摄影测量与遥感：物方空间坐标系与暗灯系统解析

"本文主要介绍了摄影测量中的坐标系概念，包括物方空间坐标系的三种类型，以及摄影测量中的一些基本概念，如像空间坐标、像空间辅助坐标、共线方程及其应用。同时提到了摄影比例尺、像片倾角、重叠度、摄影基线、像平面坐标系、内外方位元素、空间后方交会和中心投影变换等关键概念。" 在摄影测量领域，物方空间坐标系是理解图像与现实世界关联的基础。摄影测量坐标系（PPP ZYXP）是由像空间辅助坐标系XYZS沿Z轴反方向平移到地面点P得到的，通常用于描述像点在照片上的位置。地面测量坐标系（TTYT ZYXT）则是地图投影坐标系，多用于国家测图，是左手系，与摄影测量坐标系的右手系有所区别。为了协调这两个坐标系之间的转换，引入了地面摄影测量坐标系（tptp ZYXD），其原点位于测区的一个地面点。 像空间坐标变换为像空间辅助坐标的主要原因是便于计算和处理，因为每个照片的像空间坐标系不一致。这种变换通过特定的矩阵运算完成，确保了坐标系的一致性。共线方程，又称中心投影的构像方程，是摄影测量中的核心概念，它描述了相机中心、地面点和像点三者之间的几何关系，是进行空间定位和重建的基础。 摄影测量中的其他关键概念包括： 1. 摄影比例尺，是像片上线段长度与实地水平距离的比例，受像片倾角和地形起伏影响。 2. 像片倾角，摄影机主光轴与地面垂直线之间的夹角，应小于3°。 3. 航向重叠和旁向重叠，保证相邻像片有足够重叠以便于立体观察和数据匹配。 4. 摄影基线，相邻摄站间的距离，影响像片的重叠和立体观测。 5. 内方位元素和外方位元素，分别描述像片内部结构和在空间中的位置与姿态。 6. 空间后方交会，通过已知地面点和像点坐标求解外方位元素的过程。 7. 中心投影变换，将有倾角的像片转换为水平像片，以消除地形起伏引起的像点位移。 这些基本概念构成了摄影测量理论和技术的基石，广泛应用于地理信息系统（GIS）、遥感、测绘等多个领域。通过对这些知识的理解，可以进行精确的三维重建和数据分析，实现对地球表面的详尽描绘和监测。