第7章 航空遥感及其航测知识.ppt

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1、,第7章 航空遥感及其航测知识,内容提要：航空遥感是指载体为飞机或气球所进行的遥感，它是遥感技术的重要组成部分。本章是该课程的核心之一，内容包括航空摄影及其资料，航摄影像的几何特征，航摄影像的立体观测与纠正。 讲授重点：航空摄影像片的质量评价，投影性质，航摄影像的特征点线，像点位移；立体观察原理与方法，立体量测。,第 7 章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影,定义：航空摄影是将航摄仪安装在飞机上，按照一定的要求对目标物摄影，获取影像资料的过程目的是得到符合质量要求的像片产品。分类：1）根据摄影的地区和范围，分为单站摄影、路线摄影和区域摄影；2）根据摄影机的主光轴在摄影瞬

2、间的位置，分为垂直航空摄影和倾斜航空摄影。现在主要应用的是区域垂直航空摄影。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影,航空摄影过程,航摄准备工作 空中摄影 地面摄影处理和航摄质量评价,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航空摄影过程,航摄的准备工作1）划分摄影分区 2）确定摄影比例尺3）选择航空摄影机 4）计算航高、摄影基线和航线间距5）准备航摄软片，编制领航图，确定曝光时间和曝光间隔，以及飞机航行速度。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航空摄影过程, 空中摄影选择天气晴朗、能见度好，气流平稳的条件进行空中摄

3、影。摄影时间一般在上午九时至下午四时之间。飞机在进入测区航摄以前，应先试飞一段距离，利用飞机上的仪表和地面方位标准校正好方向和位置后，飞入测区正式摄影。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航空摄影过程, 空中摄影,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航空摄影过程, 空中摄影,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航空摄影过程,摄影处理空中摄影后即时进行摄影处理，就是对空中曝光后的胶片进行冲洗，得到影像稳定的航摄底片。待底片晾干后，在底片的药膜上写明测区代号、图号、摄影日期、航摄仪类型、航摄仪主距、像片编号等。最

4、后进行航摄质量评定。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影,航摄质量评定评定航摄质量包括底片的影像质量和飞行质量两方面。影像质量要求：影像清晰，色调一致，反差适中；反差系数0.51.3，最大密度1.8max1.0，灰雾度D00.3；阴影云影不过大；底片无损伤、斑痕、霉点及虚模影像等。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄质量评定,飞行质量评定项目和标准如下： 像片重叠度像片重叠是指相邻像片相同影像的重复现象，其中同一航线上两相邻像片的重叠称航向重叠，相邻航线之间两相邻像片的重叠称旁向重叠。像片重叠的程度常用重叠度来表示，为重叠长度与像

5、片边长之比。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄质量评定,像片重叠度航向重叠度： p%100 lx/Lx 旁向重叠度： q%100 ly/Ly为了保证像片的连续性，满足立体观测和制图精度的需要，航空摄影一般规定：航向重叠度为60，不得小于53；旁向重叠度为30，不得小于15。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄质量评定,像片倾斜角在空中摄影曝光的一瞬间，像平面与水平面的夹角称影片的倾斜角。为满足精度要求，像片的倾斜角一般应小于，最大不得超过。倾斜角的大小可根据像片上的圆形水准器影像中气泡所处的位置来确定，气泡偏离中心几圈就表示

6、倾斜角为几度。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄质量评定,航线弯曲度航线弯曲程度用弯曲度来表示，它等于整条航线的长度与最大弯曲的矢距之比航线弯曲度100 /L 一般要求航线弯曲度不超过。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄质量评定, 像片旋角(航偏角)相邻像片两像主点的连线与航线方向两框标连线之间的夹角，称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过5，最大不超过8。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄质量评定, 像片旋角(航偏角)像片旋角检查方法：先标出两张同航线相邻像片的像主点O1和O2，然后将两

7、像主点相互转刺得O2和O1，连结O1O2，O2O1和航片航向框标线。量测同一张航片上两条线之间的夹角即为航片的旋角。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄质量评定,底片压平质量 压平程度由压平线进行检查。压平线是航摄仪承影框前，离四周22.5cm处拉的四条金属线。摄影后，底片上留有该四条线的影像。如果压平线直，则说明底片是压平的，反之则为没有压平。一般要求压平线弯曲不得大于0.050.1mm。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影,航摄仪航摄仪是专供航空摄影的传感器，在很大程度上决定着航摄像片的质量。它的基本构造和普通摄影机相同。由镜

8、头、镜箱、暗盒三部分和附加装置组成。,第7章 航空遥感及其航测知识,第7章 航空遥感及其航测知识,航 摄 仪结构示意图,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄仪,按像幅大小分 小像幅航摄仪：像幅1818cm2；标准像幅航摄仪：像幅1818cm2；大像幅航摄仪：像幅1818cm2。 按镜头焦距(f)分 长焦距航摄仪：f300mm；中焦距航摄仪：300f150mm；短焦距航摄仪：150f70mm；超短焦距航摄仪：f70mm。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影航摄仪,按镜箱结构分 普通单镜头航摄仪、单镜头多波段航摄仪、多镜头航摄仪、多镜箱航摄仪。 按镜头像场角(2)分

9、 狭角航摄仪：230；常角航摄仪：30270；宽角航摄仪：702100；特宽角航摄仪：2100。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影,航摄飞机一般利用现有各种型号飞机，也有专门的航空遥感飞机。航摄飞机应具备航速均匀，航高不变，飞行平稳，视野良好，续航时间长，飞行距离远等性能。目前，由于镜头分辨率和胶片性能的提高，多向高空航摄方向发展。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影资料,航空摄影得到的最后资料是各种像片。其中有黑白像片(包括分波段片、红外片、全色片)和彩色像片(包括真彩色片、彩红外片)。目前我们应用最多的是全色黑白航空摄影像片，简

10、称黑白航摄像片或航片。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影资料,航摄像片1)水平像片：以垂直摄影和近似垂直摄影获得的航空像片称水平像片。因技术水平限制，很难达到航摄仪主轴垂直于地平面，因此，把主光轴偏离铅垂线以内的摄影称作近似垂直摄影，只要像片倾角在以内的都可看作是水平像片。水平像片是各种测图工作的最基本资料，也是应用最广泛的遥感资料。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影资料,航摄像片2)倾斜像片：以倾斜摄影方式获得的像片称倾斜像片。优点：拍摄的地面范围比同航高的水平像片大，像片影像符合透视规律，易于分析使用；缺点：影像变形大，不适宜

11、用来进行测量工作。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影资料,镶嵌图和镶嵌复照图将航片按航带编号，在航向和旁向上使其相邻的像片按相同影像重叠，并一律留出右上角编号在外，然后用图钉或松紧带固定在平面板上，此种整幅影像图称镶嵌图。镶嵌图经复照缩小，再按一定比例尺晒印的像片叫镶嵌复照图。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影资料,镶嵌图和镶嵌复照图镶嵌复照图主要用于检查和评定航空像片的质量，了解地区全貌，起到索引图的作用，便于我们了解像片编号和查找所需要的航片。同时还可作为编制工作计划的参考。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其

12、资料 航空摄影资料,像片略图和像片平面图1)像片略图：用未经纠正的，保持原航摄比例尺的航片按相同的地形地物顺序重叠，切去重叠的多余边缘，然后拼贴在硬纸板上的像片图。切割像片时，切割线应尽量避开重要地物，选择在地物较少，相邻相片色调相差不大的地方。所以切割线多为曲线。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.1 航空摄影及其资料 航空摄影资料,像片略图和像片平面图2)像片平面图：像片平面图是用经过纠正处理、消除误差、归化为统一比例尺的航片制作的像片略图。所以它的精度高，相当于一幅没有等高线的地形图，可直接在上面做测量工作。如果像片平面图再配以地图符号注记，便形成了影像地图。,第7章 航空遥感及其航测知

13、识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质,遥感影像的几何特征取决于成像方式的投影性质。投影：投影就是将空间物体的形状、大小在平面上表示出来的方法。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质投影类型,正射(垂直)投影定义：当一束通过空间点的平行光线垂直相交于一平面时，其交点称为空间点的正射投影，或者垂直投影，该平面称投影面。特点：正射投影构成的图形与实物形状完全相似，不受投影距离的影响，有统一的比例尺，并且比例尺放大或缩小不改变图形的形状。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质投影类型,第7章 航空遥感及其航测知识,正射投影 中心投影,7.

14、2 航摄像片的几何特征 投影性质投影类型,中心投影定义：空间任意点与某一固定点连成的直线或其延长线被一平面所截，则直线与平面的交点称为空间点的中心投影。固定点S称为投影中心，直线称为投影线，平面称投影面或像平面。特点：中心投影构成的影像与地面形状不完全相似，没有统一的比例尺，比例尺的大小取决于投影中心S、空间点M与投影面P之间的关系。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质,航摄像片的投影航摄像片是空中用航摄仪对地面摄影取得，它是地面的中心投影。因为航摄时，各地物点的光线都通过航摄仪物镜中心(投影中心)后与底片(投影面)相交(底片感光)，产生地物点的影像，与中心投影

15、的性质完全一致。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质,航摄像片的投影根据透镜成像原理如果物体和投影面位于投影中心两侧，其投影像为负像；物体和投影面位于同一侧时，得到正像。因此，航片是地面的中心投影正像。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质,中心投影的构像规律中心投影构成的影像服从透视成像规律，是一种物体的透视图。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质中心投影的构像规律,1）点的像 点的像仍然是点。因为一个点只有一条投影光线，与像平面只能有一个交点。如果在通过投影中心同一方向上有数个空间点，它们的像仍然

16、是一个点。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质中心投影的构像规律,2）直线的像 直线的像一般是直线，因为空间直线与投影中心只能组成一个平面，此平面与像平面相交只能是一条直线；如果空间直线延长后通过投影中心时，它的像则是一个点。空间相交直线的像仍然是相交直线，且交点就是空间直线相交点的像；当两直线相交构成的平面延伸通过投影中心时，它的像是一条直线。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质中心投影的构像规律,3）曲线的像 平面曲线的像一般为曲线，当包含曲线的平面通过投影中心时，则该曲线的像为一直线，不在同一平面内的空间曲线的像在任何情况下

17、都是曲线。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质中心投影的构像规律,4）平面的像 平面的像一般为平面，只有当平面通过投影中心时，像为一直线。 5）射线束的像 射线束的像一般为射线束，当射线束顶点的投影光线与像平面平行时，射线束的像是一组平行线。一组平行线的像一般不平行，只有当它们又平行于像平面时，其构像为平行线。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 投影性质中心投影的构像规律,第7章 航空遥感及其航测知识,射线束的像,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的特征点线,航摄像片上有一系列处于特殊位置的点和线，它们反映了中心投影的几何性质，研究它们

18、对于了解航片的性质和确定其在空间的位置具有重要的意义。航片上的特征点线，以及它们相互间的关系如下图表示。图中P为像平面，S为投影中心，T为地平面。,第7章 航空遥感及其航测知识,航摄像片的特征点线,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的特征点线,特征点线1）像主点 通过投影中心S，垂直于像平面的直线SO叫做航摄仪的主光轴(主光线)，它与像平面的交点o叫做像主点，像主点在地面上的相应点O叫地主点。2）像底点 通过投影中心S的铅垂直线SN称为主垂线，它与像平面的交点称为像底点，像底点在地面上的相应点叫地底点。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征

19、航摄像片的特征点线,特征点线3）等角点 主光轴与主垂线所夹的角称为像片倾角。平分倾角的直线与像平面的交点称等角点，在地面上的相应点也称等角点。4）主纵线 包含主光轴和主垂线的平面称主垂面，它与像平面的交线vv叫主纵线，也即通过像主点和像底点的直线，其在地面上相应的线VV叫基本方向线。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的特征点线,特征点线5）主横线 在像平面上，与主纵线相垂直的直线都叫像水平线。其中通过像主点的像水平线叫主横线，以hoho表示。6）等比线 在像平面上，通过等角点的像水平线称等比线，以hchc表示。7）主合点和主合线 过投影中心的水平面与像平面的交

20、线叫主合线，用hihi表示。主纵线与主合线的交点称主合点i，它是平行于基本方向线的各水平线在倾斜像片上影像相交的点。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的特征点线,特征点线之间的关系 像主点、像底点、等角点和主合点都在主垂面内，因此对一定的像片只要知道像主点和主纵线的位置，就可以在像平面上确定一系列点的位置。在水平像片上，像主点、像底点、等角点三点重合。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移,定义：航摄像片上地物的像点位置相对于其在地形图上的位置产生了变化，这种变化称为像点位移，也就是误差。位移的结果使得地物在像片上的影像

21、形状发生变形。像点位移的原因：引起像点位移的原因有像片倾斜、地面起伏、感光片变形、镜头畸变、大气折射以及地球曲率等，其中最主要的是像片倾斜和地面起伏。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移,像片倾斜引起的像点位移倾斜误差 定义：地物点在倾斜像片上的像点位置与同一摄影站摄得的水平像片上的像点位置相比，产生的一段位移称倾斜误差。位移路线：航摄像片因倾斜而引起的像点位移路线是在像点与等角点的连线上。,第7章 航空遥感及其航测知识,像片倾斜引起的像点位移倾斜误差,第7章 航空遥感及其航测知识,倾斜误差计算公式：,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几

22、何特征 航摄像片的像点位移,像片倾斜引起的像点位移倾斜误差 计算公式： =rr0， -式中：-倾斜误差，-像片上像点与等角点之间的距离，为像片倾角， 为像点和等角点连线与主纵线的夹角(方向角)，为航摄仪焦距。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移倾斜误差,倾斜误差规律：1)倾斜误差的大小与像片倾角成正比，倾角越大，误差越大，倾角为0，倾斜误差为0，即像片水平时，不存在倾斜误差。2)倾斜误差大小与像点的辐射距平方成正比，而与航摄仪焦距成反比，幅射距越大，即越位于像片边缘的像点，倾斜误差也愈大；焦距越小，则倾斜误差越大。反之，则倾斜误差越小。,第7章 航空遥

23、感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移倾斜误差,倾斜误差规律：3)当90、270时，即等比线上各像点不存在倾斜误差。4)当0、180时，达最大值，即位于主纵线上的像点，倾斜误差最大。5)的值可正可负，当角在090和270360内时，为负值，即像点朝向等角点方向位移，当角在90270时，为正值，即像点背离等角点方向位移。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移倾斜误差,倾斜误差规律：等比线hchc把像片分成两部分，包含像主点的部分像点向着等角点方向移动，使图形收缩；包含像底点的部分，像点背离等角点方向移动，使图形放大，不同部位的位移量

24、不等，最后正方形变成了梯形。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移,地面起伏引起的像点位移投影误差定义：由于地面起伏，高于或低于基准面的地面点，在像片上的像点相对于它在基准面上的垂直投影点的像点所产生的直线位移，叫做投影误差。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移,地面起伏引起的像点位移投影误差位移路线与方向：由地面起伏引起的像点位移是在像点与像底点的连线上。当h为正值时(即地面点高于基准面)，像点由原位置背离像底点方向移动(即0)，当h为负值时(即地面点低于基准面)，像点则由原位置向着像底点方向移动(即0)。,第

25、7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移投影误差,计算公式：hhr/H 式中：h投影误差像点至像底点的辐射距，h地物点相对基准面的高差，H基准面航高。,第7章 航空遥感及其航测知识,P0,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移投影误差,投影误差规律：1)投影误差与辐射距成正比，即像点离像底点越远，投影误差越大，像片中心部位投影误差小，像底点处不存在投影误差。2)投影误差与航高成反比，航高愈大，引起的像点位移愈小。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移投影误差,投影误差规律：3)投影误差与高差成正比，高差越大，投影

26、差越大，反之就小。并且地物点高于基准面时，投影误差为正值，像点背离像底点方向移动；地物点低于基准面时，投影误差为负值，像点向着像底点方向移动。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的像点位移投影误差,倾斜像片的投影误差：h在近似垂直摄影时： h,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的方向偏差,由于像点位移的大小和方向在航片的各个部分是不一致的，所以像片上的方向就不等于地面的相应方向，即方向发生了偏差。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的方向偏差,像片倾斜引起的方向偏差,第7章 航空遥感及其航测知识,在

27、倾斜像片上，以等角点为辐射中心的方向线不发生方向偏差，任何其它像点发出的方向线都要产生方向偏差。如图所示。ab线段由于像片倾斜引起的方向偏差0,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的方向偏差,像片倾斜引起的方向偏差方向偏差的大小与辐射中心离等角点的距离有关，离等角点越远，方向偏差越大；反之则小，最大方向偏差公式为： maxrsin/f 式中字母意义同前，为一弧度代表的度数，206265秒,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的方向偏差,地面起伏引起的方向偏差地面起伏时，只有以像底点为中心发出的方向线不发生偏差，而像片上其它任何点发出的方向线均会产生方向偏差。如图所

28、示，像片上点为方向线ab的起始点，ab的方向角为、0为的正确位置，ab0的方向角为0。由图可见，像点b对像点a的方向偏差为bab00。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的方向偏差,地面起伏引起的方向偏差,第7章 航空遥感及其航测知识,地面起伏引起的方向偏差近似计算公式：,sin() ,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的方向偏差, 辐射中心范围 从等角点或像底点发出的方向线不发生偏差，但是这两个点在像片上不易找到；像主点虽容易求出，但也不一定是一个明显地物点。 选取像主点附近一定范围的易于辨认的点作为辐射中心来代替特征点。使由此发出的方向线偏差不大，符合精度

29、要求（）。辐射中心的范围一般是以像主点为圆心，f/40(约mm左右)为半径的圆，这可由上面公式导出。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺,水平像片的比例尺,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺,水平像片的比例尺 )当地面平坦而水平，像片水平时，像片的比例尺各处相等。1/m = f/H2)当地面起伏较大时，只有在同一高度上的影像才具有相同的比例尺，不同高度的比例尺为：,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺,倾斜像片的比例尺 倾斜像片比例尺计算公式：式中xa为像点在像片上的横坐标(坐

30、标系原点是像主点，横轴是主纵线)。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺,倾斜像片的比例尺,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺倾斜像片的比例尺,1)等比线将像片分成两部分，包含像主点的部分，比例尺较同一航高水平像片的比例尺小；包含像底点的部分，比例尺较同一航高水平像片的比例尺大。2)同一条像水平上比例尺一致，等比线上的比例尺等于同一航高水平像片的比例尺。)同一像点纵向和横向比例尺不同。)比例尺的变化与像片倾角成正比，倾角越大，比例尺变化越剧烈。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例

31、尺倾斜像片的比例尺,像片比例尺的测定1)平坦地区比例尺测定：在平坦地区近似垂直摄影情况下，可用像片的平均比例尺来代替整张像片的比例尺，计算方法如下：,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺倾斜像片的比例尺,像片比例尺的测定,第7章 航空遥感及其航测知识,a,d,b,c,k,l1,l3,l4,l2,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺倾斜像片的比例尺,像片比例尺的测定2)丘陵山区比例尺测定：丘陵山区投影误差大，不能用一个平均比例尺来代表整张像片的比例尺，而是测定某一点的比例尺，作为该点周围某个局部范围的近似比例尺。任意点的比例尺计算公式为：式中：f为焦

32、距，Hi为任意点相对航高。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.2 航摄像片的几何特征 航摄像片的比例尺倾斜像片的比例尺,像片比例尺的测定3)绝对航高测定：任意点相对航高HiHiH0hi 其中hi可由地形图查出，H0由像片上的2个平高点(已知平面位置和高程的地物点)计算：H0ha(Lf/l+hrb/l) 式中：LA、B两点间的地面水平距离，h两点间的高差，l两点的影像距离，rb像主点至b点的距离， haA点的高程,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察,立体观察原理人的双眼具有观察事物远近和产生立体感觉的能力，航摄像片的立体观察就是模仿人眼观察立体

33、时所需要的条件，使人们建立起立体的感觉。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,人用眼睛来观察自然界物体，产生立体感觉的原因，一种解释是由于在两眼的视网膜上产生了生理视差，另一种解释是视线的交会角不同所致。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,天然立体观察1）生理视差：同一物体视网膜上像点的左右距离之差叫做生理视差。 af1a1-f2a2 bf1b1-f2b2 注视点的生理视差为零，比注视点远的点，如点，反之比注视点近的点，如点。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3

34、航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,天然立体观察1）生理视差：不同远近的物体在视网膜上的生理视差是不相等的，这种不相等的生理视差一经由视神经传导到大脑皮层的视觉中心，便立即产生物体远近的感觉。生理视差是建立立体感觉的根本原因。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,天然立体观察2）交会角：根据几何关系，视线的交会角的大小决定地物点的远近，交会角大的物体距离近，交会角小的物体距离远。关系式如下：,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,天然立体观察2

35、）交会角：一般情况下，D等于25cm时眼睛感觉最舒服，该距离为明视距离。小于30时，就逐渐失去辨别远近的能力，这时的距离一般为450，所以450为人眼能看出立体的观察半径。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,人造立体观察1）人造立体视觉：如右图所示，通过观察影像，不观察实物而获取的立体感觉称为人造立体视觉。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,人造立体观察2）立体像对：采用摄影方法，在不同的摄影站，用同一焦距的航摄仪对同一地物进行摄影，得到两张类似于视网膜物体形像性

36、质的像片，这两张像片称作立体像对，简称像对。像对上的影像有着类似生理视差的一种视差，叫做左右视差。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,人造立体观察3）人造立体观察：当用双眼去观察一组立体像对时，像片影像的不同左右视差，反映到双眼就构成了不等的生理视差，由此便产生了与观察实物一样的立体感觉。将这种在一定的人为条件下，通过对立体像对进行观察，从而获取立体感觉的观察叫人造立体观察。这就是利用航摄像片进行立体观察的基本原理。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察立体观察原理,航片立体观察

37、的条件）观察两张相邻的具有一定重叠度的航片（像对）。 ）两眼分别同时各看一张像片。 ）像片安放时，相应点的连线必须与眼基线平行，且两像片间的距离要适中。 ）两张像片的比例尺尽可能一致，最大差值不宜超过16。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察观察方法和效应,立体观察的步骤1）确定像片方位线 在需观察的像对上，分别找出像主点，并互相转刺到相邻像片上，连接像片的两个像主点，此直线即为该像片的方位线。2）安置航片 将像片安置在立体镜下，使像对方位线位于一条直线上，并且平行于眼基线，距离适中。3）镜下观察 在立体镜下移动像片，直到观察到同一地物的两个

38、像点融为一体，获得立体感觉，且感到舒服时为止。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察观察方法和效应,立体观察效应在进行航片立体观察时，如果像片放置成不同的位置或方向，则会改变像点的左右视差，从而产生不同的立体效果，立体效应分如下三种：1）正立体效应 在立体观察时，将像对影像重叠部分向内，即左方摄影站摄得的像片放在左边，右方摄影站摄得的像片放在右边，并用左眼看左片，右眼看右片，则获得与实物相似的立体模型，这称为正立体效应。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察观察方法和效应,立体观察效应2）负立体

39、效应 在立体观察时，将像对影像重叠的部分向外，即把左右像片对调，或左、右片各自旋转180，然后用左眼看左片，右眼看右片，则获得与实物远近左右相反的立体模型，这称为负立体效应。3）零立体效应 在立体观察时，将像对向同一方向旋转，并使两片上的相应方位线平行且与眼基线成90，则获得一平面图型，这种效应称为零立体效应。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体观察观察方法和效应,立体夸大定义：在立体镜下观察立体像对时，常感到地面的起伏比实际情况增大，这种现象称为立体模型的垂直夸大。夸大系数：如果立体镜焦距为，航摄仪焦距为，则夸大系数df也有观点认为夸大系数与航

40、高和摄影基线的大小有关：越大，垂直夸大系数K越大；反之，则小。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,像点视差1）坐标系统：为了表示像点在像对上的确切位置，建立以方位线为准的直角坐标系统。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,像点视差2）像点坐标：对于某地物A，像对上的像点为a和a，它们的坐标分别是（Xa,Ya）和（Xa,Ya）；又如像点c和c，其坐标分别是（Xc,Yc1）和（Xc2,Yc2）。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,像点视差3

41、）像点视差：是指像对上同名像点左右坐标之差。在理想像对上，像点的上下视差(纵视差)等于零，左右视差也即横视差一般不为零，常用P表示。根据a、c两像点的坐标，可得到其左右视差：PaXa1-Xa2 PcXc1-Xc2 其中Xa2和Xc2均为负数，左右视差恒为正值。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,像点视差,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,像点视差4）视差的本质与航测原理：任一像点的左右视差就是该点的像片比例尺（fH）乘以摄影基线（B）的长度。B、f两值是确定的值，因此影响视差大小的只是该

42、像点的航高。不同高程的地面点对应于不同的航高，相应的像点的左右视差也不同，其间存在着差值，应用航空像片量测地面高差，正是根据这个原理，通过比较左右视差的关系，计算出地面高差。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,高差公式 设点为已知的地面起始点，Ha为A点航高，C点为所要求的地面点。地面点C相对起始点A的高差为：hc-aHa Pc-aPcPa，表示像点c对起始点a的左右视差之差，称作左右视差较。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,视差量测方法 1）利用视差杆量测像点的左右视差视差杆是量测像

43、点左右视差最简单的工具，但它必须与反光立体镜配合使用。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,视差量测方法 2）利用直尺量测像点的左右视差：先将立体像对按方位线定向，并予以固定；然后用直尺量取两像片像主点之间的距离，相应像点之间的距离：o1o2L0，a1a2L，bbL；,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的立体量测,视差量测方法 2）利用直尺量测像点的左右视差 像点的左右视差和左右视差较计算：PbL0Lb PaL0La Pb-aLLb 代入高差公式，得到计算高差的简单公式： hb-aHa ,第7章 航空

44、遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘,航空摄影时，像片总会有一定的倾斜，地面又有起伏，因此像片上既存在倾斜误差又存在投影误差。只有把这两种误差都予以消除，中心投影的航空像片才能当作正射投影的平面图来使用。 倾斜误差和投影误差具有不同性质和特点，所以分别采用不同的方法予以消除：倾斜误差采用像片纠正的办法予以消除；投影误差很难被消除，一般通过转绘方法，进行误差限制。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘,像片纠正纠正的原理：纠正是航空摄影的相反过程，航空摄影的还原就是纠正的原理，像片纠正的目的是消除倾斜误差

45、。如图，水平地面T上有一ABCD正方形，在倾斜像片P上的影像是abcd梯形，如用一水平面P0去截摄影光束，则多边形a0b0c0d0是正方形ABCD在P0上的影像。此时a0b0c0d0成正方形，与水平地面T上的ABCD图形成几何相似，因此P0上的影像不存在倾斜误差。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘,像片纠正,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘,像片纠正纠正的方法：把航摄底片P和透镜S的位置安放成与摄影瞬间相同的空间状态；然后在底片的上方用光源照亮，底片的投影光线向下投射，必然与摄影时的

46、光束一样；若用平行于水平面的一个承影面0去截取投影光束，则在0平面上留下了影像。显然P0平面上的影像是相似于原水平地面物体形状的，如果在承影面上放一张印像纸进行投影印像，就可得到纠正的像片。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘, 分带投影转绘 在地面起伏较大地区，纠正不能将投影误差消除，这时可以采用分带投影转绘的方法，将投影误差限制在0.5mm范围内，满足一般制图精度要求。分带投影转绘的原理：分带投影转绘的原理如下图：,第7章 航空遥感及其航测知识,设地面AD为等斜坡，且AB=BC=CD，在水平像片0上的影像则abbccd。设想当投影面在E

47、1位置时，ab的比例尺等于成图比例尺。为了使BC和CD投影下来的影像bc和cd与ab相等，必须调整投影面的高度，使投影面抬至2和3位置时，恰好b2c2a1b1，c3d3a1b1。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘, 分带投影转绘 采用不同高度的投影面分别投影不同高度的地面线段(或地带)，可以达到统一比例尺，限制投影误差的目的。在实际生产中，就是按地面高程将地面分成许多带，然后用每一带的中间截面的航高来确定投影面高度，整个一带范围内的地物都投影在这个投影面上，依次逐一投影，最后得到分带纠正的像片。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄

48、像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘, 分带投影转绘 分带投影转绘方法：分带投影转绘用投影转绘仪来进行，具体工作时需先计算出分带的带距、带数、投影面高程和投影转绘仪投影器高度的变化。它们的计算方法、仪器结构、使用操作请参阅有关参考书和仪器说明书。,第7章 航空遥感及其航测知识,7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 航摄像片的纠正与转绘分带投影转绘,1)带距Q：根据投影误差公式，得出带距QQ2h2hfM/r=0.001fM/r(m)2)纠正分带数C：C（hmaxhmin）/Q 3)投影面高程T：T1 hmin+Q/2 T2 hmin+3Q/2 4)投影器高度Z：Z1 H1/M （最低一带）5)投影器高度变化：Z Q Z1/H1,