双像立体测图基础与立体测.ppt
第四章：双像立体测图基础与立体测图,一、双眼观察的天然立体视觉,4-1人眼的立体视觉原理与立体量测,二、人造立体视觉,三、立体观察与立体量测,在两个不同摄站对同一地区摄取具有重叠的一个立体像对，则可以构成立体模型来解求地面物体的空间位置。,1人眼观察物体的远近,Y方向视差：由航高和像片倾斜引起。,2观察人造立体的条件,摄影测量中，广泛应用人造立体的观察。但观察中必须满足形成人造立体视觉的条件。这些条件归纳起来有如下四个条件。（1）由两个不同摄站点摄取同一景物的一个立体像对。（2）一只眼睛只能观察像对中的一张像片，即双眼观察像对时必须保持两眼分别只能对一张像片观察，这一条件称之为分像条件。（3）两眼各自观察同一景物的左、右影像点连线应与眼基线近似平行。（4）像片间的距离应与双眼的交会角相适应。,3像对的立体观察,4-2 立体像对与双像立体测图,一立体像对的点、线、面,二双像立体测图概述,4-3 立体像对的相对和绝对定向元素,一相对定向和绝对定向概述,二立体像对的相对定向元素,以左像空间坐标系为基础，右像片相对于左像片的相对方位元素称,2,2,2,连续法相对定向元素：bv，bw，2，2，2,1、连续法相对定向元素,绝对定向元素：，X0，Y0，Z0，,三、绝对定向元素,4-4 立体测图,第五章：摄影测量解析基础,像点坐标量测影像内定向单张像片的空间后方交会模型的前方交会像片对的解析法相对定向模型的解析法绝对定向立体像对的光束法,主要内容：,5-1 像点坐标量测,问题的提出：要从影像中提取物体的空间信息，首先应确定与物体相对应的像点坐标,在传统摄影测量当中,所量测的像点坐标一般为影像架坐标或仪器坐标（数字形式量测时为扫描坐标）,因此,应利用平面相似变换,将影像架坐标变换为以像主点为坐标原点的像平面坐标。,补充：影像内定向,数字影像内定向,间接平差知识回顾:,间接平差法求平差值的步骤：1、根据平差问题的性质，选择t个量作为参数；2、将每一个观测量的平差值表达成所选参数的函数，若函数为非线性，则需线性化；3、由误差方程系数A和常数项l组成法方程。法方程的个数等于观测值的个数。V=A dX-l4、解算法方程，计算参数的平差值X=X0+dX dX=(ATA)-1(ATl)5、由误差方程求出观测值的平差值。,（1）列误差方程,误差方程的矩阵形式：,法方程及解：,5-2 单像后方交会,问题的提出:,X,Y,Z,x1,y1,z1,S1,D,一、空间后方交会的基本概念利用航摄像片上三个以上像点坐标和对应地面点坐标，计算像片外方位元素的工作称为单张像片的空间后方交会。其基本思想是：通过地面控制点的已知地面坐标和相应的像点坐标量测值，根据共线条件方程，解求该影像在摄影时刻的外方位元素,二、空间后方交会的基本关系式:共线方程,三、空间后方交会的误差方程与法方程将控制点的地面坐标视为真值、像点坐标视为观测值，采用间接平差法。,四、空间后方交会的解算过程,1、获取已知数据：像片比例尺1/m；内方位元素 x0,y0,f；控制点坐标（X，Y，Z）,2、量测控制点的像点坐标：,3、确定未知数的初始值,X,Y,Z,S1,D,1,2,3,4,1、角元素的初始值：,2、线元素的初始值：,XS,YS,4、计算旋转矩阵R,5、逐点计算像点坐标的近似值（x）、（y）,6、组成误差方程和法方程,7、计算外方位元素的改正数并与相应的近似值求和，得到外方位元素新的近似值,8、迭代是否收敛,5-3 立体像对的前方交会,一、基本概念,由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法,二、空间前方交会的基本关系式,X,Y,Z,D,XS1,YS1,A(X,Y,Z),u1,a1,B,Bw,Bv,Bu,ZS1,a2,u2,w1,v1,u1,w2,v2,u2,v1,v2,w1,w2,地面点空间坐标计算：,u2,X,Y,Z,t,A,a1,B,BZ,BY,BX,ZS1,a2,N1,N2,XS1,u2,v2,三、单像后方交会+空间前方交会解法,5.6 立体像对光束法（一步定向法）整体求解,在立体像对内同时求解两像片的外方位元素和地面点的坐标，把外方位元素和模型点坐标的计算放在一个整体内进行，理论严密，精度高。,该式中的未知数为？,五、双像解析摄影测量三种解法的比较1后方交会-前方交会解法。这种解算方法的结果依赖于空间后方交会的精度，而且在前方交会过程中没有充分利用多于条件进行平差计算。往往在已知影像的外方位元素、需确定少量的待定点坐标时采用。2相对定向-绝对定向解法。这种解算方法计算公式较多，最后的点位精度取决于相对和绝对定向的精度，用这种方法的解算结果不能严格地表达一幅影像的外方位元素。主要用于航带法解析空中三角测量。3光束法（一步定向法）。这种方法理论最严密、精度最高，待定点的坐标是完全按最小二乘原理解算出来的。主要用于光束法解析空中三角测量。,单像双像解析小结,该部分讲述了摄影测量中最重要、最基础的几个重点内容：基本概念:1、像片的重叠度。2、航摄像片比例尺。3、摄影测量常用坐标系统。4、航摄像片的内、外方位元素。5、像点坐标变换。6、中心投影的构像方程（共线方程）。,单像解析基本方法:7、数字影像内定向。8、单张像片的空间后方交会。,双像解析基本方法:,9、立体视差的基本概念10、求解物点空间坐标的三种方法 单像空间后方交会+双像空间前方交会 解析相对定向+绝对定向 光束法（一步定向法）整体求解,1、像片的重叠度。,像片重叠度：航向重叠度(heading overlap)。对于面积航空摄影而言，要求两相邻航带之间也需要有一定的影像重叠，这种重叠部分称为旁向重叠度(side overlap)。像片的重叠部分是立体观察和像片连接所必须的条件。,2、航摄像片比例尺,航高：指摄影飞机在摄影瞬间相对于某一水准面的高度，从该水准面起算向上为正。航高分为相对航高和绝对航高。,3、摄影测量常用坐标系统。,4、航摄像片的内、外方位元素,5、像点空间坐标变换,6、中心投影的构像方程（共线方程）。,7、影像内定向。（利用仿射变换）,将影像架坐标变换为以像主点为坐标原点的像平面坐标。(同时可以消除像片变形的影响）,像主点,8、单张像片的空间后方交会,通过地面控制点的已知地面坐标和相应的像点坐标量测值，根据共线条件方程，解求影像在摄影时刻的外方位元素,9、立体视差的基本概念,左右视差的存在是观察立体模型的必要条件,单像空间后方交会+双像空间前方交会,已知：两同名像点的像平面坐标和两张像片的外方位元素。求：同名像点对应的地面点坐标。,10.物点坐标计算,解析相对定向+绝对定向,解析相对定向过程：已知：两同名像点的像平面坐标求：模型点的模型坐标,绝对定向过程：已知：模型点的模型坐标求：,
