第07讲 遥感成像原理与图像特征之二_航空摄影像片特征

航片注记
像主点
框标
水准器
框标
压平线
压平线： 像片四边井 字形直线叫压平线，其 框标：位于航片的四边或 弯曲度说明摄影时感光 四角。将对应框标相连， 水准器 位于像片一角，利 连线的交点就是像片的主 胶片未压平而产生的影 用水泡中心偏离中央部位 时表：记录摄影时间。利 点（中心点）。 像变形情况。 程度表示摄影瞬间像片倾 用时表换算成地方时间和
（三）摄影像片的特征
－以航空摄影为例 航片工作波段在近紫外到近红外（ 0.3～1.3微米）之间。 以色调或色彩以及由它们组合成的形态特征反映地物的波 •◆航空遥感优点： 摄影像片的种类 谱信息。 空间分辩率高，信息容量大； •色调：用灰阶表示，从白到黑分为十阶。地物反射率高， 摄影像片的特征 适用于专题遥感研究； 色调浅；地物反射率低，色调深。 航空遥感作为实验性技术系统，检验各种星载遥感仪器； 1、空间特征（几何特征） 在真彩色片上是一致的；红外彩色是象征性彩色。 信息获取方便。 2、波谱特征 ◆弱点：受天气等条件限制大；观测范围受到限制；数据 的周期性和连续性不如航天遥感。
航空摄影像片的种类
旁向重叠
彩色红外像片 多光谱摄影：多个波段航空像片 机载侧视雷达
航向重叠
•
S
石门寨
亮甲山
垂直摄影像片的空间特征(★)
像片的投影性质
像片的比例尺
像点位移
空间分辨率
立体观察
中心投影的透视规律： 在航摄仪对地面进行摄影时，地面景物为投影物体，航摄仪 镜头为投影中心，摄影胶片便是投影面，上有投影像。 点→点，投影线上的多个点→一个点； 由摄影胶片显影制成负片（底片）。利用负片印制成的像片 直线：平行像平面→直线，形状一致， • 中心投影和正射投影 称为正片。垂直于地面→点，投影线通过投影中心的垂直于 用一组假想的直线将物体向几何面投射称为投影。 根据所用投影射线组遵循规律及投影射线与投影平面相关位 • 中心投影的透视规律 像片的直线， 中心投影有两种状态：正片位置和负片位置。投影平面和物 其投射线称为投影射线。 置的不同 , 投影有中心投影与平行投影两种： →直线，不过投影中心时投影长度和 点位在投影中心的两侧，此时像片为负片 , 像片所处的位置称 投影的几何面通常取平面称为投影平面。 当投影射线会聚于一点时 , 称为中心投影；投影射线的会聚点 c 变形与其在像片中的位置有关，近中心处缩短、边缘夸大； b c 为负片位置。以投影中心为对称中心 , 将负片转到物空间 ,即 b 在投影平面上得到的图形称为该物体在投影平面上的投影。 S 称为投影中心； a 曲线→曲线； d a 投影平面与物点位在投影中心的同一侧，此时像片为正片 ,其 d 当诸投影射线都平行于某一固定方向时的投影称为平行投影 面状物体：水平面→平面， 所处的位置称为正片位置。正片相当于负片以投影中心作同 当投影射线与投影平面成斜交的称为斜投影 ; 投影射线与投影 垂直面B →直线，位于投影中心， C 等大小的投影晒印片。������ 不论像片是处在负片位置或正片 C B 平面成正交的称为正射投影。 →其它位置，顶部→直线， 位置, 像点与物点之间的几何关系并没有改变。 A A D D →梯形或不规则形状。 侧面 航片是中心投影，地形图是正射投影。 中心投影 正射投影
3.多波段航片 天然彩色片--真彩色，影像色彩与地物原色 彩色红外片--假彩色，其色彩只具象征性， 4.天然彩色片 一致
5.彩色红外片 而非地物原色
航片资料及像片质量评定
• 航摄技术要求
•像片重叠度应满足区域内各部位立体观察和量测，避免像片 影像质量
间有遗漏，航向重叠度应不小于 53％，旁向重叠度不少于 影像质量：白黑片清晰、黑度适中、反差正常、色调层次丰 15 ％。像片的倾角≤3°。航偏角即航片边缘与像片基线的 富、色调均匀、没有黑斑、云影和伤痕；彩色片色别清晰、 其它无关的影像，例如像片底片边缘静电放射造成的树枝状 夹角 ≤6°。航线弯曲评定，像主点的连线应是直线，即将像 色差正常、明度变化明显、色彩丰富、饱和度高，能识别出 黑花纹、底片上遗留着手指汗渍印纹、底片上的划伤痕、显 片按航线排列，用直线连接首尾两张像片的主点，并量测连 与地物无关的影像，如静电放射树枝状花纹、指纹、显影气 影时留下的气泡斑痕、小霉点痕和棱角状灰尘在像片上产生 线总长度 L，要求其中个别像主点偏离此直线的偏差值ΔL/L 泡、灰尘白斑、黑度不均匀。 的白斑点等。像片还能因影像时没有压紧出现的虚模影像， ≤3％。像片压平程度，可由像片四条压平线平直程度验证， 或者水漂洗不够，受潮出现影像泛黄，定影时像片晃动不够 其弯曲程度不得大于0.05-0.1mm。 或时间不够，使银粒过于集中，在象纸上出现黑色银亮斑或 像片呈暗灰色等。
• 摄影像片质量评定
★航向重叠：相邻两像片间重叠部分。保证没有摄影漏洞 ◇单片摄影：为特定目标或小块地区进行的摄影，单张、 及立体观察 不连续。 ★航向重叠度：航向重叠的面积与一张像片的总面积之比。 ◇单航线摄影：沿一条航线对地面狭长地带或线状地物 一般为 60%，不小于53%。 • 航空摄影像片的种类通常按摄影方式区分。 （铁路、公路）进行连续摄影。 ◆旁向重叠：相邻航线的各相邻像片间的重叠 ◇多航线摄影：沿数条互相平行的直线航线对一个广大地 ◆旁向重叠度：旁向重叠面积与一张像片总面积之比。一 1 、按摄影机主光轴与铅垂线的关系： 区进行的连续的、布满全区的摄影。由几个相互平行、相 般为 15%-30%。 主光轴：通过物镜中心并与主平面（焦平面）垂直的直线。 垂直摄影：摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在 3°以内。 2 、按摄影所用的波段 互连续并有一定重叠部分的单航线摄影组成。 为避免飞行偏差，一般航线长度限制在 60-120KM。 主光轴垂直于像片面。 倾斜摄影：摄影机主光轴偏离地面垂线大于3°。有时为了 黑白全色像片 像主点 (principal point, PP)：主光轴与感光片的交点。 3 、按摄影实施方式分 增强摄影立体感，采用倾斜摄影方式。 黑白红外像片 像片倾角(航摄倾角)：主光轴与铅垂线的夹角。也是像片面 4 、比例尺分大、中、小等比例尺航片 与水平面的夹角。 天然彩色像片
•
立体镜原理与使用方法
• 仪器：反光立体镜、红绿眼镜、偏振眼镜
ห้องสมุดไป่ตู้ 90°
90° 90°
90°
180°
立体镜下所见为地物的光学立体模型,常与实际情况不完全 一致,地形起伏显得很大，这种现象叫超高感或立体效 应变形。 产生原因：光学立体模型的垂直比例尺与水平比例尺不一致。
航空像片的波谱特征
B • 航片以色调或色彩以及由它们组合的形态特征反映地物对 G 可摄影波段电磁波的反射特征
•
摄影机结构与普通照相机相似，由镜头、 镜头由复式组合镜片构成，它们由不同曲 镜箱由金属制成，严密不透光而坚固。前 暗盒与像框相连，内有两个卷片轴，上面 座架：承受航摄仪的底座，它固定在飞机 镜箱、暗盒和座架等部分组成。 率半径和不同化学成分的凹凸透镜组成。 端装有镜头，后端为像框。常用像框规格 可卷有 的照相舱口上。座架可使摄像机作旋转和 30米～120米长、带齿孔的胶卷， 倾斜动作以置平摄像机。 镜头焦距 有 依靠盒内的压平板或流动气流使胶卷平整 18×18cm f是固定。短焦距 、23×23cm、 f<100 30× mm 30cm ；中 ， 摄影机类型 紧贴在像框上。借助自动控制的操纵器， 焦距f=100~200 其中以 18×18cm mm 最为普遍。 ，航空遥感一般使用 150 mm；长焦距f>200 mm，航天遥感 胶片与镜头快门相互配合，可以按一定的 1、分幅式摄影机 f>300 mm、甚至1000 mm。 间隔连续拍摄，通过卷片轴自动卷片，完 又称为帧幅式摄影机，一次曝光得到地面一幅像片，是 2、全景式摄影机 为了要同时直接获取可见光和近红外波谱段范围 成全部摄影过程。 最常用的摄影遥感相机。 内的若干个分波段影像，可以采用多光谱摄影机。多相 又称为扫描摄影机，焦距较长，有的在600mm以上可 3、数码摄影机 机组合型、多镜头组合型、光束分离型 。 在长23cm（航向），宽128cm（横向）的胶片上成像， 成像原理与一般摄影机相同，结构也类似。所不同的是 4、多光谱摄影机 在军事侦察中应用较多。 记录介质不是胶片，而光敏电子元件把光信号置换为电 信号后记录在磁性介质上。
像点位移
⑴ 位移量与地形高差成正比，即高差越 大引起的像点位移量也越大。当高差为 •根据中心投影的原理，无论是带有起伏状态的地形，或是 像点位移量 正时，像点位移为正，是背离像主点方 •高出地面的任何物体，反映到航空照片上的像点与其平面 像点位移规律 向移动；高差为负时，像点位移为负， 位移量就是中心投影与垂直 位置相比，一般都会产生位置的移动，这种像点位置的移 投影在同一水平面上（后再 是朝向像主点方向移动。 动，叫像点位移（投影差）。 进行中心投影）的“投影误 ⑵ 位移量与像点至像主点的距离成正比， 差”。 即距像主点越远的像点位移量越大，像 片中心部分位移量较小。像主点处r＝0无 位移。 ⑶ 位移量与摄影高度（航高）成反比。 即摄影高度越大，因地表起伏引起的像 点位移量越小。 • 像点位移概念
河北工程大学 资源学院
遥感地质学
Remote Sensing Geology
遥感成像原理与图像特征（2） －光学摄影像片的特征
遥感地质学章节内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 绪论 遥感物理基础（电磁波谱与电磁辐射） 遥感成像原理与图像特征 遥感图像处理 遥感图像地质解译标志 遥感图像地貌解译 遥感图像的岩性解译 遥感图像构造解译 遥感应用
像片的投影
像片的比例尺
像片比例尺：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。 ⑴平坦地区、摄影时像片处于水平状态（垂直摄影），则像 主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺，它可以概略 片比例尺等于像机焦距（f）与航高（H）之比， 即： 地代表该张航片的比例尺。通常所说的像片比例尺称为主比例 尺。因为像片受倾斜误差、投影误差等的影响，所以在像片上， 只有某些线或点符合该比例尺。 ⑵ 平均比例尺：以各点的平均高程为起始面，并根据这个起 始面计算出来的比例尺。 式中f是物镜的焦距，H是飞行器的相对航高。