双像投影测图.ppt

第六章　双像投影测图 主要内容：立体像对的特殊点、线、面，立体像对的相对定向元素和模型的绝对定向元素，立体测图仪上像对的相对定向，立体测图仪上模型的绝对定向。 重点：立体像对的特殊点、线、面，像对的相对定向及模型的绝对定向。 难点：像对的相对定向 学时安排：授课 4，实验 2。 第一节 概述 在立体摄影测量中，利用立体像对的两张像片进行投影，有可能建立按比例缩小的地面几何模型。量测几何模型，可直接测绘出符合规定比例尺的地形原图。设想利用两个投影器，将立体像对的两张像片分别投影时，如果能保证投影光束与摄影光束完全相似，而且两投影器连同像片还原到两摄影站上，并与摄影时的摄影机空间方位一致，亦即恢复了两张像片的内、外方位元素的情况下，则同名点的投影射线必然对对相交，而形成实地的几何模型。 要按实长恢复像片外方位三个线元素是不可能的，但可按一定比例缩小，亦即将摄影B缩小到若干分之一作为投影基线b。按投影基线b来安置两投影器，并保持原来的空间方位不变，则两张像片上同名像点的投影射线仍然是对对相交，只是对于每一点由摄影基线形成的交会三角形变成以投影基线形成的交会三角形，大小改变了，但保持它们之间的相似性。综合所有的交会点，形成与地面相似的几何模型，此时模型的比例尺为 （图6-1）。 通过立体观察，可直接量测几何模型并绘出比例尺为 的地形原图。这种方法的基本思想是模拟空中摄影过程，或者说是摄影过程的几何反转。本着这种思想测图所设计的立体测图仪称为模拟型立体测图仪（模拟测图仪）。在我国习惯上称之为全能型立体测图仪（全能仪）。“全能”的涵义是指在这种仪器上能测绘出地物和等高线。 立体摄影测量，也称双像测图，是由两相邻摄影站所摄取的、具有一定重叠度的一对像片为量测单元。这样的两张像片称为立体像对（简称像对）。 立体像对也有一些特殊的点、线和面。 图6-2表示一个像对的相关位置。S1和S2是左像片P1和右像片P2的投影中心。两投影中心的连线B称为摄影基线，o1、o2为左、右像片的像主点。a1、a2是地面上任一点A在左、右像片上的构像，称为同名像点。射线AS1a1和AS2a2称为同名射线。基线延长线与左、右像片的交点k1、k2称为核点。通过摄影基线S1S2与任一地面点A所作的平面WA，称为点A的核面。核面与像片的交线称为核线，对于同一核面的左右像片上的核线，如k1a1、k2a2称为同名核线。 像片上诸核线均会聚于核点。通过像主点的核面称为主核面。一般情况下，通过左右像片主点的两个主核面不重合，分别称为左主核面和右主核面。通过像底点的核面，称为垂核面。因为左右像片的底点与摄影基线B位于同一铅垂面内，所以一个像对只有一个垂核面。 第二节立体像对的相对定向元素和模型的绝对定向元素 模拟型立体测图仪测图的原理，是应用光线或机械的投影方式来模拟一个像对的摄影过程，进行几何反转。这需要恢复两张像片的内、外方位元素，只是其中外方位的线元素均按一定的比例缩小，因而在相应的核面内形成的前方交会三角形按同一比例缩小，但仍然保持同名射线对对相交，形成与地面相似的几何模型。利用投影器恢复像片的内方位元素不难实现，可是外方位元素通常不知道，事实上无法直接完成，但可用间接的办法来实现摄影过程的几何反转。 首先恢复两张像片（两投影器）的相对位置，暂不考虑模型比例尺，可粗略地安置投影基线，运用两个投影器的运动，使得像对重叠范围内适当分布的五对同名点的射线对对相交，就可保证所有同名射线对对相交，亦即恢复了两张像片的相对位置，形成地面的几何模型。这一作业过程称为像对的相对定向。完成了相对定向，并没有恢复两张像片的外方位元素，而建立起来的几何模型，它的比例尺和空间方位都是任意的，即模型可能是倾斜的，因此还要确定（或调整）模型比例尺，并将模型置平。 这一步骤称为模型的绝对定向。进行模型的绝对定向，至少要有适当分布的三个地面控制点，作为模型绝对定向的依据。 一、相对定向元素 相对定向元素是确定像对两张像片相对位置的元素。相对定向元素随着所取像空间辅助坐标系的不同而有所不同。基本上有两种形式： 1、保持投影基线不动，取它作为像空间辅助坐标系的X轴，以左方投影中心S作为坐标原点，通过原点与左方主核面相垂直的方向线作为Y轴，如图6-3所示。相对于这样一个像空间辅助坐标系而言，方位元素有五个：φ1、κ1、φ2、κ2、ω2，并称它们为单独像对的相对定向元素。 2、在某些类型的模拟测图仪上，可将相邻像对连续地进行相对定向，建立起航带模型。如，在一航线中的第一个像对（像片1、2）完成相对定向后，接着进行第二个像对（像片2、3）的相对定向。这时要保持第二张像片（第二个投影器）不动，并且取与第一个像对所取的像空间辅助坐标系平行的S2-X2Y2Z