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摄影测量与遥感,第一章：摄影测量与遥感概述第二章：摄影测量基础第三章：遥感基础第四章：摄影测量与遥感处理系统第五章：野外像片调绘与像片控制测量第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产,第一章：摄影测量与遥感概述1.1：摄影测量概述 1.1.1：摄影测量的任务,基本含义：是基于像片的量测和解译。利用摄影影像，研究确定被摄物的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学技术。处理任务：严格建立摄影瞬间像点与对应物间的集合关系后，自影像模型上采集物体几何信息和解译物体性质。,第一章：摄影测量与遥感概述1.1：摄影测量概述 1.1.1：摄影测量的分类,根据研究对象：1、非地形摄影测量，一般指近景摄影测量。2、地形摄影测量根据摄站位置：1、航天（卫星）摄影测量(俗称：遥感)2、航空（飞机、气艇）摄影测量 最主要的地形摄影测量方式，成图比例：1：5百、1千、2千、5千、1万、5万等.3、地面摄影测量,第一章：摄影测量与遥感概述1.1：摄影测量概述 1.1.1：摄影测量的发展,170年历史，三个发展阶段：,第一章：摄影测量与遥感概述1.2：遥感及其发展,泛指：通过非接触传感器遥测物体的几何与物理特性的技术。摄影测量是遥感的前身，属于遥感范畴。解决：定性、定位、定量。包括：获取图像、信息处理提取。分类方法：电磁波段、运载工具、传感器工作方式。,第一章：摄影测量与遥感概述1.3：摄影测量与遥感的结合,数字摄影测量的理论推动了遥感的发展。数字摄影测量的成果经常是遥感数据处理分析的基础或条件。一个现代化的数字摄影测量系统与一个现代化的遥感图像处理系统已经看不出什么本质区别。值得关注的记载雷达(LIDAR)和车载移动测图系统。,第二章：摄影测量基础2.1：单张航摄像片解析 2.1.1航摄像片与地图的区别,像片：中心投影，地图：正射投影。地面与像片都是严格水平时，投影结构等效。像片倾角或地面高差，造成地物像点与理想的中心投影位置存在位移，统称为“像点位移”，后者也专称为“投影差”。,第二章：摄影测量基础2.1：单张航摄像片解析 2.1.2像片倾斜引起的像点位移,像片不可能严格水平，造成像点位移，致使影像变形和各处比例不等。像点位移造成航片各处比例尺不等，因此航片不能直接严格的绘制地图。可以通过后期的相反倾斜进行纠正，形成新相片。在航测中，像片倾斜造成的像点位移需要通过光学或数学计算的方法消除。,第二章：摄影测量基础2.1：单张航摄像片解析 2.1.3地面起伏引起的投影差,由于地面起伏引起的像点位移称为像片上的投影差靠近像片边缘，投影差增大，像主点正下方为0。高度大，投影差大。摄影机主距(焦距)大，投影差小。鱼眼镜头，属于超短距镜头，产生鱼眼效果。城区高大建筑物多，宜采用长焦镜头。,第二章：摄影测量基础2.1：单张航摄像片解析 2.1.4航摄像片的内外方位元素内方位元素,三个内方位元素：描述像片跟镜头中心的关心。焦距：f，常见156mm.像主点在像片框标坐标系中的坐标：x0,y0,值极小，一般不超过10微米。实质上，就是镜头中心在底片坐标系中的x,y,z坐标。角度方面，旋角、倾角、俯仰角，遵循严格的工艺标准，近乎0忽略不记。内方位元素值是正确与否，直接影响测图精度，所以航摄相机需要定期鉴定，鉴定资料中还包括：镜头的畸变差、框标坐标等，这些值都是在模型重建恢复过程中首先输入的内容，以恢复相片面与镜头中心点的关系。这些值也是必须与航摄资料一并提交用户的，统称相机鉴定资料。,第二章：摄影测量基础2.1：单张航摄像片解析 2.1.4航摄像片的内外方位元素外方位元素,在恢复了内方位元素的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称外方位元素，共6个。三个线元素：摄影中心在地面坐标系中的空间坐标，x,y,z。三个角元素：相机的俯仰角、侧倾角、航偏角。外方位元素的确定可以使用地面控制点计算获得，也可以使用机载GPS+惯性导航系统获得。,第二章：摄影测量基础2.1：单张航摄像片解析 2.1.5中心投影的共线方程,共线方程：指中心投影的构象方程，三点共线而已，摄影中心S、像方成像点a、对应地面点A。主要应用：摄影测量的基础。单像空间后方交会 和 多像空间前方交会 由单套的XYZxy 由多套的xyXYZ 镜头后方是像片，一条光线由前到后投影到像平面上一个点，称为后方交会。解析空中三角测量光束法平差的基本数学模型构成数字投影的基础。利用DEM进行单片微分纠正，制作DOM。由单套的 xy 和 Z XY,第二章：摄影测量基础2.2：像点坐标的量测 2.2.1像片面坐标系的定义,描述像点在像平面上的位置。一般根据框标确定，称为像片框标坐标系。x-x0Y-y0,第二章：摄影测量基础2.2：像点坐标的量测 2.2.2像点坐标的量测,传统的:单相片坐标量测仪 立体坐标量测仪都要先量测框标，以确定像片与量测设备安置的几何关系。,第二章：摄影测量基础2.2：像点坐标的量测 2.2.3像点坐标的系统误差改正,来源:摄影材料的变形，摄影物镜畸变，大气折光，地球曲率等。对每张像片的影响有相同的规律，称为系统性误差。摄影材料和摄影物镜畸变的一般需要改正。通过内定向的过程进行。,第二章：摄影测量基础2.3：立体测图的原理和方法 2.3.1立体观测原理,4条件：不同位置拍摄的同一景物的立体像对每眼观测一个片子同名像点连线基本与眼基线平行两相片比例尺相近,第二章：摄影测量基础2.3：立体测图的原理和方法 2.3.2像对的立体观测方法,3方法：立体镜观测叠映影像的立体观测方法双目镜观测光路的立体观测法还有：像对的直接观测发。,第二章：摄影测量基础2.3：立体测图的原理和方法 2.3.3像对的立体测图方法,摄影过程的几何反转是双像立体测图的基本原理和前提模拟、解析、数字化三个技术发展阶段,第二章：摄影测量基础2.3：立体测图的原理和方法 2.3.4地物与地貌的测绘,通过对立体像对进行定向和建模，可重建地面按比例尺缩小的立体模型。在模型上进行量测，可直接测绘出符合规定比例尺的地形图。,第二章：摄影测量基础2.4：摄影测量解析计算基础,利用解析计算计算的方法处理影像信息，从而获得地面的基础空间信息。重点解决影像信息中的集合信息：XYZ.两个名词：空间后方交会、空间前方交会。1）地面的XYZ 2）相机的XYZ和三个姿态角度 3）像片的xy这三套数据间的相互解析计算，已知其中的两套，推算出未知的一套。,第二章：摄影测量基础2.4：摄影测量解析计算基础 2.4.1单张像片的空间后方交会,已知内容：像片的内方位元素：焦距，x0,y0 三个以上地面点的x1y1z1,x2y2z2,x3y3z3原理-共线方程：目的-解析计算出：XsYsZs和三个姿态角:,第二章：摄影测量基础2.4：摄影测量解析计算基础 2.4.2立体像对的空间前方交会,1、单张像片的像点xy+6个外方位元素 地面点的空间方向。2、左片像点xy+6个左外方位元素 地面点的空间方向左。右片像点xy+6个右外方位元素 地面点的空间方向右。3、立体像对的同名光线来源于地面的同一个地物反射点。反之，两条逆向的同名光线必然相较于对应的地物反射点上，所以，根据共线方程可计算出地面点的XYZ。其实质，等同于工程测量的三角测量。,第二章：摄影测量基础2.4：摄影测量解析计算基础 2.4.3相对定向与绝对定向,恢复左右两像片的外方位元素，称为立体模型重建。通常的过程：1、内定向，像片跟镜头的相对关系2、相对定向，形成立体效果时左右两像片必须满足的相对关系(相对位置和相对姿态)3、绝对定向，相对定向所恢复的模型经平移、旋转、缩放，将其纳入到真实的地面坐标系中。,第二章：摄影测量基础2.4：摄影测量解析计算基础 2.4.3相对定向与绝对定向,相对定向，确定两张影像相对位置关系的过程。无需外野控制实现效果：两张像片上的所有同名点的投影光线对对相交，所有的相交点构成了地面的立体模型。,5个参数元素：y方向相对位移，z方向相对位移，三个相对的姿态角。或者相对于摄影基线方向的5个角度。共面条件：左右相对同名光线跟摄影基线共面。,第二章：摄影测量基础2.4：摄影测量解析计算基础 2.4.3相对定向与绝对定向,相对定向完成的模型，比例尺、坐标原点、模型坐标系与地面坐标系都不一致。绝对定向的过程就是恢复上述一致性的过程。实现一个三维空间上的相似变换。至少需要2个平高控制点和一个高程控制点，且三个控制点不能在一条直线上。实际上一般采用四个平高控制点。共求出七个参数，用来进行三维空间相似变换。,第二章：摄影测量基础2.5：数字摄影测量基础 2.5.1影像数字化和影像重采样,影像资料形式：模拟、解析摄影测量使用胶片，数字摄影测量使用数字影像。数字影像的来源：胶片扫描，数码相片。在制作或使用数字影像的过程中，包括：影像数字化，影像重采样两种。扫描或数码航摄，是数字化过程，形成规则点阵，扫描一般10-25微米。数码相机一般5-12微米。若需要知道位于非点阵上的影像灰度值是，就需要内插计算，称为重采样。影像旋转，核线影像的生成，数字纠正等。常用计算方法：临近像元，双线性内插等。,第二章：摄影测量基础2.5：数字摄影测量基础 2.5.2影像的内定向,与模拟、解析摄影测量没有本质区别。,第二章：摄影测量基础2.5：数字摄影测量基础 2.5.3基于灰度的影像匹配,数字摄影测量工程中，自动确定左右相片中同名像点的过程，称为影像匹配。相关系数法影像匹配。最小二乘法影像匹配。,第二章：摄影测量基础2.5：数字摄影测量基础 2.5.4基于核线的一维影像匹配,核线：飞行方向上，镜头中心的连线。一维：一条线上。实际操作：对于飞行质量较好的影像，可不进行核线影像的生成。,第二章：摄影测量基础2.5：数字摄影测量基础 2.5.5基于特征的影像匹配,适用于信息缺乏区域或相邻影像存在较大比例尺差异或扭曲，灰度匹配效果较差。,第三章：遥感基础3.1：遥感基础知识 3.1.1电磁波普与电磁辐射传输,1、电磁波：紫外、可见光、红外、微波，波长逐渐增大，都在大气窗口范围内。2、大气窗口：能够较高的透过大气的波段的总称。观测地面，选择大气窗口。监测大气层，避免大气窗口。,第三章：遥感基础3.1：遥感基础知识 3.1.3地物波普特性,地物波普特性指地面物体具有的辐射、吸收、反射和透射一定波长范围电磁波的特性。遥感技术以不同物体对电磁波的反射、吸收、发射不同为基础。,第三章：遥感基础3.2：遥感图像特征,几何特征：空间分辨率光谱特征：光谱分辨率时间特征：时间分辨率,第三章：遥感基础3.2：遥感图像特征 3.2.1空间分辨率,空间分辨率：遥感图像上能够区分的最小单元的尺寸或大小。通常用地面分辨率和影像分辨率来表示。选择：可接受的最小空间分辨率为研究目标的1/2。星下方最高，两侧逐渐变低。,第三章：遥感基础3.2：遥感图像特征 3.2.2光谱分辨率,光谱分辨率：传感器所记录的电磁波普中，某一特定波长的范围值，波长范围值越宽，光谱分辨率越低。应恰当的选择，并越高越好。,第三章：遥感基础3.2：遥感图像特征 3.2.3时间分辨率,时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。,第三章：遥感基础3.3：常用卫星遥感简介,遥感影像在测绘中主要测绘地形图、制作正射影像和各种专题图。,第三章：遥感基础3.3：常用卫星遥感简介 3.3.1卫星分辨率与成图比例尺的关系,时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。,第三章：遥感基础3.3：常用卫星遥感简介 3.3.1常用卫星及传感器简介,1、Landsat卫星搭载TM/ETM+传感器 美国，30米，7波段,16天2、SPOT 法国，2.5米,第三章：遥感基础3.3：常用卫星遥感简介 3.3.1常用卫星及传感器简介,3、新型高分辨率遥感卫星IKONOS,QuickBird,SPOT-54、国产卫星CBERS-02B，资源2号卫星，遥感2号卫星等。分辨率都不高。,第三章：遥感基础3.4:遥感图像的解译 3.4.1:解译的任务,三方面：目标物的大小、形状及空间分布特点，目标地物的属性特点，目标地物的变化动态特点。是个逆过程，方式：目视解译、计算机图像处理,第三章：遥感基础3.4:遥感图像的解译 3.4.2:解译标志,根据影像特征的差异可以识别和区分不同的地物，这些典型的影像特征称为影像解译标志。分为：直接解译标志、间接解译标志,第三章：遥感基础3.4:遥感图像的解译 3.4.2:解译标志,直接解译标志：形状大小阴影色调颜色纹理图案位置布局,第三章：遥感基础3.4:遥感图像的解译 3.4.2:解译标志,间接解译标志：不能从目视判读直接获得答案，需要从其他相关事物间的联系，进行推理。例如：城市人口的确定。,第三章：遥感基础3.4:遥感图像的解译 3.4.2:解译标志,应用解译标志应注意的问题：彩红外图像，蓝色实际上是绿色。多光谱假彩色合成影像热红外影像雷达影像,第三章：遥感基础3.4:遥感图像的解译 3.4.3:目视解译,原则步骤主要方法一般程序,第四章：摄影测量与遥感处理系统4.1:数字摄影测量系统,国产：virtuoZo 武汉大学 张祖勋JX-4C 测绘科学院 刘先林,第四章：摄影测量与遥感处理系统4.2:遥感数字图像处理系统,图像转换 图像校正 图像增强 多源信息融合 计算机解译,第四章：摄影测量与遥感处理系统4.3:机载LIDAR和车载移动测图系统,1、机载雷达 主动遥感技术，全天候，高精度高程 能穿植被，适合森林区域 基本不需要地面控制点，有GPS 和 IMU2、车载移动测图系统,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.1:野外像片调绘5.1.1:判读特征与方法,1、判读特征 属于中心投影。形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置、布局等，跟卫片相似。2、判读方法地区细部，一般细部个别细部，已知特征未知特征，局部特征整个区域，循序渐进进行。直判法，对比法，综合判认法。,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.1:野外像片调绘5.1.2:像片调绘的基本知识,先室内判绘，后野外检查补绘。1、像片的综合取舍：野外调绘时，需综合取舍，对地物地貌进行选择和概括表示。通过综合取舍，使地面物体在地形图上得以合理表示，主次分明，以保证重要地物准确描述和突出显示，反映地区的真实形态。取舍原则：国民经济建设中的重要性；分布密度；地区特征；比例尺；用图部门要求。,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.1:野外像片调绘5.1.2:像片调绘的基本知识,2、像片调绘的基本过程：准备判读综合取舍着铅询问、调查量测补测新增清绘复查接边,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.1:野外像片调绘5.1.3:主要地形目标的调绘,采用全野外调绘、室内外综合调绘。调绘目标包括：独立地物调绘；居民地；道路及附属设施；管线、垣栅和境界；水系、地貌、土质和植被；地理名称调查和注记。,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.1:野外像片调绘5.1.4:调绘的整饰与接边,1、整饰 及时清绘，位置准确，关系处理好，记录遗漏，统一补调2、接边 图幅内部接边，图幅接边 同期作业接边，非同期作业接边,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.1:野外像片调绘5.1.5:新增地物的补测,一般大比例尺按调绘时间补测，小比例尺按摄影时间补测。交会法、截距法、坐标法、比较法。需要注意有多余观测值。大面积补测，使用工程测量方法。,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.2:像片控制测量5.2.1:野外像片控制点的布点方案,全野外布点、非全野外布点、特殊情况布点。1、全野外布点，每像对4个点，适用：航片比例小；用图精度高，内业加密低；大面积落水,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.2:像片控制测量5.2.1:野外像片控制点的布点方案,全野外布点、非全野外布点、特殊情况布点。2、非全野外布点：单航线，区域网,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.2:像片控制测量5.2.2:野外控制点的选择,刺点目标清晰，6度重叠，测区图廓线外。边缘方向都在1-1.5cm之外，要大于，不能太靠外。距离飞行方向的中垂线要在1-1.5cm之内，不能太偏。,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.2:像片控制测量5.2.2:野外控制点的编号、整饰和注记,N：平面点、P：平面点、G：高程点，后加数字，统一编号，无重复。注意：选最清片子刺点、刺一次，孔径不大0.1mm.实地打桩标记，用于测量坐标。背面整饰，绘制略图并说明，日期，刺点、检查签字。现场完成。条件许可，辅助使用现场数码像片。,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.2:像片控制测量5.2.2:野外控制点的施测,P平面点：目标清晰，线状地物交点或拐角。G高程点：高程变化不大的地方N平高点：满足两种要求。主要是GPS RTK,大比例尺高程根据需要选择。接边：转抄成果，无裂隙,第五章：野外像片调绘与像片控制测量5.2:像片控制测量5.2.2:野外控制点的施测,P平面点：目标清晰，线状地物交点或拐角。G高程点：高程变化不大的地方N平高点：满足两种要求。主要是GPS RTK,大比例尺高程根据需要选择。接边：转抄成果，无裂隙,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.1:4D产品生产的数据流,4D：DEM 数字高程模型 DOM 数字正射影像 DLG 数字线划地图 DRG 数字栅格地图航片、卫片立体像对相片控制测量、外野调绘空中三角测量加密DEMDOM DLGDRG,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.2:解析空中三角测量6.2.1:概述,利用少量的野外控制点，采用摄影测量解析算法，计算确定区域内所有影像的外方位元素及待定点的地面坐标。平差方法：航带法、独立模型法、光束法。精度分析：理论精度：平差的计算残差。实际精度：利用地面控制点实地检测。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.2:解析空中三角测量6.2.2:GPS辅助空中三角测量,机载GPS设备，提供摄站XYZ.减少地面控制点的数量，提高精度和效率。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.2:解析空中三角测量6.2.3:POS辅助空中三角测量,POS定位定向系统，GPS+IMU（惯性测量装置）获得XYZ和三个姿态角度。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.3:数字高程模型(DEM)6.3.1:DEM的表达方式,DEM地面模型，DTM地形模型的分支之一，仅表示地面高程，消除人工地物的高程。规则格网：Grid，不规则三角网：Tin。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.3:数字高程模型(DEM)6.3.2:DEM的数据采集方法,航空摄影测量：计算机自动匹配生成DEM。机载雷达，直接采集三维数据。利用已有矢量数据：等高线、特征线、高程点等计算TINGRID.,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.3:数字高程模型(DEM)6.3.3:DEM的内插,地球表面，有断面，又连续平缓的坡度变化。利用GRID内插未知点的高程采用：双线性内插。利用TIN,计算GRID,在已知的矢量数据中，会记录每一点、线、面要素周边的坡度变化特征：软、硬，代表断面或缓坡，这样内插出来的高程值精度更高。这也是TIN的优势，但是在三维数据分析中，主要使用GRID格式。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.3:数字高程模型(DEM)6.3.4:DEM的主要应用,测绘部门：反计算等高线，透视图，三维地表。其他行业：水文、气象、地质、通讯等等。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.4:数字正射影像图(DOM)6.4.1:航摄像片纠正概述,模拟时代，使用光学仪器，恢复航摄姿态，曝光生成正射像片，适用于平原区，丘陵地采用分带曝光的方式，山地、高山地没有办法。过度时期，曾有计算机控制的点式曝光设备。数字时代，对原始的数字影像的每一个像素，根据地面高程模型和外方位元素，计算出其地面坐标(逐点纠正，称微分纠正),通过像素值内插，生成DOM.,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.4:数字正射影像图(DOM)6.4.2:DOM的制作方法,航空影像，航天影像。航空影像航高小于航天影像，所以，对DEM精度要求高。航空影像更高低，所以投影差大，城市区域会产生很多死角，通过多片选择，可改善一些。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.4:数字正射影像图(DOM)6.4.3:真正射影像的制作,DEM+原始影像 建筑物顶部与根部不在一起。DSM(数字表面模型)+原始影像 建筑物顶部与根部重合。但是，会有更多的影像拉伸和压缩，实际效果没有见过。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.4:数字正射影像图(DOM)6.4.4:DOM流程,单片影像+DEM 进行微分纠正影像镶嵌影像裁切。其中，影像调色，影像匀光 可放在也是资料上，也可以使用到镶嵌前的影像上。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.4:数字正射影像图(DOM)6.4.5:DOM质量控制,1、几何精度 野外检查、与已有数据比较检查、左右片生成的DOM比较检查。2、辐射质量 色调均匀、反差适中、拼接处色调一致。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.4:数字正射影像图(DOM)6.4.6:DOM的匀光处理,原始资料的质量造成的。1、photo等软件单片处理，比较，反复调整。2、专业软件，批处理。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.5:数字线划地图(DLG)6.5.1:数字线划地图概述,Digital Line Graphs。矢量。能够对象化。便于分析决策。Autocad、Arcgis、Microstation超图 supermap、中地 MapGis等,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.5:数字线划地图(DLG)6.5.2:数字线划地图的制作,航片、卫片+全数字摄影测量工作站采集数据，编辑软件编辑制作。正射影像图直接屏幕矢量化。已有地图扫描矢量化。,第六章：基于摄影测量与遥感的4D产品生产6.6:数字栅格地图(DRG)6.6.1:数字栅格地图概述,Digital Ratser Graphs。对现有纸质、胶片等地形图经扫描、几何纠正和色彩校正处理后得到的图像。也可直接使用DLG，软件制作处理。用的较少。,测绘航空摄影,第一章：航空摄影仪第二章：航空摄影技术第三章：航空摄影工作的实施,第一章：航空摄影仪1.1:胶片航摄仪1.1.1:胶片航摄仪的结构与分类,1、结构 单镜头框幅式胶片航空摄影机：低畸变透镜，固定而精确的主距（定焦镜头），框幅一般23*23cm，以前有18*18cm。2、分类 长焦距：f=255mm 常角=100度焦距短，则视角大，投影差大，像对同名地物点投影差之差大，高程精度高。一般f=156mm。,第一章：航空摄影仪1.1:胶片航摄仪1.1.2:感光材料及其特性,黑白、彩色、彩红外、红外等。特性：感光度、反差系数、宽容度、灰雾密度、颗粒度、显影动力曲线。,第一章：航空摄影仪1.1:胶片航摄仪1.1.3:感光胶片的冲洗,显影、定影、水系、干燥。专用航摄胶片冲洗仪，无划痕、静电斑痕、折伤、不能引起变形。,第一章：航空摄影仪1.1:胶片航摄仪1.1.4:航摄仪的辅助设备,1、航摄滤光片 通过消除或减弱某一波普带的作业，尽可能消除空中蒙雾亮度的影像、提高景物的反差。对焦平面的照度分配不均匀进行补偿。2、影像位移补偿装置。帘式快门，而非中心快门，同时相机反飞行方向移动，抵偿飞机的运动。3、自动曝光系统。自动调整光圈或曝光时间。,第一章：航空摄影仪1.1:胶片航摄仪1.1.5:常用的两种胶片航摄仪,1、RC型航摄仪 RC10、RC20、RC30。23*23mm像幅,镜头焦距数种。RC20有像移补偿装置。RC30有陀螺稳定平台（云台），GPS导航接口。2、RMK 23*23,5个不同焦距镜头。,第一章：航空摄影仪1.2:数码航摄仪,1、框幅式：面阵CCD DMC、UltraCam-D、SWDC.2、推扫式：线阵CCD ADS40。,第一章：航空摄影仪1.2:数码航摄仪1.2.1：DMC数码航摄仪,美国Z/I公司 4个全色镜头、4个多光谱镜头，融合匹配，虚拟焦距120mm,CCD像元0.012mm,7680*13824.7680*0.012=92mm 13824*0.012=165.88mm。12bits地面分辨率计算：8000航摄比例尺*0.012mm像元尺寸=96mm地面分辨率。价格千万元左右,第一章：航空摄影仪1.2:数码航摄仪1.2.2：UltraCam-D数码航摄仪,奥地利 Vexcel公司开发。同属于多镜头组成的框幅式数字航摄仪。黑白、彩色、彩红外。11500*7500.,第一章：航空摄影仪1.2:数码航摄仪1.2.3：SWDC系列数字航摄仪,四维 数字相机 刘先林，单镜头、双镜头、四镜头。基于多台非量测相机，经相机检校和拼接。特点：镜头可更换，幅面大、视场角大、基高比大、高程精度高。,第一章：航空摄影仪1.2:数码航摄仪1.2.4：ADS40数字航摄仪,Leica 瑞士 徕卡三行线阵CCD,线中心投影，每条扫描线都有其独立的摄影中心，成果是无缝的条带状影像。三对CCD,对前视、下视、后视三个方向用时获取影像。,第一章：航空摄影仪1.3:航摄影像的分辨率1.3.1：胶片影像的分辨率,空间分辨率是摄影机系统拍摄影像质量的综合反映。影响因素：胶片和镜头的分辨率、像移、大气、胶片冲洗。胶片分辨率：可量测。单位：线对/mm。类似条码的影像，等间距。,第一章：航空摄影仪1.3:航摄影像的分辨率1.3.2：数字影像的分辨率,地面采样间隔。数码相机、胶片扫描数据。,第一章：航空摄影仪1.4:航摄仪的检定,摄影测量相机的检查与校正，包括相机的内方位元素，镜头畸变差及其他参数的检校，是摄影测量作业过程的重要部分，是后续解析计算的保障。检校内容：1、像主点坐标(x0,y0)与 主距f 2、物镜光学畸变差或畸变系数 3、底片压平装置的测定 4、框标间距及框标坐标系垂直型的测定。数码相机：上述1、2项，像元大小、调焦后主距变化和畸变差变化的测定检校方法：光学实验室、试验场。,第二章：航空摄影技术2.1:航空摄影的概念和分类2.1.1:航空摄影概念,要求使用构造精密的航空摄影机，畸变差小、解像力高。像幅大。主光轴尽可能垂直地面。机载GPS控制飞行方向、路线、曝光时间。IMU控制角姿态。,第二章：航空摄影技术2.1:航空摄影的概念和分类2.1.2:航空摄影的分类,1、按倾角 小于2-3度，竖直航空摄影 低倾斜、高倾斜（包括地平线影像），透视感强2、按方式路线 面积航空摄影、线状条带航空摄影3、按比例尺 大比例尺：大于等于10 000 中比例尺：10 000-50 000 小比例尺：小于等于50 000,第二章：航空摄影技术2.2:竖直航空摄影的基本要求2.2.1:航摄像片倾角,摄影物镜的主光轴偏离铅垂线的夹角，称航摄像片倾角。目前可保持在3度以内，称为竖直摄影或近似垂直摄影。像片平面接近水平。航空摄影测量的基本要求，作业方便。,第二章：航空摄影技术2.2:竖直航空摄影的基本要求2.2.1:航摄像片倾角,摄影物镜的主光轴偏离铅垂线的夹角，称航摄像片倾角。目前可保持在3度以内，称为竖直摄影或近似垂直摄影。像片平面接近水平。航空摄影测量的基本要求，作业方便。,第二章：航空摄影技术2.2:竖直航空摄影的基本要求2.2.2:航摄比例尺,航摄比例尺=摄影机主距/相对航高,第二章：航空摄影技术2.2:竖直航空摄影的基本要求2.2.3:像片重叠度,完全覆盖、构成立体相对。航向56%-65%，旁向30%-35%。若像片23*23cm,航向重叠60%，摄影机焦距150mm,相对航高8000米，则：航摄比例尺：3000m/0.150m=20000.基线长度：（0.23m*20000）*（1-60%）=1840m.基高比：1840/3000=0.61,第三章：航空摄影工作的实施3.1：航摄准备3.1.3:航线敷设方法,一般东西向直线飞行航线平行于图廓线，覆盖完全。水域、海区避免像主点落水。荒漠、高山等困难地区可敷设架构航线。,第二章：航空摄影技术2.2:竖直航空摄影的基本要求2.2.4:航线弯曲与航迹角,同一航线，相邻像片的主点连线不在一条直线上，形成折线，称航线弯曲，规定航线弯曲度不大于3%。航线弯曲度=最大偏移距离/首末像主点连线长度,第二章：航空摄影技术2.2:竖直航空摄影的基本要求2.2.5:像片旋偏角,飞机的实际方向与飞行的地面轨迹之间存在的夹角，称像片旋偏角。悬偏角过大，影像立体相对的范围。也影响立体观测效果。,第二章：航空摄影技术2.3:非常规航空摄影2.3.1:小像幅航空摄影,像幅小于70*70mm,一般飞机是轻型的。不足：飞行姿态不稳定优点：成本低，机动性好，起降容易。适用范围：小范围成图，精度要求较低的项目。其中，更小的还有无人机航摄。,第二章：航空摄影技术2.3:非常规航空摄影2.3.2:多光谱摄影,分波段记录地物影像，有多光谱摄影、多光谱扫描两种。各波段记录，可经过后期的合成处理，假彩色成果。人眼分辨灰度能力为16级，分辨彩色能力256级。,第二章：航空摄影技术2.3:非常规航空摄影2.3.3:机载SAR成像,微波遥感，全天候全天时，对一些物体有一定的穿透能力。主要获取高程数据。,第二章：航空摄影技术2.3:非常规航空摄影2.3.4:航天摄影,卫星或其他航天飞行器。胶片需要回收。像移补偿。比例尺小。,第二章：航空摄影技术2.4:GPS在空中摄影中的应用,2.4.1:GPS辅助空中摄影1、导航，精度较低，单点定位即可，重叠度、比例尺。2、GPS辅助空三 需要精度高，高精度的相位差分GPS动态定位技术。2.4.2:IMU/DGPS可直接提供外方位元素。,第三章：航空摄影工作的实施3.1：航摄准备,任务委托签订合同航摄技术计划制定航摄申请与审批航空摄影实施摄影处理资料检查验收.计划设计内容：航摄区域范围确定、划分摄区、确定航摄基准面、航线敷设方法。航摄目的、内容、摄区编码、代号、成图比例尺、分区情况、任务量。,第三章：航空摄影工作的实施3.1：航摄准备3.1.1:确定航摄设计用图,1、最近出版的基本比例尺地形图2、成图比例 设计用图比例=1：1000 1：10 000=1：10 000 1：25 000-50 000=1：100 000 1：100 000 250 000,第三章：航空摄影工作的实施3.1：航摄准备3.1.2:确定航摄分区,根据成图比例尺及地区情况，选择摄影比例尺及航高，划分航摄分区。分区界线与图廓线相一致；同一分区地形高差不大于1/4相对航高，当航摄比例=7000时，地形高差不大于1/6。分区内的地物反差、地貌类型尽量一致。航摄分区跨度尽可能大。地面高差突变，可以跨图幅分区。飞机侧前方的安全距离和安全高度。,第三章：航空摄影工作的实施3.1：航摄准备3.1.3:航线敷设方法,一般东西向直线飞行航线平行于图廓线，覆盖完全。水域、海区避免像主点落水。荒漠、高山等困难地区可敷设架构航线。,第三章：航空摄影工作的实施3.2：航摄实施3.2.1:航摄比例尺的选择,成图比例尺 航摄比例尺 放大倍数1:500 1:2 000 3 500 4-7倍1:1 000 1:3 500 7 000 3.5-7倍1:2 000 1:7 000 14 000 3.5-7倍1:5 000 1:10 000 20 000 2-4倍1:10 000 1:20 000 40 000 2-4倍1:25 000 1:25 000 60 000 1-2.4倍1:50 000 1:35 000 80 000 1:100 000 1:60 000 100 000,第三章：航空摄影工作的实施3.2：航摄实施3.2.2:航摄时间的确定,选择最有利的气象条件，尽可能避免或减少地表植被和其他覆盖物对摄影和测图的不利影响。在合同期限内，选择季节和时间。,第三章：航空摄影工作的实施3.2：航摄实施3.2.2:航摄时间的确定,季节要求：晴天天数多、大气透明度好、光照充足、地表覆盖物少。彩红外、真彩色摄影，北方避免冬季。一般春季最佳。,第三章：航空摄影工作的实施3.2：航摄实施3.2.2:航摄时间的确定,1、时间要求：光照充分，避免过大阴影。平地：太阳高度角20度，丘陵地、城镇：30度，山地、中等城市：=45度，陡峭山区、高层建筑多的特大城市：当地中午前后1小时内。2、沙漠、戈壁滩，反光强烈，当地中午前后2小时内，避免。3、彩红外、真彩色摄影。色温4500-6800k;雨后，植被覆盖水滴，不宜进行彩红外摄影。,第三章：航空摄影工作的实施3.2：航摄实施3.2.3:航摄仪的确定,专用的航摄相机，解像力高，畸变差小。较宽的曝光时间1/100-1/1000s。检校合格的设备。,第三章：航空摄影工作的实施3.3：航摄质量检查,飞行质量摄影质量,第三章：航空摄影工作的实施3.3：航摄质量检查3.3.1:飞行质量检查,像片重叠度像片倾斜角像片旋偏角航线弯曲度航高保持摄区、分区、图廓覆盖保证图幅中心线和旁向两相邻图幅公共图廓线敷设航线的飞行质量控制航线(架构航线)漏洞补摄飞行记录填写等,第三章：航空摄影工作的实施3.3：航摄质量检查3.3.2:摄影质量检查,影像的密度及反差影像的像点位移误差框标和数据记录框标和数据记录的反差、清晰度、色彩等,第三章：航空摄影工作的实施3.3：航摄质量检查3.3.3:成果提交,航摄影像成果及各类文本资料。包括：航空摄影原始底片、数码航摄仪的原始数据资料，航摄像片摄区完成情况图，摄区航线、像片索引图航摄仪技术参数检定报告航空摄影底片压平质量检测报告、底片密度检测报告航摄鉴定表像片中心点结合图航空摄影技术设计书航空摄影飞行记录航摄底片感光测定报告及底片摄影处理冲洗报告像主点坐标数据附属仪器记录数据等,航空、航天、近景摄影示意,中心投影与正射投影,