第二章--航空摄影测量的基本知识

摄影测量基础知识摄影测量基础知识摄影测量基础知识1、航空摄影测量的主要任务是测制各种比例尺的地形图和影像地图、建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。

航空摄影测量测绘的地形图例尺一般为1：5万～1: 500。

2、摄影测量经历了模拟法、解析法和数字化三个发展阶段。

3、航空摄影所获取的像片是倾斜的，此时，即使地面严格水平，航摄像片上的目标物体也会因为像片倾斜而产生变形或像点位移。

摄影测量中对这种因像片倾斜引起的像点位移可用像片纠正的方法予以改正。

4、由于地球表面起伏所引起的像点位移称为像片上的投影差。

投影差具有如下性质：(1)越靠近像片边缘，投影差越大，在像底点处没有投影差；(2)地面点的高程或目标物体的高度越大，投影差也越大；(3)在其他条件相同的情况下，摄影机的主距越大，相应的投影差越小。

城区航空摄影时，为了有效减小航摄像片上投影差的影响，应选择焦距较长的摄影机进行摄影。

5、航摄相片的内方位元素是描述摄影中心与像片之间相互位置关系的参数，包括三个参数，即摄影中心剐到像片的垂距f（主距）及像主点在像片框标坐标系中的坐标(x0，y0)。

内方位元素值一般视为已知，内方位元素值的正确与否，直接影响测图的`精度，因此对航摄机需作定期的鉴定。

6、确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素。

一张像片的外方位元素包括6个参数：3个线元素和3个角元素。

像片的外方位元素是描述像片在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数，即是一种绝对方位元素。

外方位3个线元素是用来描述摄影瞬间，摄影中心S在所选定的地面空间坐标系中的坐示值。

7、外方位3个角元素是用来描述摄影瞬间，摄影像片在所选定的地面空间坐标系中的空间姿态。

外方位元素可以利用地面控制信息通过平差计算得到，或者利用POS系统测定。

8、共线方程就是指中心投影的构像方程，即在摄影成像过程中，摄影中心S、像点a及其对应的地面点A三点位于一条直线上。

第二章航空摄影测量的基本知识主要内容1.航摄仪和感光材料2.航摄基本知识与其作用比例尺重叠度〔航向旁向〕相片偏角3.投影比较：类型特点第一节航空摄影仪与感光材料一、航空摄影仪指航空摄影机、地面摄影测量用的摄影经纬仪,以与近景摄影测量用的摄影机,简称摄影机.主要由暗箱和镜箱构成.1.镜箱物镜物镜筒座架框标平面镜箱体是一个可调节摄影物镜与像平面之间距离的封闭筒2.暗箱：3.框标平面:镜箱体后端为一金属框架,研磨成极为精确的平面作用：像点坐标量测3.框标坐标：在框标平面内区其交点作为坐标原点,建立起框标直角坐标系.航摄软片紧密贴附在框标平面上,所以框标平面即为像平面的位置.4.像主点：摄影机主光轴与像平面的交点5.摄影机主距〔像片主距〕：摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距,也叫像片主距,一般用字母f表示.二、分类〔一〕按摄影物镜焦距和像场角分为：1.短焦距航摄仪,f＜150 mm,相应的像场角为β＞100º；2.中焦距航摄仪f:150 mm＜＜300 mm,像场角为70º＜β＜100º；3.长焦距航摄仪f＞300 mm,相应的像场角为2≤70º.二、分类〔二〕按照像幅〔正方形〕大小分：1.短焦距航空摄影机的像幅多为18 cm×18 cm2.中焦距航空摄影机的像幅有18 cm×18 cm和23 cm×23 cm3.长焦距航空摄影机的像幅多为23 cm×23 cm和30 cm×30 cm第二节航空摄影测量对摄影资料的基本要求•测绘地形------摄影多采用竖直摄影方式,即航摄机在曝光瞬间物镜主光轴保持垂直于地面.•《航空摄影测量规X》要求像片倾角应小于2º～3º.竖直航空摄影：面积、带状和独立地块航空摄影三种.面积航空摄影：主要用于测绘地形图或进行大面积资源调查.带状航空摄影：主要用于公路、铁路、输电线路定线和江、河流域的规划与治理工程等.独立地块航空摄影：主要用于大型工程建设和矿山勘探部门,这种航空摄影只拍摄少数几X具有一定重叠度的像片.一、航空摄影测量对空中摄影的基本要求1.摄影比例尺：由摄影机主距和摄影高度之比摄影比例尺的变化要有一定的限制X围,按照摄影测量规X要求,像片比例尺分母的相对误差一般不超过5%2.摄影航高：指摄影飞机在摄影瞬间相对于某一所取基准面的高度基准面不同------相对航高和绝对航高绝对航高是指摄影物镜相对于大地水准面的高度,是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度,通常称为摄影航高.它是相对于被摄区域内地面平均高程基准面的设计航高.相对航高是确定航摄飞机飞行的基本数据,摄影比例尺确定后,相对航高可按计算得到.摄影测量规X规定,同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于30 m,摄影区域内实际航高与设计航高之差不得大于50 m.•３.航向重叠与摄影基线•航向重叠p%：相邻两X像片沿航线方向对所摄地面的重叠•作用：保证立体模型之间的连接•表示：以像幅边长的百分数表示摄影基线：两摄影站之间的距离相片基线b:S1与S2之间的距离地面基线B：B=b*m•像片的重叠是立体观察和像片连接所必需的条.４.旁向重叠与航线间距旁向重叠q%：面积摄影中两相邻航带像片之间重叠作用：相片连接中防止漏摄航线间距Dy:相邻航带间的距离•航向重叠p%：立体观测•旁向重叠q%:防止因地形起伏漏摄〔中心投影〕•在航向方向必须要使三X相邻像片有公共重叠影像,这一公共重叠部分称之为三度重叠部分5.像片旋偏角像片的旋偏角k:相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角.原因：摄影时航摄机定向不准确影响：影响像片的重叠度,给航测内业作业增加困难.外方位元素规X：航摄规X规定要求像片的旋偏角小于6°,个别最大不应大于8°,而且不允许连续三X像片有超过6°的情况.第三节中心投影的基本知识1.投影类型：中心投影〔单中心多中心〕斜投影正摄投影2.航片------中心投影地形图----正摄投影地形图的数学特征：一是地形图上任意两点间的距离与相应地面点的水平距离之比为一常数,等于该地形图的比例尺；二是由地形图上任一点引出的两方向线间的夹角,等于地面上对应的水平角.航片——中心投影理想状况：p水平,地面水平,航片—正摄投影,可直接作为地形图使用〔缩放至某一比例尺〕实际：p倾斜,地面起伏航片：比例尺不唯一,方向夹角与地面夹角不等存在像点偏移航片不可直接作为地形图使用第四节航摄像片与地形图的区别一、投影不同产生的比例尺差异二、表示方法不同产生的图面内容差异。

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。

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。