武汉大学摄影测量学课件(同名核线的确定与重采样)
u
3
+ u + u + +
d 1 e 1
2
2
u
3
u=k∆ 采样间隔
e
核线的重排列（重采样） 核线的重排列（重采样）
是否是采 样点？
g 0 ( k∆ , c ) = g ( x 0 , y 0 ) g 0 (( k + 1) ∆ , c ) = g ( x1 , y1 )
水平相片 倾斜相片
同名核线的确定
在“水平”影像上获取核线影 像 v = 某常数即表示某一核线
k∆
a 1 u + b1 v − c 1 f x = − f ⋅ a 3u + b3v − c 3 f a 2u + b2v − c2 f y = − f ⋅ a 3u + b3v − c3 f
x y = = d d e
1 1
v u
C=v
左核线 的直线 方程
右核线的确定
− u u u
' p ' ' s
− v v v
' p '
' s
− w − w − f
' s ' p
= 0
v = ( A / B )u + (C / B ) f
' ' ' ' ' '
右核线的直线方程
参数的确定
A' = v w − w v
' p ' s ' p
' s ' s
对每条核线 而言K是常数
→
B⋅ ( Sp× Sp ′) = 0
→
→
左核线的确定
r r r B ⋅ (Sp × Sq) = 0
BX xp x
BY yp y
A = f ⋅ BY + y p ⋅ B Z BZ B = f ⋅ B X + x p ⋅ BZ − f =0 C = y p ⋅ B X − x p ⋅ BY
− f
y = ( A / B) x + (C / B) f
核线的概念
通过摄影基线 与地面所作的 平面称为核面 核面与影像面 交线称为核线 同名像点必定 在同名核线上。
a1 l1 S1
同名核线
a2 l2 S2
A
基于影像几何纠正的核线解折关系
a1u + b1 v − c1 f x=−f ⋅ a 3 u + b3 v − c 3 f a 2 u + b2 v − c 2 f y=−f ⋅ a 3 u + b3 v − c 3 f
{u, v,− f } ， {a1,b1, c1, a2,b2, c2, a3, b3, c3} {x, y}
倾斜影像 水平影像
示意图
摄影基线
S1 S2
焦距f
v
倾斜影像
P
y x p0
u
水平相片
a1 u + b1 v − c1 f x=−f ⋅ a 3 u + b3 v − c 3 f a u + b2 v − c 2 f y=−f ⋅ 2 a 3 u + b3 v − c 3 f
BY = B Z = 0
vp v
wp w
=0
v = b1 x + b 2 y − b 3 f w = c1 x + c 2 y − c 3 f
y = ( A/ B)x + (C / B) f
A = v p c1 − w p b1 B = w pb2 − v pc2 C = w pb3 − v pc3
′ g0 (k∆, c) = g′(x0 , y0 ) ′ g0 ((k +1)∆, c) = g′(x1, y1)
基于共面条件的同名核线几何关系
直接 在倾 斜影 像上 获取 核线 影像
a1 l1 S1 S2
a2 l2
A
示意图
z y
w v x
s1
s2
u
P
P’
r r r B⋅ (Sp×Sq) = 0
《摄影测量学》（下）第二章 摄影测量学》
同名核线的确定与重采样
武汉大学
遥感信息工程学院 摄影测量教研室
主要内容
确定同名核线的两种方法 确定同名核线的两种方法 核线的 • 基于影像几何纠正的核线解折关系 •基于共面条件的同名核线几何关系 基于共面条件的同名核线几何关系 核线的重排列（ 核线的重排列（重采样）
B' = u w − w u
' p ' s ' p
C' = v w − u v
[u [u
' p
' s
' p
' p ' s
v v
' p
w
' s
' p
' s
w = [B X
]
] = [x
' s
p
yp BY
− f M 21 B Z ]M 21
]
单独像对相对定向
BX xp x BY yp y BZ − f =0 − f
同名核线的v坐标值相等
x ' = y ' = − − f f a ⋅ a a ⋅ a
1 3 2 3
'u 'u 'u 'u
'+ '+ '+ '+v '− 3 ' v '− 2 ' v '− 3 ' v '−
c 1 ' f c 3 ' f c 2 ' f c '3 f
′ d 1′ u ′ + d 2 x ′ = d 3′ u ′ + 1 ′ e 1′ u ′ + e 2 y ′ = ′ e 3u ′ + 1
线性内插示意图
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
k
y1 ∆
核线
线性内插
核线的重排列（重采样） 核线的重排列（重采样）
• 线性内差
1 d = [( ∆ − y1 ) d 1 + y1 d 2 ] ∆
• 最邻近法
n ＝ 1／tgK
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(武汉大学)摄影测量学教学课件-第二章-第三节-同名核线的确定与重采样
′ g0 (k, c) = g′(x0 , y0 ) ′ g0 ((k +1), c) = g′(x1, y1)
二.基于共面条件的同名核线几何关系
直接 直接 在倾 在倾 斜影 斜影 像上 像上 获取 获取 核线 核线 影像 影像
a1 l1 S1 S2
a2 l2
A
示意图
z y
w v x
s1
s2
u
P
BY = B Z = 0
vp v
wp w
=0
v = b1 x + b 2 y b 3 f w = c1 x + c 2 y c 3 f
y = ( A/ B)x + (C / B) f
A = v p c1 w p b1 B = w pb2 v pc2 C = w pb3 v pc3
线性内插示意图
v = 某常数即表示某一核线
(0,n)
k
(m,n)
C=v v (0,0) (m,0)
u
(u,c) (2u,c) (3u,c)
(u,c) (2u,c)
(3u,c)
+ + + + b1v b3v b2v b3v c1 f c3 f c 2 f c3 f
a 1u x = f a 3u a 2u y = f a 3u
k
y1
核线
线
内
5.核线的重排列(重采样)
线性内差
1 d = [( y 1 ) d 1 + y 1 d 2 ]
最邻近法
n = 1/tgK n = 1/tgK
对每条核线 而言K是常数Biblioteka �ys f
f
a b
物面
武大《摄影测量》课件19
（一）、输入模型坐标的方案
计
y1左像
x2 y2 右像
绘 图
算 机
x1
桌
终端
X、Y、Z
信 息 工
摄 程
大
影 学
测
测 绘
学
量 院
遥
学 感
信 息 工 程 系
§ 4-3 解析测图仪的作用原理
(Principle of an Analytical Plotter)
[一]输入、输出和控制方案
[二]主要计算过程及计算公式
信 息 工
摄 程
大
影 学
测
测 绘
学
量 院
遥
学 感
信 息 工 程 系
§ 4-3 解析测图仪的作用原理
(Principle of an Analytical Plotter)
[二]主要计算过程及计算公式
（一）、输入模型坐标的方案 1、从模型坐标变换为地面坐标 2、从模型坐标变换为图面坐标 3、地球曲率改正 4、从模型坐标变换为像片坐标 56、、畸从变像差片的 坐改标正变换为像片架坐标
（一）、输入模型坐标的方案 模型坐标
X m X m dX m
Ym
Ym
dYm
Zm Zm dZm
绘
计
左像 右像
图
算
桌
机
终端
X、Y、Z
信 息 工
摄 程
大
影 学
测
测 绘
学
量 院
遥
学 感
信 息 工 程 系
§ 4-3 解析测图仪的作用原理
(Principle of an Analytical Plotter)
）
cL（3 Zm
计
y1左像
x2 y2 右像
绘 图
算 机
x1
桌
终端
X、Y、Z
信 息 工
摄 程
大
影 学
测
测 绘
学
量 院
遥
学 感
信 息 工 程 系
§ 4-3 解析测图仪的作用原理
(Principle of an Analytical Plotter)
[一]输入、输出和控制方案
[二]主要计算过程及计算公式
信 息 工
摄 程
大
影 学
测
测 绘
学
量 院
遥
学 感
信 息 工 程 系
§ 4-3 解析测图仪的作用原理
(Principle of an Analytical Plotter)
[二]主要计算过程及计算公式
（一）、输入模型坐标的方案 1、从模型坐标变换为地面坐标 2、从模型坐标变换为图面坐标 3、地球曲率改正 4、从模型坐标变换为像片坐标 56、、畸从变像差片的 坐改标正变换为像片架坐标
（一）、输入模型坐标的方案 模型坐标
X m X m dX m
Ym
Ym
dYm
Zm Zm dZm
绘
计
左像 右像
图
算
桌
机
终端
X、Y、Z
信 息 工
摄 程
大
影 学
测
测 绘
学
量 院
遥
学 感
信 息 工 程 系
§ 4-3 解析测图仪的作用原理
(Principle of an Analytical Plotter)
）
cL（3 Zm
武汉大学摄影测量学(同名核线的确定与重采样)PPT课件
示意图
S1
倾斜影像
P
摄影基线
S2
焦距f
v
y
u
x p0
水平相片
x f a1u b1v c1 f a3u b3v c3 f
y f a2u b2v c2 f a3u b3v c3 f
在“水平”影像上获取核线影 像
v = 某常数即表示某一核线
x f a1u b1v c1 f
A f BY y p BZ
BX xp x
BY yp y
BZ f 0 f
B f BX x p BZ C y p BX x p BY
y (A / B)x (C / B) f
左核线 的直线 方程
右核线的确定
u
' s
u
' p
u'
v
' s
v
' p
v'
ws'
w
' p
f
0
v ' ( A' / B ' )u ' (C ' / B ' ) f
a2 l2
S2
A
基于影像几何纠正的核线解折关系
x f a1u b1v c1 f a3u b3v c3 f
y f a2u b2v c2 f a3u b3v c3 f
{u,v, f }，
{a1,b1, c1, a2,b2, c2, a3,b3, c3}
{x, y}
倾斜影像
水平影像
BY BZ 0
vp wp 0 vw
v b1 x b2 y b3 f w c1 x c2 y c3 f
y (A / B)x (C / B) f
武汉大学摄影测量课件
py Ly
100%
55
3
、
S a f P 视摄影像片水平、 地面取平均高程 时，像片上的线 段 l 与地面上相 应的水平距L 之 比为摄影比例尺
摄 影 比 例 尺
A
H
1 l f m L H
E
f为摄影机主距，H为航高
56
什么是航高？与摄影比例尺的关系？
航高：摄影机相对某一水准面的 高度。
1 f （理想情况） 相对航高：摄影机相对某一基准 m H 面的高度。（通常基准面取测区 m H 地表平均高程平面，有 ） m H H mf m 绝对航高：摄影机相对平均海水 要求 5% m 面的高度。 即 H 5% H
4
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-1 摄影原理与摄影机
等效透镜的基本点、线、面
5
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-1 摄影原理与摄影机
主光轴： 透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。 主焦点（F,F’): 平行于主光轴的光线通过透镜组后 与主光轴的交点。 主平面（Q,Q’): 过等效折射点（h,h’)且垂直于主光 轴的平面。 主点（s,s’)： 主平面与主光轴的交点。 主焦距： 主焦点到主点间距离。 节点（k,k’）： 主光轴上角的放大率为1的一对光学 共轭点。（光线通过共轭节点时，角 放大率为1；物方与像方同介质时， k,k’分别与s,s’重合）。
小比例尺
第二章 摄影的基本知识与影像误差处理
§2-4 航空摄影及其基本要求
三、航空摄影的基本要求
1、航摄倾角:摄影主光轴与 铅垂方向的夹角
要求 3
0
50
摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直， 偏离铅垂线的夹角小于30，夹角为像片倾角
第3章__摄影测量基础知识(武汉大学)
第3章__摄影测量基础知识(武汉大学).txt和英俊的男人握握手，和深刻的男人谈谈心，和成功的男人多交流，和普通的男人过日子。
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第三章摄影测量基础知识3.1 航空摄影 3.2 中心投影的基本知识 3.3 航摄像片上特殊的点、线、面 3.4 摄影测量常用的坐标系统 3.5 航摄像片上的内、外方位元素 3.6 像点的空间直角坐标变换 3.7 中心投影构像方程 3.8 航摄像片上的像点位移本章主要内容本章主要讲述摄影测量基础知识，重点掌握摄影测量生产对摄影资料的基本要求，摄影测量常用的坐标系统像方坐标系和物方坐标系，航摄像片的内、外方位元素；理解像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程；了解航摄像片上的像点位移。
3.1航空摄影航一、航空摄影前的准备1、确定摄区范围摄区太大时，要进行分区划2、航摄仪的选择平坦地区大比例尺测图非平坦地区综合法测图长焦距窄角摄计全能法测图中焦距常角或宽角综合法测图【planimetric photo】指的是航空摄影和普通测量相结合的测图方法，地物平面位置用航空摄影方法求得，地面高程或等高线用普通测量方法求得。
只用在平坦地区。
全能法测图【universal photo】指的是在航空摄影测量作业中，用同一种仪器对地物、地貌测绘成地形图的方法。
3、摄影比例尺的确定摄影比例尺(又称像片比例尺）定义：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。
航摄像片上影像线段的长 1 l 严格定义： = 地面上对应线段的水平距离 m L 摄影比例尺是像片的平均比例尺1 f = m Hf:摄影机主距 H:摄影航高，以摄区内的平均高程面作为摄影基准面，摄影机的物镜中心至该面的距离4、摄影航高的确定航高：航摄飞机在摄影瞬间相对与地面的高度。
航高：航摄飞机在摄影瞬间相对与地面的高度。
武大《摄影测量》课件—第11讲 标准式像对与像对的立体观察和量测
y2
同名像点的横 坐标之差。
Z H
H1
o1
x10 a1
x1
a2
0 x2
o2
p10
x2
p x1 x2
p x x
0 0 1 0 2
X
A
A0
Y
h
A0
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
3、标准式像对的几何关系
Z
fB p Z
0
X
Y
S1
f
B
y1
S2
f
Z H
量测的内容：
像点坐标量测、左右视差量测、左右视 差较量测、上下视差量测。
测标
测标的作用
测标的种类
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
本 讲 小 结
•标准式像对的定义 •标准式像对的外方位元素 •标准式像对的几何关系 •视差理论 •像对立体观察的条件 •像对立体观察的效果 •像对立体观察的工具 •分像方法 •测标
X X Xs1
X
A
A0
Y
h
A0
Y Y Ys1 Z Z Zs1
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
3、标准式像对的几何关系
Z
X Z
Y
x1 f
左片
B
S2
f
S1
f
X
y2
y1 Y Z f
X B Z y2 Y Z f x2 f
立体像对的绝对方位元素
确定几何模型的比例尺和它在地面 坐标系中空间方位的元素。 • 以左像空系为模型坐标系 • 以摄测系为模型坐标系
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
同名像点的横 坐标之差。
Z H
H1
o1
x10 a1
x1
a2
0 x2
o2
p10
x2
p x1 x2
p x x
0 0 1 0 2
X
A
A0
Y
h
A0
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
3、标准式像对的几何关系
Z
fB p Z
0
X
Y
S1
f
B
y1
S2
f
Z H
量测的内容：
像点坐标量测、左右视差量测、左右视 差较量测、上下视差量测。
测标
测标的作用
测标的种类
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
本 讲 小 结
•标准式像对的定义 •标准式像对的外方位元素 •标准式像对的几何关系 •视差理论 •像对立体观察的条件 •像对立体观察的效果 •像对立体观察的工具 •分像方法 •测标
X X Xs1
X
A
A0
Y
h
A0
Y Y Ys1 Z Z Zs1
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
3、标准式像对的几何关系
Z
X Z
Y
x1 f
左片
B
S2
f
S1
f
X
y2
y1 Y Z f
X B Z y2 Y Z f x2 f
立体像对的绝对方位元素
确定几何模型的比例尺和它在地面 坐标系中空间方位的元素。 • 以左像空系为模型坐标系 • 以摄测系为模型坐标系
第十二讲 标准式立体像对与 像对的立体观察和量测
5 摄影测量解析基础——【摄影测量学 武汉大学】
a25
y
f
cos
y f
(x sin
y cos )
a26
y
x
在竖直摄影的情况下，角元素都很小（<3度），各 系数可简化为：
0 sin 0 cos 1
a1 cos cos sin sin sin 1 a3 sin cos 0
Z ZS H
a11
x X s
1 Z
(a1 f
f (x)
f (x0 )
f (x0 )(x x0 )
f
(x0 2!
)
(
x
x0
)2
...
f
(
n) (x0 n!
)
(
x
x0
)n
Rn (x
Rn (x)
f (n1) ( )
(n 1)!
(
x
x0
)n1
观测值：像点坐标
x
vx
(x)
x X s
dX s
x Ys
dYs
x Zs
dZs
x
d
x
d
x
d
y
vy
0
0
Y
Ys
a2
b2
c2
0
0 1 X X s
0
0
Y
Ys
1 0 0 Z Zs a3 b3 c3 1 0 0 Z Zs
a1 b1 c1 0
a2
b2
c2
0
0 0
1 a1
0
b1
a2 b2
a3 b3
X Y
a3
b3
c3 1
0
0 c1
c2
c3
摄影测量学-Read
BY BZ 0
vp wp 0 vw
v b1x b2 y b3 f w c1x c2 y c3 f
y (A/ B)x (C / B) f
A v p c1 w p b1 B w p b2 v p c2 C w p b3 v p c3
线性内插示意图
核线的概念
同名核线
通过摄影基线 a1
与地面所作的 l1 平面称为核面
核面与影像面
S1
交线称为核线
同名像点必定 在同名核线上。
a2 l2
S2
A
基于影像几何纠正的核线解折关系
x f a1u b1v c1 f a3u b3v c3 f
y f a2u b2v c2 f a3u b3v c3 f
基于共面条件的同名核线几何关系
直接
a1
在倾
l1
斜影
像上
S1
获取
核线
影像
a2 l2
S2
A
示意图
z
y
s1
x
w
v
s2
u
P
P’
B (Sp Sq) 0
B (Sp Sp) 0
左核线的确定
B (Sp Sq) 0
BX xp x
BY yp y
BZ f 0 f
右核线的直线方程
参数的确定
A'
v
' p
ws'
w
' p
v
' s
B'
u
' p
ws'
w
3-核线影像与核线重采样
数字影像的几何关系
z 表达像点与地面点之间关系
模型重建 几何量测 地物几何位置
影像中的几 何信息
x y
2013年3月17日
X Y Z
共线条件
Z
y
S(Xs, Ys, Zs)
x
a (x,y)
⎡X − X S ⎤ ⎡ x⎤ ⎢ y ⎥ = λR ⎢ Y − Y ⎥ S ⎥ ⎢ ⎢ ⎥ ⎢ ⎢ ⎦ ⎦ ⎣ Z − ZS ⎥ ⎣z⎥
线性内插示意图
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
k y1 Δ
核线
2013年3月17日
线性内插
核线的重排列（重采样）
• 线性内差
1 d = [( Δ − y1 ) d 1 + y1 d 2 ] Δ
• 最邻近法
n n＝ ＝1 1／ ／tg tgK K
′ d 1′ u ′ + d 2 x ′ = d 3′ u ′ + 1 ′ e 1′ u ′ + e 2 y ′ = ′u ′ + 1 e3
2013年3月17日
′ (kΔ, c) = g′(x0 , y0 ) g0 ′ ((k +1)Δ, c) = g′(x1, y1) g0
基于共面条件的同名核线几何关系
+ u + u + +
d 1 e 1
2
2
u
3
e
u=kΔ 采样间隔
2013年3月17日
核线的重排列（重采样）
是否是采 样点？
g 0 ( kΔ , c ) = g ( x 0 , y 0 ) g 0 (( k + 1) Δ , c ) = g ( x1 , y1 )
(武汉大学)数字摄影测量(第2章)
' ′ + b2 y′ + a3x′y′ + b3 y2 y = b0 + b1x
仿射变换公式（6个参数）
量测4个框标
双线性变换公式（8个参数）
量测8个框标
投影变换公式（8个参数）
量测8个框标
基于框标对称性实现内定向的全自动化
§2.2.2 相对定向的直接解
应用：当不知道倾斜摄影中的像片倾角近 似值，以及不知道影像的内方位元素时。
第一章 数字影像获取 与 重采样
主要内容 数字影像采样 影像重采样理论
数字影像或数字化影像
DMC
13824
7680
§2.1.1 数字影像
⎡ g0,0 g0,1 ⎢g g1,1 1,0 g =⎢ ⎢ ⎢ gm−1,0 gm−1,1 ⎣ g0,n−1 ⎤ ⎥ g1,n−1 ⎥ ⎥ ⎥ gm−1,n−1⎦
常数项的几何意义
Q为定向点上 Q为定向点上 模型上下视差 模型上下视差 当一个立体像 当一个立体像 对完成相对定 对完成相对定 向， Q＝0 向， Q＝0 当一个立体像 当一个立体像 对未完成相对 对未完成相对 定向，即同名 定向，即同名 光线不相交， 光线不相交， Q＝0 Q＝0 Z1 Y1 s1
Z1 Y1 X1
Z2
s2
Y2 X2
X1
a2
a1
A
N1Y1
N2Y2
单独法解析相对定向原理
F = B Y1 Y2 Z1 =0 Z2
∂F ∂F ∂F ∂F ∂F F =F + Δϕ1 + Δω1 + Δϕ 2 + Δω 2 + Δκ 2 = 0 ∂ϕ 1 ∂ω 1 ∂ϕ 2 ∂ω 2 ∂κ 2
0
仿射变换公式（6个参数）
量测4个框标
双线性变换公式（8个参数）
量测8个框标
投影变换公式（8个参数）
量测8个框标
基于框标对称性实现内定向的全自动化
§2.2.2 相对定向的直接解
应用：当不知道倾斜摄影中的像片倾角近 似值，以及不知道影像的内方位元素时。
第一章 数字影像获取 与 重采样
主要内容 数字影像采样 影像重采样理论
数字影像或数字化影像
DMC
13824
7680
§2.1.1 数字影像
⎡ g0,0 g0,1 ⎢g g1,1 1,0 g =⎢ ⎢ ⎢ gm−1,0 gm−1,1 ⎣ g0,n−1 ⎤ ⎥ g1,n−1 ⎥ ⎥ ⎥ gm−1,n−1⎦
常数项的几何意义
Q为定向点上 Q为定向点上 模型上下视差 模型上下视差 当一个立体像 当一个立体像 对完成相对定 对完成相对定 向， Q＝0 向， Q＝0 当一个立体像 当一个立体像 对未完成相对 对未完成相对 定向，即同名 定向，即同名 光线不相交， 光线不相交， Q＝0 Q＝0 Z1 Y1 s1
Z1 Y1 X1
Z2
s2
Y2 X2
X1
a2
a1
A
N1Y1
N2Y2
单独法解析相对定向原理
F = B Y1 Y2 Z1 =0 Z2
∂F ∂F ∂F ∂F ∂F F =F + Δϕ1 + Δω1 + Δϕ 2 + Δω 2 + Δκ 2 = 0 ∂ϕ 1 ∂ω 1 ∂ϕ 2 ∂ω 2 ∂κ 2
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