遥感地质学课件5.3 图像视差和立体观测.PPT

根据相似三角形原理，可得: 上式就是像片上因地形起伏引起的像点位移的计算公式，式中，r为a点以像底点n为中心的像距，H为摄影航高 根据上式可以看出因地形起伏引起像点位移的规律 1 当r 0时， δh 0，即水平像片的像主点处没有投影误差。 2 像点的位移量δh与r成正比，即水平像片上距离像主点越远，投影误差越大。 3 像点的位移量δh与h成正比，相对高差越大，投影误差越大，在地形平坦区的像片没有投影误差，地形起伏越大地区的像片投影误差越大，即影像畸变越大。像点位移方向在像点与像主点连线上，高于基准面的点，像点背离像主点方向位移，低于基准面的点，向像主点方向位移。 4 像点位移量与航高成反比，也就是说像片比例尺越大，像点位移量大，即畸变就越大。 在航空像片上由地形起伏引起的投影误差是不可忽略的，在解译过程中，尤其定量解译时应考虑到这种畸变规律。 2.根据像点位移值测量目标的高度 由于高出地面的物体，反映到空中照片上的影像，不仅能反映出它的侧面形状，而且还能根据目标顶部和底部的影像，直接测量出它的位移大小。因此，把测得的位移值带入公式: 可得目标高度。 例如，一张航空照片，已知照相高度为400米，在空中照片上量出目标顶点至像主点的距离为2.8厘米，目标的像点位移值为0.15厘米，则目标高度为 h 400米*0.15米/2 .8米 21.43米 注意：这种测量方法只适用垂直空中照片，而且被测量目标的影像的顶部和底部都应该是清晰的，才容易测量出目标位移的全长。 水晶体距网膜的距离是不变的，只是水晶体受四周韧带的伸缩作用，而改变它的曲率，从而改变它的焦距，因此在观察远近不同的物体时，水晶体的焦距能自动调节，使影像落在网膜上得到清晰的影像。 用双眼观察物体时，观察者能自动调节和转动双眼，使两眼的视轴交会于某一观察点上，也就是使该点的影像落于网膜窝中心内。此时两眼视轴所形成的交角叫做交会角。交会角的大小决定于两眼的距离（称为眼基线）和物体的远近。一般成年人的眼基线平均为64毫米。所以，物体离眼睛的远近不同，就具有不同的交会角。距离愈远，交会角愈小；距离愈近，交会角愈大。同时人们是从眼基线的两个端点来观察物体的（右眼从右边观察物体，左眼从左边观察物体），因此两眼的观察角度就不同，在两眼网膜上所产生的物体影像也就有差别，即形成了生理视差。图5-12说明了人们在用双眼观察物体时，两眼所产生的生理视差。 由此可知，物体的远近不同,会引起生理视差的改变。生理视差不同的影像，通过视神经汇集于大脑中，就产生了物体的形态、大小和空间位置的总印象，这就是物体的立体感觉。因此，生理视差是产生立体视觉和判断景物远近的原因。 但是人们的立体感觉是有一定限度的，根据实验证明，当交会角小于30〞，物体在两眼中就会产生完全相同的感觉，此时就无法感觉出物体的远近和立体形态。 图 5-13 不同角度对同一地区照相示意图 立体观察就是根据眼睛的立体视觉原理进行的。实施立体观察，必须是在连续拍摄的两张空中照片的重叠部分上进行。因为这种照片，是在同一照相高度，从两个不同角度对同一地区拍摄的（见图5-13），所以同一物体在两张空中照片上，就是现出互有差别的影像，并具有不同的左右视差。这样它就符合了立体视觉所必须具备的条件，因而也就能用来进行立体观察。假若用两眼代替镜头，分别各看一张照片，则各像点在眼睛网膜上所形成的影像，同样会形成不同的生理视差而获得物体的立体效应。 如果我们在双眼前各放置一块玻璃片，若玻璃上有感光材料，则影像分别记录在感光片上，当移开实物后，各眼观看各自玻璃上的构像，仍能看到与事物一样的空间景物，这就是空间景物在人眼网膜窝上产生生理视差的人眼立体视觉效应。其过程为：空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的像片产生生理视差，重建空间景物的立体视觉，所看的空间景物称为立体影像，产生的立体视觉称为人造立体视觉。 （二）航空像片的立体观察 在一般情况下，使用立体镜进行观察。目前常用的立体镜，有透镜式立体镜、反光式立体镜、扫描式立体观测仪和主体显微镜等。 透镜式立体镜也称桥式立体镜（图5-14a）是由两片透镜组成的，两透镜中心的距离可以调节。这种立体镜的优点是：体积小、结构紧凑、携带方便、价钱便宜。其缺点是观察的视野范围有一定的限度，适应于对像幅不大的空中照片进行观察。 反光式立体镜（图5-14b）与透镜式立体镜相似，它是由两组反射镜或棱镜与反射镜和两组透镜（有的没有透镜）组成。这种立体镜有以下优点：其观察基线是以外面两片反光镜的中心计算的，一般比眼基线要大4倍（25厘米），适应于观察像幅较大的空中照片，立体像对全部和大部分立体区域都可在低放大倍率下看到；放大率较大时，只要移动立体镜就可以看到照片上任何立体区域的立体情况，而不必抬高、移动