单张像片解析

基本知识

1.航向重叠

  • 同一航线内相邻像片有一定的影像重叠

2.旁向重叠

  • 相邻航线也有一定的重叠

3.航迹角

  • 实际航线与设计航线的夹角

4.像片倾角

  • 航空摄影机主光轴与铅垂线的夹角
  • 摄影方向线与主垂线夹角
  • 竖直摄影像片倾角小于2-3度
  • 倾斜摄影像片倾角大于3度

5.航摄比例尺

  • 像片上的线段l与地面上相应的水平距L之比

  • 在像片倾角很小 地形起伏不大时，H取平均航高，可以看成是像片的概略比例尺

  • 一般摄影条件下，不存在整张像片的统一比例尺。摄影航摄像片上比例尺处处不相等

6.航高

  • 摄影航高

    相当于摄区平均高程面的高度

  • 相对航高

    航摄仪物镜中心在摄影瞬间相当于某一基准面的高度

  • 绝对航高

    航摄仪物镜中心S在摄影瞬间相当于大地水准面的高度

    H绝对=h平均+H~相对~

7.摄影基线

  • 航线方向相邻两摄站点的空间距离

单张像片特殊的点线面

1.焦距

  • 物镜到焦点的距离

2.主距

  • 物镜后节点到像平面的距离
  • 航高相当于主距很大，近似于无穷远成像，所以主距约等于物镜焦距

3.特殊的点线面

  • 主垂面

    包含摄影机轴SoO的铅垂面W，称为主垂面

  • 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称为摄影方向线

  • 像底点

    铅垂射线SN与像平面的交点n称为像底点。

  • 地底点

    像底点n在地面上的透视对应点N称为地底点。

  • 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

常用坐标系

像方坐标系

1.像平面坐标系(右手系)

  • 以像主点为坐标原点，坐标轴分别与框标连线平行
  • 表示像点在像平面内位置的平面直角坐标系

2.像空间坐标系(右手系)(x,y-f)

  • 摄影中心为坐标原点
  • z轴与主光轴重合

  • x,y轴与像平面坐标系x,y轴平行

  • 表示像点在像方空间位置的空间直角坐标系

3.像空间辅助坐标系(右手系)(X,Y,Z)

  • 各像片的像空间坐标系不统一，给计算带来了困难，为此，建立一种相对同一的坐标系

  • 摄影中心为坐标原点

  • Z轴为铅锤方向，X轴为航向方向
  • 第一张像片的像空间坐标系
  • X轴为摄影基线方向 XZ平面为摄影基线及左片主光轴构成的面

物方坐标系

1.摄影测量坐标系(右手系)

  • 像空间辅助坐标系沿着Z轴反向无限延伸到地面上的点为坐标原点

2.地面测量坐标系(左手系)

  • Z轴：沿铅垂线
  • X轴：中央子午线
  • Y轴：赤道
  • 为国家统一坐标系，平面坐标为高斯-克吕格3度带或6度带投影(1980西安坐标系)，高程为1985黄海高程系

3.地面摄影测量坐标系(右手系)

  • 原点为地面某一控制点
  • Z轴与地面测量坐标系的Z轴平行
  • X轴与航线一致
  • 摄影测量坐标系采用的是右手系，地面测量坐标系采用的是左手系，这给摄影测量坐标到地面测量坐标系的转换带来了困难，为此，在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系，称为地面摄影测量坐标系

像片的内外方位元素

  • 像片的方位元素

    确定航空摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态，描述位置和姿态的参数

内方位元素

内方位元素一般已知

  • 恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束
  • 描述摄影中心与像片之间相关位置的参数
  • 主距==f==像片框标坐标系的坐标x,y

外方位元素

  • 确定摄影时==像空间坐标系==在==地面摄影测量坐标系==中位置和方向的元素

  • 确定摄影光束空间姿态

  • 外方位线元素：

    确定像空系的==原点S==在地摄系中的坐标

  • 外方位角元素(三次旋转)：

    确定像空系==三轴==在地摄系中的方向

中心投影构像方程

投影

  • 航摄像片为中心投影
  • 地形图为正射投影

共线条件方程

  • 在理想情况，摄影瞬间==像点== ==投影中心== ==物点==位于同一条直线上，描述这三点共线的数学表达式称之为共线条件方程
  • 已知==地面点==坐标可以和==内外方位元素==可以求得==像点坐==标
  • 已知==像点==坐标和==内外方位元素不能==求得==地面点==坐标
  • 地面点坐标有==3个==未知数而像点坐标只有==2个==未知数

应用

  • 求解外方位元素
  • 计算像点位置
  • 求解地面点坐标
  • 前方交会
  • 后方交会
  • 光束法

像点位移

定义

  • 像点位移：当像片倾斜 地面起伏时，地面点在航摄像片上的构像相当于理想情况下的构像所产生的位置差异
  • 方向偏差：从像片上某点作出的方向线与地面对应点画出的方向线的方位角不等，这种差异称为方向偏差

起因

地形起伏

特点：

  • 像底点的像点不存在像点位移
  • 在保持像片摄影比例尺不变时，地形起伏像点位移之值随航高增大而减小，因此采用长焦距摄影机以增大航高进行空中摄影是有利的
  • 因地形起伏引起的像点位移常称为像片上的投影差

像片倾斜

  • 单张像片后方交会

定义

利用==3个==及以上的地面控制点及其在像片上的像点，确定一张像片==外方位元素==的方法

作用

求解外方位元素

原理

共线条件方程

要求

  • 至少三个不在同一直线上的地面控制点