第2章单张航摄像片解析

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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，不受像片倾斜影像。
中心投影构图
三个特殊的点：
合点：物面上无穷远点在像面上的构像 遁点：像面上无穷远点在物面上的对应点 迹点：像面与物面的交点（公共点）
根据像面、投影中心和物面三者之间的空间位置关 系，按照中心投影的规律，将物面或者像面上的 点、线或几何图形，表示在像面或物面上的工作 叫做透视变换的空间作图。
铅垂线
航摄像片
航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标。 航摄像片的大小为18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm。
机械框标
光学框标
摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离
P1
S1
B
P2 S2
E
B:摄影基线
像场：物镜焦面上中央成像清晰的范围
像 场 角
像场角：像场直径对物镜后节点的夹角
二、航摄像片与地形图的差别 三、中心投影透视变换作图
一、航空摄影与航摄像片的一般介绍 1、航空摄影
安装在航摄飞机上的航 摄仪从空中一定角度对 地面物体进行摄影，飞 行航线一般为东西方向， 要求航线相邻两张像片 应有60%左右的重叠度， 相邻航线的像片应有 30%左右的重叠度,航摄 机在摄影曝光的瞬间物 镜主光轴保持垂直地面。
1投影方式的不同：地形图为正射投影（即
垂直投影），航摄像片为中心投影。
C B c c
A
b a S 中心投影 C
a b 正射投影
B A
2航片存在两项误差：像片倾斜引起的像点 位移，地形起伏引起的像点位移
s a p A B b c A a
s
a0 b b0 p
C
E
B0
B
A0
当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对 于理想情况下的构像所产生的位置差异称像点位移
on f tg f sin H SJ iV sin Si ci
oc f tg

2
oi f ctg CN Htg
ON Htg

2
6透视变换中重要的点、线特性
底点的特性： 铅垂线在像面 上的构像位于 以点n为辐射中 心的相应辐射 线上
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
中心投影构图
已知E平面上有A点，在像平面上作对应的像a
P 主合点 S T v T1 A E i
a
v
1）找迹点 2）找主合点i 3）连T1i与SA， 交点为a
T
迹点
已知E平面上有AB直线，在像平面上作对应的像ab hi P 1）找迹点 2）找合点i1 3）连T1i1与SA, 交点为a， 连T1i1与SB， 交点为b V B T A
S
S
Z
以测绘地形为目的的空中摄影多采用竖直摄影方 式，要求航摄机在曝光的瞬问物镜主光轴保持
垂直于地面。
竖直摄影：实际上，由于飞机的稳定性和摄影操
作的技能限制，摄影瞬间摄影机的主光轴近似与 地面垂直，按规定要求微小偏离铅垂线的像片倾 角小于30，这种摄影方式称为竖直摄影。
A为像片倾角
A
摄影机主光轴
2b
常
宽
角：(视场角<75 )
角：(视场角＝75 ~100 )
。 。 。
。
特宽角：(视场角>100 )
航空摄影机的物镜焦距与像片主距近似相等。。
像片主距(摄影机主距)：物镜后节点到像主点 之间的垂距。 摄影物镜焦距：物镜后节点到焦点的距离。
2 重叠度
像片的重叠度，当相邻的两张相片拍摄景区有重叠时， 重叠部分占整张像片的比例。
v P
D
A v E B T
C
v T
v
p1
S1 S2
p2
p1 S1 E
P2
S2 E 正直像对
理想像对
7同名光线、同名像点、核线、核面
摄影基线
S1
S2
同名核线
a2 p2
同名像点
p1 a1 核面
A
核面：摄影基线与同一地面点发出的两条 同名光线组成的面 核线：核面与左右像片面的交线为同名核 线 同名像点：同一地面点发出的两条光线经 左右摄影中心在左右像片上构成的像点 称为同名像点 同名光线：同一地面点发出的两条光线称 同名光线
2平行投影：投射线相互平行的投影为平行投影。
斜投影
正射投影
投影射线 与投影平 面斜交
投影射线与 投影平面正 交
3 双心投影：两个投影中心和两个投影平面当作一个 整体，对同一个物体进行投影。
4 透视变换：将平面上的点、线作中心投影，在投影平面P上， 得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一投影关 系，成为透视变换。 hi P
航线弯曲：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不在一条直线上，而呈现为弯 弯曲曲的折线，称航线弯曲 。
a2

a1
像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
6像对：航向相邻两张像片组成一个像对
理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对 正直像对：相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对 竖直像对：相邻两像片不严格水平、摄影基线不水平组成 的像对
二
航摄像片与地形图
投 投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射 影 投影射线：投影的直线 方 投影平面：投影的几何面 式
地 1、图上任意两点间的距离与相应地面点 形 的水平距离之比为一常数，等于图比 图 例尺 的 特 2、图上任意一点引画的两条方向线间的 点 夹角等于地面上对应的水平角
•航摄像片与地形图的区别
Es
S
hc T J n (V) v N T
ho
o
v i hi W
c
ho hcC
O
(V) E
过投影点中心作物面上一直线的平 行线和像平面的交点称为合点。
5透视变换中的重要点、线、面 面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es 线：基本方向线VV、主纵线vv、主光轴SoO、主垂线SnN、等角线 ScC、合线hihi、主横线hoho、等比线hchc、迹线TT 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
mk mb
1万 2万 3 万 5万 10万 4.5万 6.7万 6.3万 9.4万
测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺 测绘中比例尺地形图时，航摄比例尺略大或接近测图比例尺
测绘大比例尺地形图时，航摄比例尺小于测图比例尺
另外，测量规范还规定同一航带内最大航高与最小航高之差不得大 于30m；摄影区域内实际航高与设计航高之差不得大于50m。
《摄影测量学》
第2 章
单张航摄像片解析
薛建华
像片解析就是用数学分析的方法，研 究被摄物体在航摄像片上的成像规 律，像片上影像与所摄物体之间的 数学关系，从而建立像点与物点的 关系式。其目的是根据像片上的影 像，采用解析方法或者图解的方式， 获取被摄物体的空间坐标或地物的 几何图形。
主要内容
一、航空摄影与航摄像片的一般介绍
伏，所以摄影比例尺处处不等。
3摄影比例尺：摄影像片当作水平像片，地面 取平均高程时，航摄像片上一线段为l与地 面上相应线段的水平距L之比。
S a f P
1 l f m L H
f为摄影机主距，H为航高， 平均高程面的航摄高度
H
A
E
航摄比例尺与成图比例尺
mb c mk
mb：为航摄比例尺分母 mk：为成图比例尺分母
航向重叠度：航线相邻两张像片的重叠度
1 2 3
px
Lx
px px % Байду номын сангаас100 % Lx
旁向重叠度：相邻航线像片的重叠度
І-1 Ly py
Ⅱ-1
py py% 100 % Ly
摄影比例尺及其选择 严格地讲，摄影比例尺是指航摄像片上一 线段长为l与 地面上相应线段的水平距离L 之比。但由于摄影像片有倾角，地形有起
像片的重叠部分是立体观察和像片连接所必需的条件、在航向方向 必须要三张相邻像片有公共重叠影像，这一公共重叠部分称之为 三度重叠部分（如图所示，这是摄影测量选定控制点的要求。因 此，三度重叠中的1，3像片的重叠部分不能太小。因为像片最边 缘部分的影像，清晰度很差，会影响量测的精度。所以，一般情 况下要求航向重叠度最小不 能小于53％，旁向重叠度 不能小于15％。最好航向 保持在60％—65％，旁向 重叠度保持15％—30％。
3比例尺的不同：地图有统一比例尺，航片无 统一比例尺 4表示方法的不同：地图为线划图，航片为影 像图 5表示内容的不同：地图需要综合取舍 6几何上的不同：可组成像对立体观察
摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取 的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射 投影地形图
四、中心投影透视变换成图
S
T a
i v
i1 hi
T1
V E v
b
垂直物面的空间点、直线成像的作图 1）在E面上的垂足点B， 按E面上点的作图方式确定b 2） 连接nb 3） nb与SA的交点为a 4）ab为垂直E面上直线AB的像ab
v i
A v B a
P S
b
n
T
v v
E
T1 T
作业
作图表示与航摄像片有关的主要点、 线、面。正确标出相关字母，写出 相关名称。 画出竖直门球场在像片上的像。
1中心投影：投射线会聚于一点的投影称为中心投影。
投影中心
投影射线
投影平面
投影点
中心投影的特征
1 点的中心投影仍为一个点 2 线段的中心投影一般是线段，若线段所在直线通过固 定点S，则其中心投影为一点 3 相交线段的中心投影一般是相交线段， 特殊：a 一条直线 b 两条平行线 c 空间一组平行线的 中心投影是一平面线束，线束的顶点I叫合点，合点与 投影中心s的连线与该组平行线平行，合点是无穷远点 的中心投影 4 曲线的中心投影一般为曲线，若曲线所在的平面与投 影面垂直，则得一线段