摄影测量第二章课件.ppt

1、 2-1 摄影原理与摄影机一、摄影原理：透镜成像原理 FFDd二、摄影机三、摄影机简介光学摄影机数码相机摄影经纬仪摄影经纬仪2-2 摄影处理一、感光材料：正性感光材料：色调与实体景物相同 透明正片 不透明正片 负性感光材料：色调与实体景物相反二、感光材料的感色特性：对各种波长光的敏感程度盲色片：只感波长510nm以下光波（紫，蓝）正色片：只感波长510nm以下光波（紫，蓝，青，绿，黄绿）全色片：感全部可见光波红外片：突出感红外波二、摄影处理显影定影水洗晾干三、像片晒印负片晒印正片：接触晒印 投影晒印 接触晒印投影晒印总述：负片感光（即胶卷摄影）负片的摄影处理（底片的冲洗）负片晒印正片（即相纸感

2、光）正片的摄影处理（像片的冲洗）一般，摄影测量中使用透明正片。安装在航摄飞机上的安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角航摄仪从空中一定角度对地面物体进行摄度对地面物体进行摄影，飞行航线一般为影，飞行航线一般为东西方向，要求航线东西方向，要求航线相邻两张像片应有相邻两张像片应有60%60%左右的重叠度，相邻左右的重叠度，相邻航线的像片应有航线的像片应有30%30%左左右的重叠度右的重叠度,航摄机在航摄机在摄影曝光的瞬间物镜摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面。主光轴保持垂直地面。一、航空摄影航向重叠度：航线相邻两张像片的重叠度航线相邻两张像片的重叠度%100%Lxpxpx123Lxpx旁向重叠度：

3、相邻航线像片的重叠度相邻航线像片的重叠度%100%Lypypy-1-1Lypy竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与摄影瞬间摄影机的主光轴近似与 地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于3 30 0，夹角，夹角为像片倾角。为像片倾角。A摄影机主光轴铅垂线A为像片倾角航摄像片为量测像片，有航摄像片为量测像片，有光学框标光学框标和和机械框标机械框标。航摄像片的大小为航摄像片的大小为1818cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cmcmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm。二、航摄像片光学框标机械框标摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离摄影基线：航向相邻

4、两个摄影站间的距离P1S1P2S2SES:摄影基线航空摄影机的物镜焦距与像片主距近似相等。航空摄影机的物镜焦距与像片主距近似相等。fdD111像片主距：物镜节点到像平面的距离。像片主距：物镜节点到像平面的距离。摄影机焦距：物镜节点到焦点的距离摄影机焦距：物镜节点到焦点的距离三、摄影比例尺：航摄像片上一线段为航摄像片上一线段为l l与地面上相应线段的水平距与地面上相应线段的水平距L L之比。之比。HfLlm1f为摄影机主距，H为航高 摄影像片当作水像片，地面取平均高程时，这时像片上的一段l与地面上相应的水平距L之比为摄影比例尺。aASEPfH航摄比例尺与成图比例尺kbmcm mb：为航摄比例尺分

5、母 mk：为成图比例尺分母mk1万5万10万mb2万 3万4.5万 6.7万6.3万 9.4万测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺测绘中比例尺地形图时，航摄比例尺略大或接近测图比例尺测绘大比例尺地形图时，航摄比例尺小于测图比例尺32c四、航线弯曲：把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲航线弯曲 Ll五、像片旋角：一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求旋片角不得大于60像片旋角过大会减少立体像对的有效范围a1a2六、像对：航向相邻两张像片组成一个像对理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对正直

6、像对：相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对竖直像对：相邻两像片不严格水平、摄影基线不水平组成 的像对p1S1Ep2S2p1S1P2S2E理想像对正直像对p1S1P2S2E竖直像对七、同名光线、同名像点、核线、核面核面同名核线同名像点摄影基线l1AS1p1l2p2S2核面：摄影基线与同一地面点发出的两条同名光线组成的面核线：核面与左右像片面的交线为同名核线同名像点：同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点称为同名像点同名光线：同一地面点发出的两条光线称同名光线一、投影方式的不同：地形图为正射投影，航摄像片为中心投影AaBbCcSBbAaCc正射投影中心投影二、航片存在两项

7、误差：像片倾斜引起的像点位移，地形起伏引起的像点位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0c0b0a0三、比例尺的不同：地形图有统一比例尺，航片无统一比例尺四、表示方法的不同：地形图为线划图，航片为影像图五、表示内容的不同：地图需要综合取舍六、几何上的不同：航片可组成像对立体观察航航 片片一、摄影机物镜畸变对像片影像的影响2-5 物理因素引起的像片影像的误差处理226341206341207352310)()(yxrrrryyrrrxxrrrrr0、1、2、3 为物镜畸变差改正系数，r为畸变差，x、y分别为像点坐标该正值二、摄影感光材料变形的影响lyLyyylxLxxxLx,Ly为框标

8、之间距离的正确值lx,ly为框标之间距离的量测值X,y为像点坐标的量测值x,y 为像点坐标的改正后的值43214321yxbybxbbyyxayaxaaxx,y为量测像点坐标x,y为正确像点坐标212431243三、大气折光的影响rrydyrrxdxrfrfrf)1(22r：为大气折光引起 的像点改正数r：为像点半径rf：为折光差角四、地球曲率对像点坐标的影响)2()()2()(22232RHfryrryyRHfrxrrxxrRfHrr：为地球弯曲引起的像点 改正数r：为像点半径x,y分别为像点改正值R:为地球曲率半径2-6 一、中心投影：投射线会聚于一点的投影称为中心投影。投影平面投影射线投

9、影点投影中心二、平行投影：投射线相互平行的投影为平行投影。正摄投影斜投影三、双心投影：两个投影中心和两个投影平面当作一个 整体，对同一个物体进行投影。四、透视变换：将平面上的点、线作中心投影，在投影平面P上，得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一投影关系，称为透视变换（中心投影变换）。EPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJi五、透视变换中的重要点、线、面面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es线：基本方向线VV、主纵线vv、主光轴SoO、主垂线SnN、等角线ScC、合线hihi、主横线hoho、等比线hchc、迹线TT点：摄影中心S、像主点o、地主点

10、O、像底点n、地底点N、等角点c、地面等角点C、主合点i、主遁点J sin2sin2HiVSJHtgCNHtgONfciSictgfoitgfoctgfon六、透视变换中六、透视变换中重要的点、线特性重要的点、线特性底点的特性：铅垂线在像面上的构像位于以点n为辐射中心的相应辐射线上 七、等角点的特性：在倾斜像片和水平地面上，由等角点c 和C所引出的一对透视对应线无方向偏 差，保持着方向角相等八、等比线的特性：等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，不受像片倾斜影像。中心投影构图 已知已知E E平面上有平面上有A A点，在像平面上作对应的像点，在像平面上作对应的像a aPvvTTSAT1i

11、aE1）找迹点2）找主合点i3）连T1i与SA，交点为a迹点主合点已知E平面上有AB直线，在像平面上作对应的像abEVVSPhihii1iT1TTaABb1）找迹点2）找主合点i13）连T1i1与SA,交点为a，连T1i1与SB，交点为bvv垂直物面的空间点、直线成像的作图SBAT1ibnavvvvTTEP1）在E面上的垂足点B，按E面上点的作图方式确定b2）连接nb3）nb与SA的交点为a4）ab为垂直E面上直线AB的像ab2-7 人造立体视觉一、人眼的立体视觉:1、眼球：角膜、水晶体、网膜、网膜窝、光轴、凝视本能、明视距离2、人眼立体视觉：只有用人的双眼观察景物，才能判断物体的远近，得到景

12、物的立体效应，称为人眼的立体视觉。生理视差 ，也称左右视差较景物在双眼中的构像存在生理视差，通过视神经传送到大脑，大脑判断出交会角、的大小，从而判断物体的远近。2211babaS1S2ABa1b1b2a2人眼的立体视觉二、人造立体效能1、人造立体视觉的产生：观察立体像对而在眼中产生生理视差，从而得到景物的立体感觉。2、人造立体条件：不同摄站摄取同一景物，获得立体像对；两眼各看一张像片，即分像条件；同名像点连线与眼基线在同一平面内。通过摄测仪器调整立体像对的相对位置消除上下视差S1S2ABa1b1b2a1b1a2b2人造立体视觉P1P2a23、立体效应正立体 反立体 零立体BAS1S2P1P2b

13、1a1b2 a2(a)正立体BAS2S1P2P1b2a2b1 a1(b)反立体ABS1S2P1P2a1 b1a2b2(c)反立体三、立体观察方法 人眼有凝视交会本能，在构建人造立体视觉难以满足分像条件，常常要借助立体镜或者其他工具。1、立体镜法 最简单的桥式立体镜：两透镜之间间距约等于人眼基距，桥架高度等于透镜的焦距。观察时，像片放在透镜的焦面上，像片上的物点光线，通过透镜后为一组平行光线，使观察者感到物体在较远的距离，达到人眼的调焦与交会本能的基本统一。桥式反光立体镜2、分像法 1）互补色法（加色法）2）偏振光法 3）光闸法a2a1模型点A模型点A互补色法2-8 立体量测 立体量测：在室内观

14、察到地面的立体模型上进行量测，以便确定地面点的三维坐标。在立体模型上进行量测和测图是摄影测量的一项基本工作。一、单测标量测法 测绘台承影面中央有一个小光点测标（真实测标），通过手轮上下左右移动承影面，使小光点测标与模型点A相切，此时测标位置即为该点的空间位置（X、Y、Z）。一、双测标法 两个真实测标放在左右像片上或左右像点的观测视线的光路中 左右测标构成一个空间测标。当左右测标分别在左右像片的同名地物点上时，空间测标就与该空间地物点相贴。A本讲参考资料本讲参考资料教材教材张剑清，潘励，王树根张剑清，潘励，王树根 编著，摄影测量学，武汉大学出版社编著，摄影测量学，武汉大学出版社参考书参考书1 1、金为铣，杨先宏等编，摄影测量学，武汉测绘科技大学出版社、金为铣，杨先宏等编，摄影测量学，武汉测绘科技大学出版社2 2、严烈编，摄影测量基础（补充讲义），武汉大学、严烈编，摄影测量基础（补充讲义），武汉大学