第03讲-空中摄影基本要求与中心投影--2010测绘定单

1、内容安排第三章第三章 摄影测量基础知识（摄影测量基础知识（0303讲）讲）一、航空摄影的基本要求一、航空摄影的基本要求1、航空摄影测量航摄像片的质量要求、航空摄影测量航摄像片的质量要求2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求3、航空摄影的技术计划、航空摄影的技术计划二、中心投影基本知识二、中心投影基本知识1、中心投影及其特征、中心投影及其特征2、透视变换及其特殊点、线、面、透视变换及其特殊点、线、面1、航空摄影测量航摄像片的质量要求、航空摄影测量航摄像片的质量要求航摄像片的质量主要包括航摄像片的质量主要包括： 构像质量、几何质量、表观质量。具体表现为构像质量、几何质量、表

2、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。机内方位元素的检定精度等。构像质量构像质量: : 影像的分解力，清晰度。影像的分解力，清晰度。几何质量几何质量: : 体现在影像的量测性能方面。体现在影像的量测性能方面。表观质量表观质量: : 色调正常，反差适中。色调正常，反差适中。 影像清晰，色调正常，反差适中，无影像变形。这些影像清晰，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。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；

3、物镜例如：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。纹理的能力就强。像片倾角像片倾角航摄比例尺与航高航摄比例尺与航高航片的重叠度航片的重叠度航线弯曲度航线弯曲度航片旋偏角航片旋偏角航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求像片倾角像片倾角：航摄仪主光轴与通过物镜中心的铅垂线的夹角航摄仪主光轴与通过物镜中心的铅垂线的夹角。竖直摄影竖直摄影：摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直（像片倾角不摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面

4、垂直（像片倾角不大于大于3 3度）的摄影。度）的摄影。像片倾角：像片倾角：航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求航摄比例尺与航高：航摄比例尺与航高： 航高是指摄影飞机在摄影瞬间相对某一水准面的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。高度，从该水准面起算向上为正号。 根据所取基准面的不同，航高可分为根据所取基准面的不同，航高可分为相对航高相对航高和和绝绝对航高。对航高。（1 1）相对航高）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。相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度。（2 2

5、）绝对航高）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的真实海波高度。航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求航摄比例尺与航高：航摄比例尺与航高： 航摄比例尺不是任意的，它取决于测图的比例尺、内业航摄比例尺不是任意的，它取决于测图的比例尺、内业成图方法、成图精度等因素。航摄比例尺确定，成图方法、成图精度等因素。航摄比例尺确定，航高航高H H也就已也就已经确定。经确定。 飞机应该按预定的航高飞行，其差异一般不得大于飞机应该按预定的航高飞行，其差异一般不得大于5%5

6、%，同一航线内各个摄站的航高差不得大于同一航线内各个摄站的航高差不得大于3030米。实际航高与设米。实际航高与设计航高之差不得大于计航高之差不得大于5050米。米。航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求测图比例尺测图比例尺航摄比例尺航摄比例尺1：500（大）1：2 0001：3 5001：1 000 （大）1：3 5001：7 0001：2 000 （大）1：7 0001：14 0001：5 000（中）1：10 0001：20 0001：10 000（中）1：20 0001：32 0001：50 000（小）1：35 0001

7、：80 000航片的重叠度：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。立体测图，相邻航片之间必须有一定的重叠。 同一条航线同一条航线内相邻像片之间的重叠称为内相邻像片之间的重叠称为航向重叠航向重叠。%100%Lxpxpx123Lxpx航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求航片的重叠度：航片的重叠度：%100%Lypypy-1-1Lypy相邻航线之间的重叠称为相邻航线之间的重叠称为旁向重叠旁向重叠。为了实现立体测图，航向重叠度为

8、了实现立体测图，航向重叠度一般规定为一般规定为60%60%，最小为，最小为53%53%，最大为，最大为75%75%。旁向重叠度一般规定为。旁向重叠度一般规定为30%30%，最，最小为小为15%15%，最大为，最大为50%50%。航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：航带弯曲度：航带弯曲度： 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，同时，量出首尾像片的主点的距离成一条直线，同时，量出首尾像片的主点的距离

9、L L。 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，这种现象称为线呈弯曲状，这种现象称为航线弯曲航线弯曲，航线弯曲的程度用航线弯曲度衡，航线弯曲的程度用航线弯曲度衡量。量。L航线弯曲度航线弯曲度航线弯曲度通常不得大于航线弯曲度通常不得大于3%3%。2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求2 2、航空摄影测量对飞行质量的要求、航空摄影测量对飞行质量的要求航空摄影的飞行质量航空摄影的飞行质量：航片旋转角：航片旋转角： 本航线中相邻像片主点的连线与同方向像片边框本航线中相邻像片主点的连线与

10、同方向像片边框方向的夹角称为航片旋偏角，航片旋偏角一般不得方向的夹角称为航片旋偏角，航片旋偏角一般不得大大于于6 6o o3 3、航空摄影的技术计划、航空摄影的技术计划航摄任务书（用户与航空摄影作业单位的合同）航摄技术计划的拟订航空摄影3 3、航空摄影的技术计划、航空摄影的技术计划1、划定航摄区域范围（用经纬度将摄区范围标出来）， 并附一张摄区略图。2、规定航空摄影比例尺（与成图比例尺有关）。3、规定航摄仪类型和焦距。4、规定航空摄影的技术要求。5、完成任务的期限和成果上交的次序。6、应交的航摄资料（负片、像片、航摄质量鉴定表、 航摄仪技术数据表、GPS记录）。航摄任务书航摄任务书航摄技术计划

11、的拟订航摄技术计划的拟订1 1、划分摄影分区、划分摄影分区2 2、航摄参数计算、航摄参数计算区域太大区域太大航线太长航线太长地形变化大地形变化大航高航高重叠度重叠度航摄基线长度航摄基线长度航线间隔航线间隔摄影时间摄影时间航空摄影的整个技术过程航空摄影的整个技术过程 搜集和分析摄区的地理环境和气象条件，选择搜集和分析摄区的地理环境和气象条件，选择合适的飞机、航摄仪、摄影材料，并作出计划和安合适的飞机、航摄仪、摄影材料，并作出计划和安排。选择好天气进行摄影，获得质量合格的负片和排。选择好天气进行摄影，获得质量合格的负片和像片。像片。3 3、航空摄影的技术计划、航空摄影的技术计划航向重叠60%旁向重

12、叠30-20%航向Strip 3Strip 2Strip 1单片摄影空中摄影空中摄影Aa为什么相交？为什么相交？航空影像具航空影像具有什么几何有什么几何特点？特点？1.1 1.1 投影投影 用一组假想的直线将物体向几何面投射，用一组假想的直线将物体向几何面投射，叫做叫做投影投影。四要素：。四要素：物体、投射线、像面（投物体、投射线、像面（投影平面）影平面） 、像点（投影）、像点（投影）物点投射线像面像点二、中心投影基本知识二、中心投影基本知识1.2 1.2 中心投影与平行投影中心投影与平行投影 投射线互相平行的投影，叫做投射线互相平行的投影，叫做平行投影平行投影。包。包括斜投影和正射投影。括斜

13、投影和正射投影。斜投影：斜投影：投射线与称影面斜交的投射线与称影面斜交的投影投影。（。（例如：阳光下地物的阴影。）例如：阳光下地物的阴影。）正射投影（垂直投影）正射投影（垂直投影）：投射线均垂直于承影面的投影投射线均垂直于承影面的投影。（例如：地图）（例如：地图）二、中心投影基本知识二、中心投影基本知识S投影中心所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影，叫做影，叫做中心投影中心投影。阴位：阴位：投影中心位于物和像之间投影中心位于物和像之间（负片：负片：得到的像片）得到的像片）阳位：阳位：投影中心位于物和像同侧投影中心位于物和像同侧（正片：正片：得到的像

14、片）得到的像片）SS1.2 1.2 中心投影与平行投影中心投影与平行投影1.2 1.2 中心投影与平行投影中心投影与平行投影SffABbaba阳位与阴位之间阳位与阴位之间的 关 系 及 转 换的 关 系 及 转 换 中心投影 地面航摄像片 垂直投影 测图 地面地形图 如何将中心投影的航摄像片转化为垂直投影的地形图，就成为了航空摄影测量学的主要任务之一。航摄像片是地面的中心投影航摄像片是地面的中心投影 点点的中心投影为一个点的中心投影为一个点1.3 1.3 中心投影的主要特征中心投影的主要特征ASaB 直线直线的中心投影为一般是的中心投影为一般是直线，但像片上的直线在物直线，但像片上的直线在物空

15、间与之对应的就不一定是空间与之对应的就不一定是直线。直线。1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征ASaCcD(d) 相交线段相交线段的中心投影的中心投影ABKSab1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征ABDCsbdac灭点特例：特例：相交线段的中心投影为平行的半直线相交线段的中心投影为平行的半直线 空间一组不与承影面平行的平行直线空间一组不与承影面平行的平行直线的中心投的中心投影影为一线束。为一线束。1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征si ii合点 线束的顶点叫做空间线束的顶点叫做空间平行直线的平行直线的合点合点：它是：它是平行直线上无穷远点的平行直线上无穷

16、远点的像。像。即过投影中心并与即过投影中心并与空间平行直线相平行的空间平行直线相平行的投射线与承影面的交点投射线与承影面的交点。1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征 在航测中一般为了区分物、像，故分别称在航测中一般为了区分物、像，故分别称为灭点、合点。为灭点、合点。合点的原则求法：合点的原则求法： 欲求一组空间平行直线的合点，需要通过欲求一组空间平行直线的合点，需要通过投影中心做该组空间直线的平行线，这条线就投影中心做该组空间直线的平行线，这条线就是空间平行直线上无穷远点的投射线，它与像是空间平行直线上无穷远点的投射线，它与像面的交点就是合点。面的交点就是合点。应用：应用： “灭点

17、理论灭点理论”近景摄影测量中利用灭近景摄影测量中利用灭点解求像片方位元素，起到控制点作用。点解求像片方位元素，起到控制点作用。1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征ABS 平面曲线平面曲线的中心投影的中心投影1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征ab 空间曲线空间曲线的中心投影的中心投影1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征SABCabc 点点的中心投影的中心投影一般一般是点。是点。 线段线段的中心投影一般是线段。的中心投影一般是线段。 相交线段相交线段的中心投影一般是相交线段。的中心投影一般是相交线段。 空间一组不与承影面平行的平行直线空间一组不与承影面平行的平

18、行直线，其中，其中 心投影为一平面线束。心投影为一平面线束。 平面曲线平面曲线的中心投影一般是平面曲线。的中心投影一般是平面曲线。 空间曲线空间曲线的中心投影是平面曲线。的中心投影是平面曲线。1.31.3中心投影的主要特征中心投影的主要特征2.12.1透视变换定义透视变换定义 两个平面之间两个平面之间的中心投影变换，的中心投影变换，称为称为透视变换透视变换。ESP2 2、透视变换及其特别点、线、面、透视变换及其特别点、线、面主垂面（主垂面（W）特殊面（特殊面（2）：）：真水平面（真水平面（ Es ）2.22.2透视变换中的特别面透视变换中的特别面2 2、透视变换及其特别点、线、面、透视变换及其

19、特别点、线、面EPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJi特殊线（特殊线（7 7）：）：透视轴（透视轴（TT）摄影方向线（摄影方向线（VV）主纵线（主纵线（vv）合线（合线（hihi） 主垂线主垂线(SN)像水平线像水平线（与主纵（与主纵线垂直）线垂直）等比线等比线hchc2.32.3透视变换中的特别线透视变换中的特别线2 2、透视变换及其特别点、线、面、透视变换及其特别点、线、面EPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJi2.42.4透视变换中的特别点透视变换中的特别点像等角点（像等角点（c）特殊点（特殊点（8）：）：像主点（像主点（o

20、）地主点（地主点（O）像底点（像底点（n）地底点（地底点（N）主合点（主合点（i）地等角点（地等角点（C）主遁点主遁点（J）2 2、透视变换及其特别点、线、面、透视变换及其特别点、线、面EPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJi2 2、透视变换及其特别点、线、面、透视变换及其特别点、线、面2.52.5透视变换中重要点线的数学关系透视变换中重要点线的数学关系sin2sin2HiVSJHtgCNHtgONfciSictgfoitgfoctgfon2 2、透视变换及其特别点、线、面、透视变换及其特别点、线、面2.52.5透视变换中重要点线的特性透视变换中重要点线的特性底点的特性：铅垂线在像面上的构像位于以点n为辐射中心的相应辐射线上等角点的特性：等角点的特性：在倾斜像片和在倾