p1 ( X , Y , Z ) a0 a1 X a2Y a3 Z a4 XY a5 XZ a6YZ a7 X 2 a8Y 2 a9 Z 2 a10YXZ a11 X 3 a12 XY 2 a13 XZ 2 a14 X 2Y a15Y 3 a16YZ 2 a17 X 2 Z a18Y 2 Z a19 Z 3 p2 ( X , Y , Z ) b0 b1 X b2Y b3 Z b4 XY b5 XZ b6YZ b7 X 2 b8Y 2 b9 Z 2 b10YXZ b11 X 3 b12 XY 2 b13 XZ 2 b14 X 2Y b15Y 3 b16YZ 2 b17 X 2 Z b18Y 2 Z b19 Z 3 p3 ( X , Y , Z ) c0 c1 X c2Y c3 Z c4 XY c5 XZ c6YZ c7 X 2 c8Y 2 c9 Z 2 c10YXZ c11 X 3 c12 XY 2 c13 XZ 2 c14 X 2Y c15Y 3 c16YZ 2 c17 X 2 Z c18Y 2 Z c19 Z 3 p4 ( X , Y , Z ) d 0 d1 X d 2Y d 3 Z d 4 XY d 5 XZ d 6YZ d 7 X 2 d8Y 2 d 9 Z 2 d10YXZ d11 X 3 d12 XY 2 d13 XZ 2 d14 X 2Y d15Y 3 d16YZ 2 d17 X 2 Z d18Y 2 Z d19 Z 3
本 原 理
rr cr
Y Z
未知量
已知量
二、高分辨率遥感影像三维重建
1、高分辨率卫星简介
IKONOS（4m彩色、1m全色卫星影像
Quickbird（快鸟、0.6m）卫星影像
2、高分率遥感影像成像模型
传感器成像模型的建立是进行摄影测量立体定位处理 的基础，一般分为物理和通用传感器模型。
在传统的摄影测量领域，使用较多的是物理传感器模 型，而且使用画幅式相机，这样基于共线方程的立体像对 纠可以实现三维重建。 随着遥感技术和航天技术的发展，在摄影测量领域画 幅式相机逐渐被CCD传感器所取代，如果采用基于共线方 程传感器模型描述，将导致定向参数之间的强相关性，影 响定向的精度和稳定性。同时通用传感器模型与具体的传 感器无关，因而更能适应传感器成像方式多样化的发展要 求，所以通用传感器模型的研究成为当前摄影测量与遥感 领域的一个重要研究方向。
3.常用影像定位方法
间接优化法
利用新增GCPs计算仿射变换系数， 改变像方空间坐标值
新增GCPs用于像 方仿射变换系数 的计算
原始RPC系数
原始像素坐标 新像素坐标
新增GCPs
像方仿射变换系数
3.常用影像定位方法

不同空间坐标系之间的坐标转换
高斯正反算 广义大地坐标微分公式
3.常用影像定位方法
1、单张遥感影像三维重建
原理：RFM
（1）角点量测法
（2）阴影量测法
2、单张近景影像三维重建
原理：灭点理论
1、单张影像基于RFM三维重建
RFM
P ( X ,Y , H ) 1 r P ( X ,Y , H ) 2 P ( X ,Y , H ) 3 c P ( X ,Y , H ) 4
3.常用影像定位方法
有理函数模型 (RFM)
P ( X ,Y , H ) 1 rl P ( X ,Y , H ) 2 P ( X ,Y , H ) 3 cl P ( X ,Y , H ) 4
P ( X ,Y , H ) 1 rr P ( X ,Y , H ) 2 P ( X ,Y , H ) 3 cr P ( X ,Y , H ) 4
三维坐标的解算，如图所示。
a1 ( X X s ) b1 (Y Ys ) c1 ( Z Z s ) rl x0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z S )
a2 ( X X s ) b2 (Y Ys ) c2 (Z Z s ) cl y0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z S )
2、直接线性变换解算
直接线性变换解法的具体解算过程，包括系数L的解 算以及空间坐标（X、Y、Z）的解算共两个步骤： 步骤一：系数L和物方空间坐标（X,Y,Z）近似值的解 算； 步骤二：系数L和物方空间坐标（X,Y,Z）精确解算。
四、单张遥感影像三维重建
（1）、传统的航空影像及近景影像通常作为建筑物 三维重建的重要信息源。但是，航空影像由于其高空成 像造成侧面纹理匮乏，且航空、近景影像均需要昂贵的 仪器、设备。 （2）、对于从立体遥感影像上自动、半自动地进行 建筑物的提取和重建的方法,已经有了大量的研究,在技 术思路上也已经比较成熟,而且获得的建筑物几何模型 精度也较高。在有些特定情况下,特别是在工程摄影测 量、非正规航空摄影的条件下,不能获取具有规定重叠 度的立体像对,因此利用单影像进行三维建模也是一个 重要的途径。
tgB sin L cos L Ne sin B cos B cos L
2
"
0 N e 2 sin B cos B " ( M H )a N (1 e 2 sin 2 B ) a
0 da M (2 e 2 sin 2 B ) sin B cos B " ( M H )(1 a ) d M 2 2 2 (1 e sin B ) sin B 1 a
一、摄影测量基本原理 z
1、共线方程
Z y S(Xs, Ys, Zs) a (x,y) x
Y
A(X,Y,Z)
X
a1 ( X X s ) b1 (Y Ys ) c1 ( Z Z s ) x x0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z S )
a1 ( X X s ) b1 (Y Ys ) c1 ( Z Z s ) rr x0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 (Z Z S )
a2 ( X X s ) b2 (Y Ys ) c2 ( Z Z s ) cr y0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z S ) rl X 基 cl
1、直接线性变换
概念:
直接线性变换（Direct Linear Transformation） 解法是建立像点坐标仪坐标和相应物点物方空间坐标 之间直接的线性关系的算法。
原理：
直接线性变换解法,原则上也是从共线条件方程演绎 而来的。按共线条件方程得出直接线性变换的基本关 系式:
l1 X l2 y l3 Z l4 x 0 l9 X l10Y l11Z 1 l5 X l6 y l7 Z l8 y 0 l9 X l10Y l11Z 1
Байду номын сангаас

共线方程式法
x f y f a11 ( Xp Xs) a 21 (Yp Ys) a31 ( Zp Zs) a13 ( Xp Xs) a 23 (Yp Ys) a33 ( Zp Zs) a12 ( Xp Xs) a 22 (Yp Ys) a32 ( Zp Zs) a13 ( Xp Xs) a 23 (Yp Ys) a33 ( Zp Zs)
a2 ( X X s ) b2 (Y Ys ) c2 (Z Z s ) y y0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 (Z Z S )
2、解算地面点的三维坐标
由共线方程可知，单张像片只能列出两个方程，无法求 解三个未知数（X,Y,Z），所以利用立体像对进行地面点
sin L " dL ( N H ) cos B dB sin B cos L " M H dH cos B cos L tgB cos L sin L 2 Ne sin B cos B sin L " cos L " ( N H ) cos B sin B sin L " M H cos B sin L X 0 cos B " Y0 M H sin B Z 0 0 0 1 X N 2 0 Y e sin B cos B " m M Z N (1 e 2 sin 2 B ) 0
三、近景影像三维重建
近景摄影测量是摄影测量与遥感学科的一个 重要分支，其目的是通过摄影测量的方法，研 究目标物体的外形、尺寸以及运动状态等。通 过近景摄影测量的方式获取物体真实尺寸从而 建立三维景观，满足了中小型用户的可视化需 求。其中直接线性变化（DLT）在近景摄影测 量中应用比较广泛。 直接线性变化解法，因无需内方位元素值和 外方位元素的初始近似值，特别适用于非量测 相机所摄影像的摄影测量处理，故本算法成为 近景摄影量测的重要组成部分。
基于RFM的通用传感器模型
RFM定义：
RFM是将像点坐标（r , c）表示为以相应地面点空间坐标 （X,Y,Z）为自变量的多项式的比值，公式如下：
P ( X ,Y , H ) 1 r P ( X ,Y , H ) 2 P ( X ,Y , H ) 3 c P ( X ,Y , H ) 4
3.常用影像定位方法



多项式法 共线方程式法 直接线性变换法 仿射变换法 有理函数模型法