《遥感导论》电子教案-航空.ppt

,遥 感 导 论,第一章 遥感碧空慧眼 第二章 遥感原理 第三章 遥感数据 第四章 遥感数据的校正 第五章 遥感图像的处理 第六章 遥感数据的信息提取 第七章 遥感应用 第八章 3S技术的集成应用,本章提要()第一节 传感器 第二节 遥感数据的分辨率 第三节 航空遥感数据 第四节 地球资源卫星数据 第五节 海洋卫星数据 第六节 气象卫星数据,第三章 遥感数据,本章主要介绍获得遥感数据的传感器的类型与获取数据的工作原理，介绍常用的遥感数据，如航空数据、陆地卫星数据、海洋卫星数据、气象卫星数据的特点。,返回,下一章,3 航空遥感数据,本节主要内容：一、航空摄影的分类 二、航空像片的感光片性能 三、航空像片的特性 四、航空像片的分辨率 五、彩色红外像片 六、黑白像片的色调 七、航空像片的比例尺 八、光机扫描航空图像,To be continued,一、航空摄影的分类按照航摄倾角分类()按摄影实施方式分类()按感光片和所用波段分类()按比例尺分类(),垂直航空摄影 倾斜航空摄影,单片摄影单航线摄影面积摄影(多航线摄影),普通黑白摄影黑白红外摄影天然彩色摄影彩色红外摄影,大比例尺航空摄影：所获像片比例尺大于1l0 000 中比例尺航空摄影：像片比例尺为110 000130 000 小比例尺航空摄影：像片比例尺为130 0001l00 000 超小比例尺航空摄影：比例尺为1100 0001250 000,To be continued,3 航空遥感数据,按像片倾斜角分类,垂直摄影,倾斜摄影,水平像片,倾斜像片,53-60%,15-30%,二、航空像片的感光片性能感光材料是胶片()和印像纸的通称。由感光乳剂层和片基组成。黑白片有单层感光乳剂，彩色片有三层感光乳剂。感光材料的性能指标：（1）感光度：感光的快慢程度。（2）反差()：最大光学密度与最小光学密度之差。（3）分辨率：对景物细微部分的表现能力，用线对数(mm)表示。航摄选用感光度高、反差适中、有较高分辨率的感光材料。,感光材料的乳剂层上使影像表达出所摄物体各部分在光量方面差别的能力，称为乳剂的反差，即黑白差。感光材料特性曲线的直线段斜率为反差系数。,遥感中常用的胶片是全色片、天然彩色片、彩色红外片等。它们的感光范围各不相同。,感光特性曲线,To be continued,3 航空遥感数据,三、航空像片的特性什么是航片()？航片属于中心投影。中心投影上，点的像还是点，线的像还是线，面的像还是面。航片的比例尺随航高而改变。地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的位置的变化，叫像点位移。航空像片用亮度系数来表示地物的反射率。,由地物反射的光线进入摄影机镜头，使感光材料产生光化学反应而形成。因此，像片的特性取决于：地物反射率、相机性能和感光材料的性能。,To be continued,3 航空遥感数据,摄影像片的几何特征,摄影像片的投影摄影像片的比例尺摄影像片的像点位移,中心投影,空间任意直线（投影光线）均通过一固定点（投影中心）投射到一平面（投影平面）上而形成的透视关系,摄影像片的投影,中心投影的表现形式,中心投影与垂直投影的区别,投影距离的影响投影面倾斜的影响地形起伏的影响,a1b1/AB=a2b2/AB,a1b1/AB a2b2/AB,a0o=b0o,aobo,a0a,b0b,中心投影成像特征,点,点,线,直线,曲线,直线（点）,曲线（直线）,面,平面,曲面,平面（直线）,平面（曲线）,航空像片的主要点和线,像主点o像底点n等角点c,主纵线VV主横线hoho等比线hchc,摄影像片的几何特征,摄影像片的投影摄影像片的比例尺摄影像片的像点位移,摄影像片的像点位移,地形起伏,像片倾斜,投影差,倾斜误差,=-rc2sinsin/f,四、航空像片的分辨率是衡量胶片分辨地物细部能力的一种指标。用单位距离内能分辨的线宽与间隔相等的平行细线的数目来表示。主要取决于航摄相机的镜头分辨率和感光乳剂的分辨率。但景物的反差、大气的光学条件、飞机的震动也影响航片的分辨率。,To be continued,3 航空遥感数据,五、彩色红外像片由地物反射的光线进入摄影机镜头，使彩色红外感光底片产生光化学反应，由该底片印出的像片称为彩红外像片。彩色红外感光片没有感蓝层和黄滤色层，有感绿、感红和感红外层。因此不受大气散射蓝光的影响，像片清晰度很高，适合城市航空摄影。在彩红外航片上()：,植被在彩红外像片上表现为不同程度的品红到红色。因为近红外段的光谱反射率远远高于它在可见光波段的光谱反射率。水在彩红外像片上表现为蓝到青色(清水呈蓝色，浊水呈青色)。城市呈现内部有纵横纹理的青色。公园、绿化带呈品红到红色。湿地呈青色。干旱裸地和沙漠都呈黄色。雪和云都呈白色。,To be continued,3 航空遥感数据,六、黑白像片的色调黑白像片上某一部分的黑白深浅的程度称为色调，它能反映物体反射率的大小。影响航空像片色调的因素：地物表面亮度（取决于摄影时的照度和地物自身的亮度系数）；感光材料（摄影时应选取感光度高、反差系数适中、分辨率较高的感光片）；摄影技术（包括曝光量的选择、感光片的冲洗以及印像、放大技术）。,To be continued,3 航空遥感数据,七、航空像片的比例尺航摄相机的焦距f与航高H的比。航片的比例尺：1M=f/H。比例尺随着图像处理而变化。大比例尺航片：1:5 0001:10 000。中比例尺航片：1:10 0001:30 000。小比例尺航片：1:30 0001:100 000。地形起伏也会影响比例尺。,To be continued,3 航空遥感数据,像片水平、地面平坦像片水平、地面起伏像片倾斜,摄影像片的比例尺,摄影像片的比例尺,摄影像片的比例尺,像片水平、地面平坦像片水平、地面起伏像片倾斜,摄影像片的比例尺,比例尺测定,八、光机扫描航空图像光学机械扫描成像仪是借助于遥感平台沿航向运动和仪器本身光学机械舷向扫描来获取地面航向条带图像的一种仪器，简称光机扫描仪。目前常用的有红外扫描仪和多光谱段扫描仪。光机扫描仪的工作波长范围比摄影机宽得多，可达0.314m(包括近紫外、可见光、近红外、中红外和远红外)。高光谱航空遥感成为航空遥感的全新技术。,本节结束,返回,下一节,3 航空遥感数据,亮度系数,亮度系数（P）：在相同照度条件下，某物体的亮度与绝对白体理想表面的亮度之比。亮度系数的特点：（1）亮度系数的范围0P 1；（2）相同地物，由于干湿程度不同，亮度系数也不同；（3）亮度系数与物体表面的颜色有关；（4）表面光滑的物体比粗糙的物体亮度系数大；（5）许多性质完全不同的物体具有相同的亮度系数。,BACK,感光特性曲线,BACK,曝光量（H）的对数,底片的密度（D）,立体观察的原理：什么是立体观察：用肉眼或借助光学仪器（立体镜），对有一定重叠率的像对进行观察，可以获得地物和地形的光学立体模型，称为像片的立体观察。,To be continued,航空像片的立体观察与量测,（1）眼睛的结构：相当于一架能自动调节焦距和光圈的摄像机。（2）立体的形成：取决于双眼观察。,To be continued,天然立体观察,交会角,To be continued,产生立体的原因,适中才能产生清晰的立体,To be continued,有条件的交会角,像对立体观察,像对：把从相邻两摄影站对同一地区摄取的有一定重叠度的两张像片，称为像对。也可看成是空间光学立体模型。航摄立体像对：航向60%的重叠，使同一地物在相邻两像片上都有影像，构成了像对，通过立体镜的立体观察，可建立地物的空间立体模型。,To be continued,像对立体观察,像对立体效果的形成过程：空间物体空间物体的左右像对生理视差产生立体感觉恢复空间物体的立体模型。,To be continued,像对立体观察的条件,（1）必须是航摄立体像对；（2）像对的比例尺差不得大于16%；（3）两眼分别看两张像片上的相应影像，即左眼看左像，右眼看右像；（4）同名地物点的连线与眼基线平行。问题：航空摄影像对，在立体镜下观看立体时如何满足立体观察的条件？,To be continued,立体镜的类型,光学立体镜：桥式立体镜（实习用）；反光立体镜；立体坐标量测仪。互补色立体镜。偏振光法立体镜：立体眼镜。,To be continued,像对立体观察的方法,（1）重叠部分在中央且阴影朝向自己；（2）像片定向；（3）两眼基线与像片基线平行。,To be continued,在像对上测定像点间的高差,（1）建立坐标系统；（2）量像点的x坐标；（3）算像点的左右视差P=x左-x右；（4）算像点的左右视差较Pca=Pc-Pa；（5）算像片平均基线长b；（6）算高差h。,To be continued,高差计算公式,To be continued,h=PcaHA/(b+Pca),立体观察的应用,像片判读。立体量测摄影测量学（Photogrammetry):如 地形测绘，即测量高程和平面坐标。,To be continued,实习二 立体观察,实习内容：立体观察，进行航片判读。实习要求：（1）对提供的像对逐一进行立体观察，并判读地形、地貌；（2）体会立体模型与实地地形地貌的差异；（3）理解用航片的像对进行立体观察的条件。,To be continued,实习三 用航片编制校园平面图,内容：判读校园航片，解译出校园建筑物及其属性、植被、道路、操场等；将航片解译出的内容进行实地校对；将解译结果在MapInfo软件上分层并编制校园平面图；利用软件提供的功能整饰图面（选做）；写好姓名、学号后提交。,返回,本节结束,谢谢大家！,