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摄影测量学photogrammetry主要内容

中心投影的基本知识常用坐标系内外方位元素共线条件方程像点位移与方向偏差单张像片后方交会问题的引出

摄影测量是通过量测像片来获得地面目标的几何信息，这就要研究像片和地面之间的几何投影关系。Aa为什么相交？航空影像具有什么几何特点？1、投影[Projection]

一个空间点按一定方式在一个平面上的构像，叫做该空间点的投影。物点、像点、投射线、像面（承影面）物点投射线像面像点一、中心投影的基本知识2、平行投影与中心投影

投射线互相平行的投影，叫做平行投影。正射投影（垂直投影）一、中心投影的基本知识一、中心投影的基本知识ABCD地形图a0b0c0d0地形图在局部范围内是地面的正射投影！航摄像片？？2、平行投影与中心投影地形图是地面的什么投影？S投影中心－摄站

所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影，叫做中心投影(CentralProjection)。阴位：投影中心位于物和像之间。阳位：投影中心位于物和像同侧。SS一、中心投影的基本知识一、中心投影的基本知识SffABbab'a'阳位与阴位之间的关系及转换主距

如何将中心投影的航摄像片转化为垂直投影的地形图，就成为了航空摄影测量学的主要任务之一。一、中心投影的基本知识3、透视变换及其特殊的点、线、面一、中心投影的基本知识

两个平面之间的中心投影变换，称为透视变换。在透视变换的情况下，投影中心称为透视中心。TSP基本要素（S、P、T）主垂面（W）特殊面（3）：真水平面（G）遁面（R）TPWSGR3、透视变换及其特殊的点、线、面一、中心投影的基本知识3、透视变换及其特殊的点、线、面一、中心投影的基本知识T特殊线（8）：透视轴（tt）基本方向线（KV）主纵线（iV）灭线（kk）真水平线（gg）主垂线(SN)ttVNPWiggGRKkkS特殊点（9）：像主点（o）地主点（O）像底点（n）地底点（N）主灭点（K）主迹点（V）主合点（i）像等角点（c）地等角点（C）TttNPWiggGRKkkSoOhohocChchcnV主横线(hoho)等比线(hchc)SO：主光轴3、透视变换及其特殊的点、线、面一、中心投影的基本知识SA0aa0αAnN像底点特性: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.像底点特性3、透视变换及其特殊的点、线、面一、中心投影的基本知识像底点特性: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.SA0aa0αAnN

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3、透视变换及其特殊的点、线、面一、中心投影的基本知识TttNPWiggGRKkkSoOhohocChchcnV3、透视变换及其特殊的点、线、面一、中心投影的基本知识等比线的特性：等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，不受像片倾斜影响。？数学分析方法第一步：数学描述，建立坐标系第二步：建立关系方程AaoSf航摄像片是地面的中心投影。如何建立像点与地面点之间的关系？二、常用坐标系1、框标坐标系(o'-x'y')o'x'y'如何表示像点量测坐标？o'x'y'扫描坐标系(A－IJ)用于表示扫描后数字影像的量测象素坐标二、常用坐标系飞行方向1、框标坐标系(o'-x'y')o'x'y'

大地坐标系是指高斯平面坐标和高程所组成的左手空间系；描述地面点的空间位置；摄影测量的成果最终转化到该坐标系中。

2、大地坐标系

用于表示像点量测坐标。二、常用坐标系SO：主光轴二、常用坐标系SoAa3、像平面坐标系o-xy

表示像点在像平面内位置的平面直角坐标系。xyxy原点、轴向、作用o'x'y'yxoayx2D3D？SoAaxyxySyxyxa-fyxz4、像空间坐标系s-xyz

表示像点在像方空间位置的空间直角坐标系。xyz原点、轴向、作用(x,y,-f)(x,y,-f)O右手系？？左手系二、常用坐标系二、常用坐标系5、像空间辅助坐标系

S-XYZ

原点、轴向、作用像空间和物空间过渡性的坐标系；用于表示模型空间各点的位置，也可表示像点的空间位置。X轴大体上与航线方向或者反方向一致，Y、Z轴分别接近水平和铅垂。右手系SoAaxyxyxyzXZYXZYXZYXZYM二、常用坐标系原点、轴向、作用SoAaxyxyxyz6、地面摄影测量坐标系过渡性的地面坐标系统。Z轴铅垂的摄影测量坐标系为地面辅助坐标系。摄影测量成果都在地面辅助坐标系中表示。简称地辅系。二、常用坐标系物方坐标系像方坐标系AaoSf

构建多个坐标系的目的？多个坐标系间变换的关键？框标坐标系像空间坐标系像空辅坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量SoAaxyxyxyz关系？关系？已知地面摄影测量系已知XZY框标坐标系像空间坐标系像空辅坐标系关系？关系？内方位元素外方位元素三、方位元素三、方位元素确定投影中心对像片的相对位置的参数；?

内方位元素一般是已知的

注意?

x0，y0都为小值框标坐标系像空间坐标系内方位元素xyz1、内方位元素三、方位元素框标坐标系、像平面坐标系、像空间系之间的关系xyza在框标坐标系中的坐标为a在像空系中的坐标为1、内方位元素三、方位元素1、内方位元素每条摄影光线在像空系中有一个确定的方向。作用：1、像点的框标坐标系向像空系的改化；2、确定摄影光束的形状；SxyoaAzxy框标坐标系像空间坐标系像空辅坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量关系？关系？已知地面摄影测量系已知内方位元素外方位元素三、方位元素？？三、方位元素SoAaxyxyxyz

确定摄影时像空系在地面摄影测量系中位置和方向的元素叫做航摄像片的外方位元素。2、外方位元素三、方位元素2、外方位元素外方位线元素:确定像空系的原点S在地辅系中的坐标；外方位角元素:确定像空系三轴在地辅系中的方向。

确定像空系在地辅系中位置和方向所需要的元素。线元素角元素SoAaxyxyxyz确定像空系的原点S在地辅系中的坐标；外方位线元素三、方位元素2、外方位元素ZYX确定像空系三轴在地辅系中的方向。Soxyxyz外方位角元素三、方位元素2、外方位元素1)

2)3)系统

系统系统三、方位元素2、外方位元素-角元素旁向倾角航向倾角像片旋角oxyyxzSYXZoOMNh确定x，y轴在自身平面内的方向

确定z轴的方向S-X'Y'Z'S-XYZ第一次旋转xXYXYZS绕Y轴系统系统S-XYZ第二次旋转绕

X'轴xy’X'X'Y'Z'SZ''S-X'Y'Z'o系统绕

Z轴S-xyz第三次旋转ZX''YSxyyxzS-XYZYX''ozS-XYZS-xyzY-X-Z像空辅像空系

xOoyyxzSYXZoxMNh以Y为主轴的外方位角元素系统系统旋转矩阵S-X'Y'Z'S-XYZ绕Y轴第一次旋转旋转矩阵第二次旋转S-XYZ绕

X'轴S-X'Y'Z'系统绕

Z轴S-xyzS-XYZ旋转矩阵第三次旋转系统旋转矩阵系统a1=cosφcosκ-sinφsinωsinκa2=-cosφsinκ

–sinφsinωcosκa3=-sinφcosωb1=cosωsinκb2=cosωcosκb3=-sinωc1=sinφcosκ+cosφsinωsinκc2=-sinφsinκ

+cosφsinωcosκc3=cosφcosω

三、方位元素2、外方位元素-角元素

系统xyyxzSYXZoy'NOMEφh逆时针方向为正航向倾角,旁向倾角，

像片旋角，以X为主轴的外方位角元素三、方位元素2、外方位元素-角元素系统oyyxzSYXZoONXYx方位角A像片倾角像片旋角以Z为主轴的外方位角元素S-XYZZ-X-ZS-xyz地辅系

像空系

z小结正交矩阵

不同的转角系统所表示的旋转矩阵不同，但其值是相同的。原则：1）三个元素互相独立，故该三个元素不能位于同一行、同一列。（自乘和为1，不独立）2）尽量不在对角线上（不便于求解其它的方向余弦）。框标坐标系像空间坐标系像空辅坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量关系？关系？已知地面摄影测量系已知内方位元素外方位元素线元素：角元素：内方位元素3个，外方位元素6个。三、方位元素