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像片的外方位元素是描述像片在攝影瞬間的絕對(duì)位置和姿態(tài)的參數(shù)，即是一種絕對(duì)方位元素。若能同時(shí)恢復(fù)立體像對(duì)中兩張像片的外方位元素，即可重建被攝地面的立體模型，恢復(fù)立體模型的絕對(duì)位置和姿態(tài)。

暫不考慮像片的絕對(duì)位置和姿態(tài)，而只恢復(fù)兩張像片之間的相對(duì)位置和姿態(tài)，這樣建立的立體模型稱為相對(duì)立體模型，其比例尺和方位均是任意的;然后，在此基礎(chǔ)上，將兩張像片作為一個(gè)整體進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，以達(dá)到恢復(fù)絕對(duì)位置的目的。上述過(guò)程分別稱為相對(duì)定向和絕對(duì)定向。

1)相對(duì)定向

確定兩張影像相對(duì)位置關(guān)系的過(guò)程稱為相對(duì)定向。相對(duì)定向不需要外業(yè)控制點(diǎn)，就能建立地面的立體模型。相對(duì)定向的唯一標(biāo)準(zhǔn)是兩張像片上所有同名點(diǎn)的投影光線對(duì)對(duì)相交，所有同名點(diǎn)光線在空間的交會(huì)集合構(gòu)成了地面的立體模型。

用于描述兩張像片相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系的參數(shù)，稱為相對(duì)定向元素，相對(duì)定向元素共有5個(gè)。用解析計(jì)算的方法解求相對(duì)定向元素的過(guò)程，稱為解析法相對(duì)定向。

解析法相對(duì)定向計(jì)算過(guò)程中同名光線對(duì)對(duì)相交的特性可用共面條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。共面條件的幾何含義是攝影基線和左右片同名光線三矢量共面，它是解求相對(duì)定向元素的基本關(guān)系式。 在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中，利用計(jì)算機(jī)的影像匹配代替人眼的立體觀測(cè)識(shí)別同名點(diǎn)，通過(guò)自動(dòng)量測(cè)6對(duì)以上同名點(diǎn)的像片坐標(biāo)，用最小二乘平差計(jì)算解求出5個(gè)相對(duì)定向元素。

2)絕對(duì)定向

要確定立體模型在地面測(cè)量坐標(biāo)系中的正確位置，則需要把相對(duì)定向所建立的立體模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，以便納入到地面測(cè)量坐標(biāo)系中，并歸化到制圖比例尺，這一過(guò)程稱為立體模型的絕對(duì)定向。絕對(duì)定向需要借助地面控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。