摄影测量学_第二章_单幅影像解析基础摘要.ppt

第二章 单幅影像解析基础 §2.1 空中摄影的基本知识§2.2 中心投影与透视变换§2.3 共线方程§2.4 航摄像片的像点位移与比例尺§2.5 单幅影像解析基础 §2.1 空中摄影的基本知识 北京奥林匹克体育中心全景彩色影像图 （垂直航拍） 航带弯曲 §2.2 中心投影与透视变换 一、中心投影和正射投影 用一组假想的直线将物体向几何面投射称为投影。其投影线称为投影射线。投影的几何面通常取平面称为投影平面。在投影平面上得到的图形称为该物体在投影平面上的投影。 投影有中心投影与平行投影两种，而平行投影中又有斜投影与正射投影之分。 重要点、线的一些数学关系：参照上图可求得像底点n、等角点c和主合点i到像主点o的距离为 §2.3 共线方程 ②像主点直角坐标系 当像主点与框标连线的交点不重合时，须将框标坐标系平移至像主点o。如下图 2)像空间直角坐标系（S－xyz） 为了描述像点在空间的位置，需将像平面直角坐标系转换成像空间直角坐标系。 3)像空间辅助坐标系（S－XYZ） 以摄站点（或投影中心）S为坐标原点，坐标轴可根据需要选定，一般以铅垂方向（或设定的某一竖直方向）为Z轴，航线方向为X轴，如下图 2、物方空间坐标系 1)摄影测量坐标系（A-XPYPZP） 摄影测量坐标系是物方空间选定的一种符合右手定则的空间直角坐标系。是航带网中一种统一的坐标系，用以表示诸模型点在构成航带网后的统一坐标。坐标轴通常分别与第一张像片（或第一个像对）的像空间辅助坐标系的各坐标轴平行。 2)物方空间坐标系(地面测量坐标系)（O－XtYtZt） 所摄物体所在的空间直角坐标系。地面测量坐标系是地图投影坐标系，是由国家测图用的高斯-克吕格3°带或6°带投影的平面直角坐标系与定义的从某一基准面起算的高程系所组成的空间左手直角坐标系。 用像点坐标解求相应地面点坐标时，需将各种情况下量测的像点坐标转换到像平面直角坐标系中，在此基础上，再将像点的像平面坐标转换为统一的像空间辅助坐标，这就涉及到各种坐标系之间的坐标转换。 重点：像空间坐标系与像空间辅助坐标系之间的变换。 像点的空间坐标(x, y, -f)变换为像空间辅助坐标（X，Y，Z） 同一个像点在原点相同的两个空间直角坐标系中的坐标变换。正交变换。 其中，ai，bi，ci (i=1、2、3)为方向余弦。旋转矩阵R是正交矩阵，即RT=R-1。 以Y轴为主轴的 系统的坐标变换 可把两空间直角坐标系的坐标变换分解成三次平面坐标变换，从而利用平面坐标变换公式，完成空间坐标变换。 上式中： 1、研究问题用到的坐标系 地面摄影测量坐标系D-XtpYtpZtp和像空间辅助坐标系S-XYZ，且两坐标系的坐标轴彼此平行。 2、摄影中心S与地面点A的坐标 S和A在D-XtpYtpZtp中的坐标分别为(XS ,YS ,ZS)和(XA,YA,ZA),则A点在S-XYZ中的坐标为(XA-XS,YA-YS,ZA-ZS) 。 3、A点相应像点a的坐标 S、A和a的相互关系见图2.43。将其共线关系写成矩阵形式为 像空间坐标系与像空间辅助坐标系的坐标关系为 4、共线条件 将(a)式代入(b)式并展开，有 (1)/(3)，(2)/(3)可得 5、应用 单像空间后方交会和多像空间前方交会； 解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型； 构成数字投影的基础； 已知影像内外方位元素和物点坐标求像点坐标，计算模拟影像数据； 利用数字高程模型与共线方程制作正射影像； 利用DEM与共线方程进行单幅影像测图。 §2.4 航摄像片的像点位移和比例尺 像点位移 定义 像片倾斜引起的像点位移 地形起伏引起的像点位移 像片比例尺 §2.5 单幅影像解析基础 影像内定向 单像空间后方交会 共线条件方程的线性化 空间后方交会的基本方法 空间后方交会的计算过程 空间后方交会的精度估算 空间后方交会的不定性 一、影像内定向 1、目的 确定与物点相对应的像点坐标。 2、定义 利用平面相似变换等公式将影像的影像架坐标(或仪器坐标)或数字化影像的扫描坐标变换为以影像上像主点为原点的像坐标系中的坐标的变换过程。 3、基本思想 首先，量测影像上框标点的影像架坐标或扫描坐标；然后，根据量测相机的检定结果所提供的框标理论坐标，用解析计算方法进行内定向，从而获得所量测各点的影像坐标。 已知：框标构像的仪器坐标或扫描坐标(x,y)，框标的理论影像坐标(x,y)