《绪论影像获取》PPT课件.ppt

第一章 绪 论,本章主要内容,一、摄影测量学的定义与任务 二、摄影测量学的发展,传统摄影测量学定义,摄影测量学是利用光学摄影机获取的 像片，经过处理以获取被摄物体的形 状、大小、位置、特性及其相互关系 的一门学科,摄影测量与遥感定义,1988年ISPRS第16届大会上定义： 摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译，从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术,各种类型传感器,被摄物体影 像,通过量测和解译过程,自然物体及其环境的可靠信息,DEM,DLG,DRG,DOM,RC30光学航摄仪,DMC数字相机,ADS40数字传感器,ADS40机载数字传感器,RC30光学航空相机,列宽 2.4 km,CCD 象元尺寸6.5 x 6.5 m,地面象元尺寸 20x20cm,地面采样间隔, GSD 20 cm,影像大小 228 mm x 228 mm,范例,范例,覆盖范围 2.4 km x 2.4 km,焦距 153 mm,像片比例尺 1 : 10,500,视角 FoV 64,视角对角线 90,重叠度 = 66% 地面分辨率 = 30 cm,DMC 2001数字航飞,ADS40数字航空影像,正射影像图,三峡正射影象图：三条航带 、175张航空影像,三峡景观图：三条航带 、175张航空影像,三维景观图,摄影测量分类,航天摄影测量 航空摄影测量 近景摄影测量 显微摄影测量,地 形摄影测量 非地形摄影测量,模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量,摄影测量与遥感平台,中、低高度飞机：航空摄影测量,人造卫星,航天飞机,无人驾驶飞机,摄影测量特点,无需接触物体本身获得被摄物体信息,由二维影象重建三维目标,同时提取物体的几何与物理特性,摄影测量：任务之一,建立各种数据库,提供地理信息系统和土地信息系统所需要的基础数据,地形测量领域,各种比例尺的地形图、专题图、特种地图 正射影像地图、景观图,摄影测量：任务之二,非地形测量领域,生物医学 公安侦破 古文物、古建筑 建筑物变形监测,摄影测量学的三个发展阶段,模拟摄影测量阶段 (1851-1970) 解析摄影测量阶段 (1950-1980) 数字摄影测量阶段 (1970-现在）,模拟摄影测量,利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图,单片测图 分工法测图 综合法测图,Wild A10 模拟立体测图仪,解析摄影测量,1954年，第一台电子计算机问世 1957年，海拉瓦博士提出解析测图仪的思想，标志着解析摄影测量的开始 20世纪70年代末至90年代初，解析摄影测量发展的鼎盛时期,解析摄影测量,以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学,解析空三 解析测图仪 数控正射仪,德国Zeiss厂C-100型解析测图仪,瑞士Kern厂DSR-1型解析测图仪,瑞士WILD厂OR-1型数控正射投影仪,德国Zeiss厂Z-2型数控正射投影仪,数字摄影测量,-计算机硬、软件技术的飞速发展，使功能增强，成本降低，并为编制大型软件提供平台 -20世纪70年代：数字摄影测量萌芽阶段 -20世纪80年代：数字摄影测量原型研究阶段 -20世纪90年代：真正推出可用于生产的数字摄影测量系统,数字摄影测量,基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品,计算机技术 数字图像处理 影像匹配 模式识别 DPW,VirtuoZo 数字摄影测量系统,JX-4A数字摄影测量工作站,摄影测量三个发展阶段的特点,第二章 影像获取,一、航空影像获取,1、摄影的基本原理 照相机是人们经常接触的东西，照相机的镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室，被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像。 照相机的摄影的基本原理就是根据凸透镜的成像的原理，用一个摄影物镜代替凸透镜，在像面出放置感光材料，物体的投射光线经摄影物镜后聚焦于感光材料上，感光材料受成像光线的光化学作用后生成潜像，再经过摄影处理得到光学影像。,2、 摄影物镜,如图：主光轴：直线LL 主焦点F1(物方主焦点)、F2（像方主焦点） 物方节点：S1 像方节点：S2 焦距：F 因两节点的距离很小，通常下把两节点看做一点：物镜中心,LL,（主光轴）,F1,F2,F,F,s1,s2,3、量测用摄影机 这类摄影机是指的航空摄影机，地面摄影测量用的摄影经纬仪以及近景摄影测量用的摄影机。 这种摄影机的特点是： 物镜具备良好的光学特性，其物镜的畸变差要小，分辨力要高，透光率强，摄影机结构稳定。 安装在飞机上对地面自动地迸行连续摄影的摄影机称为航摄机。,量测用摄影机的三个特点 1：量测用摄影机的像距是一个固定值，几乎等于摄影机物镜的焦距。 2：摄影机像面框架有无框标标志，是作为区分量测用摄影机和非量测用摄影机的重要标志。 3：摄影机主光轴与像平面的交点称为像片主点，摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距，也叫像片主距，一般用宇母f表示。摄影机结构设计时要求像片主点应与框标坐标系原点重合。由于制造技术上的误差常常是达不到完全重合的要求，但是必须精确地测定像片主点在框标坐标系中的坐标值x0,y0,把f,x0,y0就称为像片的内方位元素，内方位元素是否已知也是量测用摄影机的特点。,航摄机可按摄影机物镜的焦距分类，可分为； 矩焦距航摄机，其焦距为F150m。 中焦距航摄机，其焦距为150mm300mm。 长焦距航摄机，其焦距为F300mm。,特点 大面积的同步观测 时效性 短时间对同一地区进行重复探测，动态变化 数据的综合性和可比性 综合反映了地球上许多自然、人文信息 陆地卫星综合反映地质、地貌、土壤、植被、水文等特征 真实性 与传统的地面调查和考察相比，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰 经济性 与传统方法相比，节省人力、物力、财力和时间 局限性 （ 美国Landsat的经济投入与取得的效益比为1：80甚至更大）,遥 感,Landsat,1972年7月23日发射了第一颗，已经发射了7颗，目前Landsa5仍在运转工作。 Landsat7是1999年4月发射的，设计寿命是6年，也是NASA 1972年开始实施的Landsat计划中的最后一颗卫星。2003年5月31日以来，美国Landsat-7卫星扫描行校正器发生故障，数据质量比故障前有了明显的下降，数据的可用程度受到了很大的影响。 它标志着大型、昂贵的Landsat系列地球观测卫星时代即将结束，下一步将发展较小、较便宜、研制周期较短的地球观测卫星。,SPOT,是地球观察卫星系统。是由瑞典、比利时等国家参加，由法国国家空间研究中心（CNES）设计制造的。1986年发射第一颗，到现在已经发射了5颗。SPOT的轨道是太阳同步圆形近极地轨道，高度822 km左右，卫星的覆盖周期是26天，重复感测能力一般35天，部分地区达到1天。,IKONOS 高空间分辨率卫星,数据的收集可达2048灰度级，记录为11 bit。由于卫星设计为易于调整和操纵，几秒钟内就可以调整到指向新位置。这样很容易根据用户的需要取得新的