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1、第三章第三章 航摄像对的解析航摄像对的解析第三节第三节第三节第三节 相对定向元素和绝对定向元素相对定向元素和绝对定向元素相对定向元素和绝对定向元素相对定向元素和绝对定向元素主要内容主要内容相对定向元素相对定向元素绝对定向元素绝对定向元素立体测图的基本作业过程立体测图的基本作业过程 内定向内定向 相对定向相对定向 绝对定向绝对定向 测绘地物和地貌测绘地物和地貌要恢复、确定一个像对的两张像片在摄影瞬间的空要恢复、确定一个像对的两张像片在摄影瞬间的空间位置，就必须知道该像对的外方位元素。一张航间位置，就必须知道该像对的外方位元素。一张航摄像片的外方位元素有摄像片的外方位元素有6个（个（Xs，Ys，Z
2、s，K），所以一个航摄像对的外方位元素就应有），所以一个航摄像对的外方位元素就应有12个。个。一个航摄像对的一个航摄像对的12个外方位元素按其作用不同，个外方位元素按其作用不同，被划分成被划分成相对定向元素（相对定向元素（5个）个）和和绝对定向元素（绝对定向元素（7个）个）两部分。两部分。相对定向元素相对定向元素确定一个像对的两张像片相对位置关确定一个像对的两张像片相对位置关系所需要的元素叫做系所需要的元素叫做相对定向元素相对定向元素。一个像对的相对定向元素共有五个，一个像对的相对定向元素共有五个，它们随着所选取的像空间辅助坐标系它们随着所选取的像空间辅助坐标系的不同，通常有两种不同的表达形式
3、：的不同，通常有两种不同的表达形式：连续像对的相对定向元素连续像对的相对定向元素 单独像对的相对定向元素单独像对的相对定向元素这种相对定向元素能连续的恢复相邻或一条航线上所有投这种相对定向元素能连续的恢复相邻或一条航线上所有投影光束之间的相对方位，故这种相对定向元素被称之为影光束之间的相对方位，故这种相对定向元素被称之为连连续像对的相对定向元素。续像对的相对定向元素。这种相对定向元素只考虑建起一个像对的立体几何模型（即称这种相对定向元素只考虑建起一个像对的立体几何模型（即称单模型或独立模型），而不顾及相邻模型间的连续性，故这种单模型或独立模型），而不顾及相邻模型间的连续性，故这种相对定向元素被
4、称之为相对定向元素被称之为独立像对的相对定向元素独立像对的相对定向元素。绝对定向元素绝对定向元素立体测图的基本作业过程立体测图的基本作业过程一、内定向一、内定向恢复一个像对的两张像片内方位元素的工作称为恢复一个像对的两张像片内方位元素的工作称为内定向内定向。模拟航摄测量中，是通过装片、归心，获得与摄影光束相似模拟航摄测量中，是通过装片、归心，获得与摄影光束相似的投影光束。的投影光束。数字摄影测量中，内定向的目的就是确定扫描坐标系与像平数字摄影测量中，内定向的目的就是确定扫描坐标系与像平面坐标系之间的关系以及数字影像可能存在的变形。面坐标系之间的关系以及数字影像可能存在的变形。二、相对定向二、相
5、对定向通过一定手段恢复或确定摄影时像对的两张像片之间相对位通过一定手段恢复或确定摄影时像对的两张像片之间相对位置的工作称为置的工作称为相对定向相对定向。相对定向的相对定向的目的目的就是使得同名光线对对相交，建立起一个与就是使得同名光线对对相交，建立起一个与实地相似的立体几何模型。实地相似的立体几何模型。实现方法：实现方法：模拟摄影测量中可通过光学机械法来实现。利用模拟摄影测量中可通过光学机械法来实现。利用模拟测图仪投影器上模拟测图仪投影器上5个与相对方位元素相对应的机械螺子个与相对方位元素相对应的机械螺子的动作，改动两投影器之间的相对位置（即用连续像对相对的动作，改动两投影器之间的相对位置（即
6、用连续像对相对定向的方法或单独像对相对定向的方法），使模型范围内的定向的方法或单独像对相对定向的方法），使模型范围内的几个有代表性点位上同名光线对对相交，即恢复了像对的几个有代表性点位上同名光线对对相交，即恢复了像对的5个相对定向元素，完成相对定向的方法。个相对定向元素，完成相对定向的方法。三、绝对定向三、绝对定向经相对定向后，虽然已经建立起一个与实经相对定向后，虽然已经建立起一个与实地相似的立体模型，但此时该模型的比例地相似的立体模型，但此时该模型的比例尺及其在空间的方位是任意的，为了能用尺及其在空间的方位是任意的，为了能用以测制地形图，还须将该模型依据一定数以测制地形图，还须将该模型依据一
7、定数量的已知控制点规划到要求的比例尺上，量的已知控制点规划到要求的比例尺上，并使其置于大地坐标系的正确方位之中，并使其置于大地坐标系的正确方位之中，该作业过程称为该作业过程称为模型的绝对定向模型的绝对定向。绝对定向的实质是解求7个绝对定向元素，所以绝对定向时至少需要两个平高控制点和一个高程控制点，且这3个已知控制点不应在一条直线上。实际中为了提高精度和检查，一般每个像对用于绝对定向的已知控制点（平高点）为4个，并分布于图板相应的4个角上。模拟绝对定向的方法主要有光学机械法和解析法。光学机械法主要包括规划模型比例尺和模型置平两大步工作。规划模型比例尺规划模型比例尺是利用改变仪器投影基线的长度及旋
8、转是利用改变仪器投影基线的长度及旋转移动图板的方法，使模型上两个已知点的投影点与图板移动图板的方法，使模型上两个已知点的投影点与图板上按一定比例尺所展绘的相应控制点相重合来完成的，上按一定比例尺所展绘的相应控制点相重合来完成的，该步实际确定了绝对定向元素中的该步实际确定了绝对定向元素中的b及及Xs，Ys，K。模型置平模型置平是利用不在一条直线上的是利用不在一条直线上的3个已知高程控制点，个已知高程控制点，通过改动仪器的有关螺旋，使模型产生通过改动仪器的有关螺旋，使模型产生X方向和方向和Y方向的方向的倾斜，以达到倾斜，以达到3个相应模型点的高程读数与已知高程值相个相应模型点的高程读数与已知高程值
9、相一致。一致。该步确定了绝对定向元素中的该步确定了绝对定向元素中的Zs和和，。绝对定向的目的绝对定向的目的就是要确定空间相似变换的就是要确定空间相似变换的7 7个待定参数个待定参数（Xs，Ys，Zs，b，K），），这需要利用最少这需要利用最少两个平高点和一个高程点，列出两个平高点和一个高程点，列出7个误差方程式。个误差方程式。若有多若有多余的控制点，便可按最小二乘法原理进行平差计算。余的控制点，便可按最小二乘法原理进行平差计算。四、测绘地物和地貌四、测绘地物和地貌完成定向工作后，即可进行测绘地物和地貌的工作。完成定向工作后，即可进行测绘地物和地貌的工作。测绘地物测绘地物 在立体观察下，使仪器的
10、测标切准立体几何模型上要描绘的地物点，同时将测笔放至图纸上，然后使测标沿地物的轮廓移动，此时测笔即可在图纸上描绘出该地物垂直投影的位置。其他所应加绘的地物符号及注记应以调绘片为准。测绘地貌测绘地貌 测绘地貌主要包括测定高程注记点和测绘等高线两项工作。按规范的要求高程注记点的点位选定后，用一起的测标两次切准该点，当两次的读数值不超过限差要求时，取其平均数即为该高程注记点的数据。测绘等高线时，先将某一等高线的高程按模型比例尺安置于一起的测绘器上，然后移动测绘器，使处于某一高度位置的测标始终沿与模型表面相切处移动，测笔即可在图纸上正确描绘出该条等高线。注意在测绘同一条等高线的过程中，测标的高度不得再做变动，只有当测完一条换测另一条等高线时，测标的高度才应做变动。直至整个模型内的等高线全部测绘完。