摄影测量基础知识教程学习教案.pptx

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1、会计学1摄影摄影(shyng)测量基础知识教程测量基础知识教程第一页，共91页。3-1 3-1 3-1 3-1 航空摄影航空摄影航空摄影航空摄影(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)一一 、摄影比例尺与摄影航高、摄影比例尺与摄影航高 摄影比例尺：摄影比例尺：像像片片上上与与地地面面(dmin)(dmin)上上之比；之比；或主距与航高之比。或主距与航高之比。特特点点：高高度度不不同同，比比例例尺尺不同。不同。第1页/共91页第二页，共91页。f为摄影机主距，为摄影机主距，H为航高为航高视摄影像片水平、地面取平均(pngjn)高程时

2、，像片上的线段 l 与地面上相应的水平距L 之比为摄影比例尺aASEPfH摄影(shyng)比例尺第2页/共91页第三页，共91页。测图比例尺比例尺类型比例尺类型航摄比例尺航摄比例尺测图比例尺测图比例尺大比例尺大比例尺 1:2000 1:3000 1:500 1:4000 1:6000 1:1000 1:8000 1:12000 1:2000，1:5000中比例尺中比例尺 1:150001:20000 1:5000 1:100001:35000 1:10000小比例尺小比例尺 1:200001:30000 1:25000 1:350001:55000 1:50000根据(gnj)测图比例尺选择

3、摄影比例尺第3页/共91页第四页，共91页。摄影摄影摄影摄影(shy(shy ng)ng)比例尺的作用比例尺的作用比例尺的作用比例尺的作用实际进行实际进行(jnxng)(jnxng)航空摄影时，航空摄影时，需要选定：需要选定：测图比例尺，摄影比例尺；测图比例尺，摄影比例尺；航摄仪：主距、像幅、航高航摄仪：主距、像幅、航高航高差异小于航高差异小于5%5%，或小于，或小于5050米。米。用于制定摄影计划。用于制定摄影计划。第4页/共91页第五页，共91页。3-1 3-1 3-1 3-1 航空摄影航空摄影航空摄影航空摄影(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(

4、hn kn sh yn)二二二二 、空中摄影过程、空中摄影过程、空中摄影过程、空中摄影过程 制定摄影计划：制定摄影计划：制定摄影计划：制定摄影计划：已已已已知知知知条条条条件件件件：测测测测区区区区范范范范围围围围，摄摄摄摄影影影影机机机机像像像像幅幅幅幅大大大大小小小小l l l l与与与与主主主主距距距距f f f f，比比比比例例例例尺尺尺尺m m m m与与与与航高航高航高航高H H H H，重叠度，重叠度，重叠度，重叠度p%,q%p%,q%p%,q%p%,q%。计算计算计算计算(j sun)(j sun)(j sun)(j sun)：摄影基线：摄影基线：摄影基线：摄影基线B B B

5、B与航线间隔与航线间隔与航线间隔与航线间隔D D D D（考试要点）；（考试要点）；（考试要点）；（考试要点）；选择航线；飞行路线；选择航线；飞行路线；选择航线；飞行路线；选择航线；飞行路线；根据飞行速度，确定曝光时间间隔。根据飞行速度，确定曝光时间间隔。根据飞行速度，确定曝光时间间隔。根据飞行速度，确定曝光时间间隔。第5页/共91页第六页，共91页。123lp航向(hngxing)重叠度同一条航线上，相邻像片的影像(yn xin)重叠程度。第6页/共91页第七页，共91页。第7页/共91页第八页，共91页。-1-1lq旁向重叠(chngdi)度相邻航线上的像片(xin pin)影像重叠程度。

6、第8页/共91页第九页，共91页。航向相邻两个航向相邻两个(lin)(lin)摄影站摄影站间的距离间的距离D DP1S1P2S2BE摄影(shyng)基线摄影(shyng)基线第9页/共91页第十页，共91页。3-1 3-1 3-1 3-1 航空摄影航空摄影航空摄影航空摄影(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)二二二二 、空中摄影过程、空中摄影过程、空中摄影过程、空中摄影过程(guchng)(guchng)(guchng)(guchng)空中摄影：以航高、航向进入摄影区域，直线飞行。空中摄影：以航高、航向进入摄影区域，直线飞行。

7、空中摄影：以航高、航向进入摄影区域，直线飞行。空中摄影：以航高、航向进入摄影区域，直线飞行。摄影处理：负片和正片，摄影处理：负片和正片，摄影处理：负片和正片，摄影处理：负片和正片，胶片和纸质像片。胶片和纸质像片。胶片和纸质像片。胶片和纸质像片。摄影成果验收。摄影成果验收。摄影成果验收。摄影成果验收。第10页/共91页第十一页，共91页。第11页/共91页第十二页，共91页。3-1 3-1 3-1 3-1 航空摄影航空摄影航空摄影航空摄影(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)(hn kn sh yn)三三三三 、对摄影资料的基本要求、对摄影资料的基本要求、

8、对摄影资料的基本要求、对摄影资料的基本要求 影像的色调：清晰，反差影像的色调：清晰，反差影像的色调：清晰，反差影像的色调：清晰，反差(fnch)(fnch)(fnch)(fnch)适中，阴影。适中，阴影。适中，阴影。适中，阴影。像片重叠：像片重叠：像片重叠：像片重叠：p%p%p%p%（6060606065656565）大于）大于）大于）大于53%53%53%53%q%q%q%q%（3030303040404040）大于）大于）大于）大于15%15%15%15%航摄漏洞：航测外业补救。航摄漏洞：航测外业补救。航摄漏洞：航测外业补救。航摄漏洞：航测外业补救。3 3 3 3、像片倾角：、像片倾角：、

9、像片倾角：、像片倾角：第12页/共91页第十三页，共91页。3 3、航摄倾角、航摄倾角 航摄倾角（像片倾角）航摄倾角（像片倾角）:摄影摄影(shyng)(shyng)主光轴与铅垂方主光轴与铅垂方向的夹角。向的夹角。第13页/共91页第十四页，共91页。4 4 4 4、航线、航线、航线、航线(hngxin)(hngxin)(hngxin)(hngxin)弯曲度弯曲度弯曲度弯曲度 航线航线航线航线(hngxin)(hngxin)(hngxin)(hngxin)弯曲度：航线弯曲度：航线弯曲度：航线弯曲度：航线(hngxin)(hngxin)(hngxin)(hngxin)两端像片主点间两端像片主点间

10、两端像片主点间两端像片主点间的直线距离的直线距离的直线距离的直线距离L L L L与偏离该直线最远的像主点到直线的距离与偏离该直线最远的像主点到直线的距离与偏离该直线最远的像主点到直线的距离与偏离该直线最远的像主点到直线的距离LLLL之比。之比。之比。之比。L第14页/共91页第十五页，共91页。5 5、像片旋转角、像片旋转角 像片旋转角：相邻两张像片的像主点连线与像幅沿航像片旋转角：相邻两张像片的像主点连线与像幅沿航线方向线方向(fngxing)(fngxing)的两框标连线间的夹角。的两框标连线间的夹角。第15页/共91页第十六页，共91页。返回返回(fnhu)(fnhu)目录目录第16页

11、/共91页第十七页，共91页。返回返回(fnhu)(fnhu)目目录录第17页/共91页第十八页，共91页。返回返回(fnhu)(fnhu)目目录录第18页/共91页第十九页，共91页。返回返回(fnhu)(fnhu)目录目录第19页/共91页第二十页，共91页。3-2 3-2 中心中心中心中心(zhngxn)(zhngxn)投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识一一一一 、中心投影与正射投影、中心投影与正射投影、中心投影与正射投影、中心投影与正射投影投影：用一组假想的直线将物体投影：用一组假想的直线将物体投影：用一组假想的直线将物体投影：用一组假想的直线将物体(wt)(wt

12、)(wt)(wt)形状向几何面投影成像。形状向几何面投影成像。形状向几何面投影成像。形状向几何面投影成像。中心投影：投影射线汇聚同一点的投影。中心投影：投影射线汇聚同一点的投影。中心投影：投影射线汇聚同一点的投影。中心投影：投影射线汇聚同一点的投影。投影中心投影中心投影中心投影中心S:S:S:S:中心投影射线的汇聚点。中心投影射线的汇聚点。中心投影射线的汇聚点。中心投影射线的汇聚点。第20页/共91页第二十一页，共91页。3-2 3-2 中心中心中心中心(zhngxn)(zhngxn)投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识一一 、中心投影与正射投影、中心投影与正射投影1 1、

13、正射投影、中心投影、正射投影、中心投影 正正射射投投影影：投投影影射射线线相相互互(xingh)(xingh)平行且与投影平面正交的投影平行且与投影平面正交的投影 。第21页/共91页第二十二页，共91页。正射投影(tuyng)投影(tuyng)射线与投影(tuyng)平面正交斜投影投影射线(shxin)与投影平面斜交投影射线平行投影射线平行(pngxng)(pngxng)于某一固定方向的投影的投影称为于某一固定方向的投影的投影称为平行平行(pngxng)(pngxng)投影投影第22页/共91页第二十三页，共91页。3-2 3-2 中心中心中心中心(zhngxn)(zhngxn)投影的基本知

14、识投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识一一一一 、中心投影、中心投影、中心投影、中心投影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyng)与正射投影与正射投影与正射投影与正射投影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyng)1 1 1 1、正射投影、正射投影、正射投影、正射投影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyng)、中心投影、中心投影、中心投影、中心投影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyng)航片是地面景物的中心投影航片是地面景物的中心投影航片是地面景物的中心投影航片是地面景物的中心投影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyn

15、g)；地地地地 形形形形 图图图图（包包包包 括括括括 影影影影 像像像像 地地地地 图图图图）是是是是 地地地地 面面面面 景景景景 物物物物 的的的的 正正正正 射射射射 投投投投 影影影影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyng)；第23页/共91页第二十四页，共91页。3-2 3-2 中心中心中心中心(zhngxn)(zhngxn)投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识一一一一 、中心投影与正射投影、中心投影与正射投影、中心投影与正射投影、中心投影与正射投影2 2 2 2、正片、正片、正片、正片PPPP与负片与负片与负片与负片(fpin)P (fpin)

16、P (fpin)P (fpin)P 位置关系；位置关系；位置关系；位置关系；投影中心关系；投影中心关系；投影中心关系；投影中心关系；材质。材质。材质。材质。后期研究主要以正片位置为主。后期研究主要以正片位置为主。后期研究主要以正片位置为主。后期研究主要以正片位置为主。第24页/共91页第二十五页，共91页。3-2 3-2 中心中心中心中心(zhngxn)(zhngxn)投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识投影的基本知识二、空间二、空间二、空间二、空间(kngjin)(kngjin)(kngjin)(kngjin)点、直线、线段、平行线组的中心投影点、直线、线段、平行线组的中心投影点、直线

17、、线段、平行线组的中心投影点、直线、线段、平行线组的中心投影1 1 1 1、空间、空间、空间、空间(kngjin)(kngjin)(kngjin)(kngjin)点的投影：无法认定投影点的位置点的投影：无法认定投影点的位置点的投影：无法认定投影点的位置点的投影：无法认定投影点的位置2 2 2 2、空间、空间、空间、空间(kngjin)(kngjin)(kngjin)(kngjin)直线的投影：直线的投影：直线的投影：直线的投影：i i i i：合点；：合点；：合点；：合点；t t t t：迹点；与：迹点；与：迹点；与：迹点；与itititit的交线。的交线。的交线。的交线。3 3 3 3、空间

18、、空间、空间、空间(kngjin)(kngjin)(kngjin)(kngjin)线段的投影：化为直线的投影来解决。线段的投影：化为直线的投影来解决。线段的投影：化为直线的投影来解决。线段的投影：化为直线的投影来解决。4 4 4 4、平行线的投影：相交于合点。、平行线的投影：相交于合点。、平行线的投影：相交于合点。、平行线的投影：相交于合点。第三章第一次课结束(jish)第25页/共91页第二十六页，共91页。3-3 3-3 航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊(tsh)(tsh)的点、线、面的点、线、面的点、线、面的点、线、面一一、航航空空(hngkng)(hngkng)

19、像像片片上上特特殊殊的的点点、线、面线、面1 1、地面、地面E E、像片、像片P P、摄影中心、摄影中心S S2 2、主垂面、主垂面W:W:过过S S与与P P、E E都垂直。都垂直。与与P P交交于于vv,vv,主主纵纵线线：像像片片上上的的倾倾斜最大方向线；斜最大方向线；与与E E交交于于VV,VV,摄摄影影方方向向线线：地地面面上上的倾斜最大方向线。的倾斜最大方向线。3 3、四四条条线线：SS像像主主点点o o 地地面面主主点点O O S S像底点像底点n n 地底点地底点N N SS等等角角点点c c 地地面面等等角角点点C C S S主合点主合点i i第26页/共91页第二十七页，共

20、91页。第27页/共91页第二十八页，共91页。3-3 3-3 航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊(tsh)(tsh)的点、线、面的点、线、面的点、线、面的点、线、面一、航空像片上特殊一、航空像片上特殊一、航空像片上特殊一、航空像片上特殊(tsh)(tsh)(tsh)(tsh)的点、线、面的点、线、面的点、线、面的点、线、面4 4 4 4、P P P P上的几条水平线：上的几条水平线：上的几条水平线：上的几条水平线：hchc hchc hchc hchc等比线、等比线、等比线、等比线、hoho hoho hoho hoho主横线、主横线、主横线、主横线、hihi hihi

21、 hihi hihi合线。合线。合线。合线。TT TT TT TT透视轴或迹线。透视轴或迹线。透视轴或迹线。透视轴或迹线。5 5 5 5、J J J J：循点。：循点。：循点。：循点。6 6 6 6、真水平面、真水平面、真水平面、真水平面EsEsEsEs。第28页/共91页第二十九页，共91页。EPTTvvVVShihiWhohohchcEsJiNnOoCc航摄像片中的重要(zhngyo)点、线、面第29页/共91页第三十页，共91页。面：地面E 像片面P 主垂面W 真水平面Es线：迹线TT 主光线SoO 主垂线(chu xin)SnN 摄影方向线VV 主纵线vv 等角线ScC 主合线hihi

22、 主横线hoho 等比线hchc重要(zhngyo)的点线面点：摄影(shyng)中心S 像主点o 地主点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 第30页/共91页第三十一页，共91页。第31页/共91页第三十二页，共91页。3-3 3-3 航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊(tsh)(tsh)的点、线、面的点、线、面的点、线、面的点、线、面二、几何二、几何二、几何二、几何(j h)(j h)(j h)(j h)关系关系关系关系 已知：主距已知：主距已知：主距已知：主距f f f f，像片倾角，像片倾角，像片倾角，像片倾角.第32页/共91页第

23、三十三页，共91页。重重要要(zhngyo)点点线线的的数数学学关关系系EPTTvvVVSWJiNnOoCc第33页/共91页第三十四页，共91页。底点特性铅垂线在像平面上的构像位于(wiy)以像底点n为辐射中心的相应辐射线上Nn重要(zhngyo)的点 线特征第34页/共91页第三十五页，共91页。等角点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(pinch)，保持着方向角相等Cc重要(zhngyo)的点 线特征第35页/共91页第三十六页，共91页。等比线特性 等比线的构像比例尺等于水平像片(xin pin)上的摄影比例尺，不受像片(xin pin)倾斜影响

24、重要(zhngyo)的点线特征第36页/共91页第三十七页，共91页。n n标准标准标准标准(biozhn)(biozhn)(biozhn)(biozhn)点位的投影结果。点位的投影结果。点位的投影结果。点位的投影结果。OvvC第37页/共91页第三十八页，共91页。3-3 3-3 航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊航摄像片上特殊(tsh)(tsh)的点、线、面的点、线、面的点、线、面的点、线、面三、投影三、投影三、投影三、投影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyng)作图作图作图作图 第38页/共91页第三十九页，共91页。已知 E 平面(pngmin)上有 A 点，在

25、像平面(pngmin)上作对应的像 aPTTSAT1i作图步骤作图步骤(bzhu)(bzhu)：1 1）找迹点）找迹点T1T12 2）找主合点）找主合点i i3 3）连）连T1iT1i与与SASA，交点为交点为a a中心(zhngxn)投影作图主合点主合点迹点迹点avvE第39页/共91页第四十页，共91页。已知 E 平面上有 AB 直线(zhxin)，在像平面上作对应的像 abPTTSi作图步骤作图步骤(bzhu)(bzhu)：1 1）找迹点）找迹点T1T12 2）找合点）找合点i1i13 3）连）连T1i1T1i1与与SASA，交点为交点为a a4 4）连）连T1i1T1i1与与SBSB，

26、交点为交点为b b5 5）a a与与b b 连线连线中心(zhngxn)投影作图主合点主合点迹点迹点avvEhihiABi1bT1第40页/共91页第四十一页，共91页。已知垂直物面的空间直线 AB，在像平面(pngmin)上作对应的像 abPTTSi作图步骤作图步骤(bzhu)(bzhu)：1 1）按）按E E面上点作图面上点作图方式确定方式确定a a2 2）找像底点）找像底点n n3 3）连接）连接nana4 4）na na与与SBSB的交点的交点为为b b5 5）a a与与b b 连线连线中心(zhngxn)投影作图主合点主合点迹点迹点vvEABba第41页/共91页第四十二页，共91页

27、。3-4 3-4 摄影测量摄影测量摄影测量摄影测量(cling)(cling)常用的坐标系常用的坐标系常用的坐标系常用的坐标系两大类：像方坐标系两大类：像方坐标系 物方坐标系。物方坐标系。第42页/共91页第四十三页，共91页。一、像方坐标系一、像方坐标系一、像方坐标系一、像方坐标系 1 1、像平面坐标系、像平面坐标系 以框标坐标系作为像平面坐标系以框标坐标系作为像平面坐标系 原点：框标连线交点原点：框标连线交点p p X X轴：航向轴：航向(hngxing)(hngxing)框标连线方向框标连线方向 Y Y轴：旁像框标连线方向轴：旁像框标连线方向 pxyoxypxy第43页/共91页第四十四

28、页，共91页。一、像方坐标系一、像方坐标系一、像方坐标系一、像方坐标系 2 2、像空间坐标系、像空间坐标系 将像平面将像平面(pngmin)(pngmin)坐标系平移至坐标系平移至S S为原点。为原点。xyoPyzxs-f第44页/共91页第四十五页，共91页。一、像方坐标系一、像方坐标系一、像方坐标系一、像方坐标系 3 3、像空间、像空间(kngjin)(kngjin)辅助坐标系辅助坐标系 S-uvw S-uvw S S为原点。为原点。uvwuvw与地面摄影测量坐标系（与地面摄影测量坐标系（D-XYZD-XYZ）平行。）平行。xyosxzyvuwDXYZ第45页/共91页第四十六页，共91页

29、。二、物方坐标系二、物方坐标系二、物方坐标系二、物方坐标系 1 1、地面测量坐标系、地面测量坐标系 国家国家(guji)(guji)、城市或地方坐标系、城市或地方坐标系 DXYZ第46页/共91页第四十七页，共91页。二、物方坐标系二、物方坐标系二、物方坐标系二、物方坐标系 2 2、地面摄影测量坐标系、地面摄影测量坐标系 原点：测区内的西南角。原点：测区内的西南角。X X轴：航线方向；两个控制点的连线，一般近似指向东。轴：航线方向；两个控制点的连线，一般近似指向东。Y Y轴：与轴：与X X垂直，指向北。垂直，指向北。Z Z轴：垂直向上轴：垂直向上(xingshng)(xingshng)。特点：

30、右手系，摄影测量专用。特点：右手系，摄影测量专用。DXYZTytxtzt第47页/共91页第四十八页，共91页。3-4 3-4 摄影摄影摄影摄影(shy(shy ng)ng)测量常用的坐标系测量常用的坐标系测量常用的坐标系测量常用的坐标系投影中心投影中心(zhngxn)S(zhngxn)S、地面点、地面点A A、像点、像点a a在各坐标系中的表示：在各坐标系中的表示：坐标系aAS像平面坐标系(o-xy)(x，y)-像空间坐标系(S-xyz)(x，y，-f)-(0,0,0)像空间辅助坐标系(S-UVW)(u，v，w)(X-XS,Y-YS,Z-ZS)(0,0,0)地面摄影测量坐标系(D-XYZ)-

31、(X,Y,Z)(XS,YS,ZS)地面坐标系(T-XtYtZt)-(Xt,Yt,Zt)-第48页/共91页第四十九页，共91页。3-5 3-5 航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位(fngwi)(fngwi)元素元素元素元素概述：概述：概述：概述：摄影瞬间摄影瞬间摄影瞬间摄影瞬间(shn jin)(shn jin)(shn jin)(shn jin)方位元素：摄影瞬间方位元素：摄影瞬间方位元素：摄影瞬间方位元素：摄影瞬间(shn jin)(shn jin)(shn jin)(shn jin)航摄像片的空间位置与姿态航摄像片的空间位置与姿态航摄像片的空

32、间位置与姿态航摄像片的空间位置与姿态内方位元素：内方位元素：内方位元素：内方位元素：外方位元素：外方位元素：外方位元素：外方位元素：第49页/共91页第五十页，共91页。3-5 3-5 航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位(fngwi)(fngwi)元素元素元素元素一一一一 、内方位元素、内方位元素、内方位元素、内方位元素1 1 1 1、定义：摄影物镜后节点与像、定义：摄影物镜后节点与像、定义：摄影物镜后节点与像、定义：摄影物镜后节点与像片之间相互位置片之间相互位置片之间相互位置片之间相互位置(wi zhi)(wi zhi)(wi zhi)(wi z

33、hi)的的的的参数参数参数参数三个参数（三个参数（三个参数（三个参数（f f f f，x0 x0 x0 x0，y0y0y0y0）2 2 2 2、特点：只与相机有关、特点：只与相机有关、特点：只与相机有关、特点：只与相机有关3 3 3 3、作用：、作用：、作用：、作用：内业测图时恢复投影中心与像片内业测图时恢复投影中心与像片内业测图时恢复投影中心与像片内业测图时恢复投影中心与像片之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。内定向。内定向。内定向。内定向。xycSfox0y0第50页/共91页第五十一页，共91页。3-5 3-5 航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄

34、像片的内、外方位(fngwi)(fngwi)元素元素元素元素二二二二 、外方位元素、外方位元素、外方位元素、外方位元素 1 1 1 1、外外外外方方方方位位位位直直直直线线线线元元元元素素素素：描描描描述述述述摄摄摄摄影影影影中中中中心心心心(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)在在在在地地地地面面面面空空空空间间间间直直直直角角角角坐标系中的坐标值（坐标系中的坐标值（坐标系中的坐标值（坐标系中的坐标值（XSXSXSXS、YSYSYSYS、ZSZSZSZS）。）。）。）。XYZDpSXsYsZsN第三章第二次课结束(jish)第51页/共91页第五十二页，共91页。3

35、-5 3-5 航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位(fngwi)(fngwi)元素元素元素元素二二二二 、外方位元素、外方位元素、外方位元素、外方位元素 2 2 2 2、外外外外方方方方位位位位角角角角元元元元素素素素：三三三三个个个个角角角角元元元元素素素素(、)，表表表表示示示示摄摄摄摄影影影影光光光光束束束束空空空空间间间间姿姿姿姿态态态态(像像像像片片片片(xin(xin(xin(xin pin)pin)pin)pin)在在在在摄摄摄摄影影影影瞬瞬瞬瞬间间间间空空空空间间间间姿姿姿姿态态态态的的的的要要要要素素素素）.第52页/共91页第五十

36、三页，共91页。(1)(1)外方位角元素外方位角元素(yun s)(yun s)示意图：示意图：XYZDXsYsZsooxUVWNS旁向倾角(qngjio)航向(hngxing)倾角像片旋角xyxy第53页/共91页第五十四页，共91页。3-5 3-5 航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位航摄像片的内、外方位(fngwi)(fngwi)元素元素元素元素二二二二 、外方位元素、外方位元素、外方位元素、外方位元素角元素的几个角元素的几个角元素的几个角元素的几个(j)(j)(j)(j)说明：说明：说明：说明：几何意义：俯仰角、侧滚角、旋转角。几何意义：俯仰角、侧滚角、旋转角。

37、几何意义：俯仰角、侧滚角、旋转角。几何意义：俯仰角、侧滚角、旋转角。旋转轴：旋转轴：旋转轴：旋转轴：V V V V（主轴（主轴（主轴（主轴)、旋转后的、旋转后的、旋转后的、旋转后的U U U U、旋转后的、旋转后的、旋转后的、旋转后的W W W W。符符符符号号号号的的的的确确确确定定定定：从从从从旋旋旋旋转转转转轴轴轴轴的的的的正正正正向向向向看看看看，逆逆逆逆时时时时针针针针为为为为正正正正。两两两两种种种种直直直直观观观观的的的的判判判判别别别别方法。方法。方法。方法。第54页/共91页第五十五页，共91页。(2)以U轴为主轴(zhzhu)的、.航向(hngxing)倾角,旁向倾角(qn

38、gjio)，像片旋角，XYZASUVWNXsYsZsooY，xy第55页/共91页第五十六页，共91页。3）以V轴为主轴(zhzhu)的A、方位角A像片(xin pin)倾角像片(xin pin)旋角XYZASUVWNAxy第56页/共91页第五十七页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换(binhun)(binhun)与构像方程与构像方程与构像方程与构像方程一一 、像像点点的的空空间间坐坐标标(zubio)(zubio)变换式变换式 坐标系aAS像平面坐标系(o-xy)(x，y)-像空间坐标系(S-xyz)(x，y

39、，-f)-(0,0,0)像空间辅助坐标系(S-UVW)(u，v，w)(X-XS,Y-YS,Z-ZS)(0,0,0)地面摄影测量坐标系(D-XYZ)-(X,Y,Z)(XS,YS,ZS)地面坐标系(T-XtYtZt)-(Xt,Yt,Zt)-第57页/共91页第五十八页，共91页。xyozxysUVW第58页/共91页第五十九页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换(binhun)(binhun)与构像方程与构像方程与构像方程与构像方程一一一一 、像点的空间坐标、像点的空间坐标、像点的空间坐标、像点的空间坐标(zubio)

40、(zubio)(zubio)(zubio)变换式变换式变换式变换式 又称为(chn wi)方向余弦。第59页/共91页第六十页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换(binhun)(binhun)与构像方程与构像方程与构像方程与构像方程一一 、像像点点的的空空间间(kngjin)(kngjin)坐标变换式坐标变换式 R R矩阵为正交矩阵。矩阵为正交矩阵。第60页/共91页第六十一页，共91页。3-6 3-6 像点的空间像点的空间像点的空间像点的空间(kngjin)(kngjin)直角坐标变换与构像方程直角坐标变换与构

41、像方程直角坐标变换与构像方程直角坐标变换与构像方程二二二二 、确定方向、确定方向、确定方向、确定方向(fngxing)(fngxing)(fngxing)(fngxing)余弦余弦余弦余弦 xypx ya1、像点的平面坐标变换(binhun)第61页/共91页第六十二页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换(binhun)(binhun)与构像方程与构像方程与构像方程与构像方程二二二二 、确定、确定、确定、确定(qudng)(qudng)(qudng)(qudng)方向余弦方向余弦方向余弦方向余弦 2、像点a的三次空

42、间(kngjin)坐标变换从像空间(kngjin)坐标系S-xyz到S-UVW。变换过程(、)与角元素旋转过程相反。(、)第62页/共91页第六十三页，共91页。三次三次三次三次(sn c)(sn c)(sn c)(sn c)空间坐标变换矩阵空间坐标变换矩阵空间坐标变换矩阵空间坐标变换矩阵第63页/共91页第六十四页，共91页。第64页/共91页第六十五页，共91页。3、方向(fngxing)余弦的表达式第65页/共91页第六十六页，共91页。第66页/共91页第六十七页，共91页。4、旋转矩阵R特点（1）正交矩阵：行列式的值，逆等于转置；（2）9个方位元素，3个独立的观测(gunc)值；（3

43、）当3个角元素为小角度时，得到近似值。（4）由方位余弦计算角元素的公式：第67页/共91页第六十八页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换(binhun)(binhun)与构像方程与构像方程与构像方程与构像方程三三三三 、中心、中心、中心、中心(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)投影构像方程式：共线方程投影构像方程式：共线方程投影构像方程式：共线方程投影构像方程式：共线方程 坐标系aAS像平面坐标系(o-xy)(x，y)-像空间坐标系(S-xyz)(x(x，y y，-f)-f)-(0,0,

44、0)像空间辅助坐标系(S-UVW)(u(u，v v，w)w)(X-X(X-XS S,Y-Y,Y-YS S,Z-Z,Z-ZS S)(0,0,0)地面摄影测量坐标系(D-XYZ)-(X,Y,Z)(XS,YS,ZS)地面坐标系(T-XtYtZt)-(Xt,Yt,Zt)-R第68页/共91页第六十九页，共91页。中心投影中心投影中心投影中心投影(tuy(tuy ng)ng)的构像方程的构像方程的构像方程的构像方程UVWuvwD第69页/共91页第七十页，共91页。3-6 3-6 像点的空间像点的空间像点的空间像点的空间(kngjin)(kngjin)直角坐标变换与构像方程直角坐标变换与构像方程直角坐标

45、变换与构像方程直角坐标变换与构像方程三三三三 、中心投影构像方程式：共线方程、中心投影构像方程式：共线方程、中心投影构像方程式：共线方程、中心投影构像方程式：共线方程 在在在在S-UVWS-UVWS-UVWS-UVW坐坐坐坐标标标标系系系系中中中中，从从从从S S S S出出出出发发发发的的的的SaASaASaASaA三三三三点点点点(sn(sn(sn(sn din)din)din)din)共共共共线线线线，S S S S为为为为坐坐坐坐标标标标原点：原点：原点：原点：第70页/共91页第七十一页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标像点的空间直角坐标像点的空间直角坐标像点的空间直角坐

46、标(zh ji(zh ji o zu bio)o zu bio)变换与构像方程变换与构像方程变换与构像方程变换与构像方程三三三三 、中心投影、中心投影、中心投影、中心投影(tuyng)(tuyng)(tuyng)(tuyng)构像方程式：共线方程构像方程式：共线方程构像方程式：共线方程构像方程式：共线方程 第71页/共91页第七十二页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标像点的空间直角坐标像点的空间直角坐标像点的空间直角坐标(zh ji(zh ji o zu bio)o zu bio)变换与构像方程变换与构像方程变换与构像方程变换与构像方程三三三三 、中心、中心、中心、中心(zhngx

47、n)(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)投影构像方程式：共线方程投影构像方程式：共线方程投影构像方程式：共线方程投影构像方程式：共线方程 第三章第三次课结束(jish)第72页/共91页第七十三页，共91页。3-6 3-6 像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换(binhun)(binhun)与构像方程与构像方程与构像方程与构像方程三三三三 、中心、中心、中心、中心(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)投影构像方程式：投影构像方程式：投影构像方程式：投影构像方程式：1 1 1 1、表达式、表达式、表达式、表

48、达式第73页/共91页第七十四页，共91页。三三三三 、中心、中心、中心、中心(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)投影构像方程式投影构像方程式投影构像方程式投影构像方程式（1 1）共线方程）共线方程用地面坐标表示像片坐标；用地面坐标表示像片坐标；当内外方位元素已知，一个地面点对应唯一的像点；当内外方位元素已知，一个地面点对应唯一的像点；可以可以(ky)(ky)根据地面点的位置计算在像片上的位置。根据地面点的位置计算在像片上的位置。可以可以(ky)(ky)根据地面点的位置计算在其在理想像片上的位置。根据地面点的位置计算在其在理想像片上的位置。制作正射影像图。制作正射影

49、像图。第74页/共91页第七十五页，共91页。三三三三 、中心、中心、中心、中心(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)投影构像方程式投影构像方程式投影构像方程式投影构像方程式（2 2 2 2）逆算式）逆算式）逆算式）逆算式用像点坐标表示地面坐标；用像点坐标表示地面坐标；用像点坐标表示地面坐标；用像点坐标表示地面坐标；内外方位元素已知，一个像点对应地面上的一条直线；内外方位元素已知，一个像点对应地面上的一条直线；内外方位元素已知，一个像点对应地面上的一条直线；内外方位元素已知，一个像点对应地面上的一条直线；方程的表达式本身就是空间直线方程的表达式。方程的表达式本身就是空

50、间直线方程的表达式。方程的表达式本身就是空间直线方程的表达式。方程的表达式本身就是空间直线方程的表达式。一张像片无法确定像点的空间位置，就像一只眼睛无法观察一张像片无法确定像点的空间位置，就像一只眼睛无法观察一张像片无法确定像点的空间位置，就像一只眼睛无法观察一张像片无法确定像点的空间位置，就像一只眼睛无法观察(gunch)(gunch)(gunch)(gunch)物体的远近一样。物体的远近一样。物体的远近一样。物体的远近一样。第75页/共91页第七十六页，共91页。三三三三 、中心、中心、中心、中心(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)(zhngxn)投影构像方程式投影构像方程式投