3-航空摄影基本知识

第二章单张航摄像片解析单张航摄像片解析的含义：摄影测量的的实质是根据物体的影像反演其几何属性（不测量其它物理属性、化学属性等）。从几何角度讲，我们用像平面的几何特征建立物体的几何模型。所以本章内容首先是如何描述像片的几何特征（点、线、面），其次是找到与地面物体的关系；最后测量物体的坐标，从而“重建了物体在目标空间的几何模型”。摄影测量基本原理从影象重建三维模型、快速生产数字产品Tobecontinued第二章单张航摄像片解析2-1航空摄影的基本知识概念航空摄影是以飞机、气球等飞行于大气层中的飞行器作为摄影平台。思考：与航天遥感区别？安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面物体进行摄影，飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的重叠度,航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面。1航空摄影2-1航空摄影的基本知识六度重叠区三度重叠区四度重叠区航向重叠度≥60℅旁向重叠度≥20℅航向重叠旁向重叠Tobecontinued2-1-1航空摄影机小孔成像原理：在小孔处安装摄影物镜，在成像处放感光材料。拍摄时也通过快门瞬间开启，直接在感光材料上感光，经过暗室显、定影，形成底片，再经接触晒印，获得的正像即为航空像片。航空摄影机结构图航空摄影专业术语像机焦距（f）航空摄影机物镜中心到底片面的距离，称为航摄机主距，常用f表示。与物镜焦距的关系？像幅有18*18cm2与23*23cm2两种。主距长焦距（200mm）;中焦距（100～200mm）短焦距（100mm)像场角常角（75o）;宽角（75o~100o）;特宽角100o）数字航空摄影机DMCZ/IImaging公司的DMC技术参数项目技术参数配置14k×8k高分辨率全色和多光谱视场角69.3°×42°（飞行方向）全色影像分辨率7680×13824像素（最终输出影像）全色镜头焦距120㎜多光谱波段数4（包括RGB和近红外）快门值1/50～1/300秒光圈系数f4～f22最大连拍速度2秒/幅辐射分辨率12比特分辨率1个亿！！DMC＝DigitalMicro-Circuit2-1-2航空摄影过程航摄设计：航摄比例尺：航摄比例尺大于测图比例尺。航线敷设（航高；航向）确定航线数及航高，航线按东西向直线飞行。航摄季节与时间：季节主要考虑气象条件和航测目的。根据太阳高度角和阴影倍数确定航摄时间。航摄仪器与软片选择参考：国家标准GB/T15661-1995地形图航空摄影规范负片：感光的底片进行摄影处理，得到的航摄底片正片：利用负片接触晒印在相纸上，得到正片。航向重叠60%旁向重叠30-20%航向Strip3Strip2Strip1单片摄影2航向重叠度：航线相邻两张像片的重叠度%100%Lxpxpx123Lxpx3旁向重叠度：相邻航线像片的重叠度%100%LypypyІ-1Ⅱ-1Lypy4旁向重叠度：相邻航线像片的重叠度%100%LypypyІ-1Ⅱ-1Lypy5竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于30，夹角为像片倾角。A摄影机主光轴铅垂线A为像片倾角6摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离P1S1P2S2SES:摄影基线7航线弯曲：把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲航线弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。要求航线弯曲度不得大于3%。Ll8像片旋角：一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求旋片角不得大于60像片旋角过大会减少立体像对的有效范围a1a29航高：飞机飞行高度10相对航高：飞机相对于地面的高度11绝对航高：飞机相对于大地水准面的高度航摄设计实例--航空摄影测量的要求航空调查：城市环境1)飞行平台与传感器选择双水獭飞机（低空、低速200－280公里/小时、夜间自动导航）RC-10型航空摄影仪国产JHY-2热红外扫描仪器(工作波段8－14微米及3－5微米；空间分辨率1毫弧度；温度灵敏度0.1oC)2)图像比例尺城市航空遥感摄影比例尺主要考虑能否识别最小的城市要素（对应的影像尺寸不小于0.5mm.)摄影死角区不大于3米。成像比例尺为：1/10000航摄实例航摄实例3)像片重叠率彩红外像片航向重叠率不小于60％旁向重叠率不小于15％热红外扫描图像要求能接边。4)成像时相和大气条件中晚秋有利于林地，草地和农田区分。选择晴朗无云天气或能见度高的阴天。测区飞行设计（彩红外）航线布置示意图测区边界点经纬度飞行总面积184km2比例尺1：10000种类彩红外负片，183张地面高程850M时相要求九月上中旬航片注记1)Agrayscalestepwedge;2)notepad;3)altimeter4)fiducialmarks;5)clock;6)lensconeserialnumber;7)focallengthinmm;8)framenumber;9)missiondata;10)Navigationdata(invisible)框标压平线彩红外摄影，绍兴，1998航空摄影像片：正片、负片、航空摄影：航向、航带、航高、绝对航高、相对航高、航向重叠、旁向重叠、基高比，航向倾角、航偏角。航空摄影像片：正片、负片航空摄影结束后就要内业处理了，几何方面如何处理，必须从像片的描述开始。像片用一些特殊的点、线、面描述，是什么呢？请注意本节内容。摄影测量对航空外业摄影的要求：航高差、航向倾角、旁向倾角、航偏角、航向和旁向重叠度等航空摄影像片：正片、负片、1、透视变换：将平面上的点、线作中心投影，在投影平面P上，得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一投影关系，成为透视变换。2、透视变换中的重要点、线、面面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es线：基本方向线VV、主纵线vv、主光轴SoO、主垂线SnN、等角线ScC、合线hihi、主横线hoho、等比线hchc、迹线TT点：摄影中心S、像主点o、地主点O、像底点n、地底点N、等角点c、地面等角点C、主合点i、主遁点JEPNnTTvv(V)(V)CcOoShihiWhohohchcEsJi2-2航空摄影相片上特殊的点、线重要的点线面用像片点反求地物点，研究像点平面上点与地物点平面上点的中心投影关系叫透视变换迹线（透视轴）：两平面交线TT。像主点、地主点：SoO⊥P,o、O称为像主点、地主点。过S作P垂线，与两面相交，得到o、O.∥∩主垂面W：含SnN,SoO的垂面底点n、N主纵线vv,摄影方向线（x轴）VV2-2航空摄影相片上特殊的点、线两平面夹角а：相片倾角=∠NSO。等角点：c、C合点I:过S作E上直线平行线（真平行线（平行线投影））。合点集合HiHi称为合线，是无穷远点的投影或过Si作面，称合面Es.过C的合线称为等ee线J=(SJ∥vv)∩VVZ2-2航空摄影相片上特殊的点、线灭点2-2航空摄影相片上特殊的点、线灭点2-2航空摄影相片上特殊的点、线点线间数学关系2-2航空摄影相片上特殊的点、线on=f*tgаoc=f*tgаoi=f*ctgа∠iSc=90°-а/2∠Sci=90°-а/2同理：（三角形相似）ON=H*tgаON=H*tg(а/2)SJ=Iv=H/sinа2-2航空摄影相片上特殊的点、线重要点线特征底点特性：铅垂线构像在以为n(N)中心的辐射线上等角点C的特性：经过C(c)的一对透视线保证无方向偏差，意味着在像片上以c为极其他点的方向与地面上以C为极的对应点有相同的角度等ee线的特性：有一过c的水平像片P0,则C0O0重合,不难看出,ΔSOC≌ΔSO0CSO0=f故特性为:似斜像片P与理想水平像片构象ee比例尺是不变的f/H.空间透视作图五、透视变换作图的基本方法1、透视变换的空间作图根据像面、投影中心和物面三者之间的空间位置关系，按中心投影的规律，将物面（或像面）上的点、线或几何图形，表示在像面（或物面）上的工作称为透视变换的空间作图。2、透视变换的平面作图将像面、投影中心和物面三者展开在一个平面内，并保持其透视对应关系不变，同样采用透视变换空间作图方法，将物面（或像面）上的点、线或几何图形在像面（或物面）上的投影表示出来，称为透视变换的平面作图。综上所述，透视变换作图的基本规则是：A、找迹点。物面上直线与透视轴的交点。B、找合点。过投影中心作物面上直线的平行线与合线的交点。C、找线段端点的中心投影、迹点、合点连线与线段端点、投影中心连线的交点。D、找线段的中心投影、链接线段两端点的中心投影，其连线即为物面上线段的中心投影。1、透视变换：将平面上的点、线作中心投影，在投影平面P上，得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一投影关系，成为透视变换。2、透视变换中的重要点、线、面面：地面E、像片面P、主垂面W、真水平面Es线：基本方向线VV、主纵线vv、主光轴SoO、主垂线SnN、等角线ScC、合线hihi、主横线hoho、等比线hchc、迹线TT点：摄影中心S、像主点o、地主点O、像底点n、地底点N、等角点c、地面等角点C、主合点i、主遁点J