第四章
2、什么是人造立体效能?人造立体视觉必须符合自然立体观察的那些条件?
答:空间景物在感光材料上构像,再用人眼观察构像的像片而产生生理视差,重建空间景物立体视觉。这样的立体感觉称为人造立体视觉,所看到的立体模型称为视模型。
必须符合四个条件: 1. 2. 3. 4.
两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对。 每只眼睛必须只能观察相对的一张像片;
两像片上相同景物(同名像点)的连线与眼睛基线应大致平行; 两像片的比例尺相近(差别<15%),否则需要ZOOM系统进行调节。
上述方法观察到的立体与实物相似,称为正立体效应。
3、立体观察有哪些方法?
1.立体镜观察法;
2.双目镜观测光路的立体观察; 3.互补色法立体观察; 4.同步闪闭法立体观察; 5.偏振光法立体观察。
4、立体像对有哪些特殊的点、线及面? 图为:
5、连续像对与单独像对各选取怎样的像空间辅助坐标系?各有哪些相对定向元素?
答:
连续像对:若将左片置平,以左片的像空间坐标系作为本像对的像空间辅助坐标系(或称以左方像片为基准或左像片的外方位元素为已知),这样的像对为连续相对。
相对定向元素:b b φ 、ω 、κ 为连续相对定向的五个相对定向元素。
单独像对:若将摄影基线置水平,像空间辅助坐标系选取S 为坐标原点,基线B作为U轴,垂直于作核面的轴V轴构成右手平面直角坐标系S –U V W ,这样的像对为单独像对。
相对定向元素:φ 、κ 、φ 、ω 、κ为单独像对的相对定向五个元素。
6、什么是绝对定向?一个立体模型有哪些绝对定向元素?
答:要确定立体模型在地面摄影测量坐标系中的正确位置,需要把相对定向所建立的立体模型进行平移、旋转、缩放,以便纳入到地面摄影测量坐标系中,并归化到制图比例尺,这一过程称为立体模型的绝对定向。
一共有七个参数X 、Y 、Z 、λ、Ф、Ω、К
7、简述模拟法立体测图原理。
答:模拟法立体测图需要在特定的立体测图仪上进行。该仪器是用光学投影或机械投影来模拟摄影过程,实现几何反转。在模拟立体测图仪上要恢复像片对摄影光束的空间方位及像片的空间方位,其方法是通过内定向、相对定向、绝对定向完成。
模拟法相对定向:特点是只要所有同名光线对对相交形成一个几何模型,必然恢复了两像片的相对位置,也就恢复了相对定向元素,而并不在意相对定向元素数量值。
模拟法绝对定向:为了在立体模型上获取正射投影的地形图,还需要将相对定向的模型纳入地面摄影测量坐标系并将模型大小归化为测土比例尺,这一过程称为立体模型的绝对定向。
过程:首先将两像片分别放在测图仪的投影器内,且使两像片主点分别与两像片盘的主点重合,并安置摄影时的主距,这就恢复了摄影时的内方位元素,也称内定向。然后经过相对定向建立立体模型,在通过控制点进行绝对定向,建立与实地一样的模型并以该模型进行立体测图。完成上述过程后,对所建立的几何模型进行地物、地貌的量测。
8、模拟法立体测图中怎样进行像对的相对定向与模型的绝对定向? 答:相对定向: 图
如上图:分别在1、2、3、4、5点附近选取同名像点的投影点,通过量测台的升降消除同名投影点在X方向上的分离,然后按不同的定向方法(连续像对或单独像对),遵循投影器不同螺旋微小移动的变化规律,用某一螺旋移动微小量来消除上下视差Q,当然要反复进行。当上述各点存在的上下视差都消除后,再用6点进行检核,若6点上有视差但在允许范围内,就认为完成了本模型相对定向。这种定向方法也是一种模拟,也就是说,用五个投影器的螺旋消除五个定向点上的上下视差来恢复相对定向元素。
绝对定向:模拟法绝对定向不是通过公式求解七个绝对定向参数的大小,而是模拟恢复这些绝对定向参数,俗称为“相当于解求”绝对定向元素。 图:
如上图四个已知控制点N ,N ,N ,N 均为已知控制点。为了把模型纳入地面摄影测量坐标系,人工将底图做X、Y方向上平移以及X、Y平面内的旋转,使模型上两投影点的连线与相应图底两点连线重合,这三个动作相当于恢复了X 、Y 、Z 。另外,立体切准某已知地面控制点,并在立体测图仪上安置该点的起始高程,这相当于恢复了Z ,因此,在模拟法绝对定向的任务仅是规划模型比例尺λ及旁向倾角Ф、Ω,恢复Ф、Ω也称模型航向、旁向置平。
具体做法是利用底图两点间的距离与模型上的相应点间的距离对比,并改变基线长度,是模型的投影点与底图相符,这项工作相当于恢复了λ。旋转模拟测图仪上的Ф、Ω螺旋,使模型在航向及旁向的两个高程点的高程与实地相符,这项工作相当于恢复了Ф、Ω,也就是进行了航向及旁向置平。
9、用解析测图仪测图,为什么称为数字投影?
答:在解析测图仪测图时,用计算方式取代了模拟测图仪上复杂的光学或机械投影,所以称为数字投影。 第五章
1、什么叫单像空间后方交会?其观测值和未知数各是什么?至少需要几个已知控制点?为什么?
答:单像空间后方交会:基本思想是利用至少三个已知地面控制点的坐标A(X ,Y ,Z )、B(X ,Y ,Z )、C(X ,Y ,Z ),与其影像上对应的三个像点的影像坐标a(x ,y )、b(x ,y )、c(x ,y ),根据共线方程,反求像片的外方位元素X 、Y 、Z 、φ、ω、κ。这种解算方法是以单张像片
为基础,亦称单像空间后方交会。
共线方程有六个未知数,至少需要列六个方程才可以解出这六个外方位元素,每个点可以列出两个方程,所以至少需要三个已知地面控制点。
2、利用共线条件式进行空间后方交会如何推导出线性化误差方程?
3、已知摄影机主距f=153.24mm,四对点的像点坐标与相应的地面坐标列如下表:
计算近似垂直摄影情况下后方交会解。 4、立体像对双像前方交会的目的是什么?
答:用单像空间后方交会可以求得像片的外方位元素,但要想根据单张像片的像点坐标反求相应地面点的空间坐标是不可能的。
外方位元素与一个已知像点,只能确定该像片的空间方位及摄影中心S至像点的射线空间方向,只有利用立体像对上的同名像点,才能得到两条同名射线在空间相交的点,即该地面点的空间坐标。
立体像对双像前方交会的目的就是通过外方位元素与已知像点,求解相应地面点的空间坐标。
5、什么是解析法相对定向?如何解算连续像对与单独像对的相对定向元素?
答:解析法相对定向是通过计算相对定向元素建立地面立体模型。解析法相对定向恢复核面,需要从共面条件式出发求解五个相对定向元素,才能建立地面立体模型。
解算连续像对相对定向元素:连续像对相对定向是以左像片为基础,求出右像片相对于左像片的五个相对定向元素bv 、bw、φ2 、ω2 、κ2 。 解算单独像对的相对定向元素:单独像对是以基线为u轴,左主核面为uw平面,建立像空间辅助坐标系S –U V W 及S –U V W 。像点a 、a 在各自的像空间辅助坐标系的坐标分别为(u1,v1 ,w1)及(u2 ,v2,w2 ),则共面条件的坐标表达为:
6、如何利用相对定向元素解求模型点的坐标?
7、解析法绝对定向的目的是什么?如何解算绝对定向元素?至少需要几个地面控制点?为什么?
答:目的:恢复摄影时像片之间的绝对位置,三个线元素和角元素。
相对定向仅仅是恢复了摄影时相片之间的相对位置。 绝对定向基本关系式: