攝像片的相對位置叫做像片的內(nèi)方位；確定內(nèi)方位的獨(dú)立參數(shù)叫做內(nèi)方位元素。,確定投影中心對像片的相對位置的參數(shù)；,x,y,z,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and

6、 Elements of orientation,.,像片的方位元素Element of orientation,內(nèi)方位元素,框標(biāo)坐標(biāo)系、像平面坐標(biāo)系、像空系之間的關(guān)系,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,像片的方位元素Element of orientation,內(nèi)方位元素,每條攝影光線在像空系中有一個(gè)確定的方向。,作用： 1、像點(diǎn)的框標(biāo)坐標(biāo)系向像空系的改化； 2、確定攝影光束的形狀；,S,x,y,o,a,A,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and

7、Elements of orientation,.,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測量,關(guān)系?,關(guān)系?,四像片的方位元素Element of orientation,關(guān)系已知,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,外方位元素,確定攝影時(shí)像空系在地輔系中位置和方向的元素叫做航攝像片的外方位元素。,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,像片的方位元素Element

8、 of orientation,外方位元素,外方位線元素:確定像空系的原點(diǎn)S在地輔系中的坐標(biāo)； 外方位角元素:確定像空系三軸在地輔系中的方向。,確定像空系在地輔系中位置和方向所需要 的元素。,線元素,角元素,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,像片的方位元素Element of orientation,確定像空系的原點(diǎn)S在地輔系中的坐標(biāo)；,外方位線元素,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,.,Z,Y,

9、X,確定像空系三軸在地輔系中的方向。,S,o,x,y,z,像片的方位元素Element of orientation,外方位角元素,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elements of orientation,旋角,偏角,傾角,.,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測量,關(guān)系?,關(guān)系?,像片的方位元素Element of orientation,關(guān)系已知,線元素：,角元素：,內(nèi)方位元素3個(gè)，外方位元素6個(gè)。,第二講 航攝像片的投影關(guān)系與方位元素,Central Projection and Elemen

10、ts of orientation,.,在理想情況下，攝影瞬間像點(diǎn)、投影中心、物點(diǎn)位于同一條直線上，描述這三點(diǎn)共線的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱之為共線條件方程。,共線條件方程的定義,Collinearity Condition Equations,.,兩點(diǎn)兩系,點(diǎn)的坐標(biāo)變換,描述共線關(guān)系,S,o,.,目的： 建立同一個(gè)點(diǎn)在像空間坐標(biāo)系與地面輔助坐標(biāo)系中坐標(biāo)值之間的對應(yīng)關(guān)系。,？,（1）點(diǎn)的坐標(biāo)變換（一點(diǎn)兩系）,.,X,Z,Y,S,（1）點(diǎn)的坐標(biāo)變換（一點(diǎn)兩系）,.,（1）點(diǎn)的坐標(biāo)變換（一點(diǎn)兩系）,像點(diǎn)的 坐標(biāo)變換公式,地面點(diǎn)的 坐標(biāo)變換公式,.,像點(diǎn)和地面點(diǎn)的坐標(biāo)變換,像點(diǎn)的坐標(biāo)變換,地面點(diǎn)的坐標(biāo)變換,（1）點(diǎn)的坐標(biāo)變換（一點(diǎn)兩系）,求像點(diǎn)在地輔系中的坐標(biāo),求地面點(diǎn)在像空系中的坐標(biāo),.,S,o,SaA共線,A,.,向量表達(dá)式,（2）建立共線關(guān)系（兩點(diǎn)一系）,（1）,A,a,o,.,（3）,.,（3）,S,用地面點(diǎn)坐標(biāo)表示像點(diǎn)坐