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1、第三章：摄影测量基础知识 Foundamentals of Photogrammetry 1.1.航空摄影航空摄影 2.2.中心投影的基本知识中心投影的基本知识 3.3.航摄像片上特殊的点、线、面航摄像片上特殊的点、线、面 4.4.摄影测量常用的坐标系统摄影测量常用的坐标系统 5.5.摄影像片的内、外方位元素摄影像片的内、外方位元素 6.6.像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程 7.7.航摄像片上的像点位移航摄像片上的像点位移 Z SS 航空摄影略图 3.13.1 航空摄影航空摄影 摄影比例尺又称为像片比 例尺，其严格定义为：航 摄像片上一线段为l的
2、影 像与地面上相应线段的水 平距离L之比。 一、摄影比例尺与摄影航高 同一航线内，各摄影站 的高差不得大于50m。 f为摄影机主距，H为航高 f H 测 图 比 例 尺 比例尺类型航摄比例尺测图比例尺 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 1:150001:20000 1:5000 1:100001:35000 1:10000 小比例尺 1:200001:30000 1:25000 1:350001:55000 1:50000 已知摄影航高，确定航高？ 二、空中摄影过程：
3、准备 按设计航高、航向呈直线飞行 各航线间相互平行、一片接一片、一条航线接一条航线摄影 二、空中摄影过程 摄影的曝光过程是飞机在飞 行中瞬间完成的，在这一曝 光时刻，摄影机物镜所在的 空间位置称为摄站点摄站点。 航线方向相邻两摄站点间的 空间距离称为摄影基线摄影基线，通 常用B表示。 P1 S1 P2 S2 B E 摄影基线 三、摄影测量生产对摄影资料的基本要求 1、影像的色调 2、像片重叠 3、像片倾角 4、航线弯曲 5、像片旋角 1、影像的色调（清晰，色调一致） 2、 像片重叠 沿航线飞行方向两相邻像片上对所摄地面有一定的重叠影像 ，这种重叠部分称为航向重叠。两相邻航带之间也需要有一定 的
4、影像重叠，这种重叠部分称为旁向重叠。 2367236823692370 2389 23882387 2447 244824492450 2467246624652464 摄影瞬间摄影机的主光轴主光轴近似与地面垂直，偏离铅铅 垂线垂线的夹角小于小于2 2 0 0 ，不大于，不大于3 3 0 0 夹角为像片倾角 铅垂线 像片 S A 摄影机主光轴 像片 竖 直 摄 影 3、像片倾角 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 航线弯曲度航线弯曲度：航航 线线最大弯曲矢量 与与航线长度之比之比 的百分数。要求的百分数。要
5、求 航线弯曲度航线弯曲度3% L l 4、航线弯曲 一张像片上相邻主点连线相邻主点连线与同方向框标连线框标连线 间的夹角。要求像片旋角66 0 0 ，最大不超过，最大不超过8 8 0 0 。 像片旋角过大会减少立体像对的有效范围 像 片 旋 角 o2 o1 5、像片旋角 1、什么是中心投影？ 2、点、线的中心投影是什么？平行线的 中心投影是什么结果？ 投影射线会聚于一点的投影称为中心投影 投影中心 投影平面 投影射线 物点 3-2 中心投影的基本知识 一、中心投影和正射投影 投影点 正射投影 投影射线 与投影平 面正交 斜投影 投影射线 与投影平 面斜交 投影射线平行于某一固定方向的投影的投影
6、称为平行投影平行投影 航摄像片为中心投影，地形图为正射投影 S B b A a C c 中心投影 A a B b C c 正射投影 摄影测量的主要任务之一，即是把记录在 中心投影像片上的地面景物转换成按图比例 尺的正射投影地图。 二 、空间点、直线、线段、平行线的中心投影 1 、空间点的中心投影 空间点的中心投影是一个确定的点。过一 个物点只能建立一条投射光线，在投影平面内 也只有一个交点。 2 、直线的中心投影 设L是与投影面相交的一条空间直线，过S作直线L的 平行线，与P面的交点为i，称i是该直线上无穷远点的像， 且称i i点为合点点为合点。直线L与投影面P的交点为t，称t t为迹点或 为
7、迹点或 二重点二重点，则it直线L的中心投影或称为直线L的像。因而，空 间直线与投影面相交时，其中心投影为一线段。 3 、线段的中心投影 若直线L上有线段AB，那么，AB的中心投影也必 定在it，根据中心投影三点共线的原则，由投影中心作 直线SA、SB交线段it得点a、b，那么线段ab为线段AB的 中心投影。 4、平行线的中心投影 若有一组平行于L的空间直线L1，L2。，显然这 组平行线的无穷远点的构像仍然是投影面上的合点合点i i，因 此，平行线组L1，L2在投影面P上的中心投影，乃是以 合点合点i i与各平行线相应迹点迹点的连线连线所组成的辐射直线束 it1，it2.it. 已知 E 平面
8、上有 A 点，在像平面上作对应的像 a P T T S AT1 i 作图步骤： 1）找迹点T1 2）找主合点i 3）连T1i与SA， 交点为a 中 心 投 影 作 图 主合点 迹点 a v v E E P T T v v V V S hi hi W ho ho hc hc Es J i N n O o C c 3-3 航摄像片上重要点、线、面 像片倾角:摄影方向线与主垂线夹角 （两平面的夹角）。 透视变换中的特殊点、线、面 o：像主点 E E P P T T T T v v v v V V V V S h h i i h h i i WW hoho hoho h h c c h h c c E
9、sEs J J i i N N n n OO o o C C c c E：水平的 地面 P：倾斜像片平面 投影 中心 SoO：摄影机轴 （摄影方向） O：地主点 透视轴：将像片平面扩大与地平面相交的迹线 TT称为透视轴 E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho hoho hchc hchc EsEs J J i i N N n n OO o o C C c c V V V V 航摄像片倾角:两平面的夹角成为像片倾角。 透视轴 透视变换中的特殊点、线、面（续） T T T T 透视变换中的特殊点、线、面（续） 像底点：铅垂射线SN与像平面 的交点n称为像
10、底点。 倾角的平分线 与像平面的交点c ，称为等角点。在 地面上的透视对应 点以C表示。 等角点： J J 地底点：像底点n在地面上的透 视对应点N称为地底点。 E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho hoho hchc hchc EsEs i i N N n n OO o o C C c c V V V V T T T T 透视变换中的特殊点、线、面（续） E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho hoho hchc hchc EsEs i i N N n n OO o o C C c c E E J J
11、主垂面：包含摄影机轴SoO的铅垂面W，称为主垂面。 V V V V 主纵线：主垂面与像平面的交线vv称为主纵线。 摄影方向线：主垂面与地平面的交线VV称为摄影方向线 摄影方向线 主垂面 主纵线 T T T T 透视变换中的特殊点、线、面（续） 像水平线：在像片上与主纵线vv正交的直线hihi称像水 平线。 主横线：通过像主点o的水平线h0h0称为主横线。 等比线：通过等角点c的水平线hchc称为。 E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho hoho hchc hchc EsEs i i N N n n OO o o C C c c E E J J V
12、V V V 像水平线 主横线 等比线 T T T T 透视变换中的特殊点、线、面（续） i i 合面：过投影中心S作平行于地面E的平面Es称为合 面（或像地平面）。 主合点：合线hihi与主纵线vv的交点i称为主合点。在 合线上的其他点，通称合点。 主遁点：过 投影中心S 在主垂面W 内作像平面 P的平行线 SJ，与摄影 方向线的交 点J称为主 遁点。 E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho hoho hchc hchc EsEs N N n n OO o o C C c c E E J J V V V V 合线：合面Es与像片平面P的交线hihi称
13、为合线。 T T T T 主 遁 点 合面 合线 主合点 重要的点重要的点、线线、面小结面小结 地面E 像片平面P 主垂面W： 合面Es： E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho hoho hchc hchc EsEs J J i i N N n n OO o o C C c c V V V V T T T T 地面E 像片平面P 主垂面W 合面Es 4面： i i 摄影中心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 E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho h
14、oho hchc hchc EsEs N N n n OO o o C C c c V V V V J J 9点：重要的点重要的点、线线、面小结面小结 T T T T 摄影 中 心S 迹线TT(透视轴) 主光轴SoO 主垂线SnN 摄影方向线 VV 主纵线vv 等角线ScC 主合线hihi 主横线hoho 等比线hchc 重要的点重要的点、线线、面小结面小结 i i E E P P v v v v S h h i i h h i i WW hoho hoho hchc hchc EsEs N N n n OO o o C C c c J JV V V V 9线： T T T T 面： 地面E
15、像片面P 主垂面W 真水平面Es合面 线： 迹线TT 主光线SoO 主垂线SnN 摄影方向线VV 主纵线vv 等角线ScC 主合线hihi 主横线hoho 等比线hchc 重 要 的 点 线 面 点： 摄影中心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 重 要 点 线 的 数 学 关 系 E P T T v v V V S W J i N n O o C c 底点特性 铅垂线在像平面 上的构像位于以 像底点n为辐射 中心的相应辐射 线上N n 重 要 的 点 线 特 征 底点特性: 铅垂线在像平面上 的构像位于以像底 点n为辐射中心的相 应辐射线上.
16、 S A0 a a0 An N 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， 保持着方向角相 等 C c 重 要 的 点 线 特 征 等比线特性 等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例 尺，不受像片倾斜影响 重 要 的 点 线 特 征 已知 E 平面上有 AB 直线，在像平面上作对应的像 ab P T T S i 作图步骤： 1）找迹点T1 2）找合点i1 3）连T1i1与SA， 交点为a 4）连T1i1与SB， 交点为b 5）a与b 连线 中 心 投 影 作 图 主合点 迹点 a v v E hi hi A B i1 b T1 已知垂直物面的空间直线 AB，在像平面上作对应的像 ab P
