航空遥感课件

1第五章航空遥感

定义：航空遥感是以中低空遥感平台为基础进行摄影（或扫描）成像的遥感方式。

优点：空间分辨率高、灵活性大、适合于微观研究。

不足：费用昂贵。5.1航空遥感系统一、航空遥感平台

（一）气球；（二）飞机；二、航空摄影方式摄影前准备工作；空中摄影的实施2（一）按摄影机主光轴与铅垂线的关系分主光轴：通过物镜中心并与主平面（或焦平面)垂直的直线称为主光轴。像主点：主光轴与感光片的交点称为像主点。

航摄倾角与像点倾角：主光轴与铅垂线的夹角a。

1.垂直航空摄影:a≦3º

2.倾斜航空摄影：a>3º（二）按摄影所用的波段分

1.普通黑白摄影；2.天然彩色摄影；3.黑白红外摄影；

4.彩色红外摄影；5.多光谱摄影；6.机载侧视雷达；3（三）按摄影实施方式分

1.单片摄影为特定目标或小块地区进行的摄影，一般获得一张、一对或数张不连续的像片。

2.单航线摄影

沿一条航线对地面上狭长地带或线状地物（如铁路、公路、河流、管道等）进行的连续摄影。

航向重叠：60%，不得小于53%。

3.多航线摄影（面积摄影）

沿数条互相平行的直线航线对一个广大区域进行的连续的、布满区的摄影。

航向重叠：60%，旁向重叠:15%-30%;5（四）按航摄比例尺分1.大比例尺航空摄影：1：1万；2.中比例尺航空摄影：1：1万—1：3万；3.小比例尺航空摄影：1:3万—1：1：10万；4.超小比例尺航空摄影：像片比例尺1：10万–1：25万；三、航空遥感特点

1.航空遥感空间分辨率高、信息量大。

2.航空遥感灵活，适用于一些专题遥感研究。

3.航空遥感作为实验性技术系统，是各种星载遥感仪器的先行检验者。

4.信息获取方便。6四、航片上的标志像幅规格：1818cm2,2323cm275.2航空像片的几何特征与物理特性一、航空像片的投影原理（一）中心投影定义：凡空间任意点A（物点）与一固定点S（投影中心）连成的直线或延长线（即中心光线）被一个平面（像平面）所截，则此直线与平面的交点a（像点）称为A点的中心投影。9二、航空像片的比例尺

(一）定义：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为像片比例尺，用1/M表示，并有下式：式中：f为焦距，H为飞行器相对航高。10

1.与焦距和航高的关系：航空像片的比例尺与物镜焦距成正比，与相对航空成反比。若焦距固定不变，相对航高越高，比例尺就越小。

2.受地形因素的影响

（1）平坦地区：摄像时像片处于水平位置，则像片的比例尺可以近似看成处处一致。如：f=70mm,H=3500mm,则像片比例尺为1：50000

一般在航空摄影时，焦距是固定的，比例尺主要随着航高而变化。（二）影响航空像片比例尺的因素11（2）地形复杂地区

由于地形起伏使得每一地物点的航高不同，实际比例尺与不一样。如：在用RC-5拍摄的像片,已知航高2600m，焦距210mm,红松K36号样地的海拔高为500m，红松K40号样地海拔高为290m，则K36的比例尺分母为：13

3.等角点：主光轴SO与主垂线NSn夹角a（即像片倾角）的二等分线与像平面及地面的交点，都称等角点。用c和C表示。

4.主纵线：包括主光轴与铅垂线的平面（W）与像平面的交线（vv’)为主纵线；地面上为VV’。14

5.主横线：在像片上凡与主纵线垂直的线，称为像水平线hh’，通过像主点的像水平线为主横线hoh’o.

6.等比线：像平面上通过等角点c的像水平线，称为等比线hch’c.

7.真水平线：通过镜头中心S所作的水平面与像片面的交线hih’i.15

8.主合点：主纵线与真水平线的交点I.

9.透视轴：延长像片面与地平面相交的直线的透视轴TT’.17四、航空像片的物理特性（一）基本概念

1.色调：地物电磁辐射能量在像片上的模拟记录，在黑白像片上表现为灰度，在彩色像上表现为色彩。

2.色彩：彩色像上某一部分的颜色称为此部分的色彩。

3.灰阶：灰度分成若干个等级，每一等级称为一级灰阶。一般用2n(n是正整数）表示灰阶序号0,1,2,3,…2n-1。

4.亮度系数：在相同照度下，某物体表面亮度与绝对白色的理想物体表面亮度之比。表示地物发射（或反射）光的能力。其中：L----为某物体表面亮度；L0----为绝对白色物体表面亮度。18（二）影响航空像片色调的因素

1.地物表面亮度：其取决于摄影时照度和地物自身的亮度系数。

（1）照度：太阳辐射到地表的强度，即像片上的灰度色调。（2）地物亮度系数：当照度一定时，地物亮度系数决定着地物在黑白航空像片上的相应影像的色调。亮度系数越大，色调越浅。

2.感光材料：感光度

3摄影技术：曝光量的选择、感光片的冲洗及印像、放大技术等。19一、视差产生原因与纠正

像点位移：根据中心投影的原理，无论是带有起伏的地形，还是高出地面的任何物体，反映到航空像上的像点与其平面位置相比，一般都会产生位置的移动，这种像点位置的移动，叫做像点位移。主要由像片倾斜、地面点相对于基准面的高差和物理因素等产生的。5.3像片视差和立体观测2023/4/221将倾斜像片绕等比线hch’c旋转到与水平像片重合形成叠合图形。

Ca和Ca0共线，但长度不等。22（二）地形起伏引起的像点位移投影差：由于地面起伏变化，投影在像片上的像点产生的直线移位。其与地形起伏和像片倾斜都有关系。23根据相似三角形原理，可得投影差的公式：其中：r为像点a到像主点的距离；H为摄影航高；h为地面离差；252.投影差的改正（1）像片上改正：投影差在像片上的改正是指从含有投影差的像点a向a0改正。改正方向：h>0，像点a朝向像主点方向改正；h<0,像点a背离像主点方向改正。（2）图版上改正：投影差在图版上的改正是指从没有投影差的图上点A0向A’改正。改正方向为h>0，图上点A0背朝底点方向改正,h>0;反之…263.根据像点位移值测量目标的高度根据公式：可得：

例如：一张航空像片，已知摄影高度为400m，在航空像片上量出目标顶点至像点的距离为2.8cm，目标的像点位移值为0.15cm，则目标高度为:

h=400*0.15/2.8=21.43(m)29生理视差的形成：人们是从眼基线的两个端点来观察物体（右眼从右边观察物体，左眼从左边观察物体），因此两眼的观察角度就不同，在两眼网膜上所产生的物体影像就有差别，即形成了生理视差。30生理视差是产生立体视觉和判断景物远近的原因。立体观察是根据立体视觉原理进行的。实施立体观察，必须是在连续拍摄的两张空中照片的重叠部分上进行的。31

人造立体视觉：空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的像片产生生理视差，重建空间景物的立体视觉，所看的空间景物称为立体影像，产生的立体视觉称为人造立体视觉。人造立体视觉必须符合自然界立体观察的四个条件：（1）两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对；（2）两只眼睛必须只能分别观察像对的一张像片；（3）两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行；（4）两像片的比例尺相近（差别

15%）32（二）航空像片的立体观察立体观察方法：

1.人眼观察法

2.仪器法：透镜式立体镜、反光式立体镜、扫描式立体观测仪和主体显微镜等。

332023/4/234353.光电设备观察

目前图像判读的先进设备，它具有分辨率高、适用性强、目标测量定位快等特点。其功能包括放大观察、立体观察、图像处理、图像信息整编和图像存储等，配有大容量计算机和多种外围设备。立体观察效果：1.正立体效果：立体观察时所得到的立体效应与实地情况相同。2.反立体效果：立体观察时所得到的立体效应与实地情况相反。3.零立体效果：观察时所看到的物体影像没有高低的差别。4.双影：观察时航空像片上相同物体影像不能完全重合。3637三、航空像片的立体测量测量起伏地形的高差，根据像点左右视差来确定。左右视差：高低不同的地面点，在两张重叠的航空像片所呈现的相应点横坐标之差。横坐标以像主点为原点，右边为正，左边为负。38A，C两点的左右视差为：39B为像片基线；P为视差较；