武大《摄影测量》课件—第02讲-摄影与空中摄影

摄影测量学,PHOTOGRAMMETRY,信息工程大学测绘学院遥感信息工程系,摄影测量学的定义与任务,摄影测量学的发展历史,摄影测量学的分类,摄影测量的主要阶段与特点,摄影测量学是利用摄影机或其它传感器采集被测对象的图像信息，经过加工处理和分析，获取有价值的可靠信息的理论和技术的一门学科。,复习Review,摄影测量学,复习Review,摄影测量学的分类,复习Review,按技术方法分类：模拟摄影测量解析摄影测量数字摄影测量,按距离分类：航天摄影测量航空摄影测量地面摄影测量近景摄影测量显微摄影测量,摄影测量各阶段特点比较：,复习Review,外业控制与像片调绘,内业测图,内业控制加密,航空摄影测量的作业过程,航空摄影,图形编辑,出版印刷,入数据库,航空摄影,一、空中摄影定义,二、普通摄影机（照相机）,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,四、航摄仪的种类,五、常见的摄影相机,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,空中摄影就是从空中一定高度上摄取地面物体影像的过程。,一、空中摄影定义,相机结构：镜箱、镜头、底片盒、快门、快门控制结构、光圈、光圈控制结构、取景器等主要部件组成。常见的有120、135相机、数码相机。,二、普通摄影机（照相机）,镜头：是相机的成像部分，影像的质量主要取决于镜头的光学质量，镜头由多片球面或非球面光学玻璃透镜组成，镜头的像距通过调焦环来改变，使得构像清晰。,二、普通摄影机（照相机）,光圈：用于调整通过镜头的光线，光圈大小以相对孔径（光圈直径/镜头焦距）来标识；相机的快门控制胶片的曝光时间长短，以实际曝光时间的倒数为标志；光圈大小和快门速度配合控制正确的曝光量，得到满意的影像质量。,二、普通摄影机（照相机）,感光底片：是摄影的最终载体，标识的参数较多，一般人们多关心感光度。（100，200，400度）。,二、普通摄影机（照相机）,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,外壳镜筒物镜滤光片暗匣压片机构卷片轴操纵器坐架减震器11吸气管,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,航摄仪的主要部分是镜箱（由外壳和镜筒组成），光路部分是由物镜和滤光片组成的高质量的光学系统，滤光片用以减少大气蒙雾对摄影质量的影响，物镜的焦平面有一贴附框，上面有框标记号，称为框标平面。,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,航片注记,1)Agrayscalestepwedge;2)notepad;3)altimeter4)fiducialmarks;5)clock;6)lensconeserialnumber;7)focallengthinmm;8)framenumber;9)missiondata;10)Navigationdata(invisible),框标,压平线,暗箱的功能：容纳底片（120米）;控制软片按固定长度输送;使底片在曝光时刻严格展平于焦平面。坐架的功能：与减震器相连，减少飞机震动的影响。它还能使航摄仪相对于飞行方向定向，并使光轴安置于铅垂的位置。,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,操纵器：可以启动和终止航摄仪的工作，控制摄影的曝光时间和调整航摄仪的工作速度。,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,摄影测量中摄影机的作用除了获取影像外，还起着测量仪器的作用。因此，摄影测量对航摄仪有特殊的要求。（目的：影像要有清晰而精确的几何特性和良好的判读性能）,1、物镜的分解力必须很高，象差要校正得好，特别是畸变差，直接影响到成图精度，应该得到非常严格的控制。2、物镜的透光力要强，焦面照度要分布均匀，光学影像反差的能力要大。,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,3、结实耐用，要有良好的减震作用，防止影像的模糊。4、不允许有像点移位，因此必须有像移补偿装置。并且，航摄仪的快门必须有较宽的曝光时间变更范围（1/1001/1000秒）。5、压平系统应使航摄软片完全吻合于贴附框平面。6、内方位元素必须精确确定。7、要有一套自动控制装置，更多的记数器、指示器。,三、测量用摄影机（地面摄影机和航空摄影机）,按用途分：侦察航摄仪（地物的判读，长焦距）地形测图航摄仪按像幅分：小像幅（18*18）正常像幅（23*23）大像幅（30*30）,四、航摄仪的种类,四、航摄仪的种类,按像场角分：窄角（50）常角（5075）宽角（75100）特宽角（100120）超宽角（120）,按结构分：单物镜单镜箱多物镜单镜箱多物镜多镜箱,航甲-17、瑞士威特厂产品：RC系列，东德蔡司厂的MRB，苏联的-41,航空摄影仪:,地面摄影仪:,1、单个摄影机19/1318地面摄影经纬仪、UMK10/1318、威特P31、P322、立体摄影机威特C40（65mm6.5*9cm）、蔡司SMK（60mm8*10cm）、IMK10/1318。,五、常见的摄影相机,航摄像片的质量主要包括：,构像质量、几何质量、表观质量，具体表现为底片的影像密度、不均匀变形、压平质量、航摄相机内方位元素的检定精度等。,构像质量:影像的分解力，清晰度。,几何质量:体现在影像的量测性能方面。,表观质量:色调正常，反差适中。,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,影像清晰，色调正常，反差适中，无影像变形。这些质量指标在很大程度上取决于航摄仪物镜的光学特性。例如：物镜的各种像差消除得好，影像就清晰；物镜的畸变差会引起像点的移位；物镜的分解力高，表现细部纹理的能力就强，,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,航空摄影的飞行质量：,航摄比例尺与航高、航片的重叠度、像片的倾斜角、航线弯曲度、航片旋偏角。,航摄比例尺与航高,航摄像片的比例尺在像片有倾斜，地面有起伏时是一个复杂的问题，我们在理想状态下来讨论（地面平坦、像片水平）或在近似情况下讨论。航摄比例尺不是任意的，它取决于测图的比例尺，大体上与测图比例尺相当。,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,航高是指摄影飞机在摄影瞬间相对某一水准面的高度，从该水准面起算向上为正号。根据所取基准面的不同，航高可分为相对航高和绝对航高。（1）相对航高：相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度。（2）绝对航高：相对于平均海平面的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海波高度。,航摄比例尺确定，航高H也就已经确定，因此，飞机应该按预定的航高飞行，其差异一般不得大于5%，同一航线内各个摄站的航高差不得大于50米。,航空摄影的飞行质量：,航摄比例尺与航高,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,航片的重叠度,进行地形测量的航片，必须能够覆盖整个测区；进行立体测图，相邻航片之间必须有一定的重叠。,同一条航线内相邻像片之间的重叠称为航向重叠。,航向重叠,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,相邻航线之间的重叠称为旁向重叠。,航向重叠,旁向重叠,重叠大小用像片的重叠部分x（y）与像片对应方向边长比值的百分数来表示，即常用的重叠度。,为了实现立体测图，航向重叠度一般规定为60%，最小为53%，最大为75%。旁向重叠度一般规定为30%，最小为15%，最大为50%。,航片的重叠度,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,像片的倾斜角,倾斜角:航摄仪主光轴与通过物镜中心的铅垂线的夹角,影响重叠度,六、航空摄影测量对航空像片及摄影的基本要求,航线弯曲度,把一条航线的航片根据影像重叠进行拼接之后，将首尾像片的主点连成一条直线，由于受外界各种因素的影响，像片的主点不一定落在该直线上，航线呈弯曲状，这种现象称为航线弯曲，航线弯曲的程度用航线弯曲度衡量同时，量出首尾像片的主点的距离