航空象片的立体观察.doc

地貌学实习一：航空象片的立体观察
用光学仪器或肉眼对有一定重叠率的航空相片象对进行观察，获得地物和地形的光学立体模型，称为象片的立体观察，它的原理是根据人对物体的双眼观察原理。
一、立体观察的原理
1、航空相片的特征值
象主点：航空摄影机主光轴与象面的交点。
象底点：通过镜头中心的铅垂线与象面的交点。
等角点：主光轴与主垂线的夹角是象片倾斜角，象片倾斜角的角平分线与象面的交点称为等角点。当地面平坦时，只有以等角点为顶点的方向角，才是地面与象片上对应相等的角度。
主纵线与主横线：包含主垂线与主光轴的平面称为主垂面，主垂面与象面的交线称为主纵线，它在象片上是通过象主点和象底点的直线。与主纵线垂直且通过象主点的直线称为主横线。主纵线与主横线构成象片上的直角坐标铀。
等比线：通过等角点且垂直于主纵线的直线称为等比线。在等比线上比例尺不变。
在垂直象片上，象主点、象底点和等角点重合，主横线和等比线重合。

2、人眼立体观察的原理
单眼观察物体时不能分辨其远近，只能凭经验判断。双眼观察时会产生视差，从而产生立体感。我们的双眼相当于两架非常完备的照相机或摄像机。
二、象对立体观察
象对立体观察，是用双眼把从相邻两摄影站对同一地区摄取的两张象片，看成空间的光学立体模型。
根据天然立体现察的性质，必须满足下列条件，才能将象对构成光学立体模型：
1）必须是由不同的摄影站向同一地区所摄取的两张象片。
2）两张象片的比例尺相差不得超过16%。
3）两眼必须分别各看两张象片上的相应影象，即左眼看左象，右眼看右象。
4）象片所安放的位置，必须能使相应视线成对相交，相应点的连线与眼基线平行。
三、用立体镜进行象对立体观察
分析上述象对立体观察的4个条件，可以发现有3个条件是摄影和安置象片时比较容易做到的，而其中左眼看左象，右眼右象这个条件，若用肉眼直接观察还是比较困难的。因为象片位于明视距离处，而要控制视轴平行是很不容易的，如用立体镜观察，则很容易做到。
1、立体镜的构造
立体镜有桥式立体镜和反光立体镜两种：
1）桥式立体镜：它是在镜架上装两个凸透镜构成，两透镜中心的距离等于眼基线。

这种透镜具有放大作用，使影象更加清晰。仪器的支架使象片正好在焦平面上，影象的光线经过透镜后，平行进入眼中，而观察的物体好象位于无穷远处一样。仪器的镜框可以左右调节，使眼基线与透镜基线相等、这样眼睛感觉较为舒适而不易疲劳。这种立体镜能观察象片重叠部分的一半，便于在野外使用。
2）反光立体镜：它除了有放大镜外，还有4片两两互相平行的反光镜，在适合眼基线长度范围内装两小块倾斜45°的反光镜，再在适当位置装两块与其平行的大块反光镜，凸透镜竖直装在两块反光镜之间，或水平装在小块反光镜之上。它的焦距等于凸透镜沿光路至象平面的距离。这样可以观察23—30 cm边长的大象幅立体象对。反光立体镇常配有视差杆，可用来测定象点间的高差。

2、用立体镜观察象片的方法
用立体镜进行象对立体观察时，首先将象片定向。象片定向一般是用针刺出每张象片的象主点O1、O2，井将其转刺于相邻象片上为O1’、O2’，在相片上画出象片基线O1 O2’和O1’ O2，使两张象片上的两条基线在一条直线上，并使基线上的任意一对相应象点间的距离略小于立体镜的观察垂线。然后将立体镜放在象对上，使立体镜观察基线与象片垂线平行。同时用左眼看左象，右眼看右象。
开始现察时可能会有三个相同的影象（左、中、右）出现，这时要凝视中间清晰的目标（如道路、田地），如该目标在中间的影象出现双影，可适当转动象片，使影象重合，即可看出立体。
3、用立体镜观察立体象对时应注意的事项
用立体镜观察象对时，必须尽可能地适合天然立体现察的情况，加果能达到达一点，则所得到的立体影像就会很清晰，观察时也不容易感到疲劳。
在天然立体现察时，两眼视轴经常是与眼基线在一个平面上的。各相应视线也同样与眼基线在一个平面上，当用立体镜观察时，就可能会破坏这种情况。例如，两张象片基线不在一条直线上，就会增加眼睛的疲劳，而且超过一定的限度以后，就会完全破坏立体效应，即所观察的影象在垂直于眼垂线的方向出现双影。反光立体镜内所装置的平面镜，如果不与通过眼基线而垂直于象平面的平面垂直时，也会发生这种现象。
进行立体观察时，象片必须按照摄影时的相应位置放置，即重叠部分在中央，此时产生的是正立体。如果左右两张象片对调，则产生反立体，即观察得到的立体感与实际情况相反，高山看起来变成深谷。
四、航空相片相对的立体观察的具体操作
1、目的；立体现察是地理工作者的一项基本功，特别是在山区，立体观察能提高目视判读和解译的效果，因此必须学会立体现察。
2、要求每个学生都要有耐心，勤动脑加以体会，务必学会立体现察。
3、立体现察
1）在立体镜下安置象片时应使两张象片的基线在一条直线上，然后将立体镜基线距离调整到与两眼距离（即眼基线，瞳孔距）大致相等，并使立体镜基线方向与象片垂线平行。
2）观察时．眼睛接近立体镜，若同一地物影象出现双影，是由于两张象片相隔太远或太近（即两张象片的相应点距离大于或小于眼基线），或是两张象片的基线未在同一直线上等原因所造成，这时应慢慢移动象片，使两张象片的基线在一直线上，并使两张象片的间隔适当，直至影象重合。重合后只要仔细观察就会出现立体效果。
3）在立体现察时，象片的阴影部分尽量对着自己，这样对观察立体有很大帮助，可以提高立体观察效果。因为人的眼睛比较适应光线从人的对方照射过来。
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