航空摄影测量的基础知识
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航空摄影测量基础知识航空摄影测量基础知识航空摄影测量指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片,结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业。
下面为大家准备了一些航空摄影测量基础知识,希望能帮到你!一、航空摄影定义:空中摄影是利用飞机或其它飞行器(如气球、人造卫星和宇宙飞船等),在其上装载专门的摄影机对地面进行摄影而获得像片,其中用飞机进行空中摄影的叫航空摄影。
航空摄影具有以下优点:(1)可以居高临下地观察;(2)航片能把观察到的各种地面特征在同一时间里客观地记录下来;(3)记录动态现象;(4)航片是现状的永久性记录,且有充裕时间来仔细研究,可将外业现场搬至室内探讨;(5)提高空间分辨率。
1、摄影方式按摄影机镜头主光轴的方位不同,摄影方式分为垂直摄影和倾斜摄影两种。
镜头主光轴处于铅垂位置的摄影称为垂直摄影,实际上,很难控制摄影机主光轴的铅垂,常含有微小的倾斜角,只要倾角小于2度都称之为垂直摄影。
镜头主光轴偏离铅垂直位置的倾斜角大于2度时就称之为倾斜摄影。
2、对航空像片的要求(1)影像呈像清晰、色调一致、反差适中。
(2)一条航线上相邻两张像片应有一定的重叠影像,一般要求55%-65%的重叠度。
相邻航线之间的影像重叠,称为旁向重叠,要求有30%左右的重叠度。
(3)航摄像片倾斜角应越小越好,一般不应大于2度,个别最大倾斜角不应超过3度。
(4)航线弯曲最大偏离值与航线全长之比不大于3%。
3、像片比例尺像片上某两点间的距离与地面上相应两点的`水平距离之比,叫像片比例尺。
通常用表示:——摄影镜头的焦距; *——镜头中心相对于地面的高度,称为相对航高。
由于各种因素的综合影响,蛇形时飞机不可能始终保持同样的高度,地面也总有起伏,航高并不一致,因而像片上各部分的比例尺亦是不一致的。
二、地面起伏引起的像点位移高于地面的烟囱、水塔、电杆等竖直物体,在地形图上的位置为一点,但在航片上的影像则往往不是一点,而是一条小线段。
测绘航空摄影考点解析测绘航空摄影考点解析一、胶片航摄仪1.航摄仪的结构单镜头分幅摄影机是目前应用较多的航空摄影机,它装有低畸变透镜。
透镜中心与胶片面有固定而精确的距离,称为摄影机主距。
胶片幅面的大小通常是边长为230 mm的正方形:胶片暗盒能存放长达152M的胶片。
摄影机的快门每启动一次可拍摄一幅影像,故又称为框幅式摄影机。
单镜头框幅式胶片航空摄影机主要由镜筒、机身和暗盒三部分组成。
框幅式胶片航空摄影机分类:位于承片框四边中央的为齿状的机械框标;位于承片框四角的为光学框标。
新型的航空摄影机均兼有光学框标和机械框标。
框幅式航空摄影属于(中心)投影成像。
2.航摄仪的分类航空摄影机通常根据其主距或像场角的大小进行分类(1)根据摄影机主距F值的不同,航空航摄机可分为长焦距、中焦距和短焦距3种;(2)根据像场角的大小,航空摄影机可分为常角、宽角和特宽角3种。
表9-1-1航空摄影机的分类像场角(2?)/(。
)主距(f)/mm常角≤75长焦距≥255宽角75~100中焦距102~255特宽角≥100短焦距≤102航空摄影对于航摄机主距的选择,顾及到像片上投影差的大小以及摄影基高比对高程测定精度的影响,一般情况下,对于大比例尺单像测图(如正射影像制作),应选用常角或窄角航摄机;对于立体测图,则应选用宽角或特宽角航摄机。
3、感光材料及其特性摄影过程中已曝光的感光片必须经过摄影处理(冲洗),才能将已曝光的感光片转变成一张负像底片。
航摄胶片的冲洗主要包括显影、定影、水洗、干燥等过程。
4、航摄仪的辅助设备1).为了尽可能消除空中蒙雾亮度的影响,提高航空景物的反差,需要加入航摄滤光片辅助设备2).为了补偿像移的影响,在测图航摄仪中需增加影像位移补偿装置。
3).为了测定景物的亮度,并根据安置的航摄胶片感光度,自动调整光圈或曝光时间。
需要加入航摄仪自动曝光系统4).常用的两种胶片航摄仪我国现行使用的框幅式胶片航空摄影仪主要有RC型航摄仪和RMK型航摄仪两种RC-10和RC-20的光学系统基本上是相同的,后者具有像移补偿装置新一代的RC-30航空摄影系统组成:RC-30航摄仪、陀螺稳定平台和飞行管理系统组戌,功能:像移补偿装置、自动曝光控制设备,GPS辅助导航的航空摄影。
航空摄影测量一.前言及单张相片的航测解析1.摄影测量学:利用各种非接触型的传感器,获取模拟的或数字的影象,然后解析和数字化提取所需要的信息,在空间信息系统里数字的加以存储,管理,分析和表达,再通过可视化和符号化形成产品2.摄影比例尺:航摄相片上的一段线的长度l,与实际地面上的相应线段长度L的比,1/m=l/L ,此时视相片为水平,地面取平均高程。
也等于摄象机主距f和平均地面高H的比,即1/m=f/H 3.空中摄影测量采用竖直摄影方式,即摄影瞬间摄象机的铅垂线垂直于地面,偏离垂线夹角应小于3度,夹角称相片斜角4.航向重叠:同航向要求重叠度60%。
旁向重叠:相邻航带间重叠度要求24%。
5.航摄影象是地物上的各点通过航摄机的物镜投射到相片上的一点,称为中心投影。
6.摄影测量的几何处理任务是通过相片上像点的位置确定相应地面点的空间位置,这就需要坐标转换来确定地面点.描述像点位置的坐标系为相方坐标系,描述地面点位置的坐标系为物方坐标系。
7.用摄影测量的方法研究地物的几何和物理信息时,必须建立该物体与相片之间的数学关系,首先需要确定的是摄影瞬间摄影中心与相片在地面坐标系中的位置和姿态。
内方位元素:表示摄影中心与相片之间相关位置的参数外方位元素:表示摄影中心和相片在地面坐标系中的位置和姿态的参数。
8.像点偏移:地面点在相片上的投影因相片倾斜或地面不平而移位或多边形形变.二.双像解析摄影测量1.人造立体视觉需要满足的条件:两张相片必须是两个位置对同一景物摄取的相对。
每只眼睛只能观察一张相片。
两相片上的同名景物连线必须与眼基线大致平行。
两相片的比例尺相近(差别<15%),否则需要用zoom模块进行调节。
2.用解析的方法处理立体相对(定向—恢复地面目标的空间坐标),常用方法:①利用相片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空间坐标(绝对坐标)②利用相对的内在几何关系,进行相对定向,建立与地面相似的立体模型,计算出模型点的空间坐标,再通过绝对定向,将模型进行平移,旋转,缩放,以纳入到规定的地面坐标系中,解析出地面目标的绝对空间坐标。
航空摄影测量的基础知识
一、航空摄影
定义:空中摄影是利用飞机或其它飞行器(如气球、人造卫星和宇宙飞船等),在其上装载专门的摄影机对地面进行摄影而获得像片,其中用飞机进行空中摄影的叫航空摄影。
航空摄影具有以下优点:
(1)可以居高临下地观察;
(2)航片能把观察到的各种地面特征在同一时间里客观地记录下来;
(3)记录动态现象;
(4)航片是现状的永久性记录,且有充裕时间来仔细研究,可将外业现场搬至室内探讨;
(5)提高空间分辨率。
1、摄影方式
按摄影机镜头主光轴的方位不同,摄影方式分为垂直摄影和倾斜摄影两种。
镜头主光轴处于铅垂位置的摄影称为垂直摄影,实际上,很难控制摄影机主光轴的铅垂,常含有微小的倾斜角,只要倾角小于2度都称之为垂直摄影。
镜头主光轴偏离铅垂直位置的倾斜角大于2度时就称
之为倾斜摄影。
2、对航空像片的要求
(1)影像呈像清晰、色调一致、反差适中。
(2)一条航线上相邻两张像片应有一定的重叠影像,一般要求55%-65%的重叠度。
相邻航线之间的影像重叠,称为旁向重叠,要求有30%左右的重叠度。
(3)航摄像片倾斜角应越小越好,一般不应大于2度,个别最大倾斜角不应超过3度。
(4)航线弯曲最大偏离值与航线全长之比不大于3%。
3、像片比例尺
像片上某两点间的距离与地面上相应两点的水平距离之比,叫像片比例尺。
通常用表示:
——摄影镜头的焦距;——镜头中心相对于地面的高度,称为相对航高。
由于各种因素的综合影响,蛇形时飞机不可能始终保持同样的高度,地面也总有起伏,航高并不一致,因而像片上各部分的比例尺亦是不一致的。
二、航空摄影的投影方式
1、中心投影:空间任意一点M 与一固定点S的连线(或其延长线)被一给定的平面P所截时,则此直线与平面的交点m,就叫做M点的中心投影。
M 点称物点,S点称投影中心,m点为点M的像。
MS为投影光线,P为投影面。
按中心投影定义知:物点M、像点m和投影中心S这三点是共线的。
位置关系如图:
m点位于M点和S点之间 M点位于m点和S点之间 S 点位于M点和m点之间。
前两种情况得到的影像叫阳位像,第三种情况叫阴位像。
摄影时物镜中心就是投影中心;摄影底片就是投影面,摄影影像就是被摄地面的中心投影。
2、中心投影成像规律
三、航空像片上的特征点和线
P为倾斜像面,S为镜头中心,P0为过S的水平面,P0与P所夹的二面角α是像片
倾斜角。
像主点(o):航空摄影机主光轴SO与像面的交点,称为像主点。
像底点(n):通过镜头中心S的地面铅垂线(主垂线)与像面的交点,称为像底点。
等角点(c):主光轴与主垂线的夹角是像片倾斜角α,像片倾角的平分线与像面的交点称为等角点。
当地面平坦时,只有以等角点为顶点的方向角,才是地面与像片上对应相等的角度。
主纵线与主横线:包括主垂线与主光轴的平面称为主垂面,主垂面与像面的交线VV称为主纵线,它在像片上是通过像主点和像底点的直线。
与主纵线垂直且通过像主点的h0h0称为主横线。
主纵线与主横线构成像片上的直角坐标轴。
等比线:通过等角点且垂直于主纵线的直线hch0称为等比线。
在等比线上比例尺不变。
在水平像片上,像主点、像底点和等角点重合,主横线和等比线重合于交点o上。
四、像片倾斜引起的像点位移
若航空摄影时,像面未能保持水平,将因投影面倾斜,而使像的位置发生变化,这就是
因像片倾斜引起的像点位移。
当倾斜角很小时,这种误差是不易观察出来的。
P0与P为同一摄影站的水平像片和倾斜像片,地面上任意点A在水平像片和倾斜像片的像点分别为a0和a,c为等角点,hchc为等比线。
为研究像点a的位移,假设将像面P0以等比线为轴旋转α角,使之与P重合,便可看出a与a0不重合,设αa0=δa,ca=rc,因像片倾斜所产生的像点位移δα,可用下式表示:
式中:rc(向径)为倾斜像片上像点到等角点的距离,φ为等比线与像点向径之间夹角;α为像片倾斜角;f为航摄机焦距。
根据上述,可得出倾斜误差的几点规律:
(1)斜误差的方向是在像点与等角点的连线上。
(2)倾斜误差与像点距等角点距离的平方成正比。
(3)当φ=0°或φ=180°,δα=0,即在等比线上的像点不因像片倾斜而产生位移。
(4)当φ=90°或φ=270°时,|sinφ|=1,即在主纵线上像点倾斜误差最大。
(5)当φ角在0—180°之间,像点向着等角方向移动;当φ角在180—360°之间,像点背着等角点方向外移动。
因此,水平像片上的矩形图形,在倾斜像片上则变为梯形。
它以等比线为界,包含像主点部分,图形变小;包含像底点部分,图形变大。
五、地面起伏引起的像点位移
高于地面的烟囱、水塔、电杆等竖直物体,在地形图上的位置为一点,但在航片上的影像则往往不是一点,而是一条小线段。
同理,当地面点高于或低于基准面时,在像片上,其影像虽是一点,但与其在基准面上垂直投影的点的影像相比,却产生了一段直线位移,这种像点为一称为投影误差。
通常以测区地面的平均高称为航高起算面,也即基准面。
投影误差分为因地形起伏引起的像点位移称为像片投影差核对应在地面部分为地面投影差。
地形起伏引起的像点位移的规律:
(1)地面起伏所产生的投影误差在像点与像底点的连线上;
(2)投影误差与像点到像底点的距离成正比;
(3)像底点不产生投影误差;
(4)地面高低起伏愈大,投影误差愈大;
(5)航高愈大,投影误差愈小。