第四章立體觀察和立體量測引言：在攝影測量中廣泛應用立體觀察和立體量測，這不僅增強了辨認像點的能力，而且提高了量測的精度。立體攝影測量儀器都是在對像進行立體觀察的情況下作業(yè)的，儀器的觀察系統(tǒng)應具備人眼自然觀察的相應條件。第一節(jié)人眼立體視覺人眼是一個天然的光學系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復雜。瞳孔角膜虹膜水晶體視網(wǎng)膜網(wǎng)膜窩視神經(jīng)當人眼注視某物點時，視軸會自動地轉(zhuǎn)向該點，使該點成像在網(wǎng)膜窩中心，同時隨著物體離人眼的遠近自動改變水晶體的曲率，使物體在網(wǎng)膜上的構(gòu)像清晰。眼睛的這種本能稱為眼的調(diào)節(jié)。當雙眼觀察物體時，兩眼會本能地使物體的成像落于左右兩網(wǎng)膜窩中心，即視軸交會于所注視的物點上，這種本能稱為眼的交會。正常眼的最合適的視覺距離為明視距離，約為250mm。2、雙眼觀察

用一對眼睛同時觀察景物稱為雙眼觀察，在雙眼觀察下能感覺景物由遠景凹凸的視覺，稱為立體視覺。在兩眼觀察時，兩眼水晶體中心之間的距離稱為眼基線be，平均長度為65mm。當雙眼注視某一物體時，需要轉(zhuǎn)動頭部，使注視點相對于兩眼處于對稱位置，同時，兩眼球也各依眼球中心轉(zhuǎn)動，使兩眼的視線即水晶體中心與網(wǎng)膜窩中心的連線，正好對準注視點。兩眼視線總是相交與注視點上的性能叫做眼的交會本能。兩眼視線的交會角稱為交向角。注視點M到眼基線的距離L與交向角γ之間的關系：當角γ為小值時，上式可簡化為：L=be/γ眼的最適宜的交向角相當于L為明視距離下的情況，為13度~15度。由于網(wǎng)膜窩的視場角為1度左右，在注視點M的視場范圍內(nèi)設有另一點K，那么在兩眼的網(wǎng)膜窩處也將得到K的影像，k1,k2，于是在網(wǎng)膜窩處得到弧m1k1和m2k2,設點K和M于眼基線在同一個平面內(nèi)，弧m1k1和m2k2之差稱為生理視差σ，即σ=m1k1-m2k2以注視點構(gòu)像m1和m2為準，點k1和k2在注視點的左側(cè)時弧長取正號。若σ>0，表示點K較注視點M近一些。取△L/LM作為判斷點深度位移的相對誤差，要提高判斷能力：一是采取間接地增大眼基線二是使眼的生理視差的分辨率增大。攝影測量中，正是根據(jù)人眼的立體視覺，對同一個地區(qū)要在兩個不同攝站點上拍攝兩張像片，構(gòu)成一個立體像對，進行立體觀察與量測。那么，人的雙眼為什么能觀察景物的遠近呢？由于兩點在眼中構(gòu)像存在著生理視差σ，此種由交會角不同而引起的生理視差，通過人的大腦就能作出物體遠近的判斷。第二節(jié)人造立體視覺交向角從幾何上反映了空間景物的遠近；而另一方面它卻同時在雙眼內(nèi)產(chǎn)生了生理視差，經(jīng)大腦匯合作用形成一個物體空間的視覺反映。由此自然界立體視覺的過程可概括為：

空間物體---交向角差---生理視差---空間物體立體視覺，即空間物體立體視覺的形成主要在于雙眼網(wǎng)膜窩處生理視差的存在。根據(jù)這一原理，在P1與P2兩個位置上，用攝影機攝得同一景物的兩張像片，這兩張像片稱為立體像對。

人造立體視覺：空間景物在感光材料上構(gòu)像，再用人眼觀察構(gòu)像的像片產(chǎn)生生理視差；重建空間景物的立體視覺，所看到的空間景物稱為立體影像，產(chǎn)生的立體視覺稱為人造立體視覺。按照立體視覺原理，我們只要在一基線的兩端用攝影機獲取同一地物的一個像對，觀察中就能重現(xiàn)物體的空間景觀，測繪物體的三維坐標。這是攝影測量進行三維坐標測量的理論基礎。觀察人造立體的條件攝影測量中，人造立體的觀察必須滿足形成人造立體視覺的條件。歸納如下：1、由兩個不同攝站點攝取同一景物的一個立體像對。2、每只眼睛必須分別觀察像對中的一張像片。（分像條件）3、兩條同名像點的視線與眼基線應在一個平面內(nèi)，即同名射線對對相交。4、像片間的距離應與雙眼的交會角相適應。（比例尺接近）人造立體效能在使用中最常見的有兩種：正立體效能和反立體效能。立體觀察像對所獲得的人造立體效能，稱為視立體模型，與實物的凹凸遠近相同者稱為正立體效能，此時左眼觀察左像片，右眼觀察右像片，保持了直接觀察實物時生理視差的原有符號。立體觀察像對所獲得的視模型與實物的凹凸遠近正好相反者稱為反立體效能。1、立體觀測1.2立體鏡法立體鏡的主要作用是一只眼睛能清晰地只看一張像片的影像。

反光立體鏡：在兩眼的前面各放置一個凸透鏡，像片放在凸透鏡的焦面上，或約小于焦距，此時凸透鏡就具有投影中心的作用，凸透鏡到像片的垂距就是投影光束的主距，以fc表示。像片上構(gòu)像的投影光線經(jīng)凸透鏡后形成平行光線進入眼內(nèi)，而兩眼的視線也幾乎平行。這九相當于人們對自然界無窮遠處的觀察，眼睛輕松舒適，凝視本能和交向本能得以協(xié)調(diào)。1.2互補色法互補色法是利用互補色的特性達到分像視目的立體觀察。最常用的互補色為綠、品紅?；パa色法分像可采用互補色加法和互補色減法。1.2.1互補色加法互補色加法分像用于投影影像的立體觀察。原理：光線照射透明的左右像片，并使其影像疊印在同一個承影面上，然后通過某種方式使得觀察者左右眼分別只看到一張像片的影像，從而得到立體效應。常用的方法有互補色法、關閘法、偏振光法，液晶閃閉法。1.3偏振光法

在兩張影像的投影光路中，放置兩個偏振平面相互垂直的偏振器，在承影面上就能得到光波波動方向相互垂直的兩組偏振光影像。偏振光可用于彩色影像的立體觀察，獲得彩色的立體模型。2像對立體觀察的效果進行像對立體觀察時，在滿足上述條件的情況下，如果像片像對眼鏡安放的位置不同，可以得到不同的立體效果。即可能產(chǎn)生正立體、反立體和零立體效應。2.1正立體

正立體是指觀察立體像對時形成的與實地景物起伏相一致的立體感覺。2.2反立體

反立體是指觀察立體像對時產(chǎn)生的與實地景物起伏相反的一種感覺。2.3零立體像對立體觀察中形成的原景物起伏消失了的一種效應，稱為零立體效應。3像對的立體量測雙測標量測法

雙測標量測法，是用兩個刻有量測標記的測標放在兩張像片上，或放置在左右像片的觀察光路中，當立體觀測像片對時，左右兩個測標構(gòu)成一個空間測標，當左、右測標分別在左右像片的同名地物點上時，就構(gòu)成測標與該地物點相貼。此時，移動像片