第4课：摄影测量坐标系与内外方位元素

摄影测量坐标系内外方位元素共线方程摄影测量是通过量测像片来获得地面目标的几何信息，最终目标是通过某特征点在像片上的坐标(u,v)来计算出这个特征点在地面坐标系中坐标(x,y,z)AaABCDS像片地面中心投影摄影测量常用的坐标系统oyxoSSO：主光轴SoAa•像平面坐标系o-xy表示像点在像平面内位置的平面直角坐标系。(像方）xyxy常用的坐标系原点、轴向、作用o'x'y'yxoayxGXGYGZO2D3D？SoAaxyxySyxyxa-fyxz•像空间坐标系s-xyz表示像点在像方空间位置的空间直角坐标系。xyz原点、轴向、作用常用的坐标系GXGYGZO(x,y,-f)(x,y,-f)O•摄影测量坐标系S-XYZ原点、轴向、作用像空间和物空间过渡性的坐标系；用于表示模型空间各点的位置，也可表示像点的空间位置。X轴大体上与航线方向或者反方向一致，Y、Z轴分别接近水平和铅垂。右手系SoAaxyxyxyzGXGYGZOTXTYTZTOXZYM常用的坐标系原点、轴向、作用SoAaxyxyxyzGXGYGZO•地面辅助坐标系TTTTZYXOTXTYTZTO过渡性的地面坐标系统。Z轴铅垂的摄影测量坐标系为地面辅助坐标系。摄影测量成果都在地面辅助坐标系中表示。简称地辅系。常用的坐标系1、常用的坐标系统(CoordinateSystem)•像空间坐标系•摄影测量坐标系•地面辅助坐标系•大地坐标系•像平面坐标系常用的坐标系统PhotocoordinatesystemImagespacecoordinatesystemPhotogrammetriccoordinatessystemGeodeticcoordinatesystemObjectspacecoordinatesystem框标坐标系像空间坐标系地面辅助坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量SoAaxyxyxyzGXGYGZOTXTYTZTO关系？关系？已知框标坐标系像空间坐标系地面辅助坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量关系?内方位元素外方位元素关系?像片的方位元素[Elementoforientation]关系已知[四]像片的方位元素[Elementoforientation]内方位元素投影中心对航摄像片的相对位置叫做像片的内方位；确定内方位的独立参数叫做内方位元素。确定投影中心对像片的相对位置的参数；oyx0x0yoSf•内方位元素一般是已知的注意•x0，y0都为小值框标坐标系像空间坐标系内方位元素00,,xyfxyz像片的方位元素[Elementoforientation]内方位元素框标坐标系、像平面坐标系、像空系之间的关系oyx0x0yoSfxyzxxyy0x0ya在框标坐标系中的坐标为），（yxa在像空系中的坐标为），，（fyx00,,xyf像片的方位元素[Elementoforientation]内方位元素每条摄影光线在像空系中有一个确定的方向。作用：1、像点的框标坐标系向像空系的改化；2、确定摄影光束的形状；SxyoaAfzxy),(yx00,,xyf框标坐标系像空间坐标系地面辅助坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量关系?内方位元素外方位元素关系?[四]像片的方位元素[Elementoforientation]关系已知00,,xyfSoAaxyxyxyzGXGYGZOTXTYTZTO外方位元素像空间坐标系地面辅助坐标系外方位元素关系?确定摄影时像空系在地辅系中位置和方向的元素叫做航摄像片的外方位元素。像片的方位元素[Elementoforientation]外方位元素外方位线元素:确定像空系的原点S在地辅系中的坐标；外方位角元素:确定像空系三轴在地辅系中的方向。确定像空系在地辅系中位置和方向所需要的元素。•线元素•角元素像片的方位元素[Elementoforientation]SoAaxyxyxyzTXTYTZTO确定像空系的原点S在地辅系中的坐标；SSSZYX、、外方位线元素ZYX确定像空系三轴在地辅系中的方向。Soxyxyz像片的方位元素[Elementoforientation]外方位角元素、、旋角偏角倾角框标坐标系像空间坐标系地面辅助坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量关系?内方位元素外方位元素关系?像片的方位元素[Elementoforientation]关系已知00,,xyfSSSZYX、、线元素：角元素：内方位元素3个，外方位元素6个。、、SfAo在理想情况下，摄影瞬间像点、投影中心、物点位于同一条直线上，描述这三点共线的数学表达式称之为共线条件方程。aaa两点两系一点两系两点一系＋SoxyxyxyzTXTYTZTOfa),,(fyxA),,(TTTZYX目的：建立同一个点在像空间坐标系与地面辅助坐标系中坐标值之间的对应关系。？SoAaxyxyxyzf),,(fyx),,(TTTZYXTXTYTZTOxyzXYZa1a2a3b1b2b3c1c2c3XZYxyzASzcycxcZzbybxbYzayaxaX321321321ZcYbXazZcYbXayZcYbXax333222111),,(ZYX),,(zyxzcycxcZzbybxbYzayaxaX321321321ZcYbXazZcYbXayZcYbXax333222111R,,?321321321cccbbbaaaRzyxRZYXZYXRzyxTZYXRzyx1像点和地面点的坐标变换RZaYaXafyxTRZYXzyxTRZYXAAAzyxAxA，yA，zAX，Y，Z点\坐标系S—XYZS—xyzaXa，Ya，Zax，y，-fRZYXzyx•像点的坐标变换•地面点的坐标变换求像点在地辅系中的坐标求地面点在像空系中的坐标两点两系一点两系两点一系＋RZYXzyxTRZYXzyxSoxyxyxyzTXTYTZTOfa),,(fyxSaA共线A),,(TTTZYXSAλSa向量表达式fzyyxxAAAAAAAzyfyzxfx（1）zxyxyAaS-fxAzAyo坐标变换TRZYXAAAzyxZcYbXazZcYbXayZcYbXax333AA111A222（2）像空系中fzyyxxAAAAAAAzyfyzxfx（1）ZcYbXaZcYbXafyZcYbXaZcYbXafx333333111222（3）SoAaxyxyxyzf),,(fyx),,(ZYXZcYbXaZcYbXafyZcYbXaZcYbXafx333333111222（3）)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afy)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afxSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTST333222333111S),,(ZsYsXs用地面点坐标表示像点坐标的共线条件方程)();();(STSTSTZZZYYYXXXTXTYTZTO),,(TTTZYX)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afy)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afxSSSSSSSSSSSS333222333111（4）)()()()()()()()()()()()(SSSSSSSSSSSSZZcYYbXXaZZcYYbXXafyyZZcYYbXXaZZcYYbXXafxx33322203331110（5）框标坐标系：a（x'，y'）构像方程用地面点坐标表示像点坐标的共线条件方程00yyyxxx;（7）fcycxcfbybxbZYfcycxcfayaxaZX321321321321（8）fcycxcfbybxbZsZYsYfcycxcfayaxaZsZXsX321321321321)()(用像点坐标表示地面点坐标的共线条件方程fcycxcfbybxb)ZsZ(YsYfcycxcfayaxa)ZsZ(XsX321321321321)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afy)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afxSSSSSSSSSSSS333222333111共线方程-摄影测量的核心模型思考题•内外方位元素如何获得？•已知一个像点坐标（x,y)，如何求得该像点对应的地物点的大地坐标（X,Y,Z)？