航空摄影测量基础及应用

航空摄影测量在城市三维建模中的应用摘要：城市三维建模是现代城市规划与管理领域中不可或缺的重要工具，而航空摄影测量技术的应用为这一领域注入了全新的活力与可能性。

通过航空器搭载先进摄影测量仪器，能够以前所未有的精度和广度获取城市地理信息。

这不仅洞察了城市的空间结构，还为规划者提供了直观的三维视角。

本文将探讨航空摄影测量技术在城市三维建模中的关键作用，剖析其在解决城市规划和管理难题中的潜力。

关键词：航空摄影测量；城市；三维建模引言航空摄影测量在城市三维建模中的应用是一门蓬勃发展的科学，为城市规划、管理与发展提供了新的视角和技术支持。

随着航空技术的不断进步，航空摄影测量在获取高精度、大范围地理信息方面展现出独特优势。

通过对摄影测量原理和先进技术的研究将了解如何利用这一技术手段，实现对城市空间的全面、精准把握，为现代城市发展提供更为智能、科学的支持。

1城市三维建模的背景和重要性随着城市化的加速推进，城市规模扩大，空间结构变得更加复杂，传统的二维规划和建模方法逐渐难以满足对城市空间全面了解的需求，城市三维建模技术的崛起填补了这一空白，使城市空间的多维信息得以准确获取和表达。

城市三维建模的重要性在于它为城市规划提供了更为直观、全面的视角，传统规划主要依赖于平面图纸，难以真实还原城市的垂直维度，而三维建模技术通过以立体方式展现城市使规划者、政府和公众能够更清晰地理解城市的空间结构，从而更好地进行城市规划和决策。

此外，通过将城市各个要素以三维形式呈现让城市管理者可以更精准地监测和分析城市的运行状况，从而制定更科学的城市管理策略，这种技术手段的引入有利于提高城市的运行效率，优化资源分配，实现智慧城市的目标[1]。

2航空摄影测量技术分析航空摄影测量技术是一门借助航空器进行高空拍摄和测量的先进技术，广泛应用于地理信息获取、测绘制图、城市规划等领域，通过使用先进的摄影测量仪器和航空器，这一技术能够实现对大范围地理区域的高精度数据获取，为各种应用领域提供了强大支持。

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。

摄影测量学基础知识点一、摄影测量学的基本概念。

1. 摄影测量学定义。

- 摄影测量学是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。

简单来说，就是利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间位置的学科。

2. 摄影测量的分类。

- 按距离远近分。

- 航天摄影测量：利用航天器（卫星、航天飞机等）上的摄影机对地球表面进行摄影，获取大面积的影像数据，主要用于地形测绘、资源调查、环境监测等全球性或大区域的项目。

- 航空摄影测量：通过飞机等航空飞行器上的航空摄影机对地面进行摄影，是地形测绘、城市规划等中常用的测量手段，它可以获取较高分辨率的影像，覆盖范围相对航天摄影测量小，但精度较高。

- 地面摄影测量：将摄影机安置在地面上，对目标物进行摄影测量。

常用于近景摄影测量，如建筑变形监测、文物保护中的三维建模等。

- 按用途分。

- 地形摄影测量：主要目的是测绘地形图，获取地面的地形地貌信息，包括等高线、地物位置等。

- 非地形摄影测量：用于测定物体的外形、大小和运动状态等，在工业制造（如汽车外形检测）、生物医学（如人体骨骼测量）等领域有广泛应用。

3. 摄影测量的发展历程。

- 早期的摄影测量主要基于模拟摄影测量仪器，如立体测图仪等。

通过光学机械的方法，将摄影像片进行模拟处理，实现地形测绘等功能。

- 随着计算机技术的发展，进入解析摄影测量阶段。

通过建立数学模型，利用计算机解算像片上像点的坐标，提高了测量的精度和效率。

- 现在，数字摄影测量成为主流。

它以数字影像为基础，利用计算机视觉、图像处理等技术，实现自动化、智能化的摄影测量处理，如数字高程模型（DEM）生成、正射影像图制作等。

二、摄影测量的基本原理。

1. 中心投影原理。

- 摄影测量中，摄影机的镜头相当于一个中心投影的投影中心。

地面上的点在像片上的成像过程是中心投影。

- 设地面点A，摄影中心S，像点a，在中心投影下，A点发出的光线通过镜头S 后，在像平面上成像为a点。

无人机在航空摄影测量领域的应用
无人机在航空摄影测量领域的应用非常广泛，以下是具体的一些应用：
1. 基础测绘：无人机可以用于地形测绘、地籍测绘、房产测绘等基础测绘工作。

通过搭载高精度的相机和传感器，无人机能够获取高分辨率的航空影像，为地形测量、地籍调查和房产测量等提供准确的数据支持。

2. 土地资源调查监测：无人机可以用于土地资源调查和监测，包括土地利用现状调查、土地资源动态监测等。

通过无人机航拍获取的高分辨率影像，可以对土地利用情况进行实时监测和分析，为土地资源管理和规划提供决策支持。

3. 土地利用动态监测：无人机可以用于土地利用动态监测，包括土地利用变化监测、土地资源开发利用监测等。

通过定期或不定期的无人机航拍，可以及时发现土地利用变化情况，为土地资源管理和规划提供实时数据支持。

4. 数字城市建设和应急救灾测绘数据获取：无人机可以用于数字城市建设和应急救灾测绘数据获取，包括城市规划、城市设计、城市管理、应急救援等。

通过无人机航拍获取的高分辨率影像和数据，可以为数字城市建设和应急救灾提供准确的数据支持，提高城市管理和应急救援的效率和准确性。

5. 国土监察和资源开发：无人机可以用于国土监察和资源开发，包
括矿产资源调查、地质环境监测、国土资源管理等方面。

通过无人机航拍获取的高分辨率影像和数据，可以对矿产资源、地质环境进行实时监测和分析，为国土资源管理和规划提供决策支持。

总之，无人机在航空摄影测量领域的应用非常广泛，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，尤其在小区域和飞行困难地区具有明显优势。

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。

航测摄影测量的基本原理与操作方法引言：航测摄影测量是一种通过航空器上搭载的相机进行摄影测量的技术，它利用航空摄影测量的原理和方法，对地面目标进行大范围的获取、测绘和分析。

本文将介绍航测摄影测量的基本原理和操作方法。

一、航测摄影测量的基本原理航测摄影测量的基本原理主要包括空间立体视觉原理和射线投影、相对定向和绝对定向原理。

（1）空间立体视觉原理空间立体视觉原理是航测摄影测量的基础。

航测摄影测量相机通过分别向左右两侧拍摄，获取同一地物在不同角度下的影像，从而形成立体视觉。

利用立体视觉，可以测量地面点与相机在空间中的相对位置。

（2）射线投影原理射线投影原理是航测摄影测量中的基本原理之一。

相机成像原理是将实际世界中的立体景物通过镜头成像到胶片或传感器上，成像过程是实际世界中光线的投影过程。

（3）相对定向原理相对定向是指通过观测物点在不同摄影机像片上的连线，确定物点在空间中的位置和方位关系。

通过测量像点的图像坐标和像片外方位元素，可以得到物点的空间坐标。

（4）绝对定向原理绝对定向是指通过已知控制点的空间坐标和相机空间定位元素来确定相机的空间位置和姿态。

通过合理选择控制点，并通过测量和计算，可以将相机坐标系与地面坐标系进行转换，从而实现对地物的定位。

二、航测摄影测量的操作方法航测摄影测量的操作方法主要包括航迹规划、航空器摄影、航摄图像处理和制图。

（1）航迹规划航迹规划是航测摄影测量的第一步。

通过对测区进行分析和预估，确定航线布设，规划航摄的航迹以及飞行高度。

航迹规划需要综合考虑测区的地形、航摄需求以及飞行器的性能等因素。

（2）航空器摄影航空器摄影是航测摄影测量的核心环节。

在摄影之前，需要对航摄设备进行检查和校准，确保器材和系统的正常工作。

在飞行过程中，需要控制航速、航向和姿态等参数，保证摄影点的重叠度和图像的质量。

（3）航摄图像处理航摄图像处理是航测摄影测量的重要一步。

首先需要对航摄获取的图像进行质量检查和选择，剔除不合格的图像。

测绘技术中的航空摄影测量详解导语：测绘技术作为地理信息系统(GIS)和遥感技术研究领域的重要组成部分，有着极高的测绘精度要求。

而航空摄影测量作为测绘技术的重要手段之一，更是在测绘领域中发挥着重要的作用。

本文将详细解析航空摄影测量的原理、应用和未来的发展前景。

一、航空摄影测量的原理航空摄影测量依托于影像测量学，通过对摄影影像进行解译，并结合地面控制点的测量，实现对地物位置、形状和高程信息的测量。

其主要原理包括光线成像、相对定向和绝对定向三个过程。

1. 光线成像光线成像是航空摄影测量的基础，通过在航空相机内部设置的光学系统，将地球上的物体成像在感光材料上，形成摄影影像。

该过程涉及到相机的焦距、曝光时间和光圈等参数的调整，以获得清晰和准确的影像。

2. 相对定向相对定向是指确定航空影像之间的相对几何关系，即确定各个影像间的方位角、倾斜角和旋转角。

这可以通过辨认和匹配同一地物在不同影像上的特征点，并进行几何变换来实现。

3. 绝对定向绝对定向是指确定航空影像与地球上某个已知坐标系的绝对几何关系。

这需要通过测量地面控制点或利用GPS技术等方式来获得。

二、航空摄影测量的应用领域航空摄影测量的广泛应用使得它成为了测绘学中不可或缺的工具，下面将介绍几个常见的应用领域。

1. 土地利用与规划航空摄影测量可以提供高分辨率的地表影像，用于土地利用和规划。

通过对影像的分析，可以快速获取土地类型、植被覆盖情况等信息，为城市规划、农业生产等决策提供科学依据。

2. 建筑和基础设施监测航空摄影测量可以实时监测大型建筑和基础设施工程的进度和质量。

通过比对摄影影像的变化，可以及时发现建筑物移位、地质灾害等问题，为工程安全提供保障。

3. 环境保护与资源管理航空摄影测量可以提供全面、连续的环境影像，用于环境保护和资源管理。

通过对影像的分析，可以监测森林覆盖率、湿地变化等信息，为生态环境保护和资源管理提供数据支持。

4. 海岸线变化与灾害预测航空摄影测量可以对海岸线的变化进行监测，并预测海岸线的演变。

航空摄影测量技术在构建数字城市中的应用摘要：随着数字技术的不断发展和城市建设的进一步推进，构建数字城市已经成为城市规划和管理的重要方向。

数字城市的概念是指利用先进的信息技术手段对城市进行全面、准确、动态地数字化描述和管理，实现城市的智能化、高效化和可持续发展。

在数字城市的构建过程中，航空摄影测量技术扮演着重要的角色。

本文将探讨航空摄影测量技术在工程测绘中的应用，分析其优势和存在的问题，并提出相应的应用策略和改进措施。

通过研究航空摄影测量技术在工程测绘中的应用，旨在为工程测绘领域提供有益的指导和借鉴。

关键词：航空摄影测量技术；工程测绘；应用；优势；改进引言工程测绘作为工程建设的基础，对于工程项目的规划、设计和施工具有重要影响。

航空摄影测量技术以其高效、精准的特点，成为现代工程测绘中不可或缺的一项技术。

本文旨在探讨航空摄影测量技术在工程测绘中的应用，分析其优点和问题，提出相应的应用策略和改进措施。

一、航空摄影测量技术在工程测绘中的应用优势（一）快速且精确的数据获取1.航空摄影测量技术可以快速获取大范围的测量数据相比传统的地面测量方法，航空摄影测量技术能够在较短的时间内，通过飞机对大范围的区域进行航拍，获取大量的影像数据。

这种高效的数据获取方式可以大大节省测绘的时间和人力成本，加快工程测绘的进度。

1.数据的高精度能够满足工程测绘的精确性要求航空摄影测量技术能够获取高分辨率的影像数据，具有较高的空间分辨率和地面信息的丰富程度。

通过准确的飞行参数、摄影机参数和地面控制点，可以实现测绘数据的高精度定位和测量。

这样的精确数据可以满足工程测绘的精确性要求，为工程设计和实施提供可靠的数据基础。

（二）适用于复杂环境的测绘1.航空摄影测量技术可以在复杂地形和难以进入的区域进行测绘航空摄影测量技术可以利用无人机或载人飞机进行测绘，不受地形地貌的限制。

无人机可以低空飞行，穿越山区、森林、沼泽、河流等复杂地形，实现对这些难以进入的区域进行测量。

航空摄影测量技术在工程测绘中的应用摘要：随着航空摄影技术和数字影像处理技术的发展，航空摄影测量技术在工程测绘领域得到了广泛应用。

其主要优势包括快速获取大范围的数据、高精度的几何测量、全面的地貌信息和多时相的变形监测等。

本文研究了航空摄影测量技术在工程测绘中的应用，将探讨航空摄影测量技术的原理与方法，并介绍其在工程测绘中的应用案例，分析其优势和潜力。

关键词：航空摄影测量技术；工程测绘；应用引言工程测绘是现代工程建设不可或缺的一环，而航空摄影测量技术作为一种高效、精确的测绘手段，为工程测绘带来了革命性的改进与提升。

本文旨在研究航空摄影测量技术在工程测绘中的应用，通过分析其原理、方法以及实际案例，探讨航空摄影测量技术对工程测绘的优势和潜力。

一、航空摄影测量技术的原理与方法（一）航空摄影测量技术的原理1.相机定位与定向原理相机定位与定向是航空摄影测量的核心原理。

通过相机的定位和定向参数，可以确定相机在拍摄时的姿态和位置，从而实现对航拍影像的几何校正和挂接。

相机定位一般通过惯性导航仪和全球定位系统（GPS）等技术，确定相机在飞行器上的姿态和位置信息。

相机定向则通过相机的内部参数和畸变参数进行标定，将像素坐标转化为地面坐标。

1.特征点匹配与三维测量原理在航空摄影测量中，通过对航拍影像中的特征点进行匹配，可以确定这些特征点在三维世界坐标系中的位置。

特征点可以是地物的角点、线段交点或特殊的地物特征，通过对这些特征点进行像点坐标的测量和三维坐标的计算，可以实现对地物的三维测量。

这种特征点匹配与三维测量的原理是航空摄影测量技术的基础，可以实现对地形、建筑物等目标的精确定位和几何测量。

（二）航空摄影测量技术的方法1.摄影测量的数据获取航空摄影测量的第一步是通过航拍获取影像数据。

可以通过载人飞机、无人机或卫星等平台进行航拍，采集多个视角的航空影像。

航拍时需要考虑飞行高度、飞行速度和航向等参数，以及相机的曝光参数，以获取高质量的影像数据。

如何使用航空摄影测量进行土地调查导语：随着科技的不断发展，航空摄影测量成为了现代土地调查中不可或缺的重要手段。

本文将介绍航空摄影测量技术的原理和应用，并探讨其在土地调查中的具体运用。

1. 航空摄影测量的原理航空摄影测量是通过利用航空器从空中采用相机等设备进行拍摄，采用精确测量方法处理摄影资料，从而获取准确的地理空间信息的一种高精度的测绘和测绘手段。

航空摄影测量的原理包括摄影立体测量原理和测量型相机原理。

在摄影立体测量原理中，通过相机与地面之间的立体关系来获取地形资料。

在测量型相机原理中，摄影机的光学设备通过线性传感器等技术来进行地理信息的记录和重建。

通过这些原理，航空摄影测量可以对土地进行全面、高精度的记录和调查。

2. 航空摄影测量的应用2.1. 土地利用规划航空摄影测量可以获取大范围、高分辨率的地理数据，可以用于土地利用规划。

利用航空摄影测量技术，可以对土地的类型、面积和分布进行测量和分析，为土地规划提供重要的参考依据。

此外，还可以通过航空摄影测量技术对土地的坡度和高程进行测量，为土地利用规划提供相关信息。

2.2. 土地调查航空摄影测量可以为土地调查提供高精度的数据基础。

通过航空摄影测量技术，可以获取土地的形状、大小和边界等信息，并可以对土地进行三维建模。

这些数据将为土地调查工作提供重要的依据，有助于了解土地的实际情况。

2.3. 土地变化监测航空摄影测量技术还可以用于土地变化监测。

通过定期进行航空摄影测量，可以获取一定时期内土地的变化情况，包括土地的面积变化、土地利用类型的变化等。

这为土地监测和管理提供了重要的依据，有助于发现和解决潜在的问题。

3. 航空摄影测量在土地调查中的具体运用3.1. 土地面积测量通过航空摄影测量技术，可以准确测量土地的面积。

借助航空摄影测量技术，可以获取高精度的影像数据，结合测量方法和软件技术，可以对土地面积进行精确计算。

3.2. 土壤类型测定航空摄影测量技术还可以用于获取土壤类型的信息。