1、1,用一組假想的直線將物體向幾何面投射稱為投影。其投影線稱為投影射線。投影的幾何面通常取平面稱為投影平面。在投影平面上得到的圖形稱為該物體在投影平面上的投影。 投影有中心投影與平行投影兩種，而平行投影中又有斜投影與正射投影之分。,中心投影和正射投影,2,1中心投影：投射線會聚于一點(diǎn)的投影稱為中心投影。,3,點(diǎn)的像仍是點(diǎn),直線的像一般仍是直線,若直線的延長線通過投影中心，則該直線的像是一個(gè)點(diǎn),中心投影的主要特性,4,2平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。,正攝投影:投影射線與投影平面成正交,斜投影:投影射線與投影平面成斜交,5,3 雙心投影：兩個(gè)投影中心和兩個(gè)投影平面當(dāng)作一個(gè) 整體，對同一

2、個(gè)物體進(jìn)行投影。,6,投影方式的不同：地形圖為正攝投影，航攝像片為中心投影,4、航攝像片與地形圖的區(qū)別,7,航片存在兩項(xiàng)誤差：地形起伏引起的像點(diǎn)位移，像片傾斜引起的像點(diǎn)位移,8,E,P0,b,a0,b0,H,H-h,h- 像點(diǎn)位移aa0、bb0 an=r a0n=r0,地面點(diǎn)高出基準(zhǔn)面時(shí)，像點(diǎn)背離像底點(diǎn)位移；地面點(diǎn)低于基準(zhǔn)面時(shí)，像點(diǎn)向像底點(diǎn)位移； 投影誤差大小與像點(diǎn)至像底點(diǎn)的距離和高查乘積成正比，與航高成反比。, 地形起伏引起的像點(diǎn)位移,9,h和高差成正比，高差為正時(shí)，像點(diǎn)背離像底點(diǎn)位移；高差為負(fù)時(shí)，像點(diǎn)向像底點(diǎn)位移。 當(dāng)r=0時(shí)， h=0，即像底點(diǎn)不因高差而產(chǎn)生投影誤差。 =0時(shí)， h=rh

3、/H，即水平相片因高差引起的投影誤差公式。, 傾斜相片的投影誤差,攝影測量與遙感吳景坤 P28：圖1-33,10,比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺,平坦地區(qū)水平像片比例尺,11,起伏地區(qū)水平像片比例尺,12,比例尺的不同：地圖有統(tǒng)一比例尺，航片無統(tǒng)一比例尺 表示方法的不同：地圖為線劃圖，航片為影像圖 表示內(nèi)容的不同：地圖需要綜合取舍 幾何上的不同：可組成像對立體觀察,13,14,4、像對：航向相鄰兩張像片組成一個(gè)像對理想像對：相鄰兩像片水平、攝影基線水平組成的像對正直像對：相鄰兩像片水平、攝影基線不水平組成的像對豎直像對：相鄰兩像片不嚴(yán)格水平、攝影基線不水平組成的像對,理想像對

4、,正直像對,15,透視變換中的重要點(diǎn)、線、面,透視變換：將平面上的點(diǎn)、線作中心投影，在投影平面P上，得到一一對應(yīng)的點(diǎn)、線，這種經(jīng)中心投影取得的一一投影關(guān)系，成為透視變換。,16,透視變換中的重要點(diǎn)、線、面 面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es 線：基本方向線VV、主縱線vv、主光軸SoO、主垂線SnN、等角線ScC、合線hihi、主橫線hoho、等比線hchc、跡線TT 點(diǎn)：攝影中心S、像主點(diǎn)o、地主點(diǎn)O、像底點(diǎn)n、地底點(diǎn)N、 等角點(diǎn)c、 地面等角點(diǎn)C、主合點(diǎn)i、主遁點(diǎn)J,hoho,hihi,hchc,17,透視變換中重要的點(diǎn)、線特性,底點(diǎn)的特性：鉛垂線在像面上的構(gòu)像位于以點(diǎn)n為輻射中

5、心的相應(yīng)輻射線上,18,等角點(diǎn)的特性：在傾斜像片和水平地面上，由等角點(diǎn)c和C所引出的一對透視對應(yīng)線無方向偏差，保持著方向角相等,19,等比線的特性：等比線的構(gòu)像比例尺等于水平像片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影像。,20,中心投影構(gòu)圖,已知E平面上有A點(diǎn)，在像平面上作對應(yīng)的像a,S,A,a,1）找跡點(diǎn) 2）找主合點(diǎn)i 3）連T1i與SA， 交點(diǎn)為a,21,22,23,像平面上的坐標(biāo)系：用來確定像點(diǎn)在像片上的位置 1、(框標(biāo)坐標(biāo)系p-xy),攝影測量常用坐標(biāo)系,原點(diǎn)：框標(biāo)連線交點(diǎn)P x軸：航向框標(biāo)連線方向 y軸：旁像框標(biāo)連線方向,24,2、像平面坐標(biāo)系 （O-xy） 原點(diǎn)：像主點(diǎn)o x、y軸：分別

6、平行于p-xy的坐標(biāo)軸 a(x,y),25,像平面直角坐標(biāo)系,26,像空間坐標(biāo)系（ S-xyz ） 原點(diǎn)：投影中心S x、y軸：分別平行于o-xy的坐標(biāo)軸 z軸：主光軸方向（os方向?yàn)檎?27, 像空間輔助坐標(biāo)系(S-XYZ),原點(diǎn)：投影中心S X、Y、Z軸：分別平行于地面攝影坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸,a（Xa,Ya,Za）,a,28, 地面攝影測量坐標(biāo)系（D-X,Y,Z） 原點(diǎn)：測區(qū)地面某點(diǎn)D X 軸：大致平行航線方向 Z 軸：鉛垂向上,A(X,Y,Z),29,地面測量坐標(biāo)系（TXtYtZt）:地面測量坐標(biāo)為國家統(tǒng)一坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)系為高斯-克呂格三度帶或六度帶1980西安坐標(biāo)系，高程坐標(biāo)系為198

7、5黃海高程系,為左手系。,30,31,方位元素：確定攝影時(shí)攝影物鏡（攝影中心） 、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù),攝影測量主要任務(wù)：根據(jù)像點(diǎn)解求地面點(diǎn)的空間位置（坐標(biāo)和高程），這需要知道攝影物鏡（投影中心）與像片面的相對位置，以及攝影瞬間攝影機(jī)的空間位置。,32,像片的內(nèi)方位元素：攝影物鏡與像片之間相互位 置的參數(shù),恢復(fù)內(nèi)方位元素可恢復(fù)攝影時(shí)的攝影光束,33,像片外方位元素：確定攝影瞬間攝影機(jī)或像片地 空間位置。,三個(gè)直線元素：描述攝影中心在地面空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(Xs、Ys、Zs)。 三個(gè)角元素(、)：表示攝影機(jī)軸相對空間坐標(biāo)的兩個(gè)角度和像片繞攝影方向旋轉(zhuǎn)的角度,34,1 像點(diǎn)的平面

8、坐標(biāo)變換,像點(diǎn)坐標(biāo)變換,原點(diǎn)相同而軸向不一致,35,坐標(biāo)原點(diǎn)不同時(shí),x0，y0:原點(diǎn)o在坐標(biāo)系P-xy中的坐標(biāo)值，即坐標(biāo)原點(diǎn)的平移量。,36,2 像點(diǎn)空間坐標(biāo)變換,R稱為旋轉(zhuǎn)矩陣，為正交矩陣，由三個(gè)獨(dú)立參數(shù)確定,SXYZ 為像空間輔助坐標(biāo)系 Sxyz為像空間坐標(biāo)系,37,正交變換矩陣的特點(diǎn),38,共線方程（中心投影的構(gòu)像方程）,共線條件:攝影時(shí)S,a,A三點(diǎn)共線,A-XYZ 任意選定的右手系 地面攝影測量坐標(biāo)系,與像空 間輔助坐標(biāo)系三軸平行 A 地面點(diǎn) S 投影中心 a 地面點(diǎn)A在像片上的構(gòu)像點(diǎn) S-XYZ 像空間輔助坐標(biāo)系 S-xyz 像空間坐標(biāo)系 XA,Y,A, ZAA在地面攝影測量 坐標(biāo)

9、系中的坐標(biāo) X,Y,Z a在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo) x,y,-f a在像空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo),39,共線條件方程,（x,y）像點(diǎn)的像平面坐標(biāo),（ XA,YA, ZA）物點(diǎn)的地面坐標(biāo),40,平坦地區(qū)的構(gòu)像方程 當(dāng)?shù)孛嫠綍r(shí)， 為常數(shù)。,上式為地面水平時(shí)構(gòu)像方程的一般形式，反映了像片平面和地平面（或物面）兩平面之間的中心投影構(gòu)像方程即中心投影的變換關(guān)系，又稱為透視變換公式。,41,求像底點(diǎn)坐標(biāo) 單像空間后方交會和多像空間前方交會 攝影測量中的數(shù)字投影基礎(chǔ) 航空影像模擬 光束法平差的基本數(shù)學(xué)模型 利用DEM制作數(shù)字正射影像圖 利用DEM進(jìn)行單張像片測圖,共線條件方程的應(yīng)用,42,求像底點(diǎn)坐標(biāo),43,像片仿真,已知 內(nèi)、外方位元素 地面點(diǎn)空間坐標(biāo) DEM DOM,44,單像測圖,已知 內(nèi)、外方位元素 像點(diǎn)坐標(biāo) DEM,45