摄影测量基础知识

摄影测量基础知识《摄影测量学》山东交通学院测绘教研室第1页，共40页。一、航空摄影与航摄像片的一般介绍二、航摄像片与地形图三、航摄像片中的重要点线主要内容第2页，共40页。1、航空摄影机（1）摄影是按小孔成像原理，在小孔处安置一摄影物镜，成像处放置感光材料，物体经摄影物镜成像于感光材料上，感光材料受投影光线的光化作用后，经摄影处理取得景物的光学影像。（2）摄影机上具有压平装置，像移补偿器，以减少相片的压平误差与摄影过程中的像移误差。（3）航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，称为航空摄影机主距（f），与物镜焦距基本一致。一、航空摄影与航摄像片第3页，共40页。像片主距像场角航空摄影机的物镜焦距与像片主距近似相等。长焦距：主距≥300mm中焦距：主距=150～300mm短焦距：主距≤150mm常角：视场角≤

70°宽角：视场角=70°～100°特宽角：视场角≥100°第4页，共40页。（4）用于航空摄影测量的航空摄影机，还应使承片框处于固定不变位置，框架的每一边中点各设有一个框标记号（机械框标），新型的航空摄影机则将框标记号设定在四角上（光学框标）。相对两框标连线的交点要与主光轴和像平面的交点尽量重合，且两框标连线也成正交，目的是为建立像片的直角框标坐标系。像片面严格地与物镜主光轴相垂直。（框标：设置在摄影机焦平面（承影面）上位置固定的光学机械标志，用于在焦平面（承影面，即像片）上建立像方坐标系）第5页，共40页。第6页，共40页。第7页，共40页。数码航空摄影机单面阵航空数码相机多面阵航空数码相机三线阵航空数码相机ADS40第8页，共40页。安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面物体进行摄影，飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的重叠度,航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面。2、航空摄影第9页，共40页。第10页，共40页。竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于30，夹角为像片倾角。A摄影机主光轴铅垂线A为像片倾角第11页，共40页。摄影比例尺：航摄像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距L之比。f为摄影机主距，H为航高摄影像片当作水平像片，地面取平均高程时，这时像片上的一段l与地面上相应的水平距L之比为摄影比例尺。aASEPfH第12页，共40页。航摄比例尺与成图比例尺mb：为航摄比例尺分母mk：为成图比例尺分母mk1万5万10万mb2万3万4.5万6.7万6.3万9.4万测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺测绘中比例尺地形图时，航摄比例尺略大或接近测图比例尺测绘大比例尺地形图时，航摄比例尺小于测图比例尺第13页，共40页。航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠航向重叠度：重叠部分与整个像幅长的百分比（航线相邻两张像片的重叠度）123Lxpx第14页，共40页。旁向重叠：相邻航线间的影像重叠旁向重叠度：旁向重叠部分与整个像幅长的百分比（相邻航线像片的重叠度）І-1Ⅱ-1Lypy第15页，共40页。地面起伏大时，重叠度还要大才能保持像片立体量测与拼接在航线方向必须要三张相邻像片有公共重叠影像，这一公共重叠部分称之为三度重叠部分，是摄测选定控制点的要求，所以三度重叠中Ⅰ、Ⅲ像片的重叠部分不能太小。因为像片边缘部分影响清晰度很差，会影响量测精度，所以一般情况下，航向重叠度最小不能小于53%，旁向重叠度不能小于15%第16页，共40页。摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离（两次曝光的时间间隔内飞机飞过的距离）P1S1P2S2SES:摄影基线第17页，共40页。航线弯曲：把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲

航线弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。要求航线弯曲度不得大于3%。Ll航带弯曲会影响到航向重叠、旁向重叠的一致性，若弯曲太大，可能会产生航摄漏洞，甚至影响摄测作业。第18页，共40页。像片旋角：一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求旋片角不得大于60航摄机定向不准确而产生，像片旋角过大会影响影像的重叠度，减少立体像对的有效范围。所以一般要求旋偏角小于6°，个别最大不应大于8°，且不能连续三片有超过6°的情况。a1a2第19页，共40页。像对：航向相邻两张像片组成一个像对理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对正直像对：相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对竖直像对：相邻两像片不严格水平、摄影基线不水平组成的像对p1S1Ep2S2p1S1P2S2E理想像对正直像对第20页，共40页。正、负片感光材料有正性、负性之分。负性感光材料多用于摄影，曝光后的负性感光材料经摄影处理后得到的是负片，其影像的明暗程度与被摄景物的明亮程度相反，对于摄影测量作业，一般采用正片进行作业。因此需将负片翻晒成正片，使影像色调与被摄景物的明暗相对应，以适应于人眼的视觉习惯，便于立体观察与量测。第21页，共40页。二、航摄像片与地形图投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射投影射线：投影的直线投影平面：投影的几何面投影方式第22页，共40页。1投影射线会聚于一点的投影称为中心投影第23页，共40页。2平行投影：投射线相互平行的投影为平行投影。正射投影斜投影第24页，共40页。3

双心投影：两个投影中心和两个投影平面当作一个整体，对同一个物体进行投影。第25页，共40页。中心投影两种状态一是投影平面和物点位在投影中心两侧，如同摄影时的情况，此时像片为负片，像片所处位置为负片位置；如以投影中心为对称中心，将负片转到物空间，即投影平面与物点位在投影中心的同一侧，此时像片为正片，像片所处位置为正片位置。正片相当于负片以投影中心作同等大小的晒印片。不论像片是处在正片位置还是负片位置，像点、物点之间的几何关系没有改变，数学表达式仍旧一样。所以，不论在仪器设计方面，还是在讨论像点物点间相互关系时，随其方便而采用正片位置或负片位置。AcDCBa1badc1d1Sb1飞行完毕后→负片→正片。对像片进行调绘、重叠度、航线弯曲等方面的检查与评定，不符合要求时要重摄或补摄。

第26页，共40页。航摄像片为中心投影，地形图为正射投影

第27页，共40页。地形图的特点1、图上任意两点间的距离与相应地面点的水平距离之比为一常数，等于图比例尺2、图上任意一点引画的两条方向线间的夹角等于地面上对应的水平角第28页，共40页。航摄像片的特点当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异称像点位移第29页，共40页。1投影方式的不同：地形图为正射投影，航摄像片为中心投影航摄像片与地形图的区别AaBbCcSBbAaCc正射投影中心投影第30页，共40页。2航片存在两项误差：像片倾斜引起的像点位移，地形起伏引起的像点位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0第31页，共40页。3比例尺的不同：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺4表示方法的不同：地图为线划图，航片为影像图5表示内容的不同：地图需要综合取舍6几何上的不同：可组成像对立体观察第32页，共40页。EPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJi三、航摄像片中的重要点线第33页，共40页。重要的点线面第34页，共40页。重要点线的数学关系第35页，共40页。重要点、线特性底点的特性：铅垂线在像面上的构像位于以点n为辐射中心的相应辐射线上第36页，共40页。等角点的特性：在倾斜像片和水平地面上，由等角点c和C所引出的一对透视对应线无方向偏差，保持着方向角相等第37页，共40页。

等比线的特性：等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，不受像片倾斜影像。第38页，共40页。本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社参考书1、金为铣，杨先宏等编，《摄影测量学》，武汉测绘科技大学出版社2、严烈编，《摄影测量基础》（补充讲义），武汉大学第39页，共40页。内容梗概摄影测量基础知识。常角：视场角≤70°。宽角：视场角=70°～100°。f为摄影机主距，H为航高。航摄比例尺与成图比例尺。6.3万9.4万。测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺。测绘中比例尺地形图时，航摄比例尺略大或接近测图比例尺。测绘大比例尺地形图时，航摄比例尺小于测图比例尺。航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠。旁向重叠：相邻航线间的影像重叠。在航线方向必须要三张相邻像片有公共重叠影像，这一公共重叠。部分称之为三度重叠部分，是摄测选定控制点的要求，所以三度重。航线弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。航带弯曲会影响到航向重叠、旁向重叠。像片旋角：一张像片上相邻主点连线与同