航空摄影测量知识

第二章航测与遥感,2.1摄影测量概述一、摄影测量摄影测量是利用摄影机所拍摄的物体影像来研究和确定物体的性质、形状、大小及其空间位置的一种方法。二、摄影测量的分类按照所研究对象的不同，可以分为地形摄影测量和非地形摄影测量。按照摄影站位置的不同，可以分为水下摄影测量、地面摄影测量、航空摄影测量和航天摄影测量。按照处理像片技术手段的不同，可以分为模拟法摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。,三、摄影测量的过程,四、航测成图的特点（1）范围大、精度高；（2）速度快、成本低；（3）信息丰富、客观真实；（4）野外工作量少，受地形和气候条件影响较小；（5）易于采用新技术和实现自动化、智能化；（6）像片可多次利用，除绘制线划地形图外，还可用以编制影像地图和各种像片图，以及建立数字地面模型和地图数据库等。,2.2航空摄影与航摄像片一、航空摄影航空摄影就是利用安装在飞机等航空飞行器上的航空摄影机从空中对地面进行摄影，以获取航空像片。航空摄影机除了应具备物镜畸变小、分辨率高、透光力强、结构稳定外，还应具备摄影过程的高度自动化。,航空摄影按所摄像片间的关系可分为三类：（1）单片摄影（2）航线摄影（3）面积摄影,二、航空像片1.像片资料框标压平线圆水准器时表像片编号,2.航空像片的几何特性（1）中心投影与正射投影,（2）中心投影的基本特性空间点在像片上的透视构像仍是一个点。但是，像片上的一个点，在物方空间与之对应的就不一定是一个点，也可能是一条空间直线。空间直线的透视构像一般是直线。通过投影中心的空间直线，其透视构像则为一点。反之，像片上一直线，在物方空间与之相对应的就不一定是一条直线。平面曲线的像一般仍是曲线。当曲线所在平面通过投影中心时，则曲线的像为一直线。立体曲线的像仍是曲线。,（3）航片的比例尺航摄像片上某段长度与相应的实地水平长度之比，称为航片比例尺，用1/m表示。确定比例尺的方法有以下几种：在航摄鉴定书中查出航摄仪的焦距f，并查出所求地域的航高H，用公式f/H=1/m求得。在像片上和地形图上分别量出所求地域两相应点间的距离，用公式1/m=l/lM求得，式中l为像片上两点间的距离，l为地形图上相应两点间的距离，M为地形图的比例尺分母。,在野外工作时，可在实地找到像片上两相应点的位置，通过实际测量两点间的水平距离来求得像片比例尺。在用、两种方法确定比例尺时，为了提高精度，最好在同一地域、不同方位选定两段距离，分别求出其比例尺，再取平均数。不同方位的两段距离力求正交，且交点越靠近像主点越好。,3.航摄像片的倾斜误差与投影误差（1）倾斜误差假设在同一摄影站对同一平坦地区拍摄了水平像片和倾斜像片，若以水平像片为标准，将倾斜像片与之相比，就会发现同名像点在两张像片上的位置不同，这种像点位移称为倾斜误差。,（2）投影误差当地面起伏不平时，高于或低于基准面的地面点在像片上的投影位置与它们在基准面上的垂直投影的像点位置相比较就产生了位移，即投影误差。,4.航摄像片与地形图的区别航空摄影测量的基本任务是利用航摄像片来测绘地形图。航摄像片与地形图之间主要存在以下区别：（1）投影方式地形图是正射投影，图上具有固定的比例尺；航片是中心投影，像片上各处的比例尺不同。（2）表示方法地形图是用各种规定的图形符号和文字注记来表示地物、地貌，航摄像片是由影像的形状、大小和色调来反映地物、地貌。,（3）内容取舍航摄像片是地面景物的全部反映，而地形图则有所取舍；地形图上可以表示出居民地的名称、房屋的性质与层数等有意义的内容，而在像片上就反映不出来。2.3立体观察一、立体观察的原理单眼观察物体，只能分辨物体的方向，不能辨别物体的空间位置。双眼观察时，两眼自动调节，使两眼视轴同时交会于同一目标，能够自然地辨别物体的远近和高低。,a1b1和a2b2称为生理视差,P称为生理视差较,建立人造立体视觉必须具备以下五个条件：（1）由两个不同摄影站摄取同一景物的一个立体像对，两张像片比例尺之差应小于16。（2）两张像片应按摄影时的相对位置安放，并使两摄影站连线与眼基线平行。（3）立体观察时两眼必须同时各看一张像片上的同名像点。（4）两像片中相应点的距离应适合人眼的凝视能力，即一般应与眼睛的眼基距E相适应，而不得大于眼基距（交会角在1530时为最好）。（5）像片与两眼的距离，应大致与明视距离（约为250mm）相等。,二、人造立体效应1正立体效应2反立体效应3零立体效应,三、立体观察的方法1立体镜法（1）放置立体镜于桌面，将两张像片按同名像点叠合，辨别出拍摄像片时的相关位置而确定出左片、右片；（2）将像对放置于立体镜下，使两像片的像主点之连线（又称摄影基线或方位线）尽量平行于立体镜的横轴及眼基线；（3）通过立体镜使左眼看左片，右眼看右片；（4）观察时，两眼同时各看一张像片上的同名像点，沿立体镜横轴左右移动像片以调整两像片间距，同时辅以旋转，直至眼睛不感到吃力而又可观察出清晰的立体为止。实际操作时，可用左右食指分别放在左右像片的明显同名像点处，然后沿摄影基线左右移动像对，直至两食指（两同名像点）的构像完全重合，就会观察到立体效应。2互补色法3光闸法4偏振光法,2.4立体测图航空摄影测量的重要应用是利用像片影像，借助立体观察、立体量测以及像片判读和调绘来测绘地形图。立体测图的基本原理是实现摄影过程的几何反转，建立地面的立体模型，然后对立体模型进行测绘。,根据测图要求、设备和地形的不同，目前摄影测量的成图方法可以分为：1.模拟测图法（1）综合法（2）分工法（3）全能法2.解析测图法3.数字测图法,2.5影像判读影像判读就是根据目标物在影像上的成像规律和特征来识别目标位置、性质和范围的工作。一、物体的成像规律1不突出地面之物体的成像规律2突出地面之物体的成像规律本影物体在像片上构成自身的影像。落影因阳光照射所产生的阴影在像片上构成的影像。,二、影像的判读特征1形状2大小3色调4阴影5纹形图案6相关位置7动态特征三、影像的判读方法1居民地2道路3水系4植被5地貌,2.6遥感技术概述一、遥感技术的概念顾名思义，遥感（RemoteSensing）就是遥远的感知。遥感技术是指通过某种传感器装置，在不与被研究对象直接接触的情况下，获取其特征信息（一般是电磁波的反射辐射和发射辐射），并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学和技术。二、遥感技术的分类依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感技术、声学（如声纳）遥感技术、物理场（如重力和磁力场）遥感技术。,根据遥感中电磁波波段的不同，遥感又可分为紫外光、可见光、红外光、微波和多波段（多光谱）等遥感技术。按照遥感目标的能源作用可分为：主动式遥感和被动式遥感。按照记录信息的表现形式可分为：图像方式和非图像方式。按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技术、航空遥感技术和地面遥感技术。按照成像方式可分为：摄影成像遥感技术和扫描成像遥感技术。按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感、环境遥感、气象遥感、海洋遥感等。,三、遥感的特点1宏观性2光谱性3时相性4经济性5综合性,四、遥感技术的发展简史及趋势20世纪60年代，“遥感”这一科学术语在国际上被正式提出，并很快得到人们的普遍认同和广泛传播。近20多年来，遥感技术获得了迅猛的发展，它作为一种空间技术，经历了地面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。广义地说，遥感技术是从19世纪初期（1839年）出现摄影术开始的。1957年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，3个月后美国也发射了一颗人造地球卫星，从此开始了航天遥感的历史。20世纪70年代以来，我国遥感技术的发展也十分迅速。,随着空间技术、无线电电子技术、光学技术、传感器技术、计算机技术以及现代通信技术的发展，现代遥感技术已经进入一个能够动态、快速、准确、多手段提供多种对地观测数据的新阶段。可以预见，未来的遥感技术将尽可能地集多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相技术于一身，并与全球定位系统、地理信息系统、惯性导航系统等高新技术系统相结合以形成一体