像片纠正、像片平面图和综合法测.ppt

第四章像片纠正 像片平面图和综合法测图 主要内容 像片纠正 光学机械纠正的几何条件及光学条件 像片平面图的制作 分带纠正 综合法测图 重点 分带纠正 综合法测量 难点 分带纠正 4 1像片纠正概述 像片纠正 经过投影变换来消除像片倾斜所引起的像点位移 使它相当于水平像片的构像 并符合所规定的比例尺 纠正只能消除像片倾斜所引起的像点位移 倾斜误差 而不能消除因地形起伏所引起的像点位移 投影差 理论上只有真正平坦地区的航摄像片适合于纠正 但实际作业中 只要使图上所存在的投影误差不超过所规定的某一容许值时 仍可采用纠正的方法 因此 根据图上投影差的限制 可确定在每一张像片作业面积内高程差应有所限制 根据航摄像片上投影差的公式 式 3 35 可知反映在图上的投影差为 式中m为像片比例尺的分母数值 M为成图比例尺的分母数值 一般规定在图上的投影差 h不得超过 0 0004m 0 4mm 则得 作业时是取地面平均高程面作为基准面 故高程差的容许值为 从上式可知 对纠正而言 高差容许值与成图比例尺和所采用航空摄影机的主距以及纠正面积有关 当航摄像片作业面积内各地面点间的最大高差不超过按公式 4 1 所计算出的高差限度时 就可作为平坦地区来纠正 如果超过上述限度时 就得采用分带 分层 纠正的方法来限制投影差 以保证成图的精度 随着仪器设备条件和航测成图方法的不同 像片纠正可采用 1 光学机械法 利用纠正仪纠正影像 从而得到镶嵌像片平面图时所需要的纠正像片 2 光学图解法 利用光学投影器纠正绘有等高线的影像 并根据投影下来的地物和等高线进行转绘而得线划图 3 图解纠正法 利用直尺和其他简单工具 在像片上和图底上构成相应的透视格网 然后进行转绘而得线划图 目前发展的正射投影技术 微分纠正 可适应任何地区的纠正作业 4 2图解纠正 略 4 3光学机械纠正 光学机械法纠正是应用光学投影仪器 纠正仪 进行投影变换 通过投影晒像 获得一定比例尺的影像平面图 图4 5中 P S和T表示摄影时的情况 S为摄影站 摄影航高为H 地平面T上的A B C D四点 在像片P上的构像为a b c d 当在室内利用光学投影仪器 按一定的比例 如H M安置水平的承影面E 用灯光从上面照明负片 使影像通过投影物镜投射到承影面上得到a0 b0 c0 d0 如在承影面E上放置相纸 经曝光和摄影处理后 得到所摄地区比例尺为1 M的部分影像平面图 一 纠正的几何条件在纠正仪上建立像片面和图画面之间的正确投影关系 使得到纠正像片的影像图形与地平面上的图形相似 并符合一定的比例尺 此时像片上和仪器上的主要点 线 面之间必须满足一定的几何关系 称之为纠正的几何条件 二 纠正的光学条件在满足了几何条件 建立起透视对应关系之后 不管投影距离如何变化 以及像片面相对于承影面的倾角大小如何 要保持在承影面上得到全面清晰的影像 就必须满足光学共轭条件 光学条件可分为光距条件和交线条件 1 光距条件沿纠正仪物镜光轴上的物距和像距 要满足光学构像的基本公式 式中 F 投影物镜的焦距 d 物距 D 像距 2 交线条件当底片面P和承影面E倾斜时 在满足光距条件的前提下 只要P Q 物镜主平面 E三平面相交于一直线 图4 9 则任意一点都能保持光学共轭 如图中a a 已满足 对任意一对点b b 也满足 从图中 Sab和 Sa b 得 交线条件又称向甫鲁 Theodorscheimpflug 1865 1911 奥地利人 条件或恰普斯基 SeigfriedCzapski 1861 1907 德国人 条件 在纠正仪上的光距条件和交线条件是分别采用各种机械装置的控制器自动满足的 4 11综合法测图 综合法测图是利用摄影测量的方法 取得地物的平面位置 而其地貌部分则在野外测定 所以综合法的实质为摄影测量与平板仪地形测量方法的结合 它适用于平坦地区和丘陵地区 综合法在野外测图时 可应用像片平面图或单张像片 一 像片联测航测成图方法测绘地形图有几种方法 不论采用何种方法都需要测定一些像点的对应地面点的地面坐标 这些测定了地面坐标的像点称为像片控制点 而将像片上的点根据大地点及水准点测得其平面位置和高程的过程称为像片联测 控制点的布点方案有全野外布点和稀疏布点 测图所需要的控制点全部在野外实地测定的 称为全野外布点 显然这种布点方案野外工作量是很大的 只在在测图成果要求精度很高和测区的地面联测条件非常良好 或者是小面积区域测图的情况下 才能有选择地加以使用 现今大都采用稀疏布点方案 在摄区内仅测定少数的控制点 在室内用摄影测量方法加密 以达到测图时对控制点的布点要求 仅测定平面坐标的控制点称为平面控制点 只测定高程的称为高程控制点 平面和高程都测定的称为平高控制点 因此 像片野外控制测定包括平面控制像片联测和高程控制像片联测 综合法测图的平面控制像片联测是为了获得像片纠正的纠正点 高程控制像片联测是作为地形测绘的控制 全野外布点时 纠正点也应测求高程 以便能在像片纠正时进行投影差的改正 测区内一般已具有大地控制点 像片联测只是在其间进行加密 大地控制点较少时可进行加密 高程控制像片联测多用三角高程测量 在地区平坦和高精度测图时 才用水准测量方法 首先要了解摄区现有的地面控制情况 在较小比例尺旧图上作好控制点的概略布置和施测方案 地面控制点的分布 数量和位置要满足规范规定的要求 到测区后进行实地勘察 检查室内技术设计是否可行 并可按实情作适当修改 控制点最好选择在明显地物的转角处 但这会引起测定控制点时的通视问题 控制点选择在特征的地形点处如山顶 就需要经像对的立体观察与实地对照 才能准确地在航摄像片上刺出点位 实测的地面控制点应在像片反面相应位置绘出点位略图 并作简要说明 如图4 30所示 以利内业人员确认无误 二 像片判读像片判读是根据入股摄像片上地物影像的特征来识别地物的实质内容 像片判读分野外判读 室内判读和综合判读 在野外实地对照像片上影像进行的像片判读 称为野外判读 仅根据航摄像片上影像的特征 在室内进行判读辨认的称为室内判读 野外判读的优点在于可能性和可靠性 但野外工作量很大 而室内判读恰与之相反 两者结合起来 用野外判读或试验方法先取得标准判读像片 然后在室内以标准判读像片为准绳 与其它航摄像片相比照 进行室内判读即为综合判读 这种综合判读方法可以减少大量的野外工作 却又提高了室内判读的可靠性 兼有两种像片判读的优点 是常用可取的判读方法 为地形图测绘目的而进行的像片判读称为地形判读 为资源勘察 土壤调查 地质调绘 森林调查 土地利用现状调查等目的而进行的像片判读属于专门判读 像片判读既是根据像片上的影像来识别地物 这就需要了解在航摄像片上物体成像的一般规律性 即其几何特征和物理特征 如影像的开头 大小 色调 阴影和相互位置的关系等 都可以作为像片判读的依据 这些特征称为判读标志 1 地形地物在航摄像片上的构像是中心投影的关系 在近似竖直摄影的像片上 地物的构像与地物正射投影的外形基本上相似 人工地物通常是有规则的几何外形 轮廓线 例如居民区的房屋呈现大小不一的矩形的几何图形 工厂车间或厂房是排列整齐的较大长方形图案 公路 铁路呈现明显的带状影像 由直线段和弧线段相连而成 河流呈现无规律的宽窄不一的带状影像 这些都容易识别 耸立于地面的如工厂烟囱之类 按中心投影的规律 其位于像片中央或边缘的形状就大不相同 所以形状仅可作为主要判读标志之一 还得结合其他标志判读 2 大小 尺寸 确定像片上构像的地物大小 主要取决于像片比例尺 通常在竖直摄影像片上量测影像的尺寸 乘以像片比例尺分母 就可大致确定地物的大小 有助于判读 但有些地物尺寸并不很大 可是由于反光强的关系 在像片上的构像 往往超过了应有的大小 如草地上被践踏的小径 干燥的打谷场等 影像的大小也不能完全判断地物的实质 但结合其形状 色调等就能判读得准确些 3 色调地面上目标的亮度和颜色在航摄像片上都由色调来表达 但像片上所表示的色调又不仅与亮度颜色有关 而且也决定于所采用的摄影材料 摄影时间及季节等因素 通常像片上最亮的部分相应于地面上最亮的目标 而最黑的部分相应于最黑的地方 但只在其它条件相同的情况下才适合 在不同照度 地物表面状况和其亮度系数等情况下 同一目标可以得到不同的色调 地面上的湿度也影响构像的色调 水的色调更是与摄影时间 水的深浅及水的混浊度等有关 总之 影像色调变化的因素很多 完全不同的地物由于亮度系数相同也会有同样的色调 所以也不能把色调当作唯一的判读标志 4 阴影航空摄影都是在晴朗的天气下进行 突出地面的物体受太阳光照射 必然产生一部分阴影 物体不被太阳光直接照射 背光的阴暗部分 在像片上的构像称为暗影 物体受太阳光直接照射 投影到地面上或其它物体上的影子 在像片上的构像称为落影 暗影有助于获得立体感 如对山脊线 分水线和冲沟等地貌形状都能明显地察觉出来 落影对识别耸立于地面上的物体非常有利 如对烟囱 电视塔 宝塔和独立树之类 根据铁路桥梁在水面的落影可判断桥梁的结构 根据落影和长度和摄影时间还能推算出地物的高度 5 相互关系在自然界中 任何事物都是相互联系和相互制约的 在进行像片判读时 应充分注意到这一点 要深入地分析各种事物间相互联系的规律 才能得出正确的结论 例如 公路与小溪或沟渠交叉处必然会有小桥或涵洞 又如通向河流或小溪边的道路 又从对岸继续延伸 可推想这里是渡口或徒涉场 在判读时孤立地根据一个特征来确定地物的性质是不可能的 而必须根据多种标志客