摄影测量ppt课件

1、第二章第二章 摄影丈量根底知识摄影丈量根底知识1;.主要内容主要内容航摄像片上的像点位移航摄像片上的像点位移航空摄影航空摄影中心投影的根本知识中心投影的根本知识航摄像片上的特殊点、线、面航摄像片上的特殊点、线、面摄影丈量常用坐标系摄影丈量常用坐标系航摄像片的内、外方位元素航摄像片的内、外方位元素像点的空间直角坐标变换与中心投影构象方程像点的空间直角坐标变换与中心投影构象方程22.1 摄影机摄影机暗箱暗箱镜箱镜箱摄影物镜摄影物镜A AB Ba ab3Fd11D1等效透镜的根本点、线、面等效透镜的根本点、线、面主光轴：主光轴： 透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。主焦点

2、主焦点F,FF,F): ): 平行于主光轴的光线经过透镜组后与主光轴的交点。平行于主光轴的光线经过透镜组后与主光轴的交点。主平面主平面Q,QQ,Q): ): 过等效折射点过等效折射点h,hh,h) )且垂直于主光轴的平面。且垂直于主光轴的平面。主点主点s,ss,s) )： 主平面与主光轴的交点。主平面与主光轴的交点。主焦距：主焦距： 主焦点到主点间间隔。主焦点到主点间间隔。节点节点k,kk,k： 主光轴上角的放大率为主光轴上角的放大率为1 1的一对光学共轭点。光线经过共轭节点时，角放大率为的一对光学共轭点。光线经过共轭节点时，角放大率为1 1；物方与像方同介质时，物方与像方同介质时，k,kk,

3、k分别与分别与s,ss,s重合。重合。高斯成像公式：高斯成像公式：牛顿成像公式：牛顿成像公式：2FxX4当当uf，成正立、放大、虚像。，成正立、放大、虚像。 例如：放大镜例如：放大镜凸透镜成像规律凸透镜成像规律fvu111其中，其中，u是物距，是物距，v是像距，是像距，f是焦距。是焦距。当当u2f时，时，fv2f，成倒立，减少，实像。，成倒立，减少，实像。 例如：照相机例如：照相机当当u2f时，时，v=2f，成倒立，等大，实像，成倒立，等大，实像当当fu2f，成倒立，放大，实像。，成倒立，放大，实像。 例如：幻灯机，投影机，电影机。例如：幻灯机，投影机，电影机。当当u=f时，时，v=无穷大，此

4、时无像；无穷大，此时无像；5 照相机就是根据凸透镜的成像的原理，用一个摄影物镜替代凸透镜，在像面出放置感光资料，照相机就是根据凸透镜的成像的原理，用一个摄影物镜替代凸透镜，在像面出放置感光资料，物体的投射光线经摄影物镜后聚焦于感光资料上，感光资料受成像光线的光化学作用后生成潜像，物体的投射光线经摄影物镜后聚焦于感光资料上，感光资料受成像光线的光化学作用后生成潜像，再经过摄影处置得到光学影像。再经过摄影处置得到光学影像。摄影的根本原理摄影的根本原理 照相机的镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室，被拍照的物体到镜头的间隔照相机的镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室，被拍照的

5、物体到镜头的间隔要远远大于焦距才干在胶卷上得到倒立、减少的实像。要远远大于焦距才干在胶卷上得到倒立、减少的实像。6一、量测用框幅式光学胶片航摄仪一、量测用框幅式光学胶片航摄仪 主要任务平台为飞机。框幅式指每次摄影只能获得一帧影像。主要任务平台为飞机。框幅式指每次摄影只能获得一帧影像。1、构造：、构造： 物镜物镜(镜箱镜箱)、光圈、快门、暗箱、光圈、快门、暗箱、检影器、座架及其控制系统的各种设检影器、座架及其控制系统的各种设备、压平安装、像移补偿器，以减少备、压平安装、像移补偿器，以减少像片的压平误差与摄影过程的像移误像片的压平误差与摄影过程的像移误差。差。7光学框标机械框标 航摄像片的大小为航

6、摄像片的大小为18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm 承片框上四个边的中点各安顿一个机械框标，在四个角设定四个光学框标来建立像平面坐标。承片框上四个边的中点各安顿一个机械框标，在四个角设定四个光学框标来建立像平面坐标。8框标的方式有框标的方式有9直线直线LL称为主光轴：组成物镜的各个透镜的光学中心位于该直线上称为主光轴：组成物镜的各个透镜的光学中心位于该直线上F1：物方主焦点，：物方主焦点，F2：像方主焦点：像方主焦点过焦点垂直于光轴的平面称为焦平面过焦点垂直于光轴的平面称为焦平面在镜头的主光轴上，节点在镜头的主光轴上，节点s1，s2分别称为物镜的物方分别称为物镜的物方(或

7、前或前)节点和像方节点和像方(或后或后)节点节点从节点至焦点的间隔称为镜头的焦距，用从节点至焦点的间隔称为镜头的焦距，用 F 表示，表示，F=s1F1=s2F2通常把两个节点看做一点，称为物镜中心通常把两个节点看做一点，称为物镜中心 s10fdD111长焦距长焦距(焦距焦距255mm)中焦距中焦距(焦距焦距102255mm)短焦距短焦距(焦距焦距102mm) 摄影机主光轴与像平面的交点称为像片主点摄影机主光轴与像平面的交点称为像片主点o ，摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影，摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距机主距f ，也叫像片主距，它与物镜焦距根本一致。，也叫像片主距，它与

8、物镜焦距根本一致。 摄影机构造设计时要求像片主点摄影机构造设计时要求像片主点o应与框标坐标系原点应与框标坐标系原点p重合。由于制造技术上的误差，经常是重合。由于制造技术上的误差，经常是达不到完全重合的要求，但是必需准确地测定像片主点达不到完全重合的要求，但是必需准确地测定像片主点o在框标坐标系中的坐标值在框标坐标系中的坐标值x0,y0,把把f,x0,y0称称为像片的内方位元素，内方位元素能否知也是量测用摄影机的特点。为像片的内方位元素，内方位元素能否知也是量测用摄影机的特点。112、量测用胶片航摄仪的特性：、量测用胶片航摄仪的特性：1光学特性光学特性物镜成像分解力高物镜成像分解力高物镜成像畸变

9、差小物镜成像畸变差小物镜透光率高物镜透光率高光学影像反差大光学影像反差大焦面照度均匀焦面照度均匀2焦面上设置有框标焦面上设置有框标3有胶片压平系统有胶片压平系统4像距为定值主距像距为定值主距5有减震安装有减震安装6 有影像位移补偿安装有影像位移补偿安装7 抗温差、抗过载抗温差、抗过载8有系列焦距和滤光片有系列焦距和滤光片12像场：物镜焦面上中央成像明晰的范围像场：物镜焦面上中央成像明晰的范围像场角像场角2 ：像场直径对物镜后节点的夹角：像场直径对物镜后节点的夹角133、胶片航摄仪的感光特性、胶片航摄仪的感光特性感光度：感光资料对光的敏感程度感光度：感光资料对光的敏感程度反差系数：景物反差与影像

10、反差的比值反差系数：景物反差与影像反差的比值宽容度：能按比例记录景物亮度的曝光量最大范围宽容度：能按比例记录景物亮度的曝光量最大范围灰雾密度：未曝光试片显影后所产生的密度灰雾密度：未曝光试片显影后所产生的密度显影动力学曲线：感光特性随显影时间而改动的特性曲线显影动力学曲线：感光特性随显影时间而改动的特性曲线144、胶片航摄仪的感光资料、胶片航摄仪的感光资料1黑白感光资料黑白感光资料红外片：可感受红外光红外片：可感受红外光2彩色感光资料彩色感光资料彩色反转片：记录原景物颜色的影像彩色反转片：记录原景物颜色的影像盲色片：只能感受波长盲色片：只能感受波长500nm以下的蓝紫光以下的蓝紫光正色片：只能

11、感受波长正色片：只能感受波长580nm以下的紫，兰，青，绿，黄绿以下的紫，兰，青，绿，黄绿全色片：感受全部可见光波全色片：感受全部可见光波彩色负片：记录原景物颜色的补色影像彩色负片：记录原景物颜色的补色影像彩色正片：将彩色负片拷贝或放大成透明正片彩色正片：将彩色负片拷贝或放大成透明正片155、胶片航摄仪的胶片处置、胶片航摄仪的胶片处置枯燥：使膨胀了的明胶层中水分蒸发枯燥：使膨胀了的明胶层中水分蒸发显影：将已曝光的卤化银变成可见的由银粒组成的影像显影：将已曝光的卤化银变成可见的由银粒组成的影像定影：固定显出的影像定影：固定显出的影像水洗：用水洗掉乳剂层中残留的可溶性银络合物水洗：用水洗掉乳剂层中

12、残留的可溶性银络合物1 1黑白摄影处置黑白摄影处置: :显影，中间水洗，定影，最后水洗，枯燥显影，中间水洗，定影，最后水洗，枯燥 胶片航摄仪摄影过程中已曝光的感光片经过摄影处置冲洗，才干将已曝光的感光片转变成一胶片航摄仪摄影过程中已曝光的感光片经过摄影处置冲洗，才干将已曝光的感光片转变成一张负像底片。张负像底片。162 2彩色摄影处置彩色摄影处置水洗：水洗：彩显：将已曝光的卤化银复原成金属银，其显影剂氧化产物与成色剂起作用生成染料。彩显：将已曝光的卤化银复原成金属银，其显影剂氧化产物与成色剂起作用生成染料。漂白：将金属银及黄色滤光层溶解为可溶性银盐。漂白：将金属银及黄色滤光层溶解为可溶性银盐。

13、定影：将未曝光的卤化银溶解，将可溶性银盐溶解。定影：将未曝光的卤化银溶解，将可溶性银盐溶解。176、航空摄影对胶片航摄仪主距的选择原那么、航空摄影对胶片航摄仪主距的选择原那么1 1综合法测图综合法测图mfhrh 应选择长焦距常角或窄角物镜，使由于地形起伏引起的投影差最小。如大比例尺测图中的应选择长焦距常角或窄角物镜，使由于地形起伏引起的投影差最小。如大比例尺测图中的正射影像制造。正射影像制造。2 2立体测图立体测图1 1平坦地域平坦地域 坡度坡度 20 20(1)55xqlBVHfx 选择较短的焦距宽角或特宽角选择较短的焦距宽角或特宽角 ，可以提高基高比垂直夸张，从而提高立体量测精度。，可以提

14、高基高比垂直夸张，从而提高立体量测精度。18 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。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。 立体测图时，立体测图时，平坦地域平坦地域: :选择短焦距物镜，可以提高基高比，提高立体量测精度。山区选择短焦距物镜，可以提高基高比，提高立体量测精度。山区: :选择长焦距物镜，减少摄选择长焦距物镜，减少摄影死角的影响、减少像片的数量、改善立体观测条件。影死角的影响、减少像片的数量、改善立体观测条件。2 2丘陵、山区丘陵、山区 选择长焦距选择长焦距 缘由：缘由：减少摄影死角的影响减少摄影死角的影响减少像片的数量减少像片的数量改善立

15、体观测条件改善立体观测条件结论：结论：19二、量测用数码航摄仪二、量测用数码航摄仪1 1面阵数码相机面阵数码相机1 1DMCDMC 分为框幅式面阵分为框幅式面阵CCDCCD和推扫式线阵和推扫式线阵CCDCCD两种。两种。 采用采用8 8个镜头同步曝光，个镜头同步曝光，4 4个全色波段航飞获得的数字影像有部分重叠，经过镜头的几何检校、个全色波段航飞获得的数字影像有部分重叠，经过镜头的几何检校、影像匹配、相机自检校和光束法空三技术等将影像匹配、相机自检校和光束法空三技术等将4 4个全色波段获得的个全色波段获得的4 4个中心投影影像拼接成个中心投影影像拼接成1 1幅具有虚幅具有虚拟投影中心、固定虚拟

16、焦距拟投影中心、固定虚拟焦距120120的虚拟中心投影的虚拟中心投影“合成影像，分辨率为合成影像，分辨率为768076802424，实现对地的，实现对地的大面积覆盖。大面积覆盖。 同样，同样，4 4个多光谱波段获得的数字影像与个多光谱波段获得的数字影像与4 4个全色波段获得的数字影像重叠，经过影像匹配和交个全色波段获得的数字影像重叠，经过影像匹配和交融技术，可将融技术，可将4 4个多光谱波段获得的数字影像与全色的个多光谱波段获得的数字影像与全色的“合成影像进展交融，进而获得高分辨率的合成影像进展交融，进而获得高分辨率的真彩色或彩红外影像分辨率为真彩色或彩红外影像分辨率为7680 7680 24

17、 24 有四个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰有四个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰202 2UCXUCX2 2线阵数码相机线阵数码相机3 3UCDUCD1 1SWDCSWDC 有四个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰有四个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰 有九个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰有九个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰 有四个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰有四个全色波段和四个多光谱波段近红外红绿兰21 ADS40采用单个镜头成像，可见光经过采用单个镜头成像，可见光经过ADS40的分光镜主件时被按照的分光镜主件时被按照RGB三种色光分出，落在焦三种色光分

18、出，落在焦平面上各自对应的不同区域，平面上各自对应的不同区域， RGB三种色光及近红外波段可以同时对地面一样的区域获取影像。三种色光及近红外波段可以同时对地面一样的区域获取影像。2 2Leica ADS40/80Leica ADS40/80 利用利用GPSGPS和和IMUIMU技术，三行线阵技术，三行线阵CCDCCD推扫式，多中心投影影像，每次摄影得到的一行影像对应其单推扫式，多中心投影影像，每次摄影得到的一行影像对应其单独的投影中心，拍摄得到的是一整条带状无缝隙的影像，同一条航线的影像不存在拼接的问题。独的投影中心，拍摄得到的是一整条带状无缝隙的影像，同一条航线的影像不存在拼接的问题。22前

19、视全色下视全色后视全色近红外红绿兰多光谱安顿于全色前视全色下视全色后视全色近红外红绿兰多光谱安顿于全色阵列之间阵列之间 全色多光谱全色多光谱利用三个航空摄影条带进展摄影丈量利用三个航空摄影条带进展摄影丈量23三、航摄影像的分辩率三、航摄影像的分辩率地面分辨率地面分辨率RgRg地面上所能分辨的最小地物宽度，也称之为几何分辨率。地面上所能分辨的最小地物宽度，也称之为几何分辨率。动态分辨率动态分辨率底片反映摄影系统的质量底片反映摄影系统的质量2d2ddmmddR22121()2gmRdR米静态分辨率静态分辨率物镜或胶片物镜或胶片物镜的分辨率物镜的分辨率R物镜分辨微小细部的才干。线对物镜分辨微小细部的

20、才干。线对/毫米毫米在整个像幅内在整个像幅内R不同，普通不同，普通R中心中心R边缘。边缘。航摄仪有效运用面积内镜头分辨率的要求为每毫米内不少于航摄仪有效运用面积内镜头分辨率的要求为每毫米内不少于25线对线对 只需地物大于只需地物大于2 2个像元时才干从图像上正确地分辨出来，即像片上能根据光谱特征判读出地物性个像元时才干从图像上正确地分辨出来，即像片上能根据光谱特征判读出地物性质的最小单元的地面宽度。质的最小单元的地面宽度。24空间分辨率传感器瞬时视场内察看到地面的宽度，或像素所代表的地面范围的大小空间分辨率传感器瞬时视场内察看到地面的宽度，或像素所代表的地面范围的大小Instantaneous

21、 Instantaneous Field Of View (IFOV)Field Of View (IFOV)，也可用地面采样间隔，也可用地面采样间隔GSD (Ground Sample Distance)GSD (Ground Sample Distance)表示。表示。一个光敏元件经过光学系统后，投影在地面上的长度。一个光敏元件经过光学系统后，投影在地面上的长度。fSHIFOV2 228gRIFOV. IFOV1mIF O V地面分辨率地面分辨率RgRg和空间分辨率和空间分辨率IFOVIFOV的区别：的区别：预估扫描成像为模拟图像后的最大成像比例尺：预估扫描成像为模拟图像后的最大成像比例尺

22、：假设假设=0.1mm=0.1mm4max10IFOV1m1251 1、数字影像的分辨率、数字影像的分辨率 对于数字航空影像或航天遥感影像而言，影像分辨率通常指空间分辨率对于数字航空影像或航天遥感影像而言，影像分辨率通常指空间分辨率(IFOV) (IFOV) 或地面采样间隔或地面采样间隔GSD GSD ，普通以一个像素所代表的地面的大小来表示米，普通以一个像素所代表的地面的大小来表示米/ /像素，并不代表能从照片上识别地面物体像素，并不代表能从照片上识别地面物体的最小尺寸。的最小尺寸。 对于数字航空影像，其成图比例尺与数码相机像素空间分辨率对应关系如下表所示：对于数字航空影像，其成图比例尺与数

23、码相机像素空间分辨率对应关系如下表所示：数字航空影像数字航空影像成图比例尺成图比例尺地面采样间隔（地面采样间隔（GSDGSD）/cm/cm1 1：500500优于优于0.10.11 1：1 0001 000优于优于0.10.11 1：2 0002 000优于优于0.20.21 1：5 0005 000优于优于0.50.51 1：1 1万万优于优于1.01.01 1：2.5 2.5 万万优于优于2.52.51 1：5 5万万优于优于5.05.026 对于航天遥感影像，常用卫星空间分辨率与影像成图比例尺对应关系如下表所示：对于航天遥感影像，常用卫星空间分辨率与影像成图比例尺对应关系如下表所示：卫星

24、影像名称卫星影像名称空间分辩力空间分辩力/ m/ m最大成图比例尺最大成图比例尺一般判读的成图比例尺一般判读的成图比例尺MSSMSS79791:501:50万万1:251:25万万TMTM多光谱多光谱3030，全色，全色15151:101:10万万1:51:5万万ASTERASTER多光谱多光谱3030，全色，全色15151:251:25万万1:251:25万万SPOTSPOT（1414）多光谱多光谱2020，全色，全色10101:51:5万万1:2.51:2.5万万SPOT-5SPOT-5多光谱多光谱1010，全色，全色2.52.51:2.51:2.5万万1:11:1万万IRS-P5IRS-

25、P5全色全色2.52.51:2.51:2.5万万1:11:1万万ALOSALOS多光谱多光谱1010，全色，全色2.52.51:2.51:2.5万万1:11:1万万IKONOSIKONOS多光谱多光谱4 4，全色，全色1 11:11:1万万1:51:5千千QuickBirdQuickBird多光谱多光谱2.442.44，全色，全色0.610.611:51:5千千1:21:2千千Geoeye-1Geoeye-1多光谱多光谱1.651.65，全色，全色0.410.411:51:5千千1:21:2千千WorldViewWorldView多光谱多光谱1.81.8，全色，全色0.50.51:51:5千千

26、1:21:2千千资源三号资源三号多光谱多光谱5 5，全色，全色2.52.51:2.51:2.5万万1:11:1万万272 2、胶片影像分辩率、胶片影像分辩率 像片上或底片上像片上或底片上1mm内分辨出线条的数目。它只与航摄仪、感光资料二者有关。单位：线对内分辨出线条的数目。它只与航摄仪、感光资料二者有关。单位：线对/毫米。毫米。“线对指的是一条白线和宽度相等的间隔黑色。反映了线条及其背景间的特定反差比线对指的是一条白线和宽度相等的间隔黑色。反映了线条及其背景间的特定反差比，相当于物镜的分辨率，相当于物镜的分辨率R。通常情况下，胶片式航空摄影不直接对影像空间分辨率提出要求，如需。通常情况下，胶片

27、式航空摄影不直接对影像空间分辨率提出要求，如需求，可以经过胶片摄影分辨率和摄影比例尺来推算。求，可以经过胶片摄影分辨率和摄影比例尺来推算。胶片（模拟）航空影像胶片（模拟）航空影像成图比例尺成图比例尺航摄比例尺航摄比例尺地面采样间隔（地面采样间隔（GSDGSD）/cm/cm1 1：5005001 1：2 0002 0001 1：3 5003 5004 47 71 1：1 0001 0001 1：3 5003 5001 1：7 0007 0007 714141 1：2 0002 0001 1：700070001 1：1.41.4万万141428281 1：5 0005 0001 1：1 1万万1

28、1：2 2万万202040401 1：1 1万万1 1：2 2万万1 1：4 4万万404080801 1：2.5 2.5 万万1 1：2.52.5万万1 1：6 6万万50501201201 1：5 5万万1 1：3.53.5万万1 1：8 8万万7070160160283 3、扫描影像的分辨率、扫描影像的分辨率 当采用胶片影像进展数字摄影丈量消费时，需求用影像扫描仪进展扫描数字化，扫描影像以扫当采用胶片影像进展数字摄影丈量消费时，需求用影像扫描仪进展扫描数字化，扫描影像以扫描分辨率表示微米描分辨率表示微米/ /像素像素 。扫描分辨率指影像扫描仪在实现图像的模数转换时，经过扫描元件。扫描分辨

29、率指影像扫描仪在实现图像的模数转换时，经过扫描元件将扫描对象表示成像素所采用的最小面元单位，即一个扫描像素在原始胶片上的实践尺寸。将扫描对象表示成像素所采用的最小面元单位，即一个扫描像素在原始胶片上的实践尺寸。 假设采用大比例尺航摄资料，底片胶片扫描分辨率最大不得超越假设采用大比例尺航摄资料，底片胶片扫描分辨率最大不得超越60m，R=20R=20m/Mm/M R R为航片扫描分辨率为航片扫描分辨率mm； m m为成图比例尺分母；为成图比例尺分母；M M为航摄比例尺分母。为航摄比例尺分母。 扫描影像的地面分辨率可以经过原始胶片影像的摄影分辨率、摄影比例尺及扫描分辨率测算，扫描影像的地面分辨率可以

30、经过原始胶片影像的摄影分辨率、摄影比例尺及扫描分辨率测算，应优于正射影像的地面分辨率。应优于正射影像的地面分辨率。294 4、多光谱扫描图像与多光谱摄影图像的区别、多光谱扫描图像与多光谱摄影图像的区别1 1多光谱摄影多光谱摄影Multi Spectral PhotographyMulti Spectral Photography 将几个焦距一样的摄影机组装在一同，各物镜的光轴彼此平行，在每个物镜前分别带上不同的将几个焦距一样的摄影机组装在一同，各物镜的光轴彼此平行，在每个物镜前分别带上不同的波谱滤光片，快门同步，同时对地面进展黑白摄影。波谱滤光片，快门同步，同时对地面进展黑白摄影。2 2多光谱

31、扫描多光谱扫描Multi Spectral ScanningMulti Spectral Scanning 地物的亮度反射到多光谱扫描仪，经过分光系统分成地物的亮度反射到多光谱扫描仪，经过分光系统分成n n个波段，然后分别被光敏元件接纳，再将个波段，然后分别被光敏元件接纳，再将模拟信号进展模模拟信号进展模/ /数转换，以二进制方式记录在磁带上。数转换，以二进制方式记录在磁带上。3 3数据记录的方式数据记录的方式摄影图像摄影图像以密度的方式记录在胶片上以密度的方式记录在胶片上摄影图像以对数记录摄影图像以对数记录扫描图像扫描图像以亮度的方式记录在磁带上以亮度的方式记录在磁带上扫描图像以真数记录扫描

32、图像以真数记录30四、航摄仪的检定四、航摄仪的检定检校内容检校内容检校要求检校要求像主点位置：像主点位置：x0, y0 x0, y0与主距与主距f f的测定；的测定；摄影物镜光学畸变差或畸变系数大小的测定；摄影物镜光学畸变差或畸变系数大小的测定；底片压平误差的测定；底片压平误差的测定；框标间距以及框标坐标系的垂直性的测定。框标间距以及框标坐标系的垂直性的测定。距前次检定时间超越距前次检定时间超越2年或快门曝光次数超越年或快门曝光次数超越20000次次经过大修或主要部件改换以后经过大修或主要部件改换以后运用或运输过程中产生猛烈震动运用或运输过程中产生猛烈震动检校方法检校方法实验室检校法实验室检校

33、法实验场检校法实验场检校法自检校法自检校法312.2 航空摄影航空摄影一、航空摄影过程一、航空摄影过程航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴坚持垂直地面。航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴坚持垂直地面。安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面物体进展摄影地面物体进展摄影飞行航线普通为东西方向飞行航线普通为东西方向要求航线相邻两张像片应有要求航线相邻两张像片应有60%左右的重叠度左右的重叠度相邻航线的像片应有相邻航线的像片应有30%左右的重叠度左右的重叠度3233激光扫描范围激光扫描范围图像像幅图像像幅机载数码成像系统343536373839竖直摄影：摄影瞬间

34、摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于30，夹角为像片倾角，夹角为像片倾角，也叫航摄倾角。也叫航摄倾角。1、航摄倾角、航摄倾角二、航空摄影的根本要求二、航空摄影的根本要求40航空摄影分类航空摄影分类按摄影倾角按摄影倾角竖直航空摄影：像片倾角竖直航空摄影：像片倾角 1/10000中比例尺航空摄影：中比例尺航空摄影：1/100001/50000小比例尺航空摄影：小比例尺航空摄影： 1/5000041123Lxlx三度重叠立体观测和像片模型衔接三度重叠立体观测和像片模型衔接必需的条件必需的条件 航线方向相邻两张像片的重叠

35、部分占像幅的航线方向相邻两张像片的重叠部分占像幅的百分比百分比个别点的航向重叠度个别点的航向重叠度高差高差应到达应到达56%65%，最小应有，最小应有50%2、像片重叠度：、像片重叠度：1航向重叠度：航向重叠度：42 在航向方向必需求三张相邻像片有公共重叠影像，这一公共重叠部分称之为三片三度重叠在航向方向必需求三张相邻像片有公共重叠影像，这一公共重叠部分称之为三片三度重叠部分摄影丈量选定控制点的要求。二度重叠中的部分摄影丈量选定控制点的要求。二度重叠中的1，3像片的重叠部分不能太小。由于像片最像片的重叠部分不能太小。由于像片最边缘部分的影像，明晰度很差，会影响量测的精度。所以，普通情况下要求航

36、向重叠度最小不能边缘部分的影像，明晰度很差，会影响量测的精度。所以，普通情况下要求航向重叠度最小不能小于小于53，旁向重叠度不能小于，旁向重叠度不能小于15。最好航向坚持在。最好航向坚持在6065，旁向重叠度坚持，旁向重叠度坚持1530。43摄影基线摄影基线B ：航向相邻两个摄影站间的间隔：航向相邻两个摄影站间的间隔(1% )xBmPl44像片航向重叠度像片航向重叠度%100%100%100%lblLBLLXPXXXxlPmBx%)1(l 像幅边长像幅边长b 像片基线长度像片基线长度B 摄影基线长度摄影基线长度45-1-1Lyly相邻航线像片的重叠部分占像幅的百分比相邻航线像片的重叠部分占像幅

37、的百分比个别点的旁向重叠度个别点的旁向重叠度高差高差应到达应到达30%35%旁向航带间距为旁向航带间距为(1%)yyDmPl 2 2旁向重叠度：旁向重叠度：463)3)摄影基线摄影基线BxBx及航线间距及航线间距ByByBxBx相邻两个摄站的间隔摄影基线相邻两个摄站的间隔摄影基线ByBy相邻两条航线之间的间隔相邻两条航线之间的间隔( (航线间距航线间距) )(1)xxxBLq(1)yyyBLq1.5STS有效4)4)一个立体像对的有效面积一个立体像对的有效面积S S有效有效5)5)摄区摄区S S的像片数的像片数T T6)6)假设知一条航线上相邻两张像片的重叠度为：假设知一条航线上相邻两张像片的

38、重叠度为：q 1.2 , q 1.2 , 那么：那么：) 2i)(q1 (qq1212i1S有效有效= Bx By47aASEPfHHfLlm1 视摄影像片程度、地面取平均高程时，像片上的线段视摄影像片程度、地面取平均高程时，像片上的线段l与地面上相应的程度距与地面上相应的程度距L之比称为摄影比例尺之比称为摄影比例尺f f为摄影机主距，为摄影机主距，H H为航高为航高3 3、摄影比例尺的选择原那么、摄影比例尺的选择原那么482 2主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺，概略地代表该张航片的比例尺。主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺，概略地代表该张航片的比例尺。1 1平均比例尺：以各点的平均

39、高程为起始面计算出来的比例尺平均比例尺：以各点的平均高程为起始面计算出来的比例尺49地面起伏，使得一张像片不同像点的比例尺变化地面起伏，使得一张像片不同像点的比例尺变化501 1从判读的角度从判读的角度通常：通常：K=1/2R1/4RK=1/2R1/4R，R R为航摄资料的质量，为航摄资料的质量， K K为图像比。为图像比。2 2从测图的角度分析从测图的角度分析图像比图像比K K与测绘一幅地形图所需求的立体模型数与测绘一幅地形图所需求的立体模型数N N有关有关NS有有效效一一幅幅图图的的面面积积2221(1)(1)xyxyxyLLMqqllmk21Nk航摄资料的质量航摄资料的质量R R能否满足

40、图像比能否满足图像比K K的要求的要求3 3选择原那么选择原那么一个立体像对的有效面积一个立体像对的有效面积S S有效有效=Bx=BxBy=(1-qx)(1-qy)lx.lyBy=(1-qx)(1-qy)lx.lym2m2摄区摄区S S的像片数的像片数T T1.5STS有效51知：知： qx=60% qy=20% lx=ly=55 mm qx=60% qy=20% lx=ly=55 mmf=50mm W=80km/h 1/m=1/10000f=50mm W=80km/h 1/m=1/10000那么：那么：Bx=(1-qx)lxBx=(1-qx)lxm=(1-60%)55m=(1-60%)551

41、0000=220m10000=220m假设每条航线共有像片假设每条航线共有像片2424张张一条基线所需时间一条基线所需时间 =Bx/w=220 =Bx/w=2203600/(803600/(801000)=9.9(s)1000)=9.9(s)52一条航线约为一条航线约为4 4分钟思索转弯，定为分钟思索转弯，定为1010分钟分钟那么：一小时可摄影那么：一小时可摄影6 6条航线，条航线，S=(6-1)(24-3)(1-60%)(1-20%)0.552S=(6-1)(24-3)(1-60%)(1-20%)0.552100002=10.2km2100002=10.2km2即：一小时就能完成摄影面积即：

42、一小时就能完成摄影面积1010平方公里。平方公里。一个立体像对的有效面积一个立体像对的有效面积S S有效有效=Bx=BxBy=(1-qx)(1-qy)lx.lyBy=(1-qx)(1-qy)lx.lym2m26 6条航线的有效面积为：条航线的有效面积为：53mb：为航摄比例尺分母：为航摄比例尺分母 mk：为成图比例尺分母：为成图比例尺分母kbmcm测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺测绘中比例尺地形图时，航摄比例尺略大或接近测图比例尺测绘大比例尺地形图时，航摄比例尺小于测图比例尺比例尺类别比例尺类别航摄比例尺航摄比例尺成图比例尺成图比例尺大比例尺大比例尺1:2000 1:30001:

43、2000 1:30001 1： 500 500 1:4000 1:60001:4000 1:60001 1：1 0001 0001:8000 1:1200 1:8000 1:1200 1 1：2 0002 0001:5 0001:5 000中比例尺中比例尺1:15 000 1:20 000(1:15 000 1:20 000(像幅像幅 2323* *23) 23) 1:10 000 1:25 0001:10 000 1:25 0001:25 000 1:35 000(1:25 000 1:35 000(像幅像幅 23232323）1:10 0001:10 000小比例尺小比例尺1:20 000

44、 1:30 0001:20 000 1:30 0001:25 0001:25 0001:35 000 1:55 0001:35 000 1:55 0001:50 0001:50 00054Ll4、航线弯曲：、航线弯曲：航线弯曲度：航线弯曲度： 把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲 航线最大弯曲矢量与航带两端像主点连线航线最大弯曲矢量与航带两端像主点连线L之比的百分数。要求航线弯曲度不得大于之比的百分数。要求航线弯

45、曲度不得大于3%。55 一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求旋片角不得大于一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求旋片角不得大于6，个别最大不能，个别最大不能超越超越8 。像片旋角过大会减少立体像对的有效范围像片旋角过大会减少立体像对的有效范围5、像片旋角：、像片旋角：566) 6) 在一个摄区内出现最大旋偏角的像片不得超越摄区像片总数的在一个摄区内出现最大旋偏角的像片不得超越摄区像片总数的4%4%。规范规定规范规定20052005年年1010月：月：1 11/m 1/m 1:70001:7000，相对航高，相对航高1200m1200m时，时，6060，最大不超越，

46、最大不超越80802 21:35001:35001/m 1:70001/m 1:7000，8080，最大不超越，最大不超越1001003) 1/m 1:35003) 1/m 1:3500，100100，最大不超越，最大不超越1201204) 4) 当采用数字测图法时可在上述各项规定的根底上，相应放宽当采用数字测图法时可在上述各项规定的根底上，相应放宽2020执行。执行。5) 5) 在一条航线上，到达或接近最大旋偏角的像片数不得超越三片，且不得延续。在一条航线上，到达或接近最大旋偏角的像片数不得超越三片，且不得延续。57HHmmHHmmHfm%5%51即要求（理想情况） 同一条航线上相邻像片的航

47、高差不应大于同一条航线上相邻像片的航高差不应大于20m20m；同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于；同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于0m0m；摄影分区内实践航高与设计航高之差不得大于；摄影分区内实践航高与设计航高之差不得大于50m50m；当相对航高大于；当相对航高大于10001000米时，其实践航高与设米时，其实践航高与设计航高之差不得大于设计航高的计航高之差不得大于设计航高的5 5 。6、航高坚持、航高坚持(大比例尺航空摄影：大比例尺航空摄影：丈量规范航高规定：丈量规范航高规定：58三、航空摄影任务的实施三、航空摄影任务的实施5960 设计用图应选择可靠、出版时间较近的地形图作为

48、航摄设计用图；其比例尺普通应根据测图比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；其比例尺普通应根据测图比例尺来选择，在兼顾设计精度和设计任务量的同时，保证设计用图比例尺和航摄比例尺的倍率在例尺来选择，在兼顾设计精度和设计任务量的同时，保证设计用图比例尺和航摄比例尺的倍率在2 2一一5 5倍之间。倍之间。 成图比例尺成图比例尺设计用图比例尺设计用图比例尺1:10001:10001:11:1万万1:11:1万万1:2.51:2.5万万1:51:5万万1:101:10万万1:101:10万万1:251:25万万2 2根据成图比例尺选择设计用图比例尺根据成图比例尺选择设计用图比例尺选择

49、原那么：选择原那么：1 1摄区新近出版的根本比例尺地形图摄区新近出版的根本比例尺地形图1 1确定航摄设计用图确定航摄设计用图1 1、航摄预备、航摄预备612 2确定航摄分区确定航摄分区1 1原那么原那么a a 分区界限应与图廓线相一致；分区内的地物景物反差分区界限应与图廓线相一致；分区内的地物景物反差/ /地貌类型应尽量一致。地貌类型应尽量一致。b b 分区内的地形高差普通不大于四分之一航高；当航摄比例尺大于或等于分区内的地形高差普通不大于四分之一航高；当航摄比例尺大于或等于1 1：70007000时时, ,普通不应大于普通不应大于六分之一航高六分之一航高c c 假设情况允许，航摄分区的跨度应

50、尽量划大，应思索用户提出的加密方法和布点方案的要求；假设情况允许，航摄分区的跨度应尽量划大，应思索用户提出的加密方法和布点方案的要求；62e e 划分航摄分区时，应思索航摄飞机侧前方平安间隔与平安高度。划分航摄分区时，应思索航摄飞机侧前方平安间隔与平安高度。f f 当采用当采用GPSGPS辅助空三航摄时，划分分区除应遵守上述规定外，还应确保分区界限与加密分区界限相辅助空三航摄时，划分分区除应遵守上述规定外，还应确保分区界限与加密分区界限相一致或一个摄影分区内可涵盖多个完好的加密分区。一致或一个摄影分区内可涵盖多个完好的加密分区。d d 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

51、划分航摄分区。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。63a a 划分摄影分区划分摄影分区1/m1/m1:80001:8000时时 h h最高最高-h-h最低最低HH摄摄/4/41/m1:80001/m1:8000时时 h h最高最高-h-h最低最低HH摄摄/6/62 2实施过程实施过程64b b 绘制分区截面图绘制分区截面图65c c 计算对某一摄影分区而言计算对某一摄影分区而言H H相相= f m= f mh h平平= (h= (h最高最高+h+h最低最低) /2) /2h = hh = h平平-h-h最高最高H H绝绝=H=H相相+h+h平平 H H低低=

52、H=H绝绝-h-h最大最大Hh)q1(qqHh)q1(qqyyyxxx)q1 (ml)q1 (LBxxxxx摄影基线摄影基线航线间距航线间距)q1 (ml)q1 (LByyyyy66每一条航线的相片数每一条航线的相片数 1int(1) 1xNB摄影分区的长度2int() 1yNB分区的宽度21NNN分区航线数分区航线数摄影分区总相片数摄影分区总相片数允许最长曝光时间允许最长曝光时间fwHtmax低67 航空摄影选用航空摄影选用RC-30航摄仪，焦距选用航摄仪，焦距选用152.4mm，像幅为，像幅为23cm*23cm。 摄区东西向摄区东西向132km，南北向，南北向112km，为一矩形区域，总面

53、积为，为一矩形区域，总面积为14784km2。 测区包含平面和丘陵两种地形，海拔高度平地最低点为测区包含平面和丘陵两种地形，海拔高度平地最低点为23m，最高海拔为，最高海拔为247m。测区内低点平。测区内低点平均高程为均高程为32m，高点平均高程为，高点平均高程为198m。 例如：例如： 航向重叠要求为航向重叠要求为65%65%，最小不得小于，最小不得小于60%60%；旁向重叠要求为；旁向重叠要求为35%35%，最小不得小于，最小不得小于25%25%。3 3航线敷设按常规的东西向敷设；航向覆盖超出测区边境限不少于航线敷设按常规的东西向敷设；航向覆盖超出测区边境限不少于2 2条基线，旁向覆盖超出

54、测区条基线，旁向覆盖超出测区边境限不少于像幅的边境限不少于像幅的50%50%。4 4采用采用GPSGPS导航，按设计坐标曝光；不敷设构架航线导航，按设计坐标曝光；不敷设构架航线68高差高差693 3航线和航线敷设航线和航线敷设a) a) 航线飞行方向：东西向直线飞行，特定条件下可根据需求调整航线飞行方向：东西向直线飞行，特定条件下可根据需求调整b) 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境限上或边境限外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境限上或边境限外 ；c)c)航线按图幅中心线或按相邻两排成图图幅的公共图廓线敷设时，应确保最高点对摄区边境图廓保航

55、线按图幅中心线或按相邻两排成图图幅的公共图廓线敷设时，应确保最高点对摄区边境图廓保证的影响和与相邻航线重叠度证的影响和与相邻航线重叠度70d) d) 尽能够防止像主点落水；尽能够防止像主点落水；e) e) 采用采用GPSGPS领航和辅助空三航摄时，应计算出每条航线首末摄站的经纬度。领航和辅助空三航摄时，应计算出每条航线首末摄站的经纬度。f) GPSf) GPS辅助空三航摄时，加密分区航线两端按合同要求布设构架航线。辅助空三航摄时，加密分区航线两端按合同要求布设构架航线。712 2、航摄实施、航摄实施原那么：利于缩短成图周期、降低本钱、提高测绘综合效率原那么：利于缩短成图周期、降低本钱、提高测绘

56、综合效率比例尺选择比例尺选择成图比例尺成图比例尺航摄比例尺航摄比例尺1 1：5005001 1：2 0002 0001 1：3 5003 5001 1：1 0001 0001 1：3 5003 5001 1：7 0007 0001 1：2 0002 0001 1：700070001 1：1.41.4万万1 1：5 0005 0001 1：1 1万万1 1：2 2万万1 1：1 1万万1 1：2 2万万1 1：4 4万万1 1：2.5 2.5 万万1 1：2.52.5万万1 1：6 6万万1 1：5 5万万1 1：3.53.5万万1 1：8 8万万1 1：1010万万1 1：6 6万万1 1：1

57、010万万1 1航摄比例尺的选择航摄比例尺的选择前提：确保测图精度前提：确保测图精度725 5彩红外、真彩色摄影，在北方普通避开冬季彩红外、真彩色摄影，在北方普通避开冬季2 2航摄时间确实定航摄时间确实定选择最正确航摄时间需求思索的要素选择最正确航摄时间需求思索的要素: :1 1摄区晴天日数多摄区晴天日数多2 2大气透明度好大气透明度好3 3光照充足光照充足4 4地表植被及覆盖物对摄影和成图的影响最小地表植被及覆盖物对摄影和成图的影响最小731 1既保证充足的光照度又防止过大的阴影。对高差特大的峻峭山区和高层建筑物密集的大城市，应既保证充足的光照度又防止过大的阴影。对高差特大的峻峭山区和高层建

58、筑物密集的大城市，应进展专门的设计。进展专门的设计。地形类别地形类别太阳高度角太阳高度角/ /（）阴影倍数阴影倍数/ /倍倍平地平地20203 3丘陵地、小城镇丘陵地、小城镇30302 2山地、中等城市多山地、中等城市多454511高差特大的陡峭山区和高层建筑物密集高差特大的陡峭山区和高层建筑物密集的大城市的大城市限正午前后各限正午前后各1h1h摄影摄影1 1选择最正确航摄时间选定原那么选择最正确航摄时间选定原那么: :743 3彩红外与真彩色摄影应在色温彩红外与真彩色摄影应在色温4500K4500K6800K6800K范围内进展；雨后绿色植被外表水滴未干时不应进展范围内进展；雨后绿色植被外表

59、水滴未干时不应进展彩红外摄影。彩红外摄影。2 2沙漠戈壁滩等地面反光剧烈的地域，普通在正午前后各沙漠戈壁滩等地面反光剧烈的地域，普通在正午前后各2h2h内不应摄影。内不应摄影。75项项 目目要要 求求像幅像幅230mm230mm230mm230mm焦距焦距85mm85mm310mm310mm有效使用面积内镜头分辨率有效使用面积内镜头分辨率每毫米内不少于每毫米内不少于2525线对线对径向畸变差径向畸变差焦距焦距90mm90mm时，时，0.015mm0.015mm， 焦距焦距90mm90mm时，时，0.002mm0.002mm曝光时间曝光时间1/100 s 1/100 s 1/1000 s1/10

60、00 s色差校正范围（波长）色差校正范围（波长）400nm400nm900nm900nm3 3航摄仪的选择航摄仪的选择 根据测图精度要求、测图的仪器设备、测图比例尺、测图方法以及现有航摄设备等综合思索确根据测图精度要求、测图的仪器设备、测图比例尺、测图方法以及现有航摄设备等综合思索确定光学航摄仪或数码航摄仪定光学航摄仪或数码航摄仪763 3、航摄质量检查、航摄质量检查航摄破绽；破绽补摄应按原设计航迹进展，补摄航线的两端应超出破绽之外不少于一条基线。航摄破绽；破绽补摄应按原设计航迹进展，补摄航线的两端应超出破绽之外不少于一条基线。1 1飞行质量要求与检查飞行质量要求与检查像片重叠度要求；像片重叠