图像指引放线的方法
【专利摘要】一种图像指引放线的方法，采用假设高程，假设空间点，采用用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法，通过其能将待施放面平坐标数据的理论实地铅垂线或铅垂线的一部份(即桩线或独立像点)展绘在对放线地区摄影所成像的图像上，前视人员持标杆到放线场地，将标杆立于在该位置各摄影设备所摄成像的图像中的标杆的影像的中心轴线均与其标杆影像所在图像上的独立像点重合或均与其标杆影像所在图像上桩线有重合的实地位置，该位置即是拟放线到实地的准确位置。
【专利说明】图像指引放线的方法
所属【技术领域】
[0001]本发明涉及图像指引放线的方法，属于测绘领域，涉及摄影测绘及测绘放线(即将理论平面坐标数据施放到实地，放线和放点都是这一个意思。)。
【背景技术】
[0002]目前尚未参阅到用图像指引放线的方法的现有【背景技术】资料。现有的放线方法，有用经纬仪或全站仪进行的定方向、定距离放线法，以及用GPS或其它卫星定位设施进行的放线方法，其共同的缺陷是，单个平面坐标数据的施放工作开始时，由于还没用经纬仪测量后指引，或经纬仪测量后指引一个方向和一个较远的距离，前视人员一般不能较为清楚地知道平面坐标数据对应实地点到底在哪里，一般要反复两次以上才能到达平面坐标数据对应实地点附近，并且单台设备只能进行一组放线，即若干坐标只能一个一个地放(只能一组前视人员操作)，工作效率不高，且其放线时的平面坐标位置(在此不提及高程)定位的最高精度不高，特别是目前的卫星定位设施，其单个平面坐标数据放线误差约为偏差1CM,对于建筑放线而言不属于精密放线设施。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的缺陷，本发明提供图像指引放线的方法，通过其能将待施放面平坐标数据的理论实地铅垂线或铅垂线的一部份展绘在对放线地区摄影所成像的图像上，或能确定该铅垂线或铅垂线的一部份在该图像上的位置，解决了该技术问题，根据图像中的铅垂线和铅垂线周边地形的影像，前视人只一开始就可知道平面坐标数据对应的地上实地点的铅垂线的大致位置，就可以指引前视人员到图像上铅垂线所在位置的实地区域去放线继以反复修正偏差、精确定位后建立平面坐标数据所对应的实地点位的点位标志(点位标志可在地上也可在埋于地下)，可以在相互不干扰成像的情况下实现多组前视人员(每组单次负责一个坐标数据的放线，每组放完一个后可接着对下一个坐标数据进行施放。)同时进行操作放线，只要他们相互之间在图像上不相互遮挡，就可进行若干组的同时放线(可以用多组对讲机、电话等语音通讯工具在放线时对每组前视人员分别进行指挥。)，目前大多摄影设备成像像素不够细不够密，以致不能仔细分辨物体，但如果用较好的摄影设备，以装36mmX 24mm尺寸感光面的摄影设备为例，在放线场地区域距摄影中心30米内，像主距20mm，或用更长的焦距以至像主距超过20mm，放线场地区域距摄影中心相应适当超过30米，或在日后成像技术提高，成像像素足够细而密时放线场地区域距摄影中心相应适当超过30米，用该图像指引放线的的方法的放线精度可以做到优于DJl型经纬仪(该型经纬仪一测回方向观测中误差为I秒)，[要做到这一点还需要有一些操作上和准备工作的要求，这些要求后文中有述，];该图像指引放线的方法包含的具体的用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法，在计算上简单、迅速而且精确，其主要采用三角函数知识，不需要共线条件等更高学历所学知识，目前测绘行业凡是测绘技术人员都懂三角函数，三角函数是从事测绘工作必修的知识，该用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法易于在现今测绘人员中推广运用，无需大量培训人员，具有成本和效率的推广优势，使所有测绘技术人员在运用中在所掌握知识的能力上有发现和分析及解决出现的错误或误差的可能。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:可以看作为已知条件或现有技术的有，用两台摄影设备从不同位置对同一待施放坐标的实地地区(注:即放线场地)进行连续或前一幅像与后一幅像之间间隔时间(或间隔一定时间)地连续摄影(注:在放线工作完成前需连续摄影，本文的放线是指将理论平面坐标数据施放在实地的工作，放线和放点均是这个意思，)，每台摄影设备与包括数据连接或信号连接的组装连接有图像显示器的电脑之间图像数据传输连接，将所摄图像实时逐幅传输给图像显示器以显示所摄放线场地的最新图像，该电脑可以安装有从与之图像数据传输连接的摄影设备调取图像的程序或软件，该电脑应当安装有能操作放大显示摄影图像并能在该图像上精确量距(注:指量图上的距离，该量距可以是手动的，也可由程序控制自动量)并能在该图像上距主纵线可以是任意值的横偏距值的距离(注:该横偏距值有正负之分，横偏距值为正时在主纵线左侧量距，反之横偏距值为负时在主纵线右侧量距。)且距主水平线可以是任意值的纵偏距值的距离(注:该纵偏距值有正负之分，纵偏距值为正时在主纵线上侧量距，反之纵偏距值为负时在主纵线下侧量距。)的位置展绘点，并能对需要连线的已展绘的两点之间连接成线段(注:该线段是直的，可以是虚线线段，也可是连续线段，展绘点和连线可以是由人员操作手动的，也可由程序控制自动进行的。)的软件(注:该软件称其为能绘制独立像点或桩线的软件，比如南方CASS6.0制图软件或南方CASS7.0成图系统，CASS系列软件需与AutoCAD配合使用，电脑装CASS之前必须先装AutoCAD软件)，(注:上述电脑可以是能运行上述程序和软件的计算机或微电脑，以下直接称其为电脑，)，标杆上最好装有圆水准器，每台摄影设备{注:摄影设备可为数字型或数码型，即非胶片底片型，该摄影设备用定焦镜头，不建议采用用变焦镜头，如果用变焦镜头，则需要用专门手段随时测定其变化了的像主点位置和像主距长度，各摄影设备在放线工作结束前不能移动位置和变化姿态，并且在放线工作中摄影内、外方位元素发生了变化[注:内方位元素包括像主距、像主点位置等摄影设备参数，外方位元素包括摄影中心坐标和高程或其三维空间坐标、主光轴方位角或主垂面方位角、主光轴倾角或图像倾角、图像旋角或主纵线在像平面中位置(该位置包括角度状态)或主水平线在像平面中位置(该位置包括角度状态)，或用其它形式表示的图像角度状态]，不仅是要重新测定内、外方位元素，而且要重新计算独立像点或桩线，并不得将原先摄影图像中的独立像点或桩线带基点复制粘到已变化内、外方位元素的图像中，非常麻烦，当然有特殊手段能及时处理这些问题除外，}的摄影中心坐标和高程已知，每幅像的主纵线位置(该位置包括其角度状态)、主水平线位置(该位置包括其角度状态)、像主点位置、像主距已知,主光轴方位角(或主垂面方位角已知，主垂面方位角等于主光轴方位角已知，)和主光轴倾角已知，{注:这些外方位元素可以通过专门测量设备测定或空间后方交会测量等等手段求到，关于这些内、外方位元素，申请日为2013年8月I日的题为《摄影中心到目标实物点的方位角的测量方法及运算设备》的申请号为201310344844.3的专利申请文件中有描述(可参照该申请的说明书及说明书附图)，本申请文中的名词(本文与申请号为201310344844.3的申请文中同名的名词)的概念以及纵偏距、横偏距、纵偏距值、横偏距值、上或下、左或右的概念及纵偏距值、横偏距值等各类数值的取值及拍摄适用状态[注:本方案和实施例从理论上推断既可适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的俯拍，也可适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的仰拍(即主光轴倾斜向上拍摄)和主光轴水平时的拍摄，但拍摄时主光轴有任意倾斜角的仰拍缺乏实践，因绝大部分情况下采取俯拍的方式和主光轴水平时的拍摄方式就能满足使用需要，并且这样拍，地物相互遮挡的情况少些，并视野广些，所以只要能满足适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的俯拍和主光轴水平时的拍摄就达到了目的和方案意图，就能满足实际需要，当然也不排除适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的仰拍，]，在本文中也和该专利申请文件相同，也和实施例和后文中描述的相同，判断上或下、左或右、纵偏距值和横偏距值取值的正负也是一样的相同，也是参照摄影成像那一瞬间的被摄物、摄影中心、像平面、被摄物的像、主光轴、主纵线、主水平线相互之间的空间位置关系状态(注:按照本文指的空间位置关系，上或下、左或右具体到针对看到的电脑显示图像或纸质图像像片时，当电脑显示图像或纸质图像像片上某像点在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主水平线之下时，该像点相对主水平线距离的纵偏距值为正，当电脑显示图像或纸质图像像片上某像点在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主水平线之上时，该像点相对主水平线距离的纵偏距值为负，当电脑显示图像或纸质图像像片上某像点在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主纵线右边时，该像点相对主纵线距离的横偏距值为正，当电脑显示图像或纸质图像像片上某像点在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主纵线左边时，该像点相对主纵线距离的横偏距值为负，同理，求到的横偏距值为正时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主纵线右侧量距，反之求到的横偏距值为负时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主纵线左侧量距；求到的纵偏距值为正时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主水平线下侧量距，求到的纵偏距值为负时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主水平线上侧量距)，(注:具体到针对看到的电脑显示图像或纸质图像像片时，已不是本文所指的上或下、左或右概念了，因为它们已不是摄影成像一瞬间的空间位置关系了，在这里补充说明是为了说明使用者使用时怎样方便地用)，}，摄影设备上具有对中器，对中器对中控制点时，摄影中心在过该控制点的铅垂线上，并可从该控制点上量取得到摄影中心高程，[注:主纵线或主水平线如果在摄影设备感光面上或图像上已既定，则可通过整平操作使主水平线水平，那么摄影设备上可装水准管，水准管与该主水平线保持平行，放线工作时，该水准管应保持气泡居中，摄影设备支架上或摄影设备上的与放线场地其它固定物体固定连接的基座上可装调节主水平线水平的脚螺旋，主光轴倾角已知或通过专门的测量设施测定，也可通过测定主光轴与铅垂线夹角的垂直角测角系统测定，也可通过测量仪器测量摄影设备前方远处主光轴上的一个实地点(即其的像与像主点重合的实地点)的坐标和高程，用该实地点的坐标和高程、摄影中心的坐标和高程，可以反算到它们之间的方位角、平距和高差，进而可求到主光轴倾角和主光轴方位角，也可不装水准管和脚螺旋，而用申请日为2013年7月3日，申请号为201310293882.0的题为《摄影中心位置或像姿态的测量方法及运算设备及编程法》的专利申请文件描述的空间后方交会方法，求到主水平线、主纵线在像上位置等等外方位元素，]，前视人员和图像观察员之间可用(对讲机、电话等)语音通迅工具联络，第一步骤，对需要放线到实地的每个平面坐标数据，估计一个高程或估计一个高程区间(估计一个高程区间即估计一个最高高程并估计一个最低高程)，[注:该估计的一个高程或一个高程区间应符合该待施放平面坐标数据的对应实地位置的地形条件，该估计的一个高程不能低于该平面坐标数据对应实地点(若坐标数据没有固定高程，该实地点实际上是一个铅垂线所示平面位置，在后文中若坐标数据没有配以高程，则该实地点指一个铅垂线所示平面位置，若配以高程则实地点指实地的空间点位。)位的地面高程，且该估计的一个高程与该平面坐标数据对应的实地点位的地面高程之差不能大于标杆长度，否则不能做到标杆的像与该待施放平面坐标数据对应的独立像点重合，同理，估计的一个高程区间的最高高程不能小于该平面坐标数据对应的实地点位的地面高程，最低高程不能大于该平面坐标数据对应的实地点位的地面高程加上标杆的长度之和，否则不能做到标杆的像与该待施放平面坐标数据对应的桩线部分重合，采用估计一个高程的方式难度较大，不易估计到一个合适的高程，若非放线区域地势较为平坦则不建议采用，当然有其它手段能测到或估计到合适的高程除外，最好采用估计高程区间，若这个区间适当估计宽一点，是能满足需要的，因为地表起伏是有限度的，后文中有祥细描述，若当与摄影设备图像数据传输连接的各电脑均安装有能将桩线或标杆的影像的中心轴线延伸的绘图软件或制图软件，估计高程区间时，不限定最高高程和最低高程的值的大小，操作中可延伸标杆的影像的中心轴线或各桩线，为了不产生混乱描述，此处不进一步对该内容说明，参见后文祥细说明]，该待放线到实地的平面坐标数据配合上述估计的一个高程，组合成一个与待施放平面坐标数据在平面坐标上一样的假设空间坐标(注:假设空间坐标有平面坐标、有高程，是一个能固定的点的坐标数据。)，称其为独立假设空间坐标，与其对应的实地点称其为独立假设空间实地点，或估计的高程区间的高程最大值(即最高高程)与待施放平面坐标数据组合成一个与待施放平面坐标数据在平面坐标上一样的假设空间坐标，称其为最高假设空间坐标，与其对应的实地点称其为最高假设空间实地点，估计的高程区间的高程最小值(即最低高程)与待施放平面坐标数据组合成一个与待施放平面坐标数据在平面坐标上一样的假设空间坐标，称其为最低假设空间坐标，与其对应的实地点称其为最低假设空间实地点；第二步骤，计算独立假设空间实地点在各台摄影设备所摄图像上的理论位置并在对应的该图像中、该理论位置分别用一个像点表示，独立假设空间实地点在各台摄影设备所摄图像上的理论像点，称为独立像点，即展绘出了独立像点，或计算最高假设空间实地点和最低假设空间实地点分别在各台摄影设备所摄图像上的理论位置并在对应的该图像中、该理论位置分别用一个像点表示，将最高假设空间实地点和最低假设空间实地点在各幅图像上的理论像点之间进行连线(注:该连线是直的，可以是虚线线段或间断线段，也可是连续线段。)，该连线称其为桩线，即展绘出了桩线，{在计算独立假设空间实地点或最高假设空间实地点、最低假设空间实地点各自在图像上的理论位置时，可以用本文特指的用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法(注:其解释和内容参照实施例内容)或用其它以空间实地点坐标、高程计算该空间实地点在像上的理论成像位置的方法；某摄影设备(包括其所用的定焦镜头)位置、姿态、没有发生化时，任一个假设空间实地点在该台摄影设备所摄成像的每幅像上的理论成像位置相同，此时可用一幅图像为样本，带基点复制、粘贴(即相对于像边框或主纵线或主水平线，位置不发生变化的复制、粘贴)独立像点或桩线到另外的独立像点或桩线位置应当相同的图像中去；用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法计算任一空间实地点在像上的理论成像位置时，得到的是该空间实地点在图像中的理论像点相对于已知的主水平线和主纵线位置关系的纵偏距值和横偏距值，可以依据该理论像点相对于已知的主水平线和主纵线位置关系的纵偏距值和横偏距值[该横偏距值有正负之分，横偏距值为正时在主纵线左侧量距，反之横偏距值为负时在主纵线右侧量距；该纵偏距值有正负之分，纵偏距值为正时在主水平线上侧量距，反之纵偏距值为负时在主水平线下侧量距，因为电脑显示图像或纸质图像像片的显示与摄影时的感光面成像之间在左右、上下关系上正好相反，具体针对看到的电脑显示图像或纸质图像像片时，求到的横偏距值为正时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主纵线右侧量距，反之求到的横偏距值为负时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主纵线左侧量距；求到的纵偏距值为正时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主水平线下侧量距，反之求到的纵偏距值为负时在电脑显示图像或纸质图像像片显现的主水平线上侧量距，(具体到针对看到的电脑显示图像或纸质图像像片时，在电脑显示图像或纸质图像像片显示的像点与主纵线的左或右关系、与主水平线的上或下关系的前述描述，已不是本文所指的上或下、左或右概念了，因为它们已不是摄影成像一瞬间的空间位置关系了，在这里补充说明是为了说明使用者使用时怎样方便地用)]进行量距，将该理论像点展绘在对该平面坐标数据放线时相对应的摄影设备摄影所成的每幅图像中(该理论像点即桩线的两个端点之一或即独立像点)，计算某假设空间实地点在各自图像中的位置时需采用各自图像的摄影中心坐标和高程、像主距、主光轴方位角(即主垂面方位角)、主光轴倾角等摄影内、外方位元素中的数据，求到的纵偏距值和横偏距值也是相对于各自图像中的分别主水平线、主纵线位置关系数值，展绘该假设空间实地点在各自图像中的影像点时，也只能相对于自各图像的主水平线和主纵线去量距，不能混用其它不同焦距或摄影位置或摄影姿态的摄影内、外方位元素为数据；展绘桩线或独立像点时可根据与各摄影设备图像数据传输连接的图像显示器的电脑所装软件，可以采用手动展绘或由专门程序自动展绘，(可以只展绘一幅图像桩线或独立像点，可带基点复制、粘贴桩线或独立像点到另外的相同摄影内、外方位元素的图像中正确的位置上去，可以是相对于像边框位置，相对位置不发生位置变化的复制粘贴)，};第三步骤，前视人员持标杆到放线场地，将标杆立于在该位置各摄影设备所摄成像的图像中的标杆的影像的中心轴线均与其标杆影像所在图像上的独立像点重合或均与其标杆影像所在图像上桩线有重合的实地位置(注:即前视人员将标杆立于该位置，标杆在该位置，任一摄影设备所摄图像中的标杆的影像的中心轴线均与标杆的本影像所在图像中的独立像点重合或均与本标杆的影像所图像中的桩线有重合，若有独立像点时各摄影设备所摄每幅图像均只存在独立像点，而无桩线，若有桩线时各摄影设备所摄每幅图像均只存在桩线，而无独立像点，)，该实地位置即为此次放线的平面坐标数据所对应的准确实地位置，即可在该位置建立坐标标志(注:坐标标志即代表坐标标志的物体，可采取打桩并可钉钉，也可建立其它类型的坐标标志，标杆和前视人员的解释参照实施例，)，[注:标杆在同时(该同时是指标杆位置没有变化的同时，并不是指时间上的同时)且于不同位置的两台(或两台以上)摄影设备所摄图像中的像(此为标杆的像)的中心轴线均与独立像点重合时，或均与桩线重合或均与桩线有部分重合时，此时标杆所立位置是待放平面坐标数据所对应实地地面准确位置，]，[注:放线中注意标杆的像足够清晰时，努力让标杆达到铅垂线状态并符合要求时，才能对标杆是否偏离准确位置进判断，并需要求用于放线的两摄影设备的摄影中心分别到同一待放平面坐标数据的实地点的铅垂线(若坐标数据没有固定高程，该实地点实际上是一个铅垂线所示平面位置)的相互方向夹角合理(该方向是指前述任一摄影中心到该铅垂线的水平方向线，该两水平方向线与该两摄影中心共同投影到一个水平面时，该两摄影中心的投影点之间的连线与该两水平方向线的投影线共同组成一个三角形，处于该三角形上的两水平方向线的投影线的夹角即该方向夹角，该方向夹角最好在80°至100°之间，越接近90°越好，根据测图精度对其相应要求，绝对不容许该方向夹角等于是180度或近似180度，若当该方向夹角不附合测图精度要求时，可挪动任一摄影设备，直至该方向夹角合理，并重新计算或测定挪动过的摄影设备的包括主水平线位置、主纵线位置的摄影内、外方位元素)，也要求待放线场地均在两摄影设备的镜头视野内，即坐标数据对应的铅垂线位置的地面均在两摄影设备镜头覆盖范围内，即该地面位置的能反射光线的物体均能被两摄影设备成像，并要求需要施放坐标点的实地施放区域分布在用于放线的两幅不同摄影中心的图像的中间部位区域(注:该区域成像误差最小)]，该方案的优势在于，前视人员出发前可观看图像可清楚地知道平面坐标数据所对应实地点的粗略位置，可以实行多组同时施放坐标，提高工作效率，在特定情况下其精度优于DJl型经纬仪和DJl全站仪，目前大多摄影设备成像像素不够细不够密，以致不能仔细分辨物体，但如果用较好的摄影设备，以装36mmX 24mm尺寸感光面的摄影设备为例，在放线场地区域距摄影中心30米内，像主距(摄影时的像或感光面距摄影中心的距离)20mm，或用更长的焦距以至像主距超过20mm，放线场地区域距摄影中心相应适当超过30米，或在日后成像技术提高，成像像素足够细且密时放线场地区域距摄影中心相应适当超过30米，用该图像指引放线的的方法的放线精度可以做到优于DJl型经纬仪(该型经纬仪一测回方向观测中误差为
I秒)，[要做到这一点还需要有如下操作上的要求:1、将放线区域图像在电脑或其它显示屏上放大，以致能尽可精楚识别标杆中心轴线，以居中选取的方式确定标杆中心轴线，因标杆不一定能做到完全铅垂状态，因此，精确定位时尽量用标杆低处部分的像的中心轴线位置去与独立像点位置或桩线位置相比较判断它们是否重合或部分重合；2、用于放线的两摄影设备的摄影中心分别到同一待放平面坐标数据的实地点的铅垂线的相互方向夹角合理(该方向夹角最好在80°至100°之间，越接近90°越好)；3、用于放线的标杆具有白色等反光效果好的表面，且标杆粗细适当，能成像清楚的情况下，越细越好；4、需精确测定像主距、主光轴方位角、主光轴倾角和像上的像主点位置及主水平线或主纵线位置等摄影内、夕卜方位元素，包括精确测定各摄影中心含高程的位置，即基础数据要准确；5、需要施放坐标点的实地施放区域分布在用于放线的两幅不同摄影中心的图像的中间部位区域(注:该区域成像误差最小，该区域上，用图像显示的物像像点量算摄影中心到该物像像点的实地点的方位角与实际摄影中心到该实地点的方位角相比，误差低于0.3秒，在0.1秒左右的居多，这是由于摄影设备的透镜产生的光线扭曲误差大大低于DJl型经纬仪测角系统的最小读数或最小识别度数，这就是用该图像指引放线的方法可以做到在上述等限定条件下，放线精度优于DJl型经纬仪的原因)，适当放宽条件可以做到DJ2型经纬仪精度水平，能满足一般性工程建设需要以及用地界线、界址点的施放需要。]，[注:本文的解说全部是在只采用一个测绘地方独立坐标系(即地方独立城市测量坐标系，即xyh型坐标系，有的称其为平面直角坐标系，其实它不仅限于在一个平面内，它表示空间点位置是由表示平面位置的坐标和表示高度的高程组合而成，由该坐标和高程该空间点既被限定了平面位置又限定了高度)的解说。]。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1是本发明实施例原理示意图。[0006]图2是本发明空间位置关系部分关系的示意图。
【具体实施方式】
[0007]图1中，本图是不依比例的示意图，为了视图清楚，像感光面和像主距有所放大，d、k分别为某待施放平面坐标数据对应实地点的铅垂线上的高程不同的两个空间实地点，d为最高假设空间实地点，k为最低假设空间实地点，预设这两个空间实地点时，他们的高程估计合理，以至标杆能放置到该平面坐标数据对应实地点地表时能与d、k的连线有重合(有重合即可以是重合或部分重合)，d、k在以SpS2为摄影中心的两摄影设备所摄成像的像平面上的影像分别为d'、k'与d〃、k〃，连接d'、k'，d'、k'之间线段即为平面坐标数据在以S1为摄影中心的像平面上的桩线，连接d〃、k〃，d〃、k〃之间线段即为平面坐标数据在以S2为摄影中心的像平面上的桩线，前视人员持标杆到放线场地，将标杆立于d、k所在铅垂线上时，即前视人员持标杆到放线场地，将标杆立于在该位置各摄影设备所摄成像的图像中的标杆的影像的中心轴线均与其标杆影像所在图像上的独立像点重合或均与其标杆影像所在图像上桩线有重合的实地位置(即标杆立于该实地位置时，在S1为摄影中心的像平面上，标杆的影像的中心轴线与d'、k'之间的线段有重合，并且在S2为摄影中心的像平面上，标杆的影像的中心轴线与d"、k"之间的线段也有重合)，该实地位置即为此次放线的平面坐标数据所对应的准确实地位置，即可在该位置建立坐标标志(注:坐标标志即代表坐标标志的物体，可采取打桩并可钉钉，也可建立其它类型的坐标标志)，分别以SpS2为摄影中心的每台摄影设备分别与电脑之间图像数据传输连接，该电脑是指包括数据连接或信号连接的组装连接有图像显示器的电脑，该电脑装有从每台摄影设备下传所摄图像的软件和比如南方CASS7.0成图系统的绘图软件，每台摄影设备将所摄图像实时逐幅传输给图像显示器以显示所摄放线场地的最新图像，前视人员出发前可在图像显示器中观看任一台摄影设备所摄图像中的地形的成像，观看独立像点或桩线、及其周边的地形的成像，可以知道待放平面坐标数据所对应实地地面大概位置，再观看另一台摄影设备所成像同样内容，观看从另一个摄影方向或角度摄影所成图，可更进一步掌握情况(此后可用全站仪或经纬仪继续施放，前视人员能直接到达准确位置附近，与全部由全站仪作为工具相比，能节省不少工序和时间，此后也可不辅以全站仪而继续按后面所述其余部分图像指引放线的方法完成放线。)，也可以出发前不观看，可由专门的图像观察员观看图像显示器中各台摄影设备所摄图像中标杆的像的中心轴线与桩线或独立像点及其与周围地形的像的关系，通过对讲机、电话等语音通迅工具通知或指示前视人员标杆偏离方向或距离(方向可以以东南西北为参照，也可以前视人员站立的方向为参照，也可以标杆与任一台摄影设备的方向线为参照，或以其它双方能明白的方向为参照；距离可以以人的身高或标杆的长度及其像的长度为参照，也可以标杆周围的能知道尺寸的地形物的尺寸及其像的长度为参照，也可用其它手段精确测定。)，经过反复修正，在前视人员将标杆立于准确位置时，告知前视人员该处是平面坐标数据对应的准确位置，也可不由专门图像观察员指挥，可不需用对讲机等语音通迅工具，而也可由前视人员携带组装连接有图像无线接收设备并与各台摄影设备保持图像数据无线传输的图像显示器(该图像显示器和图像无线接收设备的组合体称为图像无线传输系统的接收显示部分)前往施放场地施放，相对应地，与各台摄影设备保持图像数据传输连接的电脑组装连接有图像无线发送设备(该摄影设备、电脑、图像无线发送设备的组装组合体称为图像无线传输系统的发送部分)，该电脑(即与图像无线发送设备、摄影设备组装连接的电脑，即图像无线传输系统的发送部分的电脑)装有能绘制独立像点或桩线的软件并可以安装有从与之图像数据传输连接的摄影设备调取图像的程序或软件，该电脑或图像无线发送设备还安装有支持将从摄影设备获取的并已绘上独立像点或桩线的图像无线发送的软件，图像无线接收设备含有支持将无线接收的图像在图像显示器中显示的模块或含有安装有支持将无线接收的图像在图像显示器中显示的软件的电脑，该图像无线发送设备(或图像无线传输系统的发送部分)与图像无线接收设备(或图像无线传输系统的接收显示部分)之间是发送与接收的对应关系[但不一定一一对应关系，可以由图像无线发送设备(或图像无线传输系统的发送部分)分别向多个图像无线接收设备(或图像无线传输系统的接收显示部分)发送图像]，图像无线传输系统的发送部分和图像无线传输系统的接收显示部分合称图像无线传输系统，与由专门图像观察员观察、判断原理一样，可由前视人员自行观看图像显示器中靠图像无线传输系统传来的各台摄影设备所摄图像中标杆的像的中心轴线与桩线或独立像点或其与周围地形的像的关系，自行判断标杆偏离方向或距离，经反复修正最终将标杆立于在该位置标杆在各摄影设备所摄成像的图像中的标杆的影像的中心轴线均与独立像点重合或均与桩线有重合的实地位置，即可在该位置建立坐标标志，在标杆位直有偏尚时或精确定位时，标杆的像的中心轴线偏尚哪台摄影设备所摄成图像的桩线或独立像点，则可以标杆和该台摄影设备相互之间作为前后方向，作左或右移动，直至标杆的像的中心轴线在每台摄影设备所摄成的图像中均与独立像点重合，或均与桩线重合，或均与桩线有部分重合，此时标杆位置是待放平面坐标数据正确实地位置，在最终确认平面坐标数据所对应实地地面准确位置时标杆应尽量做到铅垂线状态(此时标杆上圆水准器气泡居中)，图像观察员或前视人员可选择地对独立像点或桩线所在区域的图像进行放大，以观看清楚，只要有足够的人员、语音通迅工具或与各台摄影设备保持图像数据无线传输连接的图像显示器(即图像无线传输系统的接收显示部分)且具有相对应的图像无线传输系统的发送部分，就可以实现多组前视人员[每组前视人员单次负责一个坐标数据的施放，图像观察员能兼指挥多组前视人员则兼指挥多组，不能兼指挥则另安排足够图像观察员，如果有多台每台分别与各台摄影设备保持图像数据无线传输连接的图像显示器(即图像无线传输系统的接收显示部分)，则由一组前视人员掌握一台与各台摄影设备保持图像数据无线传输连接的图像显示器]同时进场操作坐标施放，[图像无线传输系统，可以是这样一个系统:图像无线传输系统的接收显示部分的电脑与图像无线传输系统的发送部分的电脑均可通过无线路由器、无线网卡等连接Internet网络即上互联网，如果无线传输距离长，可通网桥或其它网络信号中继站加以辅助，该两电脑均用腾讯QQ号登陆腾讯QQ,该两电脑登陆的该两腾讯QQ号之间互加为好友，并在该两电脑上均点击与对方腾讯QQ号处于聊天状态并打开聊天窗口，图像无线传输系统的发送部分的电脑可通过聊天窗口向图像无线传输系统的接收显示部分的电脑发送图像或图像文件，也可将图像文件发至前视人员能在图像无线传输系统的接收显示部分的电脑接收、打开的腾讯QQ邮箱或其它邮箱，前视人员可在聊天窗口和邮箱中接收，图像无线传输系统种类多，还可是其它类系统，可以是由人员操作手动的，也可是由程序控制自动工作的，最好能做到，图像无线传输系统的接收显示部分能将接收到的各台摄影设备所摄最新图像在图像显示器中自动打开，图像显示器显示屏的各部位(即不同部位)分别同时呈现各摄影设备所摄并带有相应正确独立像点或桩线的最新图像，]，在图像无线传输系统支持下，前视人员可自行在图像显示器中看图无需专门图像观察员指挥，而多组同时施放可成倍提高工作效率。当与摄影设备图像数据传输连接的各电脑均安装有能将桩线或标杆的影像的中心轴线延伸的绘图软件或制图软件(比如南方CASS6.0绘图软件或CASS7.0绘图软件，其能在图像上将任意线段延伸)时，可以扩大最高假设空间实地点的高程和最低假设空间实地点的高程的估值或取值范围，此时最高假设空间实地点的高程和最低假设空间实地点的高程的估值范围，以能在像平面或摄影所成图像上展绘桩线为限，即最高假设空间实地点的高程和最低假设空间实地点的高程它们可以为任意值，只需做到它们之间高程不同，[注:即可按如下方式来确定最高假设空间实地点的高程和最低假设空间实地点的高程的估值的大小:1、通常情况下可以以最高假设空间实地点和最低假设空间实地点在各摄影设备所摄像中的理论成像位置在各摄影设备的感光面尺寸范围内为限，也就是理论上各镜头或图像能拍摄及的待放坐标数据对应实地点的铅垂线上的范围(最高假设空间实地点和最低假设空间实地点在该范围的铅垂线上)，即以理论成像范围为限，2、如果最高假设空间实地点和最低假设空间实地点的理论成像位置超过该成像范围，仍能通过计算最高假设空间实地点和最低假设空间实地点在各像平面上的位置，并能在图像上绘出桩线，则只需做到最基本的一点就是最高假设空间实地点和最低假设空间实地点之间两高程不同就行了，而它们的高程大小不再限制，实际上这也是能做到的，在用CASS6.0或CASS7.0打开图像后，可以根据计算的最高假设空间实地点和最低假设空间实地点在像平面上的理论位置即可以根据纵偏距值和横偏距值，和根据图像中的主水平线、主纵线位置，展绘出最高假设空间实地点的理论像点和最低假设空间实地点的理论像点，将该两像点之间连直线(该两像点之一或全部可在图像像幅外)，该连线经过图像像幅内的部分就是桩线]，这样，估计最高假设空间实地点高程和最低假设空间实地点的高程时无需考虑标杆是否能与d、k之间的连线有重合，无需考虑标杆的像的中心轴线是否能与d'、k'之间的连线有重合(只要它们共直线就视为有重合)，无需考虑标杆的像的中心轴线是否能与d"、k"之间的连线有重合(只要它们共直线就视为有重合，即同在一条直线上)，因为标杆的像的中心轴线和d'、k'之间的连线和d〃、k〃之间的连线它们中任一都可以延长，可将它们延长后再判断是否有重合，前视人员将标杆立于在该位置，各摄影设备所摄成的图像中标杆的像的中心轴线的延长线均与(其标杆影像所在图像中的)桩线(比如d'、k'之间的连线的桩线和比如d〃、k〃之间的连线的桩线)有重合的位置时，则此时标杆所立位置是待放坐标数据对应实地点的准确位置，即可在该位置建立坐标标志；标杆的表面可有编码图形，当该编码图形的像与独立像点或桩线重合或部分重合时，由电脑在编码图像识别软件支持下自动识别并提醒，放线过程中，可以根据标杆上的任意一个确定的部位分别在两台摄影设备所摄图像中的像的纵偏距值、横偏距值(可采用2013年8月I日提出的申请号为201310344844.3题为《摄影中心到目标实物点的方位角的测量方法及运算设备》的发明专利中所述的方法)，求到两台摄影设备的摄影中心分别到此时位于实地的标杆的该确定的部位的方位角，用该两个方位角和两摄影中心坐标依前方交会原理求到此时位于实地的标杆的坐标，再用此时标杆的坐标和待放平面坐标数据坐标，反算此时标杆偏离待放坐标理论准确位置的精确距离各精确方向，该距离和方向可供提示给前视人员，以修正距离和方向，或在没有偏离时确认标杆位置是拟放线准确位置。如果标杆离待放坐标准确位置还较远时，图像观察员可只认清标杆的像而不认清标杆的像的中心轴线，精确定位时需尽可认清标杆的像的中心轴线；为了适应大场地的放线，设计摄影设备可以围绕摄影中心转动，摄影设备可安装:水平角测角系统、垂直角测角系统，以及竖轴、横轴、圆水准器、水准管、控制摄影设备水平转动的水平制动部件(其包括水平制动螺旋)、控制摄影设备竖向转动的竖向制动部件(其包括竖向制动螺旋)，其结构可和经纬仪相类同，仅将摄影设备的用于光学成像的部件的组合体替代经纬仪的望远镜，并做到摄影中心位于竖轴中心轴线与横轴中心轴线的交点，摄影设备主光轴与横轴中心轴线正交(即相交并相互垂直)，感光面或像平面上已确定的主水平线与横轴中心轴线保持平行，或主纵线、主光轴、竖轴中心轴线保持共处一个平面即可，这样可以转动摄影设备，并可用水平角测角系统测量主光轴变化了的水平角、可用垂直角测角系统测量主光轴变化了的垂直角，计算到变化后的主光轴方位角和主光轴倾角，但要注意，当焦距、摄影设备位置、姿态发生变化，会导致摄影中心位置、主光轴方位角、主光轴倾角等摄影内、外方位元素发生变化，此时需重新计算独立像点或桩线在像上的位置并重新展绘其，不能随便带基点复制、粘贴，能绘制独立像点或桩线的软件，比如南方CASS6.0制图软件或CASS7.0成图系统(成图系统即绘图软件或称为制图软件)就有上述打开JPG格式图像，在图像上精确量距，偏移、捕捉交点，绘点，以各种线型绘直线或线段等等的功能，以下南方CASS7.0制图软件的功能，是一般测绘制图人员应该熟知的:南方CASS7.0制图软件的工具栏一光栅图像栏一插入图像一附着，具有在JPG格式的摄影图像上精确量取尺寸的功能和绘图功能，可以根据纵偏距值、横偏距值、主纵线位置、主水平线位置精确量出独立像点或桩线的两个端点，并可展绘出独立像点或桩线，也有带基点复制、粘贴功能；在安装了与CASS配合使用的AutoCAD制图软件后，在打开南方CASS7.0制图软件后，可依比例插入JPG图像，也可在CASS7.0的一个空白窗口(该窗口即用该制图软件在电脑上打开的一个制图板面，能在一个板面打开一幅图，也可在一个板面绘图，其板面形同窗口)间隔超过图像尺寸的距离复制超过图像数量的长宽比例与图像一样的线型矩形框(线型矩形框即边框为线的距形，中间空白)，然后先后点击如下内容操作:工具栏一光栅图像栏一插入图像一附着一选JPG文件一打开，可参照此前复制准备的固定大小和长宽的线型矩形框大小尺寸在每一个线型矩形框位置插入一幅图像(图像大小与线型矩形框一样，图像填在该线型矩形框内)，先后所摄图像可依次插入到准备的线型矩形框内；在第一幅图展出桩线或独立像点后，就可将桩线或独立像点带基点复制，粘贴到估计所需数量的空格线型矩形框，带基点复制时选取一个线型矩形框的某部位作为(可以以线型矩形框的一个角点作为基准点)基准点，粘贴时在被粘线型矩形框上选相对应位置(可以以与复制时的线型矩形框位置相同的角点为基准点)为基准点粘贴到被粘线型矩形框内，可重复粘贴满足所需数量(可继续粘到另外的线型矩形框)，每一个空格线型矩形框已预先粘贴好桩线或独立像点后，先后插入图像，在插入图像时该图像就已有了桩线或独立像点；如果南方测绘公司的软件专业人员或其它从事专业软件设计的人员能够在CASS制图软件已具备的上述功能基础上，再配套增加自动计算各空间实地点或各假设空间实地点分别在各台摄影设备所摄图像上的理论位置，并在各图像中自动展绘独立像点或桩线，并能自动迅速打开或自动弹出带有桩线或独立像点的各相应摄影设备最新所摄图像等的诸软件工具或功能，则更为完美和便利，一个好的新产品刚出现时，由于尚缺配套的功能，往往不是十分完美，但是实现这些配套的功能又并不是难事，软件设计要能和新产品或新专利结合才能发挥最大功效，另既要精通该行专业又要精通机械设计、电子产品设计、应用软件设计是不太可能的情况，所以往往并不能将方方面面完全描述清楚。南方CASS系列制图软件需与CAD (CAD即AutoCAD的简称)制图软件配合使用，装CASS之前必须先装CAD,它还有其它工具或功能:具有包括捕捉点、捕捉端点、捕捉垂足等的对像捕捉工具及其它工具和包括绘点、绘直线、绘矩形、绘垂线等的绘图功能、偏移等编辑功能、精确量距功能、及其它制图功能，标杆是指前视人员操纵的用于指示标杆到达位置的醒目或成像醒目的判断标志，以判断标杆偏离待放实地准确位置的方向和距离，反复修正，最终将标杆放置到待放平面坐标数据所对应实地地面准确位置并确认的工具，前视人员是指和标杆一起接近或到达待放平面坐标数据所对应实地地面准确位置，其用标杆作为醒目或成像醒目的判断标志，以判断标杆偏离待放实地准确位置的方向和距离，反复修正，最终将标杆放置到待放平面坐标数据所对应实地地面准确位置，并确认和指挥标志建立人员在准确位置建立坐标标志的人员，放线工作结束前不能移动和转动摄影设备，如果有移动则需重新计算内、夕卜方位元素，主纵线或主水平线如果在摄影设备感光面上或图像(成像图像简称图像)上已既定，则可通过整平操作使主水平线水平，(主纵线是像平面与主垂面的交线，主垂面是含摄影中心铅垂线和主光轴的平面，在像平面上的过像主点与主纵线垂直的直线命名为主水平线，可过像主点在像平面上作主纵线的垂线得到主水平线，也可过像主点在像平面上作主水平线的垂线得到主纵线。)，桩线是平面坐标数据对应的实地平面位置的铅垂线的一部分在图像中的理论影像(放线中，通常在放到实地的点位地面上打桩建立标志，所以形象地称最高假设空间实地点和最低假设空间实地点在图像上的理论像点间所连直线为图像中的桩线)。
[0008]每幅像的摄影中心坐标和高程、主纵线位置、主水平线位置、像主点位置、像主距已知，主光轴方位角(或主垂面方位角)和主光轴倾角已知，这些外方位元素可以通过专门测量设备测定或空间后方交会测量等等手段求到，关于这些内、外方位元素，申请日为2013年8月I日、申请号为201310344844.3的题为《摄影中心到目标实物点的方位角的测量方法及运算设备》的专利申请说明书等文件中有描述，本文计算数值采取也是参照摄影成像那一瞬间的状态，本申请中的名词概念(指与该此前申请同名的名词)以及纵偏距、横偏距、纵偏距值、横偏距值、上或下、左或右的含义或概念，上或下和左或右的判断、及上或下、左或右时像点横偏距值和像点纵偏距值数值的正负等各类数值的取值是参照一幅像片摄影成像那一瞬间时的被摄物、摄影中心、像平面、被摄物的像、主光轴、主纵线、主水平线相互之间的空间位置关系状态，摄影适用倾角，以上内容本文中也和该申请号为201310344844.3的专利申请说明书等文件的说明相同，也可参照该申请号为201310344844.3的申请文说明书及附图，本文中叙述求空间实地点在像上位置时，本文未祥尽述及的状态和关系可参照该申请的说明书等申请文的解释和说明(因为该申请中求摄影中心到像点所对应实地点方位角和垂直角，与本申请中用摄影中心到实地空间点的方位角和垂直角求测该实地空间点在摄影所成像的像上的位置是一个逆过程，)，(必要时申请号为201310344844.3的专利申请的说明书附图及附图标记及标记注解可作为本申请文空间位置关系说明的补充，其说明书中与本申请相同的概念、相同概念数值的取值、摄影成像状态、空间位置关系可作为本申请的补充说明，实际上它们是相关联的系列产业方法或工艺分开从两个不同保护范围或保护目的专利申请，为了节约篇幅，不便将此前的该申请的相关内容摘录到本申请文中，也不可能将此前申请细节全部复述，本申请尽量做到节省篇幅下的单独清楚说明)，以下是以空间实地点坐标、高程计算该空间实地点在像上的理论成像位置的方法，它包括本文特指的用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法，[除了采用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法，还可以用含空间实地点坐标、高程和摄影中心坐标、高程的直线与像平面的交点的计算方法、和计算作为空间点的该交点在像平面上平面坐标(该平面坐标指像平面上单独建立的平面坐标系的坐标)的方法(用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法即是该类方法的一种具体表现形式)，求到该空间实地点在像平面上的理论成像位置，但该法需用到高学历所学知识，现况大量测绘技术人员掌握该方法非常困难，]，本文特指的用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法是:分别用各个假设空间实地点的坐标、高程和各个摄影中心的坐标、高程，分别计算各摄影中心分别到各假设空间实地点的方位角、平距(用两已知平面坐标反算该两坐标点间的方位角和平距)和各摄影中心分别与各假设空间实地点的高差(-1X摄影中心与某假设空间实地点高差=该某假设空间实地点与该摄影中心高差)，进一步计算各摄影中心分别到各假设空间实地点的垂直角，可分别得到各摄影中心各自分别到任一假设空间实地点的方位角和垂直角，后文的计算中，计算某空间实地点在哪幅像上的理论位置时，即用采该幅像的摄影中心到该空间实地点的方位角和垂直角，和采用该幅像的摄影中心坐标、高程、像主距、主光轴方位角(即主垂面方位角)、主光轴倾角等该幅像的摄影内、外方位元素中的数据，计算得到的M、N也是相对于本该幅像的主纵线、主水平线位置关系的横偏距值和纵偏距值，而不可混用其它不同位置或姿态或焦距的摄影设备所摄的像的内、外方位元素为数据和其的空间点、摄影中心、空间点的像相互位置关系来判断上或下、左或右，后文的计算中主垂面方位角只能采用主垂面标准方位角，计算某空间实地点在某幅像上的理论位置时，当该幅像的摄影中心与像点源实地点(像点源实地点即需求在像上理论位置的空间实地点，即独立假设空间实地点或最高假设空间实地点或最低假设空间实地点，即该某空间实地点)两者坐标(注:该坐标指限定平面位置的平面坐标数据其不含高程)完全相同时或者方位角差比较判断数等于90度时或者方位角差比较判断数等于270度时，不能运算式(3)，则可由式⑷解算出N的值，再将N的值代入后面式(5)或式(6)，求出M的值[当方位角差比较判断数等于90度时，M取正值，当方位角差比较判断数等于270度时，M取负值，当该幅像的摄影中心与像点源实地点两者坐标(注:该坐标指限定平面位置的平面坐标数据其不含高程)完全相同时，可由式(4)解算出N的值，而M = O]，当像点源实地点高程等于摄影中心高程时(即以摄影中心为原点的像点的源的实物点的垂直角等于90度时)，不能运算式(5)和式(6)，则可直接用式(7)求出N，再将N的值代入式(3)，求出M，当方位角差比较判断数等于O度或180度时，不能运算后面的式(9)或式(10)以及用式(14)求式(14)的根，此时M值为零，则可将M = O代入后面的式(5)或式(6)，[若同时像点源实地点高程等于摄影中心高程，则按前述用式(7)和式(3)来运算]，当方位角差比较判断数等于O度时，可用式(15)求N，或用式(17)求N，当方位角差比较判断数等于180度时，可用式(16)求N，或用式(20)求N，即能求出M、N的值(M = O)，当像点源实地点高程不等于摄影中心高程，且当摄影中心与像点源实地点两者坐标不相同，且方位角差比较判断数不等于O度，也不等于90度，也不等于180度，也不等于270度时，用式(5)(或式(6))与式(3)相互代入求M和N的值，可直接用式(9)或式(10)求解，也可用二次方程式(13)或式(14)按如下方式来求解:当0° <方位角差比较判断数<90°时，可用式(17)和式(18)作为根求解，当90° <方位角差比较判断数< 180°时，可用式(17)和式(19)作为根求解，当180° <方位角差比较判断数< 270°时，可用式(20)和式(19)作为根求解，当270°<方位角差比较判断数< 360°时，可用式(20)和式(18)作为根求解，本图是不依比例的示意图，为了视图清楚，像感光面和像主距有所放大，当方位角差比较判断数为某值导致以上比如式(9)、式(10)和用式(14)求式(14)求根计算超限时，可细微改动I或V的值，这样它们不再计算超限，可用它们求到近似值，同理垂直角导致计算超限时也可细微改动垂直角，也可用式(9)、式(10)和用式(14)求式(14)求根，求到近似值，实物与其像点是关于摄影中心的中心对称图形，可以从看到的像点于像片中的具体位置来判断像点的大体实际空间位置和其与主纵线及主水平线间的关系，本现申请的用实地空间点实地坐标、高程数据求该实地空间点影像像点位置的方法与此前的申请号为201310344844.3的申请的求方位角和垂直角的过程基本上是一个逆过程，虽同属测绘领域但应用用途却完全不同，有的内容还不同属一个分支科目，不是从此前专利申请中公式本身能想到它的逆过程能有这样用途(几乎没有可能想到)，而是在构想现申请功能、用途时极为努力构想其实现方式才得以借鉴，这中间还有一个不太容易想到的假定高程或假定坐标的过程，换句话说这个实地空间点是比较虚的抽象概念，其部份空间位置数据是靠假定得出；本方案及实施例适用环境:在拍摄时主光轴有倾斜角或主光轴水平时[注:本方案和实施例从理论上推断既可适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的俯拍，也可适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的仰拍(即主光轴倾斜向上拍摄)和主光轴水平时的拍摄,但拍摄时主光轴有任意倾斜角的仰拍缺乏实践，因绝大部分情况下采取俯拍的方式和主光轴水平时的拍摄方式就能满足使用需要，并且这样拍，地物相互遮挡的情况少些，并视野广些，所以只要能满足适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的俯拍和主光轴水平时的拍摄就达到了目的和方案意图，就能满足实际需要，当然也不排除适用于拍摄时主光轴有任意倾斜角的仰拍，]，不适用于主光轴沿铅垂方向的向上或向下拍摄，像主点已知，主纵线已知、主水平线已知，摄影中心坐标和高程已知,主光轴倾角α (即主光轴倾斜角α)已知，主垂面方位角等于主光轴方位角已知，主垂面即是包含主光轴和摄影中心铅垂线的平面，主光轴倾角即摄影中心铅垂线的摄影中心以下的线段与以摄影中心为界靠近被摄景物一端的主光轴之间的夹角，在像平面上过像主点作主纵线的垂线，该垂线称为主水平线，主纵线与主水平线正交，像平面中某像点到主纵线的距离名命为像点横偏距，像点到主水平线的距离名命为像点纵偏距，像点纵偏距值为N(有正负之分)，像点横偏距值为Μ(有正负之分)，设像主距(像主距即摄影中心距像平面或感光面的距离)为Ζ，乘号为X或?，像点在主水平线上方时像点纵偏距值采用正数，像点在主水平线下方时像点纵偏距值采用绝对值等于纵偏距的负数，像点在主纵线右侧时像点横偏距值采用绝对值等于像点横偏距的负数，像点在主纵线左侧时像点横偏距值采用绝对值等于像点横偏距的正数，判断左、右时，以主光轴前进到景物的方向为:判断像点是在主纵线左侧还是在主纵线右侧时的视图视线前进方向，即从像平面的远离所摄景物的一侧去视像平面的背面(此时像平面、主光轴、所摄景物位置关系是摄影成像那一瞬间)，至于上与下的判断标准以高程为准，高程值大的点在高程值小的点之上，设主垂面的以摄影中心铅垂线(或摄影中心本身)为参照起点或原点的朝向所摄景区的方向为主垂面标准方位角，主光轴以摄影中心为原点从铅垂线上方从上旋转到下的角度为测量学上的主光轴的垂直角，以摄影中心为原点从北方零方位顺时针旋转角为测量上的方位角，主光轴的垂直角等于180度减主光轴的倾斜角，(注:F与E的高差=F的高程-E的高程。)，两点的平距即该两点同时投影到同一水平面时，两投影点间的水平距离即该两点间的平距，以下是求实地空间点(即空间实地点)在像上理论成像位置的方法(即用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法，其同样适用于图像匹配和其它用途，可以用其它方法来替代本用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法，但是本方法更为简单，无需较高学历所学知识，适用于现今大量测绘单位的技术条件和人员知识结构条件。)的详细说明:待求其影像像点在像平面上位置的实地空间点也可简称为像点源实地点，可用像点源实地点坐标和摄影中心坐标反算出摄影中心到像点源实地点的方位角，由申请号为201310344844.3的发明专利申请文的公式(I):从摄影中心到像点的实物源点的方位角=主垂面方位角值+arctan{像点横偏距值+ [ZX cos (90° -α )-像点纵偏距值XSin(90° -α)]}，本文中该式也编为式(I)，摄影中心到像点源实地点的方位角即是从摄影中心到像点的实物源点的方位角，那么，由式⑴移项后得:摄影中心到像点源实地点的方位角-主垂面方位角值=arctan{像点横偏距值+ [ZXcos(90° -α )-像点纵偏距值Xsin(90° -α)]}，[注:每一个三角函数可以有很多种方式或方法转换成其它与其等值的三角函数或分数，同样每一个反三角函数可以有很多种方式或方法转换成其它与其等值的反三角函数，比如:若直角三角形中锐角W对边为U，另一直角边为 P,则 W=arctan(U + P)= arcsin (U-l.Vp2+t/2 )= arccos (P-!- Vp2 + U2),等等，又如
【权利要求】
1.一种图像指引放线的方法，操作步骤如下:可以看作为已知条件或现有技术的有，用两台摄影设备从不同位置对同一待施放坐标的实地地区进行连续或前一幅像与后一幅像之间间隔时间地连续摄影，每台摄影设备与包括数据连接或信号连接的组装连接有图像显示器的电脑之间图像数据传输连接，将所摄图像实时逐幅传输给图像显示器以显示所摄放线场地的最新图像，该电脑可以安装有从与之图像数据传输连接的摄影设备调取图像的程序或软件，该电脑安装有能操作放大显示摄影图像并能在该图像上精确量距并能在该图像上距主纵线可以是任意值的横偏距值的距离且距主水平线可以是任意值的纵偏距值的距离的位置展绘点，并能对需要连线的已展绘的两点之间连接成线段的软件，标杆上装有圆水准器，每台摄影设备的摄影中心坐标和高程已知，每幅像的主纵线位置、主水平线位置、像主点位置、像主距已知，主光轴方位角和主光轴倾角已知，摄影设备上具有对中器，对中器对中控制点时，摄影中心在过该控制点的铅垂线上，并可从该控制点上量取得到摄影中心高程，前视人员和图像观察员之间可用语音通迅工具联络，其特征在于:第一步骤，对需要放线到实地的每个平面坐标数据，估计一个高程或估计一个高程区间，该待放线到实地的平面坐标数据配合上述估计的一个高程，组合成一个与待施放平面坐标数据在平面坐标上一样的独立假设空间坐标，与其对应的实地点为独立假设空间实地点，或估计的高程区间的高程最大值与待施放平面坐标数据组合成一个与待施放平面坐标数据在平面坐标上一样的最高假设空间坐标，与其对应的实地点为最高假设空间实地点，估计的高程区间的高程最小值与待施放平面坐标数据组合成一个与待施放平面坐标数据在平面坐标上一样的最低假设空间坐标，与其对应的实地点为最低假设空间实地点；第二步骤，计算独立假设空间实地点在各台摄影设备所摄图像上的理论位置并在对应的该图像中、该理论位置分别用一个像点表示，展绘出独立像点，或计算最高假设空间实地点和最低假设空间实地点分别在各台摄影设备所摄图像上的理论位置并在对应的该图像中、该理论位置分别用一个像点表示，将最高假设空间实地点和最低假设空间实地点在各幅图像上的理论像点之间进行连线，展绘出桩线；第三步骤，前视人员持标杆到放线场地，将标杆立于在该位置各摄影设备所摄成像的图像中的标杆的影像的中心轴线均与其标杆影像所在图像上的独立像点重合或均与其标杆影像所在图像上桩线有重合的实地位置，该实地位置即为此次放线的平面坐标数据所对应的准确实地位置，即可在该位置建立坐标标志。
2.根据权 利要求1所述的图像指引放线的方法，其特征是:在计算独立假设空间实地点或最高假设空间实地点、最低假设空间实地点各自在图像上的理论位置时，可以采用用方位角和垂直角反推算空间实地点在像上的理论成像位置的方法:分别用各个假设空间实地点的坐标、高程和各个摄影中心的坐标、高程，分别计算各摄影中心分别到各假设空间实地点的方位角、平距和各摄影中心分别与各假设空间实地点的高差，进一步计算各摄影中心分别到各假设空间实地点的垂直角，可分别得到各摄影中心各自分别到任一假设空间实地点的方位角和垂直角，计算某空间实地点在某幅像上的理论位置时，当该幅像的摄影中心与像点源实地点两者坐标完全相同时或者方位角差比较判断数等于90度时或者方位角差比较判断数等于270度时，不能运算式(3)，则可由式(4)解算出N的值，再将N的值代入后面式(5)或式(6)，求出M的值[当方位角差比较判断数等于90度时，M取正值，当方位角差比较判断数等于270度时，M取负值，当该幅像的摄影中心与像点源实地点两者坐标完全相同时，可由式⑷解算出N的值，而M = 0]，当像点源实地点高程等于摄影中心高程时，不能运算式(5)和式(6)，则可直接用式(7)求出N，再将N的值代入式(3)，求出M，当方位角差比较判断数等于O度或180度时，不能运算后面的式(9)或式(10)以及用式(14)求式(14)的根，此时M值为零，则可将M = O代入后面的式(5)或式(6)，[若同时像点源实地点高程等于摄影中心高程，则按前述用式(7)和式(3)来运算]，当方位角差比较判断数等于O度时，可用式(15)求N，或用式(17)求N，当方位角差比较判断数等于180度时，可用式(16)求N，或用式(20)求N，即能求出M、N的值(M = O)，当像点源实地点高程不等于摄影中心高程，且当摄影中心与像点源实地点两者坐标不相同，且方位角差比较判断数不等于O度，也不等于90度，也不等于180度，也不等于270度时，用式(5)(或式(6))与式(3)相互代入求M和N的值，可直接用式(9)或式(10)求解，也可用二次方程式(13)或式(14)按如下方式来求解:当0° <方位角差比较判断数<90°时，可用式(17)和式(18)作为根求解，当90° <方位角差比较判断数< 180°时，可用式(17)和式(19)作为根求解，当180° <方位角差比较判断数< 270°时，可用式(20)和式(19)作为根求解，当270°<方位角差比较判断数< 360°时，可用式(20)和式(18)作为根求解。
3.根据权利要求2所述的图像指引放线的方法，其特征是:当与摄影设备图像数据传输连接的各电脑均安装有能将桩线或标杆的影像的中心轴线延伸的绘图软件或制图软件时，此时最高假设空间实地点的高程和最低假设空间实地点的高程它们可以为任意值，只需做到它们之间高程不同。
4.根据权利要求2所述的图像指引放线的方法，其特征是:可以根据标杆上的任意一个确定的部位分别在两台摄影设备所摄图像中的像的纵偏距值、横偏距值，求到两台摄影设备的摄影中心分别到此时位于实地的标杆的该确定的部位的方位角，用该两个方位角和两摄影中心坐标依前方交会原理求到此时位于实地的标杆的坐标，再用此时标杆的坐标和待放平面坐标数据坐标，反算此时标杆偏离待放坐标理论准确位置的精确距离各精确方向，该距离和方向可供提示给前视人员，以修正距离和方向，或在没有偏离时确认标杆位置是拟放线准确位置。
5.根据权利要 求2所述的图像指引放线的方法，其特征是:可由专门的图像观察员观看图像显示器中各台摄影设备所摄图像中标杆的像的中心轴线与桩线或独立像点及其与周围地形的像的关系，通过语音通迅工具通知或指示前视人员标杆偏离方向或距离经过反复修正，在前视人员将标杆立于准确位置时，告知前视人员该处是平面坐标数据对应的准确位置，也可由前视人员携带组装连接有图像无线接收设备并与各台摄影设备保持图像数据无线传输的图像显示器前往施放场地施放，相对应地，与各台摄影设备保持图像数据传输连接的电脑组装连接有图像无线发送设备，与图像无线发送设备、摄影设备组装连接的电脑，装有能绘制独立像点或桩线的软件并可以安装有从与之图像数据传输连接的摄影设备调取图像的程序或软件，该电脑或图像无线发送设备还安装有支持将从摄影设备获取的并已绘上独立像点或桩线的图像无线发送的软件，图像无线接收设备含有支持将无线接收的图像在图像显示器中显示的模块或含有安装有支持将无线接收的图像在图像显示器中显示的软件的电脑，该图像无线发送设备与图像无线接收设备之间是发送与接收的对应关系，可由前视人员自行观看图像显示器中靠图像无线传输系统传来的各台摄影设备所摄图像中标杆的像的中心轴线与桩线或独立像点或其与周围地形的像的关系，自行判断标杆偏离方向或距离，经反复修正最终将标杆立于在该位置标杆在各摄影设备所摄成像的图像中的标杆的影像的中心轴线均与独立像点重合或均与桩线有重合的实地位置，即可在该位置建立坐标标志。
6.根据权利要求2所述的图像指引放线的方法，其特征是:当方位角差比较判断数为某值导致计算超限时，可细微改动I或V的值，可用它们求到近似值，垂直角导致计算超限时也可细微改动垂直角，求到近似值。
【文档编号】G01C15/00GK103591943SQ201310604039
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月17日 优先权日:2013年11月17日
【发明者】罗建刚 申请人:罗建刚