摄影测量基础知识

摄影测量基础

量测用摄影机的特点：
物镜具备良好的光学性能（分辨率高、畸变差小、透光性强）；
机械结构稳定 ；
具有自动装置和压平装置；
同一台摄影机的像距是固定的已知值；
摄影机像平面的框架上有框标标志；
内方位元素已知；
像幅：23cm23cm,18cm18cm ,13cm*18cm

基本概念：

摄影像片是被摄物的中心投影。
地形图（正射影像图）是被摄物的正射投影。
投影：用一组假想的直线，将物体投射向投影平面，在投影平面上得到的图形称为投影。
包括：中心投影，平行投影（正射投影）

摄影像片上的特殊点线
摄影中心S:物镜中心
主光轴SO:过S作像平面的垂线
像主点O:SO与像平面的交点
像片倾角a:像平面与地平面的夹角
铅垂光线SN:过S作地平面的垂线
像底点n:SN与像平面的交点
地底点N:SN 与地平面的交点

坐标系
一、像平面上的直角坐标系：
1、框标坐标系：p-x’y’
选择框标连线的交点 p为原点，框标连线为x’,y’轴，航线方向为x’轴的正轴。

2、像平面直角坐标系(o-xy)：
像片的像主点o为原点，x、y轴分别平行于框标坐标系的x’、y’轴。
P在o-xy中的坐标：x0,y0，及摄影机的主距f，称为摄影机的内方位元素。

二、像空间直角坐标系(S-xyz):
摄影中心S为坐标原点，x,y轴分别平行于像平面坐标系的x,y轴，摄影机主光轴指向S方向为z轴正轴，构成空间右手直角坐标系。

三、像空间辅助坐标系(S-XYZ)：
摄影中心S为坐标系原点，坐标轴的选择依需要而定，如：铅垂方向为Z轴，航向为X轴，构成右手直角坐标系；或，航带第一张航片的像空间坐标系S1-x1y1z1。

四、 摄影测量坐标系(Op-XpYpZp)
S-XYZ的Z轴与地面的交点P作为原点，坐标轴XP、YP、ZP分别平行于X、Y、Z轴。

五、 地面测量坐标系(t-XtYtZt)
地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标系为高斯-克吕格三度带或六度带1980西安坐标系，高程坐标系为1985黄海高程系

六 地面摄影测量坐标系
(A-XtpYtpZtp)将右手系的摄测坐标系转换至左手系的地面测量坐标系的过渡性坐标系。
原点为地面某一控制点，Ztp轴与地面测量坐标系的z轴平行，Xtp轴与航线一致

方位元素
方位元素：描述摄影瞬间，S与像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数，称为像片的方位元素。
包括：内方位元素、外方位元素。
是用于确定摄影时摄影物镜（摄影中心） 、像片与地面三者之间相关位置的参数

一、像片的内方位元素：
摄影物镜中心S与像片之间相互位置的参数 x0,y0,f
恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束

二、像片外方位元素：
在恢复像片的内方位元素的基础上（已建立的摄影光束），确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数
一张像片有六个外方位元素。三个直线元素，描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(Xs、Ys、Zs)。三个角元素(j、w、k)，表示摄影光束空间姿态(像片在摄影瞬间空间姿态的要素）

以Y轴为主轴的j、 w 、 k
航向倾角j：主光轴SO在XZ平面上的投影SOX与Z轴的夹角。
旁向倾角w：主光轴SO方向与SOX的夹角
像片旋角k： YSO平面与像平面的交线与像平面坐标系y轴的夹角。