摄影测量学第三章单张航摄像片解析
• (2)投影面倾斜 对于垂直投影，投影面总是水平的， 图上各部分的比例尺是统一的。对于中心投影，投 影面倾斜时，象片各部分的比例尺就不一样，如图 所示。地面上A、B、C三点距离相等，在倾斜的投 影面上，ab不等于bc
中心投影，若投影面倾斜， 航片各部分的比例尺不同 垂直投影:总是水平的， 不存在倾斜问题
bb0
hb H
bo
• 根据上式可总结出投影差的几点规律： • 1．投影差大小与象点距离底点的距离成正比， 即距象底点愈远，投影差愈大。象片中心部分投 影差小，象底点是唯一不因高差而引起投影差的 点。(投影差分布在以像底点为中心的辐射线上) • 2．投影差大小与高差成正比，高差愈大，投影 差也愈大。高差为正时，投影差为正，即影象离 开中心点向外移动；高差为负时，投影差为负， 即影象向着中心点移动。 • 3．投影差与航高成反比，即航高愈高，投影差 愈小。 h
• A、B、C、D、E、F为地面点，它们在象 片上的影象分别为 a、b、c、d、e、f， AB在水平面T2上， C、D在水平面T0上， E、F在水平面T1上，以T0为起始面，投 影中心至T0的航高为H0，T0与T1的高差 为h1，T0 与T2的高差为h2，则： cd 1 M 0 Hf 0 CD
轴 z轴：主光轴方向（os方向为正） a（x,y,-f）
三、像空间辅助坐标系（ SXYZ
）
像点的像空间坐标系可以直接从像片平 面坐标得到，但由于各片的像空间坐标 系不统一，为此，需建立一种相对统一 的坐标系。以摄站点（或投影中心）S 为坐标原点，坐标轴可根据需要选定， 一般以铅垂方向为Z轴，航线方向为X轴， 构成右手坐标系。像空间辅助坐标系是 一种从像方到物方的过渡性坐标系。
• 3.1.3中心投影和垂直投影的区别 • 航空象片是中心投影，地形图是垂直投影。 两者的区别表现在三个方面：
C
A
B
c
c
b a
S
中心投影
a b 垂直投影
B
A
C
• (1)投影距离变化 对于垂直投影，构象比例尺和投影距离无 关。在P1和P2从两投影面上A、O、B三点的位置不变。对 于中心投影，则随投影距离（航高）的变化，A、O、B三点 在两投影面上的位置就有不同，即比例尺不一样。航空象片 的比例尺取决于航高（物距）和焦距（象距）的几何关系。
aa0
ao H
a
• 3.4.2因象片倾斜引起的象点位移（又称倾 斜误差） • 若航空摄影时，象面未能保持水平，则将 因投影面倾斜，而使象片上影象的位置发 生变化。这叫做因象片倾斜引起的象点位 移。当倾斜角很小时，这种误差是不易观 察出来的。
a
a sin sin
rc2 f
• 1.当=0、1800时，a =0，rc=rc0，等比线上的 点没有位移，所以当地面水平时，倾斜像片上 等比线上的像点具有水平像片的性质，不受像 片倾斜的影响。 0时， a <0,则r <r 0,像点朝向等角点 • 2.当<180 c c 位移；当>1800时，a >0,则rc>rc0,像点背向等 角点位移。 • 3.当=900、2700时，|sin |=1，即在向径相等 的情况下，主纵线上像点位移最大。
垂直投影:比例尺 和投影距离无关 中心投影:焦距固定，航高改 变，其比例尺也随之改变
P1 P2
P1
比例尺 f/H
f
P2 H2
A
O
B A O B
H1
垂直投影
中心投影
1 M
f H
• 式中，M为航空象片比例尺的分母；f是焦距；H 是航高。 • 航空摄影机选定以后，焦距就固定了，由于航高 的变化，象片比例尺随之改变。航高就是投影距 离，故航空象片比例尺与航高有关。
ab AB
1 M2
1 H0 h2
ef EF
1 M1
f H 0 h1
• 上式说明位于不同高度上的线段，比例尺 是不一致的，只有位于同一水平面上的线 段在象片上才具有同一的比例尺。因此， 水平象片比例尺的一般公式应为
1 M
f H0 h
• 当象片倾斜时，影象发生倾斜误差，不仅 在象片上各部分的比例尺不相同，而目， 在各点周围不同方向上也不相同。因此， 倾斜象片的比例尺应理解为象片上无穷小 线段与地面上相应线段之比。
平均比例尺也叫主比例尺。
• 已知某一摄区的海拔是200-600米，摄影机 的主距为152毫米，摄影比例尺为1/4000, 求飞行设计的绝对航高
• 当确定了摄影机和摄影比例尺后，即f和m 为已知，航空摄影时就要按计算的航高H进 行飞行摄影，以获得符合生产要求的摄影 像片。当然，飞机在飞行过程中很难精确 确定航高，但是差异一般不超过5%。同一 航线内，各摄影站的高差不得大于50米。
• 从投影上来说，航空象片（正片）的位置， 等于以投影中心为圆心，以焦距（f）为半径， 将P（负片）旋转至P’ ， P’即为正象的位置。
• 3.1.2中心投影成象特征 • 在中心投影上，点的象还是点。 • 直线的象一般还是直线，但如果直线的延长 线通过投影中心时，则该直线的象就是一个 点。 • 空间曲线的象一般仍为曲线，但若空间曲线 在一个平面上，而该平面又通过投影中心时， 它的象则成为直线。 • 掌握这些特征，对认识象片上的地物是有帮 助的。
• P为倾斜象面，S为镜头中心，P0为过S的水 平面，P0与P所夹的二面角α是象片倾斜角。
• 象主点（O）：航空摄影机主光轴SO与象面的交点，称为象 主点。 • 象底点（n）：通过镜头中心S的铅垂线（主垂线）与象面的 交点，称为象底点。 • 等角点（c）：主光轴与主垂线的夹角是象片倾斜角α，象片 倾斜角的分角线与象面的交点称为等角点。
• 倾斜差出现在以等角点为中心的辐射线上。 • 等比线上没有倾斜差。 • 像径相同，主纵线上倾斜差最大。
航空像片存在三种误差
• 投影差 • 倾斜差 • 航高变动引起的误差
3.5摄影测量中常用的坐标系
• 摄影测量几何处理的任务是根据像片上像 点的坐标确定相应地面点的空间坐标，为 此，首先必须选择适当的坐标系来分别定 量描述像点和地面点，然后才能实现坐标 系的变换，从像方测量值求出相应点在物 方的坐标。摄影测量中常用的坐标系有两 大类：一类是用于描述像点的位置，称为 像方坐标系；另一类描述地面点的位置， 称为物方坐标系。
一、像平面上的坐标系
原点：框标连线交点P
1、框标坐标系(p- x p y p ) x p轴：航向框标连线方向 y p 轴：旁像框标连线方向 以像片上对边框标的连线作为x，y轴，其交点P作为坐标 原点，与航线方向相近的连线为x轴。构成右手坐标系
2、像平面坐标系 （O-xy） 在摄影测量解析计算中，像点的坐标应采用以像主点位 原点的像平面坐标系中的坐标。为此，当像主点与框标 连线交点不重合时，须将像框标坐标系原点平移至像主 点。 原点：像主点o x、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴
• 在图中，T0为选定的起始面；A点高出于起始面， 其高差为ha；B点低于起始面，其高差为hb；A、 B在起始面上的垂直投影点为A0、B0；A、B在 象片上的影象为a、b，而A0、B0在象片上的影 象为a0、 b0；象片上线段 aa0与bb0就是因地 形起伏引起的象点位移。
aa0
ha H
ao
f
倾斜
a
水平
b c
H
A
B
C
• (3)地形起伏 地形起伏对垂直投影没有影响， 如图所示。A与A‘虽位于不同高度，但其投 影均为a。对中心投影则有影响，在图（b） 中，影面倾斜的影响中A与A’是位于同一铅 垂面上高度不同的点，这是由中心投影所 引起的投影差。地形起伏愈大，这种投影 差愈大。
地形起伏对垂直投影 无影响
a(x,y)
二 、像空间坐标系（ S-xyz ）
为了描述像点在空间的位置。取投 影中心S作为像空间直角坐标系S－ xyz的坐标原点，轴z与摄影方向So重 合，朝上为z轴的正方向；x和y轴分 别平行于像平面直角坐标系的相应轴， 方向一致。如右图，轴系的正方向仍 按右手定则确定。
原点：投影中心S x、y轴：分别平行于o-xy的坐标
• 主纵线与主横线：包含主垂线与主光轴的平面称为主垂面， 主垂面与象面的交线VV称为主纵线，它在象片上是通过象 主点和象底点的直线。与主纵线垂直且通过象主点的直线 hoho，称为主横线。主纵线与主横线构成象片上的直角坐标 轴。 • 等比线：通过等角点且垂直与主纵线的直线hchc称为等比线。 • 在水平象片上，象主点、象底点和等角点重合，主横线和等 比线重合。
a
Zt Xt A
A(Xt,Yt,Zt) Yt
摄影测量坐标系统
3.6 航摄像片的内外方位元素
• 为了由像点反求物点，必须知道摄影时摄 影物镜（或投影中心）、像片与地面之间 的相关位置。而确定它们之间相关位置的 参数称为像片的方位元素。其中，表示摄 影中心与像片相关位置的参数称为内方位 元素；表示摄影中心和像片在地面坐标 中的位置和姿态的参数称为外方位元素。
• 3.3象片比例尺 • 航空象片上某一线段长度与地面相应线段 长度之比，称为象片比例尺。
• 在平坦地区，摄影时象片又处于水平位置， 则象片的比例尺处处一致，如图所示。象 片比例尺等于焦距（ f）与航高（H）之比， 它与线段的方向和长短无关。
• 实际上，地面是起伏不平的，在每次拍摄 象片时，地面至航摄机物镜的距离（真航 高）各不相同，即使在同一张象片上，因 地形起伏使各地面点至投影中心的距离也 不尽相等。
• 摄影比例尺又称为像片比例尺，其严格的定义为： 航摄像片上一线段为l的影像与地面上相应线段的 水平距离L之比，即1/m=l/L。由于航空摄影时航 摄像片不能严格保持水平，再加上地形的起伏， 所以航摄像片上的影像比例尺处处均不相等。我 们所说的摄影比例尺，是指平均的比例尺，当取 摄区内的平均高程面作为摄影基准面时，摄影机 的物镜中心至该面的距离称为摄影航高，一般用 H表示，摄影比例尺表示为1/m=f/H，f为 摄影机 主距。摄影瞬间摄影机物镜中心相对于平均海水 面的航高称为绝对航高，所以，相对于其他某一 基准面或某一点的高度均为相对航高。
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单张航摄像片解析
第三章 单张航摄像片解析
3-1 中心投影的基本知识
地形图的特点： 图上任意两点间的距离与相应地面点的水平距离之比为一常数，等于图形比例尺 图上任意一点引画的两条方向线间的夹角等于地面上对应的水平角
第三章 单张航摄像片解析
§3-1 中心投影的基本知识
C
B
A
D
b
c
a
d
o
x
y
x
y
a
b
d
c
o
未知数理论精度
协因数阵
验后单位权重误差
未知数的理论精度
注：在φωκ转角系统中角元素可取0；线元素近似值可以像片上所有点对应的地面点重心坐标，Z坐标取摄影航高H=mf
第三章 单张航摄像片解析
添加标题
01
添加标题
02
添加标题
03
添加标题
04
第三章 单张航摄像片解析
组成法方程组，并解
3-7 单像空间后方交会 对各点计算误差方程式中偏导 系数及常数项 组成误差方程组
3-1 中心投影的基本知识
正射投影：投影射线相互平行且与投影平面正交的投影。
§3-1 中心投影的基本知识
第三章 单张航摄像片解析
第三章 单张航摄像片解析
3-1 中心投影的基本知识
航片与地形图的区别： 投影方式：航片是地面景物的中心投影，地形图是地面景物的正射投影 比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺 表示方法：地图为线划图，航片为影像图 表示内容：地图需要综合取舍 摄影测量的主要任务之一：把按中心投影规律获取的航片转换成正射投影地形图
第三章 单张航摄像片解析
1
2
t
t
t
《摄影测量学》课程笔记
《摄影测量学》课程笔记第一章绪论一、摄影测量学的基本概念1. 定义摄影测量学是一种通过分析摄影图像来获取地球表面及其物体空间位置、形状和大小等信息的科学技术。
它结合了光学、数学、计算机科学和地理信息科学等多个领域的知识，为地图制作、资源管理、环境监测和工程建设等领域提供精确的数据。
2. 分类- 地面摄影测量：使用地面上的摄影设备进行的摄影测量，适用于小范围或精细的测量工作。
- 航空摄影测量：利用飞行器（如飞机、无人机）搭载摄影设备进行的摄影测量，适用于大范围的地形测绘。
- 卫星摄影测量：通过卫星搭载的传感器获取地球表面信息，适用于全球或大区域的环境监测和资源调查。
3. 应用领域- 地图制作：制作各种比例尺的地形图、城市规划图和专题地图。
- 土地调查：进行土地分类、土地权属界定和土地使用规划。
- 城市规划：辅助城市设计和基础设施规划。
- 环境监测：监测环境变化，如森林覆盖、水资源和污染状况。
- 灾害评估：评估自然灾害的影响范围和损失。
- 军事侦察：获取敌对地区的地理信息。
二、摄影测量学的发展历程1. 早期摄影测量（19世纪中叶-20世纪初）- 1839年，法国人达盖尔发明了银版照相法，这是摄影技术的起源。
- 1851年，瑞士工程师普雷斯特勒使用摄影方法绘制了第一张地形图。
- 1859年，法国人布洛克发明了立体测图仪，使得通过摄影图像进行三维测量成为可能。
2. 现代摄影测量（20世纪初-20世纪末）- 20世纪初，德国人奥佩尔提出了像片纠正和像片定向的理论，为摄影测量学的理论基础做出了贡献。
- 1930年代，随着航空技术的发展，航空摄影测量开始广泛应用。
- 1950年代，电子计算机的出现为摄影测量数据的处理提供了新的工具。
- 1960年代，数字摄影测量开始发展，利用计算机技术进行图像处理和分析。
3. 空间摄影测量（20世纪末-至今）- 1970年代，卫星遥感技术开始应用于摄影测量，提供了全球范围内的地理信息。
第三章摄影测量基础知识
地面摄影测量坐标系
一、像平面上的坐标系
1.框标坐标系
边框标
原点：框标连线交点P x轴：航向框标连线方向
y轴：旁向框标连线方向 y
x
P
机械框标（或边框标）
角框标
原点：框标连线交点P x轴：框标连线在航向方向夹角的平分线
y轴：垂直于x轴的方向作为y轴
坐标轴的正方向都按右手定则确定。
2.像平面坐标系(o-xy)
考虑因素：成图比例尺、测图方法、成图精度、 经济性等因素，还得综合考虑航摄像片以后的使 用可能性。
测图比例尺
比例尺类型 航摄比例尺 测图比例尺
1:2000 ～1:3000
大比例尺 1:4000 ～1:6000 1:8000 ～1:12000 中比例尺 1:15000～1:20000 1:10000～1:35000 小比例尺 1:20000～1:30000 1:35000～1:55000
？
A
3.4 摄影测量常用的坐标系统
摄影测量几何处理的任务是根据像片上 像点的位置确定相应地面点的空间位置。 摄影测量中常用的坐标系有两大类： 像方坐标系：描述像点的位置 物方坐标系：描述地面点的位置
像平面坐标系
像方坐标系
像空间坐标系
摄 影 测 量 坐 标 系
物方空间坐标系
像空间辅助坐标系
地面测量坐标系
T
s y
o
地面测量坐标为国家统一坐 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
x
a
Zt Xt A
A(Xt,Yt,Zt) Yt
•地面摄影测量坐标系
设立原因：摄影测量坐标系采用的是右手系，而地面 测量坐标系采用的是左手系，这给由摄影测量坐标到 地面测量坐标的转换带来了困难。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。 其坐标原点在测区内的其一地面点上，X轴与航线方向 大致一致，但为水平．Z铀铅垂，构成右手直角坐标系。
摄影测量学_3_单张航摄像片解析
b 3 sin
c 1 sin cos cos sin sin
c 2 sin sin cos
sin cos
c 3 cos cos
旋转矩阵R为正交矩阵，有
矩阵中各元素称为方向余弦，它们是外方位角元素
的函数，各值分别为
2.以Z为主轴的Aακ系统
原点：框标连线交点P
y轴：航向框标连线方向 轴：旁向框标连线方向 •
xห้องสมุดไป่ตู้
y
2、像平面直角坐标系 （O-xy）
原点：像主点o
x、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴
二、像空间直角坐标系（ S-xyz ）
z
原点：投影中心
x、y轴：分别平行于o-xy的x、y 坐标轴
z轴：主光轴方向（os方向为正）
a（x,y,-f）
（Xs,Ys,Zs)为投影中心Ｓ在地面坐
标系中的坐标，待定；
ai、bi、ci 9个方向余弦中含有三个
外方位元素，待定。
一、空间后方交会的基本公式 ATAXATL0
把共线条件方程式按泰勒级数展开
V AXL
2n1 2n661 2n1
用新的符号表示各偏导数后为
v x a 1 d 1S X a 1d 2 S Y a 1 d 3S Z a 1d 4 a 1 d 5 a 1d 6 lx v y a 2 d 1S X a 2d 2 S Y a 2 d 3S Z a 2d 4 a 2 d 5 a 2d 6 ly
a3(XAX)sb3(YAYs)c3(ZAZs)
展开得
X
Y
a11 x a12 y a13 a31 x a32 y 1
a 21 x a 22 y a 23
（1 ） （2）
a 31 x a 32 y 1 （3）
摄影测量学基础第3章 单张像片的解析基础
• 此 外 ： 航向、旁向重叠度小于最低要求时,称航摄 漏洞,需要在航测外业做补救。当摄区地面起伏较 大时,还要增大重叠度,才能保证像片立体量测与拼 接。
• 应当指出,随着航空数码相机的应用,已有航向重叠 度大于80%、旁向重叠度在40%~360%的大重叠度 航空摄影测量出现;利用三线阵传感器摄影,还可具 有100%的重叠度。
3、中心投影 [Central Projection]
所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影，叫做 中心投影。投影光线会聚的点S称为投影中心。
负片位置： 正片位置：
投影中心
－摄站
投影中心位于物体和投影平面之间。 投影中心位于物体和投影平面同侧。
S
S
S
§3.2 中心投影
4、中心投影主要特性 [Main Features of Central Projection]
投射线互相平行的
投射线垂直于投影平面的
投影，叫做平行投影。 平行投影称为正射投影。
§3.2 中心投影
2、平行投影与正射投影
[Parallel Projection & Orthographic Projection ]
AB
D C
地形图 a0 b0 c0 d0
地形图在局部范围内是地面的正射投影！
§3.2 中心投影
受技术和自然条件限制，飞机往往不能按预定航线飞行 而产生航线弯曲，造成漏摄或旁向重叠过小。一般要求航 摄最大偏距与全航线长之比不大于3%。
5、像片旋角
相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线间的 夹角称为像片旋角。
有像片旋角k会使重叠度受到影响，一般要求不超过60， 最大不超过80。
航线方向
航线方向
无人机航空摄影测量：单张像片解析基础
c1 u
c2
v
c3 w
共线方程：
x f a1( X A X S ) b1(YA YS ) c1( Z A ZS ) a3 ( X A X S ) b3 (YA YS ) c3 ( Z A ZS )
y f a2 ( X A X S ) b2 (YA YS ) c2 ( Z A ZS ) a3 ( X A X S ) b3 (YA YS ) c3 ( Z A ZS )
w a3 b3
x a1u b1v c1w y a2u b2v c2w
f a3u b3v c3w
x
f y
a1u b1v c1w a3u b3v c3w
a2u b2v c2w
f a3u b3v c3w
uvkk((XYAA
X YS
S
)
)
w k(Z A ZS )
S
ab
c
S
ab
f c
A a0
B b0
C
A
B
c0
a0
b0
H
C c0
理想状态：地面平 实际状态：地面不平
坦，像片水平
坦，像片不水平
航摄像片的特点：
当像片倾斜或地形起伏时，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。
Photo
Map
由于存在像片倾斜和地形起伏两种误差的影响，致使影像发生几何变 形，反映为影像比例尺有不同的变化，相关方位也发生变化。若利用航 摄像片制作正射影像图时，必须消除倾斜误差和投影误差，统一像片上 各处比例尺，使中心投影的航摄像片转化为正射投影的影像。
共线方程：摄影测量中最基本最重要的公式
当需顾及内方位元素时 :
无人机航空摄影测量之单张像片解析基础介绍课件
技术原理：利用无人机搭载的相机进行航空摄影，获取地面影像数据
发展现状及趋势
技术进步：无人机技术不断发展，性能不断提高
应用领域：无人机航空摄影测量广泛应用于测绘、环境监测、城市规划等领域
法规政策：各国政府对无人机航空摄影测量的监管政潜力巨大，未来发展前景广阔
成果应用：地形测量成果可用于规划、设计、施工等环节，为工程建设提供依据
某城市规划案例
01
城市概况：某市位于中国东部沿海地区，人口约500万，经济发达，交通便利。
02
规划需求：某市需要进行城市规划，包括土地利用、交通规划、环境保护等方面。
03
无人机航空摄影测量：使用无人机进行航空摄影测量，获取高分辨率影像数据。
4
技术挑战及应对策略
技术挑战：无人机飞行控制、图像处理、数据传输等
应对策略：采用先进的无人机控制系统、图像处理算法和数据传输技术
技术挑战：无人机续航能力、图像质量、数据处理速度等
应对策略：提高无人机续航能力、优化图像采集和处理算法、提高数据处理速度
技术挑战：无人机安全、隐私保护、法规限制等
应对策略：加强无人机安全防护、保护用户隐私、遵守相关法规限制
04
数据处理：对影像数据进行处理，生成数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）等。
05
应用：利用无人机航空摄影测量数据，进行城市规划设计，包括道路规划、建筑布局、绿化规划等。
06
成果：某市城市规划方案得到了政府和市民的认可，为城市的可持续发展提供了有力支持。
某工程勘察案例
项目背景：某地区需要进行工程勘察，以确定地质条件、地下水状况等
03
特征提取：通过图像处理算法提取像片中的地物特征
04
发展现状及趋势
技术进步：无人机技术不断发展，性能不断提高
应用领域：无人机航空摄影测量广泛应用于测绘、环境监测、城市规划等领域
法规政策：各国政府对无人机航空摄影测量的监管政潜力巨大，未来发展前景广阔
成果应用：地形测量成果可用于规划、设计、施工等环节，为工程建设提供依据
某城市规划案例
01
城市概况：某市位于中国东部沿海地区，人口约500万，经济发达，交通便利。
02
规划需求：某市需要进行城市规划，包括土地利用、交通规划、环境保护等方面。
03
无人机航空摄影测量：使用无人机进行航空摄影测量，获取高分辨率影像数据。
4
技术挑战及应对策略
技术挑战：无人机飞行控制、图像处理、数据传输等
应对策略：采用先进的无人机控制系统、图像处理算法和数据传输技术
技术挑战：无人机续航能力、图像质量、数据处理速度等
应对策略：提高无人机续航能力、优化图像采集和处理算法、提高数据处理速度
技术挑战：无人机安全、隐私保护、法规限制等
应对策略：加强无人机安全防护、保护用户隐私、遵守相关法规限制
04
数据处理：对影像数据进行处理，生成数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）等。
05
应用：利用无人机航空摄影测量数据，进行城市规划设计，包括道路规划、建筑布局、绿化规划等。
06
成果：某市城市规划方案得到了政府和市民的认可，为城市的可持续发展提供了有力支持。
某工程勘察案例
项目背景：某地区需要进行工程勘察，以确定地质条件、地下水状况等
03
特征提取：通过图像处理算法提取像片中的地物特征
04
第三章 航摄像片解析
航摄像片的内、外方位元素
摄影测量的主要课题是根据像点解求地面点的空间位 置(平面坐标和高程)，这就需要知道摄影物镜(投影中心) 与像片面的相对位置，以及知道或解求出摄影瞬间摄影机 的空间位置。 一、内方位元素 内方位元素：确定物镜后节点和像片面相对位置的数 据。包括像主点在像片框标坐标系中的x0 坐标、y0和像片 主距f。 摄影时地面上诸点与投影中心之间形成的摄影光束 可由像片上各相应像点和投影中心之间的关系来确定。在 摄影测量作业中，当恢复了像片的内方位元素，诸像点与 投影中心之间形成的投影光束就与摄影时的摄影光束完全 相似，即恢复了摄影时的光束(形状)。像片的内方位元素 通常是已知的，在航空摄影机的鉴定表中均有记载。
(二)以u轴为主轴的ω’、φ’、κ’转角系统 ω’表示旁向倾角。摄影机轴So在vw平面 上的投影同w轴之间的夹角。 φ’表示航向倾角。摄影机轴So同它在vw 平面上的投影之间的夹角。 κ’表示像片旋角。像片面上的x轴同Suo 平面在像片上的迹线之间的夹角。
五、地面坐标系 指地图投影坐标系，也就是国家测图 所采用的高斯－克吕格三度带或六度带投 影的平面直角坐标系和高程系，两者组成 的空间直角坐标系是左手坐标系。 在今后要叙述的解析空中三角测量中， 大体上讲都要根据量出的像点坐标通过几 种过渡性坐标系依次进行坐标变换，最后 求出加密点的地面坐标。
§3-5
四、物方空间坐标系 描述物点(包括地面控制点和地面模型点)在 物方空间位置所建立的空间直角坐标系。 一般的讲可以地面上任意点A为坐标原点， 坐标轴系与像空间辅助坐标轴系相平行，也是一 种空间右手直角坐标系，如图3-15中的A－XPYPZP。 这也是一种过渡性的坐标系，也称摄影测量坐标 系。随着摄影测量课题解求方法的不同，还有其 它过渡性坐标系，这里不一一列举。摄影测量坐 标系这一名称，在不同的书刊中含义也不完全相 同。
摄影测量学第三章单张航摄像片解析
对中心投影引起投影差 航片各部分的比例尺不同
a
a b c
b
c
C
C A’ B A C’ A A’ B C’
• 根据上述可知，将中心投影变为垂直投影 必须统一象片比例尺，纠正因象片倾斜和 地形起伏所引起的误差。这是用象片绘制 地形图必须解决的问题。
• 3.2航空象片的主要点和线 • 在目前条件下，绝对水平的象片是很少的， 一般的航空象片都是会有一定倾斜角的。在 倾斜象片上有一些具有特殊性质的点和线， 它们对于研究误差规律和象片某些数学特征 是有用的。
• 3.3象片比例尺 • 航空象片上某一线段长度与地面相应线段 长度之比，称为象片比例尺。
• 在平坦地区，摄影时象片又处于水平位置， 则象片的比例尺处处一致，如图所示。象 片比例尺等于焦距（ f）与航高（H）之比， 它与线段的方向和长短无关。
• 实际上，地面是起伏不平的，在每次拍摄 象片时，地面至航摄机物镜的距离（真航 高）各不相同，即使在同一张象片上，因 地形起伏使各地面点至投影中心的距离也 不尽相等。
一、像平面上的坐标系
原点：框标连线交点P
1、框标坐标系(p- x p y p ) x p轴：航向框标连线方向 y p 轴：旁像框标连线方向 以像片上对边框标的连线作为 x，y轴，其交点P作为坐标 原点，与航线方向相近的连线为x轴。构成右手坐标系
2、像平面坐标系 （O-xy） 在摄影测量解析计算中，像点的坐标应采用以像主点位 原点的像平面坐标系中的坐标。为此，当像主点与框标 连线交点不重合时，须将像框标坐标系原点平移至像主 点。 原点：像主点o x、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴
轴 z 轴：主光轴方向（ os 方向为正） a（x,y,-f）
三、像空间辅助坐标系（ SXYZ
第3章摄影测量基础知识
三、摄影测量生产对摄影资料的基本要求
1、影像的色调 影像清晰、色调一致、反差适中，无防碍测图 的阴影。 2、像片倾角 像片倾斜角的要求，一般为2-3度之间。
像片倾斜角：航空摄影时，航空 摄影机主光轴与铅垂线的夹角， α＝ 0 时为最理想的情形。
3、像片重叠 ❖航向重叠度与旁向重叠度
航向重叠：同一航线内相邻像 片应有一定的影像重叠。 旁向重叠：相邻航线也 应有一定的重叠。
地面摄影测量坐 标系
摄影测量坐标系
像平面坐标系
1．框标坐标系
框标坐标系是依像片上相应框标连线作为基准建立直角坐 标。
对于框标设在像幅四边中央的像片，通常依航线方向两边 对应框标连线作为x轴，以飞行方向为正方向；旁向两边 对应框标连线作为y轴，方向以右手系确定；两连线的交 点P作为坐标原点．如图所示。
2、航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地 面。
3、要确定地面点，用单张像片是不能确定位置的， 只能确定方向，所以要采用从不同摄站对同一区 域进行立体摄影，所以要求两相邻的照片要有重 叠，重叠的范围称为航向重叠度（60%-65%，最 小不得小于53%）。同理旁向重叠（30%-40%， 最小不得小于15%）
4、航线弯曲
❖ 航线弯曲：把一条航线内的像片根据地物的影像叠拼 起来，各张像片的像主点连线不在一条直线上，而呈 现为弯弯曲曲的折线
❖ 航线弯曲度：一条航线内各张像片主点至首尾两张像
主点连线的最大偏离度⊿L
⊿L
≤ 3%
L
⊿L L
我国航空摄影规范 中明确规定：航线 弯曲度一般不得超 过3%
5、对像片旋角的要求
2、重要点、线满足的数学关系：
on ftg
oc ftg 2
oi fctg