注册测绘师培训----测绘航空摄影

,注册测绘师培训,测绘航空摄影,单位：武汉大学测绘学院,主要内容,航空摄影仪,2,航空摄影技术,航空摄影工作的实施,1.1胶片航摄仪1.2数字航摄仪1.3航摄影像的分辨率1.4航摄仪的检定,第1章航空摄影仪,考点分析：根据项目的精度和提供成果的要求，选择确定采用光学航摄或者数码航摄。根据成图比例尺、测图精度、测图仪器设备和测图方法等选择航摄仪，并进行检定；确定摄影比例尺、焦距、像幅以及需要配备的航摄附属仪器。,1.1胶片航摄仪,1.1.1胶片航摄仪的结构与分类1.航摄仪的基本结构,框标类型1）机械2）光学,航摄仪的特点：像幅大小：23cm23cm焦平面上有贴附框航摄仪有系列焦距和滤光片,镜箱体暗匣座架功能：避震，整平，改正偏流控制器操纵航摄仪工作的指挥机构,检影望远镜气泡整平改正偏流调整重叠度,1.1胶片航摄仪,2.航摄仪的分类1）根据摄影机主距f值的不同，航空摄影机可分为长焦距（255mm）、中焦距（102-255mm）和短焦距（102mm）。焦距（f）物镜后节点N到后主焦点F的距离。摄影比例尺：1/m=f/H航摄中分：大比例尺航空摄影1/m1/1万中比例尺航空摄影1/2.5万1/m1/1万小比例尺航空摄影1/m1/5万,1.1胶片航摄仪,2）根据像场角的大小，航空摄影机可分为常角（75）、宽角（75-100）和特宽角（100）。像场角（2）：由物镜的后节点（s）与像场直径（d)两端点连线所夹角度。像场角的计算tg=d/2/f=d/2f2=2tg-1(d/2f)其中：d像场对角线（像场直径）在航摄中，2反映了在焦平面上构成清晰影像的空间范围。,S,d,f,2,S,2.航摄仪的分类,1.1胶片航摄仪,1.1.2感光材料及其特性,1.1胶片航摄仪,1.黑白感光材料基本结构1)乳剂层2)片基3)附加层按感色性分感色性感光材料对光谱敏感的范围与能力。用“感光范围、增感高峰、增感低峰”表示。1）色盲片2）正色片3）分色片4）全色片5）全色红外片6）红外片,1.1.2感光材料及其特性,1.1胶片航摄仪,2.彩色感光材料一般结构,感B,生成黄（Y）染料,感G,生成品红（M）染料,感R,生成青（C）染料,片基,黄色滤光层,按用途分：彩色负片、彩色反转片与彩色正片等。按摄影时所要求的光照条件分：日光型、灯光型和日灯光两用型,三层假彩色片,结构,感IR,生成青（C）染料,感G,生成黄（Y）染料,感R,生成品红（M）染料,片基,三层假彩色片无黄色滤光层,1.1胶片航摄仪,3.感光材料的感光测定,1）定义定量的研究光对感光层的作用，并以数量表示其特性的一种方法称为感光测定。2）内容,1.1胶片航摄仪,感光特性,感光度S反差系数宽容度L灰雾密度D0感色性,微观特性,分辨率R清晰度A颗粒度RMS调制传递函数MTF,特性曲线,趾部,灰雾部分,直线部分,肩部,反转部分,1.1胶片航摄仪,感光材料感光特性的确定,1.灰雾密度D02.反差系数特性曲线的直线部分的斜率,图解法求反差系数,1.1胶片航摄仪,4.宽容度L感光材料能够按比例记录景物亮度的曝光量范围。,3.感光度S,1.1胶片航摄仪,5.显影动力学曲线,S、D0随显影时间而变化的曲线。,实用意义指导曝光和冲洗,1.黑白摄影处理1）显影使潜像变成可见影像。潜像的显影是氧化还原反应。,曝光后,显影后,感光中心,潜像,可见影像,1.1.3航摄胶片的冲洗,2）定影固定已显出的影像，即将剩余的卤化银（未曝光的）全部溶解转化为可溶性络盐。3）水洗与干燥,1.1胶片航摄仪,2.彩色摄影处理1）彩显将已曝光的卤化银还原成金属银，其显影剂氧化产物与成色剂起作用生成染料。2）漂白将金属银及黄色滤光层溶解为可溶性银盐。3）定影将未曝光的卤化银溶解，将可溶性银盐溶解。4）水洗,1.1.3航摄胶片的冲洗,1.1胶片航摄仪,1.1.4航摄仪辅助设备1.航摄滤光片航摄滤光片与地面摄影用的滤光片比较1）航摄滤光片有特殊要求2）波谱透射曲线不同3）航摄滤光片的密度由中心向边缘逐渐递减，以补偿焦平面上的照度分布不均匀。航摄中滤光片的选择与应用1）根据空中蒙雾亮度的强弱，选择滤光片的颜色；2）根据地面景物的波谱特性尽可能选择浅颜色或UV镜；3）根据所需提取的地物信息，应与景物波谱特性和航摄胶片的感色性匹配。,1.1胶片航摄仪,像移：曝光时间内由于飞机前进运动而引起的像点位移值。,2.航摄仪像移补偿装置,1.1胶片航摄仪,航空摄影规范对不同比例尺的最大允许值的规定：摄影比例尺：1/50001/10万0.04mm,wt,S1,S2,a,a,航摄时的最长许可曝光时间：,像移补偿装置的工作原理,H/W的实际意义：1）为重叠度调整器提供了理论依据；2）为像移补偿装置提供了数据。,像移补偿装置的最大补偿速度（V）,而,即：,像移补偿的意义：1）提高了大比例尺航空摄影的影像质量；2）可以使用低感光度高分解力的感光材料；3）可在能见度稍差的条件下进行航空摄影。,1.1胶片航摄仪,3.航摄仪的自动测光系统,基本要求1）测光表的光谱敏感范围与航摄仪的色差校正范围一致，为400900nm;2）程序控制各种航摄仪感光度的安置和测光模式1）曝光计算,1.1胶片航摄仪,2）各种航摄仪感光度的安置RC型：安置SISO,LMK型：安置S0,RMK型：安置SAFS,1.1胶片航摄仪,3）各种航摄仪的测光模式,RC：测光模式积分测光（RMK：测光模式同）,设：u=5:1ka=0.7则,1.1胶片航摄仪,LMK：测光模式微分测光,在相邻两次曝光之间测定一系列的亮度值；选择5个最小亮度取平均最为Bmin；选择5个最大亮度取平均最为Bmax;根据，航摄仪自动显示冲洗时的值。,1.1.5常用的两种胶片航摄仪,瑞士（威特厂）RC-10RC-20RC-30,德国（奥普托）RMK-cc24RMK-TOP,1.1胶片航摄仪,摄影测量经历了三个发展阶段：,模拟解析数字,1.2数码航摄仪,从2000年ISPRS阿姆斯丹大会上，首次展示了大幅面的数码航空摄影相机以来，数码量测航空相机的发展受到了很大的重视。它基本上有两种形式：1）线阵；2）多个（4个）面阵组合。,1.2.1Z/IDMC面阵数码相机,DMC是由4台分离的倾斜摄影小面阵影像经过纠正、拼接而成一个大面阵影像。DMC有四个全色波段和多光谱波段,1.2数码航摄仪,飞行方向,F/R飞行方向的右侧B/R后方的右侧F/L飞行方向的左侧B/L后方的左侧,全色影像包括了重叠部分虚线是有效影像,DMC相机技术参数,1.2数码航摄仪,辐射分辨率为：12比特4096级记录一个亮度值所用的比特数,1.2数码航摄仪,1.2.2Vexcel的UltraCamX数码航摄相机奥地利,1.2数码航摄仪,1.2数码航摄仪,由4次分别曝光的9个小面阵拼接成的大面阵,1.2数码航摄仪,DMC与UCX数码相机的差异相同点：都是由4个（全色波段）相机构成大幅面黑白影像4个（红、绿、兰红外）多光波大幅面彩色影像,DMC,UCD,1.2数码航摄仪,1.2.3SWDC系列数字航摄仪,1.2数码航摄仪,2006,2008,2010,1.2.4LeicaADS40线阵,（前视下视后视）近红外红绿兰全色多光谱利用三个航空摄影条带进行摄影测量,1.2数码航摄仪,ADS40数字影像航空摄影仪系统,物镜的分辨率物镜分辨微小细部的能力。R=1/2d（线对/毫米）在整个像幅内R不同，一般R中心R边缘。静态分辨率物镜或胶片动态分辨率底片（反映摄影系统的质量）。地面分辨率（Rg）地面上所能分辨的最小地物宽度,1.3航摄影像的分辨率,物镜分辨率测定方法,1.3航摄影像的分辨率,（1）目视法：,（2）摄影法：得到组合分辨率,（3）经验公式：,用摄影法测定物镜分辨率应选用高分辨率胶片,1.4航摄仪检定,1.4.1航摄仪检校的内容1）航摄仪内方位元素航摄仪主距和像主点坐标x0、y0、fk。2）航摄仪物镜的畸变差。3）航摄仪框标之间的距离及框标连线的垂直性。4）航摄负片的压平精度。注：不同的观测值，不同的平差方法，主距不同1.4.2摄影机检校的方法1）光学实验室检校法2）试验场检校法3)自检校法,2.1航空摄影的概念与分类2.2竖直航空摄影的基本要求2.3非常规航空摄影2.4GPS在空中摄影中的应用,第2章航空摄影技术,考点分析：像片重叠度空间分辨率、辐射分辨率确定摄影比例尺、焦距、像幅以及需要配备的航摄附属仪器。,2.1航空摄影的概念与分类2.1.1航空摄影基本概念垂直相片、倾斜相片2.1.2航空摄影的分类按航空摄影的倾角分类竖直航空摄影倾斜航空摄影按航空摄影的方式分类面积航空摄影线状地带航空摄影独立地块航空摄影按摄影比例尺分类大比例尺航空摄影中比例尺航空摄影小比例尺航空摄影,第2章航空摄影技术,2.1.3航空摄影技术计划各参数的选择,一.摄影比例尺的选择原则,A.从判读的角度,通常：K=1/2R1/4R,B.从测图的角度分析,1)图像比与测绘一幅地形图所需要的立体模型数有关,2.1航空摄影的概念与分类,2)航摄资料的质量（R）能否满足图像比（K）的要求,二.焦距的选择原则,1.综合法测图,h,f,H,r,h,结论1：综合法测图应选择长焦距物镜，使由于地形起伏引起的投影差最小。,2.立体测图,平坦地区坡度90ocosi0,2.3非常规航空摄影,2)qy的保持,航空摄影：根据用户qyBy画出航线,航天摄影：,即：先求PByqy,轨道间距By任意两圈轨道之间在赤道上的最小距离,Ly像片垂直与轨道方向在地面上的投影长度,卫星在同一天内，相邻两圈轨道在赤道上的距离（S）,若不在赤道上，则：S=P15111.3cos,2.3非常规航空摄影,卫星相邻两天同一轨道圈次在赤道上的距离（）,=（NP-24）15111.3(NP取整数),若NP舍掉小数，为负值，表示后一天的轨道在前一天同圈次轨道东边若NP小数进位，为正值，表示后一天的轨道在前一天同圈次轨道西边,重复周期卫星经过一定的天数以后，所有轨道又严格的重复运行，该天数称为重复周期,计算轨道间距,计算旁向重叠度,2.3非常规航空摄影,2.4GPS在空中摄影中的应用,GPS:空间部分;地面监控部分;用户接收器,2.4.1GPS辅助空中摄影1.航摄飞行导航2.GPS辅助空中三角测量中的导航与定位2.4.2IMU/DGPS辅助航空摄影测量,第3章航空摄影工作的实施,3.1航摄准备3.2航摄实施3.3航摄质量检查3.4航摄组织,考点分析：根据项目要求，编制航摄计划。选择合适的航摄季节和航摄时间;根据测区的范围、地形、飞行平台等的具体情况划定摄区、确定航摄分区及航摄基准面，以及航线敷设方法。确定飞行质量和摄影质量的检查要求，并根据情况按航摄规范的相关要求进行质量控制，对影像质量进行验收。,第3章航空摄影工作的实施,3.1航摄准备,航空摄影技术过程,提出技术要求,用户单位,签订技术合同,航摄单位,申请升空权,航空摄影,物资准备和技术计算,当地航空主管部门,送审,资料验收,携带摄区旧图,当地气象资料,3.1.1确定航摄设计用图,3.1航摄准备,内业的技术设计,3.1.1确定航摄设计用图设计用图应选择可靠、出版时间较近的地形图作为航摄设计用图。设计用图的比例尺一般应根据测图比例尺来选择，在兼顾设计精度和设计工作量的同时，保证设计用图比例尺和航摄比例尺的倍率在2一5倍之间。选择原则：1）摄区新近出版的基本比例尺地形图2）根据成图比例尺选择设计用图比例尺,3.1航摄准备,3.1.2确定航摄分区a)分区界线应与图廓线相一致；b)分区内的地形高差不得大于四分之一航高；c)若情况允许，航摄分区的跨度应尽量划大，应考虑用户提出的加密方法和布点方案的要求；e)当地面高差突变，地形特征差别显著或有特殊要求时，可以破图幅划分航摄分区。,3.1航摄准备,3.1.2确定航摄分区,划分摄影分区,1/m1:8000时h最高-h最低H摄/4,1/m1:8000时h最高-h最低H摄/6,3.1航摄准备,绘制分区截面图,3.1航摄准备,1.H摄=fm,2.h平=1/2(h最高+h最低),3.h=h最高-h平,计算（对某一摄影分区而言）,4.H绝=H摄+h平H低=H绝-h最大,5.,6.摄影基线,航线间距,3.1航摄准备,7.每一条航线的相片数,8.分区航线数,9.摄影分区总相片数,10.允许最长曝光时间,3.1航摄准备,3.1.3航线和航线敷设a)航线飞行方向：东西向，特定条件下可根据需要调整b)航线应平行于图廓线，位于摄区边缘的首末航线应设计在摄区边界线上或边界线外；c)确保最高点对摄区边界图廓保证的影响和与相邻航线重叠度d)尽可能避免像主点落水；e)采用GPS领航和辅助空三航摄的要求f)GPS辅助空三航摄时，加密分区航线两端按合同要求布设控制航线3.1.4工作区范围及地理条件3.1.5生产进度安排,3.1航摄准备,3.2航摄实施,3.2.1航摄比例尺的选择前提：确保测图精度原则：利于缩短成图周期、降低成本、提高测绘综合效率,3.2.2航摄时间的确定选择最佳航摄时间需要考虑的因素:1）摄区晴天日数多2）大气透明度好3）光照充足4）地表植被及覆盖物对摄影和成图的影响最小5）彩红外、真彩色摄影，在北方一般避开冬季,3.2航摄实施,选择最佳航摄时间选定原则:1）既保证充足的光照度又避免过大的阴影。对高差特大的陡峭山区或高层建筑物密集的特大城市，设计时亦可参照下列公式计算：式中：摄区的地方时（使用时应换算成北京标准时）；摄区当地正午时间；太阳时角，单位为度（）；摄影要求的太阳高度角，单位为度（）；摄影日期的太阳赤纬，单位为度（）；摄区的平均纬度，单位为度（）。,3.2航摄实施,选择最佳航摄时间选定原则: