立體測(cè)圖基礎(chǔ)

授課人：邱志偉內(nèi)容安排一、立體視覺原理二、像對(duì)的立體觀察三、立體像對(duì)的相對(duì)定向與模型的絕對(duì)定向四、像點(diǎn)的坐標(biāo)獲取立體測(cè)試游戲游戲方法：

在作業(yè)本上畫出一個(gè)半徑在0.5cm左右的圓圈，平放作業(yè)本在自己面前，保持雙眼與圓圈間的直線距離在15cm~20cm處，右手執(zhí)筆做如下運(yùn)動(dòng)：僅睜開一只眼睛，從筆尖離紙面約不低于5cm處，垂直落下，盡量將筆尖落入自己所畫圓圈中，一般做十次。最后數(shù)出落入圓圈中落點(diǎn)的個(gè)數(shù)。旁邊再畫出一個(gè)圓圈，此時(shí)，睜開雙眼時(shí)，再在此圓圈中做上述運(yùn)動(dòng)，然后計(jì)出落點(diǎn)個(gè)數(shù)，兩次結(jié)果進(jìn)行比較。一、立體視覺原理人眼基本構(gòu)造視網(wǎng)膜上大約有108個(gè)桿狀細(xì)胞，直徑2mm；6.5×106個(gè)錐狀細(xì)胞，直徑2~8mm一、立體視覺原理人眼感知過程來自物體的光刺激視網(wǎng)膜的桿狀和錐狀細(xì)胞（物理過程）使其感光（生理過程），通過視神經(jīng)纖維傳至后大腦視覺中心，經(jīng)記憶加入已有的概念與經(jīng)驗(yàn)（心理過程），從而形成感知一、立體視覺原理人眼分辨力單眼能夠判別最小物體的能力稱單眼分辨力用單眼所能觀察出兩點(diǎn)間的最小距離稱第一分辨力用單眼所能觀察出兩平行線間的最小距離稱第二分辨力雙眼觀察精度比單眼提高一、立體視覺原理人眼立體視覺人用雙眼觀察景物可判斷其遠(yuǎn)近，得到景物的立體效應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為人眼的立體視覺一、立體視覺原理人眼的觀察能力交會(huì)角r眼基線br視距L生理視差σ眼主距fr當(dāng)人眼觀察50m處景物時(shí)，設(shè)雙眼觀察的分辨力為30〞，人眼基線長65mm,人眼主距17mm,則dL=5.6m人眼分辨遠(yuǎn)近物點(diǎn)的極限距離一、立體視覺原理人造立體視覺的產(chǎn)生

P

P’

a

b

a’

b’

A

B左眼右眼一、立體視覺原理

立體像對(duì)分像條件兩像片上相同景物（同名像點(diǎn)）的連線與眼基線應(yīng)大致平行兩像片的比例尺應(yīng)相近（差別<15％）人造立體觀察的條件

立體效應(yīng)AP1S1S2b1a1b2a2BP2正立體BP2P1S1S2b2a2b1a1A反立體S1a1P1P2S2b1b2a2BA反立體立體模型與實(shí)物相似立體模型與實(shí)物相反(正立體效應(yīng)基礎(chǔ)上左右像片旋轉(zhuǎn)180°)零立體：起伏的視模型變平(正立體效應(yīng)基礎(chǔ)上左右像片旋轉(zhuǎn)90°)二、像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察方法立體鏡觀察橋式立體鏡在一個(gè)橋架上安置兩個(gè)相同的簡單透鏡透鏡光軸平行，間距約為眼基距，高度等于透鏡主距

二、像對(duì)的立體觀察立體鏡觀察反光立體鏡

擴(kuò)大眼基距，可對(duì)大像幅進(jìn)行立體觀察像對(duì)的立體觀察方法二、像對(duì)的立體觀察1、像對(duì)立體觀察的條件1）使用的必須是立體像對(duì)2）必須分像3）保證兩視線在同一視平面內(nèi)2、像對(duì)立體觀察的分像方法1）像對(duì)立體觀察的工具二、像對(duì)的立體觀察疊映影像立體觀察

互補(bǔ)色法

在投影器中插入互補(bǔ)色濾光片（品紅色、藍(lán)綠色）觀測(cè)者雙眼分別帶上同色鏡片

像對(duì)的立體觀察方法二、像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察方法疊映影像立體觀察光閘法

在兩投影光路中各安裝一光閘（一個(gè)打開、一個(gè)關(guān)閉）觀測(cè)者雙眼分別帶上與投影器光閘同步的光閘眼鏡光閘起閉頻率>10Hz二、像對(duì)的立體觀察疊映影像立體觀察偏振光法

在兩投影光路中安裝兩塊偏振平面互成90°的起偏鏡觀測(cè)者帶上一副檢偏鏡鏡片與起偏鏡相同左右偏振平面相互垂直像對(duì)的立體觀察方法二、像對(duì)的立體觀察雙目鏡觀測(cè)光路的立體觀察

通過雙筒望遠(yuǎn)鏡觀察每個(gè)望遠(yuǎn)鏡像面有一固定的測(cè)標(biāo)像片可在兩個(gè)相互垂直方向共同移動(dòng)，也可一張像片相對(duì)于另一張像片移動(dòng)可以分別對(duì)左右像片進(jìn)行調(diào)焦、亮度調(diào)節(jié)及必要旋轉(zhuǎn)，觀測(cè)系統(tǒng)放大倍率可調(diào)節(jié)像對(duì)的立體觀察方法二、像對(duì)的立體觀察像對(duì)的立體觀察方法三、立體像對(duì)的相對(duì)定向XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2像片外方位元素：Xs1，Ys1，Zs1，j1，w1，k1Xs2，Ys2，Zs2，j2，w2，k2描述立體像對(duì)中兩張像片相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系的參數(shù)以左像空間坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，右像片相對(duì)于左像片的相對(duì)方位元素X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByjwk連續(xù)法相對(duì)定向元素：By，

Bz，j，w，k連續(xù)法相對(duì)定向元素單獨(dú)法相對(duì)定向元素j2單獨(dú)法相對(duì)定向元素：j1

，

k1，j2，w2，k2j1X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左攝影中心為原點(diǎn)、左主核面為XZ平面、攝影基線為X軸的右手空間直角坐標(biāo)系中，左右像片的相對(duì)方位元素w2k2k1三、模型的絕對(duì)定向描述立體像對(duì)在攝影瞬間的絕對(duì)位置和姿態(tài)的參數(shù)通過將相對(duì)定向模型進(jìn)行縮放、平移和旋轉(zhuǎn)，使其達(dá)到絕對(duì)位置MZtpYtpXtpX0Y0Z0絕對(duì)定向公式PYpXpAZp絕對(duì)定向元素：，X0，

Y0，

Z0，，，四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取立體量測(cè)原理aA’A”a’AS1S2四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取雙像立體測(cè)圖：利用一個(gè)立體像對(duì)重建立體幾何模型，量測(cè)該幾何模型，繪制地形圖。四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取立體量測(cè)原理左右像片同名像點(diǎn)的坐標(biāo)量測(cè)值為(xa,ya)，(xa’,ya’)左右視差p＝xa–xa’上下視差q=ya–ya’四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取Steko1818型立體坐標(biāo)量測(cè)儀X手輪x讀數(shù)鼓Y手輪上下視差環(huán)左右視差手輪上下視差（q）讀數(shù)鼓左右視差（p）讀數(shù)鼓立體坐標(biāo)量測(cè)步驟儀器歸零：各個(gè)手輪應(yīng)放在零讀數(shù)(x0，y0，p0，q0)位置上，左、右測(cè)標(biāo)分別對(duì)準(zhǔn)左、右像片盤的中心即儀器坐標(biāo)系與像片坐標(biāo)系重合

像片定向：移動(dòng)X手輪，單眼觀察測(cè)標(biāo)的移動(dòng)看是否沿像片上的x軸向運(yùn)動(dòng)，若測(cè)標(biāo)不在x軸向上，則需要用螺旋旋轉(zhuǎn)像片，使測(cè)標(biāo)保持在x軸上移動(dòng)像點(diǎn)量測(cè)：移動(dòng)X，Y，p，q手輪，使測(cè)標(biāo)立體切準(zhǔn)量測(cè)像點(diǎn)，并記下相應(yīng)讀數(shù)鼓上的讀數(shù)

x，y，p，q坐標(biāo)計(jì)算：xa=x-x0,

ya=y-y0;

xa’=xa-(p-p0),

ya’=ya-(q-q0)四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取PSK-2精密立體坐標(biāo)量測(cè)儀四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取BC2解析測(cè)圖儀四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站四、像點(diǎn)坐標(biāo)的獲取光學(xué)框標(biāo)機(jī)械框標(biāo)解析內(nèi)定向利用平面相似變換，將像片架坐標(biāo)變換為以像主點(diǎn)為原點(diǎn)的像平面坐標(biāo)xy正形變換仿射變換雙線性變換x’y’內(nèi)定向計(jì)算過程1、獲取框標(biāo)點(diǎn)的理論坐標(biāo)2、選用合適的變換模型3、建立誤差方程4、建立法方程并解算5、由變換參數(shù)計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)像點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算正形變換仿射變換雙線性變換xyx’y’像片系統(tǒng)誤差源攝影機(jī)的系統(tǒng)誤差底片變形航攝飛機(jī)帶來的系統(tǒng)誤差大氣折光誤差地球曲率的影響攝影處理與底片復(fù)制中的系統(tǒng)誤差觀測(cè)系統(tǒng)誤差像片誤差源像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（攝影材料變形）四個(gè)框標(biāo)位于像片的四個(gè)角隅時(shí)可用仿射變換四個(gè)框標(biāo)位于像片的中央時(shí)可用比例縮放Lx,Ly為框標(biāo)距的理論值lx,ly為框標(biāo)距的量測(cè)值x’,y’為像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè)值x,y

為像點(diǎn)坐標(biāo)的改正值像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（攝影機(jī)物鏡畸變差）攝影機(jī)鑒定時(shí)提供物鏡畸變差參數(shù)攝影機(jī)鑒定時(shí)提供各向徑物鏡畸變差值k0、k1、k2、k3為物鏡畸變差改正系數(shù)r為畸變差像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（大氣折光差改正）大氣折光引起像點(diǎn)在徑向的變形saAa’大氣折光引起像點(diǎn)在坐標(biāo)向的變形r為像點(diǎn)誤差改正數(shù)r為向徑rf為折光差角像片系統(tǒng)誤差預(yù)改正（地球