航空摄影技术过程课件.ppt
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1、航空摄影技术过程,一、航空摄影技术过程二、航空摄影技术计划及案例分析三、对航摄资料质量的要求四、对航摄资料质量的检查,一、航空摄影技术过程概述,航空摄影技术过程:,提出技术要求,用户单位,签订技术合同,航摄单位,申请升空权,航空摄影,物资准备和技术计算,当地航空主管部门,送审,资料验收,携带摄区旧图,当地气象资料,1、提出技术要求划定摄影区范围,并在“航摄计划用图”上用框线标出规定摄影比例尺规定航摄仪型号和焦距规定航摄胶片的型号规定对重叠度的要求规定冲洗条件执行任务的季节和期限所需提供航摄资料的名称和数量,确定航摄分区a)分区界线应与图廓线相一致;b)分区内的地形高差不得大于四分之一航高;c)
2、若情况允许,航摄分区的跨度应尽量划大,d)应考虑用户提出的加密方法和布点方案的要求;e) 当地面高差突变,地形特征差别显著或有特殊要求时,可以破图幅划分航摄分区。,确定航摄设计用图 设计用图应选择可靠、出版时间较近的地形图作为航摄设计用图。 设计用图的比例尺一般应根据测图比例尺来选择,在兼顾设计精度和设计工作量的同时,保证设计用图比例尺和航摄比例尺的倍率在2一5倍之间。 选择原则:1)摄区新近出版的基本比例尺地形图2)根据成图比例尺选择设计用图比例尺,航摄比例尺的选择前提:确保测图精度原则:利于缩短成图周期、降低成本、提高测绘综合效率,航摄仪的选择 根据测图精度要求、测图的仪器设备、测图比例尺
3、、 测图方法以及现有航摄设备等综合考虑确定,航摄时间的确定 选择最佳航摄时间需要考虑的因素:1)摄区晴天日数多2)大气透明度好3)光照充足4)地表植被及覆盖物对摄影和成图的影响最小5)彩红外、真彩色摄影,在北方一般避开冬季,选择最佳航摄时间选定原则: 沙漠戈壁滩等地面反光强烈的地区,一般在正午前后各2h内不应摄影。 彩红外与真彩色摄影应在色温4500K6800K范围内进行;雨后绿色植被表面水滴未干时不应进行彩红外摄影。,2、与航摄单位签订技术合同 用户单位在确定了技术方案后,应携带航摄计划用图和当地气象资料与航摄单位进行具体协商。其中,航摄计划用图是摄影单位进行航摄技术计算的依据,也是引导飞机
4、按计划航线飞行摄影的导航图。气象资料主要是近5-10年内每月的平均降雨天数和大气能见度,它是最后确定实施航空摄影日期的依据。3、申请升空权 用户单位与航摄单位签订合同后,应向当地航空主管部门申请升空权。申请时应附有摄区略图,在略图上标出经纬度。,4、航摄前的准备工作 包括:航摄技术计算、所需消耗材料的准备、飞机和机组人员的调配和航摄仪的检定等。 航摄技术计算后。地形图作为航摄时的领航图航,将各条航线标明在航摄计划用图上,还应在每条航线上标明进入、飞出和转弯等各方向标以及开始和终止摄影的标志。 飞机的调配,主要根据航摄航高(涉及飞机的升限及最低安全飞行高度)、摄区面积(涉及油料消耗量)和成本等因
5、素。,5、航空摄影的实施 航摄准备工作结束后,按照实施航空摄影的规定日期,调机进驻摄区的机场,并等待良好的天气以便开始进行航空摄影。各机组人员分工:(1)驾驶员:使飞机在规定的飞行高度保持平稳和平直飞行。(2)领航员:协助驾驶员修正航线,引导飞机进入下一条航线,确保旁向重叠度,与摄影员联系,发出开、闭航摄仪和进入、飞出航线的信号。(3)摄影员:一旦接到领航员飞机已进入某一航线的信号,就开始整平航摄仪,旋转航偏角,操纵重叠度调整器,确保航向重叠度。,面积航空摄影需要所有相邻像片都有一定的航向重叠度和旁向重叠度。航摄漏洞:航空摄影时,像片或影像重叠度过小或没有重叠的部分。相对漏洞:航空摄影时,像片
6、或影像航向重叠度和旁向重叠度小于规定域值的部分。绝对漏洞:航空摄影时,摄区范围内缺失影像的部分。,6、送审 航摄单位应将航摄数据送至当地航空主管部门进行安全保密检查。7、资料验收 检查资料是否齐全,主要检查飞行质量和摄影质量。,航空摄影的整个技术过程: 首先收集和分析摄区的自然地理和气象资料,根据用户对资料的使用要求和摄区的具体情况选择合适的飞机、航摄仪和摄影材料,并进行航摄技术计算。 准备工作结束后,便选择良好的天气进行摄影; 最后进行航摄质量的自我检查。发现不符合合同要求应组织返工。,二、航空摄影技术计划及案例分析,用户单位:根据对航摄资料的使用要求,选择和确定航摄技术参数;航摄单位:根据
7、用户单位提出的技术要求,结合自身的设备和技术力量,在确认可以完成用户单位所提出的所有技术要求后,进行航摄技术设计。,航空计划的制定,(1)划定摄区范围并标出(2)摄影比例尺和摄影地面分辨率(3)航线敷设方法、像片航向和旁向重叠度(4)航摄仪类型、技术参数和航摄附属仪器参数(5)执行任务的季节和期限(6)航摄资料的名称和数量,1 划定航摄区范围、计算面积,用户单位根据任务的要求,用框线在航摄计划用图上标出摄区范围,并按图幅分幅的方法用经纬度表示,例如 东经 11400 11430 北纬 3020 3040 当摄区范围较小时可根据地形图上的公里格网计算面积;当范围较大时,分别估算摄区的长度L和宽度
8、W,然后计算面积S,即: L = L1.8532cosB W = B1.8532 S = LW 式中: L为摄区精度差,单位为分; B为摄区纬度差,单位为分; B 为摄区中心的纬度。,摄区范围图,2 确定航空摄影比例尺,摄影比例尺1/m:即航片上某线段l与地面相应线段的水平距离L之比。,平坦地区,摄影时像片处于水平状态(垂直摄影),则像片比例尺等于像机焦距(f)与摄影航高(H)之比。,图像比K - 成图比例尺1/M与摄影比例尺1/m之比 K= m/M。 在保证成图精度的前提下,K值越大、经济效益越高。影响K的因素:测绘仪器的放大率是否与选定的图像比匹配;测绘一幅地形图所需要的立体模型数;航摄资
9、料的质量能否满足图像比的要求。,测绘一幅地形图所需要的模型数N:,在相同条件下,测绘一幅地形图所需要的模型数与图像比的平方成反比,提高图像比将有助于降低测绘成本,缩短成图周期,提高生产率。,图像比和成图精度之间的关系,平面量测精度的要求设航摄负片的面积加权平均分辨率为R,就平面位置的量测精度而言(mx,my):,为了满足平面位置的量测精度,航摄负片的分辨率R1 应为:,由于,Ms为航测内业加密控制点所规定的平面位置的中误差,高程量测精度的要求,左右视差较的量测精度:,高程量测精度的经验估算公式:,设qx = 60%时,满足高程量测精度的分辨率R2为: R2 = KMf/lmh,图像比和成图精度
10、之间的关系,mh为航测内业加密控制点所规定的高程中误差,在实际作业中必须同时考虑飞行质量、外业控制点精度、地形特征、航摄系统质量(畸变差、胶片变形、压平精度)和影像反差等各种因素对量测精度的影响,尤其是原始航摄负片并不直接用于生产,都是经过扫描数字化后使用,影像质量又将受到影响。因此,实际应用时应将估算的分辨率数值提高一倍左右。,图像比和影像质量之间的关系,3 确定摄影地面分辨率,地面分辨率应根据不同比例尺航摄成图的要求,结合分区的地形条件、测图等高距、摄影基高比及影像用途等,在确保成图精度的前提下,本着有利于缩短成图周期、降低成本、提高测绘综合效益的原则在允许范围内选择。,4 确定航摄仪焦距
11、,主要考虑成图方法和测区的地形特征。,1、当采用综合法成图时,应考虑像平面上地物点由于高差引起的投影差不应超出成图精度的许可范围。,设地面点A距基准面有高差h,它在像片上的构像为a;地面点A在基准面上的投影为A0,A0在像片上的构像为a0。a0a即为因地形起伏引起的像点位移h,常称为像片上的投影差。,综合法成图是摄影测量和地面地形测量相结合的测图方法。其特点是地面点的平面位置应用摄影测量方法以单张航摄像片为测图单元来求解,而地面点高程和地貌在野外实地测定。这种方法用于大比例尺平坦地区测图,尤其是对高程精度要求很高而航测难以达到的情况下, 能得出满意的成果。,航摄仪焦距越长,投影差越小,因此综合
12、法成图时,一般都选择长焦距的航摄镜箱。,2、当采用立测法成图时,航摄仪焦距的选择要考虑地形条件,分为平地和丘陵高山地区两种情况。,立测法成图是以摄影过程的几何反转来建立摄区的立体模型。它借助地区立体模型的量测以代替地面地形测量,一次完成点位高程和平面位置的测定,从而绘出地区的线划地形原图。其特点是适用于丘陵地区、山区和高山区的测图。,1)平坦地区应选择较短的焦距:,焦距越短,基高比越大,有利于改善立体观测效应。,2)当测区为丘陵或高山地区时,选择长焦距航摄物镜。以便减小左右视差较P,提高高程量测精度和减少由于地形起伏所需增加的航摄像片数量,当h为常数时,左右视差较随焦距的增大而减小。 高山地区
13、左右视差较本身很大,如果超过15mm,反而会使立体观测感到困难,因此在山区,尤其是高山地区,应采用长焦距航摄仪,可使左右视差较适当减小,从而有利于提高高程量测精度。,地形起伏所引起的重叠度变化,若地面比摄区平均基准面高h,则实际重叠度比规定值小。必须在规定重叠度的基础上增加地形起伏引起的重叠度改正数。,焦距越长,地形起伏引起的重叠度改正数越小,越有利于减少像片数量并减少成图工作量。,5 确定航摄仪,航摄仪的选择主要根据飞行平台、地面分辨率和测图精度等要求综合考虑确定。要满足以下要求:(1)内方位元素可精确测定;(2)单相机综合畸变差改正后的残差应小于0.3个像素;,6 确定重叠度,航线方向必须
14、有三度重叠,用于立体模型的连接、选择公共的定向点;定向点离像片边缘大于1.5cm,一般规定航向重叠度为60%65%,不得低于53%;旁向重叠度需保证相邻航线像片的正常连接,约为30% ,不得低于13% ;特殊地区对重叠度的要求可适当放宽。,根据摄影目的选择合适的摄影季节:用于测制全要素地形图的航空摄影,一般应选择在最有利于反映摄区地形碎细特征的季节,尽量避免地表被浓茂的树叶遮盖、暂时性积雪、洪水淹没和扬沙的季节;彩色航空摄影应选择能够反映地表植被色彩特征的季节;冰川地区航空摄影,应选择在能反映冰川实际范围的夏季,不得在有暂时性积雪覆盖的季节摄影;沙漠地区应选择在沙尘暴少、生长有一定植被的夏季或
15、秋季。,7 执行任务的季节和期限,不同摄区的航摄季节选择问题1、平原平原一般来说由于所摄景物比较单一,表现在影像上为影像反差平淡,严重时影像判读,如果摄区水系发达,在长时间晴天后,摄影时容易产生空中蒙雾,能见度较差,即使使用特大比例尺航空摄影,能力、能见度仍然差,摄影资料灰雾仍很大,冬季平原摄影尤其应注意。当然,平原地区可摄影时间较长,能最大限度提高作业效率。,2、山区山区系气候变化较为剧烈的地方。南方一般的摄影天气主要集中在秋、冬季及初春。山区摄影最大问题是阴影对航测后续工作的影响,因此一天中可摄影的时间较短。冬天由于太阳南移,即使正午也存在大量阴影,山越大,阴影愈甚(阴影大的地方不能立体测
16、图,要采用实地补测)夏天山区摄影,由于太阳居中,阴影可最大限度地减少,但夏天山区气候变化快,柱子云、雷雨时有发生,可摄天气十分有限,即使有好天气,由于山区气流较为紊乱,大比例尺航摄在诸如航迹偏离、旋偏角和重叠度方面容易超限,导致补飞、重飞概率增加。,3、沿海地区沿海地区的气候一般属海洋性气候,温度升高时,海上起云是摄影的最大障碍,故沿海地区摄影最好选择在秋冬季有大量冷空气南下的季节实施。4、城市城市大比例尺航空摄影除投影差外,主要是城市高楼形成的阴影十分严重,在冬天此问题尤为突出,这也是某些特大城市已逐步失去航测成图机会的主要原因。另外,城市能见度一般较旷野差,特别是特大城市在长时间晴天后,空
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