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1、立体测图基础,1,学习幻灯,内容安排,一、立体视觉原理 二、像对的立体观察 三、立体像对的相对定向与模型的绝对定向 四、像点的坐标获取,2,学习幻灯,立体测试游戏,游戏方法： 在作业本上画出一个半径在0.5cm左右的圆圈，平放作业本在自己面前，保持双眼与圆圈间的直线距离在15cm20cm处，右手执笔做如下运动： 仅睁开一只眼睛，从笔尖离纸面约不低于5cm处，垂直落下，尽量将笔尖落入自己所画圆圈中，一般做十次。最后数出落入圆圈中落点的个数。 旁边再画出一个圆圈，此时，睁开双眼时，再在此圆圈中做上述运动，然后计出落点个数，两次结果进行比较。,3,学习幻灯,一、立体视觉原理,人眼基本构造,视网膜上大
2、约有108个杆状细胞，直径2mm； 6.5106个锥状细胞，直径28mm,4,学习幻灯,一、立体视觉原理,人眼感知过程,来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞（物理过程）使其感光（生理过程），通过视神经纤维传至后大脑视觉中心，经记忆加入已有的概念与经验（心理过程），从而形成感知,5,学习幻灯,一、立体视觉原理,人眼分辨力,单眼能够判别最小物体的能力称单眼分辨力 用单眼所能观察出两点间的最小距离称第一分辨力 用单眼所能观察出两平行线间的最小距离称第二分辨力,双眼观察精度比单眼提高,6,学习幻灯,一、立体视觉原理,人眼立体视觉,人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的立
3、体视觉,7,学习幻灯,一、立体视觉原理,人眼的观察能力,交会角 r 眼基线 br 视距 L 生理视差 眼主距 fr,当人眼观察50m处景物时，设双眼观察的分辨力为30，人眼基线长65mm,人眼主距17mm,则dL=5.6m,人眼分辨远近物点的极限距离,8,学习幻灯,一、立体视觉原理,人造立体视觉的产生,A,B,9,学习幻灯,一、立体视觉原理,立体像对 分像条件 两像片上相同景物（同名像点）的连线 与眼基线应大致平行 两像片的比例尺应相近（差别15）,人造立体观察的条件,10,学习幻灯,立体效应,A,立体模型与实物相似,立体模型与实物相反 (正立体效应基础上左右像片旋转180),零立体：起伏的视
4、模型变平(正立体效应基础上左右像片旋转90),11,学习幻灯,二、像对的立体观察,像对的立体观察方法,立体镜观察 桥式立体镜 在一个桥架上安置两个相同的简单透镜 透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距,12,学习幻灯,二、像对的立体观察,立体镜观察 反光立体镜 扩大眼基距，可对大像幅进行立体观察,像对的立体观察方法,13,学习幻灯,二、像对的立体观察,1、像对立体观察的条件,1）使用的必须是立体像对,2）必须分像,3）保证两视线在同一视平面内,2、像对立体观察的分像方法,1）像对立体观察的工具,14,学习幻灯,二、像对的立体观察,叠映影像立体观察 互补色法 在投影器中插入互补色滤光片
5、（品红色、蓝绿色） 观测者双眼分别带上同色镜片,像对的立体观察方法,15,学习幻灯,16,学习幻灯,二、像对的立体观察,像对的立体观察方法,叠映影像立体观察 光闸法 在两投影光路中各安装一光闸 （一个打开、一个关闭） 观测者双眼分别带上与投影器 光闸同步的光闸眼镜 光闸起闭频率10Hz,17,学习幻灯,二、像对的立体观察,叠映影像立体观察 偏振光法 在两投影光路中安装两块偏振 平面互成90的起偏镜 观测者带上一副检偏镜 镜片与起偏镜相同 左右偏振平面相互垂直,像对的立体观察方法,18,学习幻灯,二、像对的立体观察,双目镜观测光路的立体观察 通过双筒望远镜观察 每个望远镜像面有一固定的测标 像片
6、可在两个相互垂直方向共同移动，也可一张像片相对于另一张像片移动 可以分别对左右像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放大倍率可调节,像对的立体观察方法,19,学习幻灯,二、像对的立体观察,像对的立体观察方法,20,学习幻灯,三、 立体像对的相对定向,像片外方位元素： Xs1，Ys1，Zs1，j1，w1，k1 Xs2，Ys2，Zs2，j2，w2，k2,描述立体像对中两张像片相对位置和姿态关系的参数,21,学习幻灯,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,j,w,k,连续法相对定向元素： By ， Bz ，j，w，k,连续法相对定向元素,22,学习幻灯,单独法相对定向元素,j
7、2,单独法相对定向元素： j1 ， k1 ，j2，w2，k2,j1,在以左摄影中心为原点、左主核面为 XZ 平面、摄影基线为 X 轴的右手空间直角坐标系中，左右像片的相对方位元素,w2,k2,k1,23,学习幻灯,三、模型的绝对定向,描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数 通过将相对定向模型进行缩放、平移和旋转，使其达到绝对位置,24,学习幻灯,绝对定向公式,绝对定向元素： ，X0 ， Y0 ， Z0 ， ，,25,学习幻灯,四、像点坐标的获取,立体量测原理,26,学习幻灯,四、像点坐标的获取,双像立体测图：利用一个立体像对重建立体几何模型，量测该几何模型，绘制地形图。,27,学习幻灯,
8、四、像点坐标的获取,立体量测原理,左右像片同名像点的坐标量测值为(xa,ya)，( xa,ya ) 左右视差 p xa xa 上下视差 q= ya ya,28,学习幻灯,四、像点坐标的获取,Steko 1818 型立体坐标量测仪,29,学习幻灯,立体坐标量测步骤,仪器归零：各个手轮应放在零读数(x0，y0，p0，q0)位置上，左、右测标分别对准左、右像片盘的中心即仪器坐标系与像片坐标系重合 像片定向：移动X手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片上的x轴向运动，若测标不在x轴向上，则需要用螺旋旋转像片，使测标保持在x轴上移动 像点量测：移动X，Y，p，q手轮，使测标立体切准量测像点，并记下相应读数
9、鼓上的读数 x，y，p，q 坐标计算： xa=x-x0, ya=y-y0; xa=xa-(p-p0), ya=ya-(q-q0 ),30,学习幻灯,31,学习幻灯,四、像点坐标的获取,PSK-2精密立体坐标量测仪,32,学习幻灯,四、像点坐标的获取,BC2解析测图仪,33,学习幻灯,四、像点坐标的获取,数字摄影测量工作站,34,学习幻灯,四、像点坐标的获取,光学框标,机械框标,35,学习幻灯,解析内定向,利用平面相似变换，将像片架坐标变换为以像主点为原点的像平面坐标,x,y,正形变换,仿射变换,双线性变换,x,y,36,学习幻灯,内定向计算过程,1、获取框标点的理论坐标,2、选用合适的变换模型
10、,3、建立误差方程,4、建立法方程并解算,5、由变换参数计算像点坐标,37,学习幻灯,像点坐标计算,正形变换,仿射变换,双线性变换,38,学习幻灯,像片系统误差源,摄影机的系统误差 底片变形 航摄飞机带来的系统误差 大气折光误差 地球曲率的影响 摄影处理与底片复制中的系统误差 观测系统误差,像片误差源,39,学习幻灯,像片系统误差预改正（摄影材料变形）,四个框标位于像片的四个角隅时可用仿射变换,四个框标位于像片的中央时可用比例缩放,Lx,Ly为框标距的理论值 lx,ly为框标距的量测值 x,y为像点坐标的量测值 x,y 为像点坐标的改正值,40,学习幻灯,像片系统误差预改正（摄影机物镜畸变差）
11、,摄影机鉴定时提供物镜畸变差参数,摄影机鉴定时提供各向径物镜畸变差值,k0、k1、k2、k3为物镜畸变差改正系数 r为畸变差,41,学习幻灯,像片系统误差预改正（大气折光差改正）,大气折光引起像点在径向的变形,大气折光引起像点在坐标向的变形,r 为像点误差改正数 r 为向径 rf 为折光差角,42,学习幻灯,像片系统误差预改正（地球曲率）,地球曲率引起像点在径向的变形,地球曲率引起像点在坐标向的变形,r 为像点误差改正数 r 为向径 R 为地球曲率半径,43,学习幻灯,像片系统误差预改正,内定向并经系统误差预改正后的像点坐标,内定向,镜头畸变,大气折光,地球曲率,44,学习幻灯,实验与讨论,1 像对立体观察产生立体感觉的原因是什么？ 2 看一张航空像片能否看出立体？ 3 像对立体观察的条件是什么？ 4 如何实现正立体反立体,正立体零立体，其原因是什么？,45,学习幻灯,
