注册测绘师培训----测绘航空摄影

注册测绘师培训测绘航空摄影单位：武汉大学测绘学院主要内容31航空摄影仪2航空摄影技术33航空摄影工作的实施1.1胶片航摄仪1.2数字航摄仪1.3航摄影像的分辨率1.4航摄仪的检定第1章航空摄影仪考点分析：根据项目的精度和提供成果的要求，选择确定采用光学航摄或者数码航摄。根据成图比例尺、测图精度、测图仪器设备和测图方法等选择航摄仪，并进行检定；确定摄影比例尺、焦距、像幅以及需要配备的航摄附属仪器。1.1胶片航摄仪1.1.1胶片航摄仪的结构与分类1.航摄仪的基本结构框标类型1）机械2）光学航摄仪的特点：像幅大小：23cm×23cm焦平面上有贴附框航摄仪有系列焦距和滤光片镜箱体暗匣座架功能：避震，整平，改正偏流控制器——操纵航摄仪工作的指挥机构检影望远镜气泡——整平改正偏流调整重叠度1.1胶片航摄仪2.航摄仪的分类1）根据摄影机主距f值的不同，航空摄影机可分为长焦距（≥255mm）、中焦距（102-255mm）和短焦距（≤102mm）。焦距（f）——物镜后节点N’到后主焦点F’的距离。摄影比例尺：1/m=f/H航摄中分：大比例尺航空摄影1/m≥1/1万中比例尺航空摄影1/2.5万＜1/m＜1/1万小比例尺航空摄影1/m≤1/5万1.1胶片航摄仪2）根据像场角的大小，航空摄影机可分为常角（≤75°）、宽角（75°-100°）和特宽角（≥100°）。像场角（2β）：由物镜的后节点（s’）与像场直径（d)两端点连线所夹角度。像场角的计算∵tgβ=d/2/f=d/2f∴2β=2tg-1(d/2f)其中：d——像场对角线（像场直径）在航摄中，2β反映了在焦平面上构成清晰影像的空间范围。S'df2βS2.航摄仪的分类1.1胶片航摄仪1.1.2感光材料及其特性1.1胶片航摄仪1.黑白感光材料基本结构1)乳剂层2)片基3)附加层按感色性分感色性——感光材料对光谱敏感的范围与能力。用“感光范围、增感高峰、增感低峰”表示。1）色盲片2）正色片3）分色片4）全色片5）全色红外片6）红外片1.1.2感光材料及其特性1.1胶片航摄仪2.彩色感光材料一般结构感B生成黄（Y）染料感G生成品红（M）染料感R生成青（C）染料片基黄色滤光层按用途分：彩色负片、彩色反转片与彩色正片等。按摄影时所要求的光照条件分：日光型、灯光型和日灯光两用型三层假彩色片结构感IR生成青（C）染料感G生成黄（Y）染料感R生成品红（M）染料片基三层假彩色片无黄色滤光层1.1胶片航摄仪3.感光材料的感光测定1）定义——定量的研究光对感光层的作用，并以数量表示其特性的一种方法称为感光测定。2）内容1.1胶片航摄仪感光特性感光度S反差系数γ宽容度L灰雾密度D0感色性微观特性分辨率R清晰度A颗粒度RMS调制传递函数MTF特性曲线趾部灰雾部分直线部分肩部反转部分1.1胶片航摄仪感光材料感光特性的确定1.灰雾密度D02.反差系数——特性曲线的直线部分的斜率()lgDtgH直线图解法求反差系数1.1胶片航摄仪4.宽容度L——感光材料能够按比例记录景物亮度的曝光量范围。始终对HlgHlgL始终或：HHL3.感光度SDHKS1.1胶片航摄仪5.显影动力学曲线S、γ、D0随显影时间而变化的曲线。实用意义——指导曝光和冲洗1.黑白摄影处理1）显影——使潜像变成可见影像。潜像的显影是氧化还原反应。曝光后显影后感光中心潜像可见影像1.1.3航摄胶片的冲洗2）定影——固定已显出的影像，即将剩余的卤化银（未曝光的）全部溶解转化为可溶性络盐。3）水洗与干燥1.1胶片航摄仪2.彩色摄影处理1）彩显——将已曝光的卤化银还原成金属银，其显影剂氧化产物与成色剂起作用生成染料。2）漂白——将金属银及黄色滤光层溶解为可溶性银盐。3）定影——将未曝光的卤化银溶解，将可溶性银盐溶解。4）水洗1.1.3航摄胶片的冲洗1.1胶片航摄仪1.1.4航摄仪辅助设备1.航摄滤光片航摄滤光片与地面摄影用的滤光片比较1）航摄滤光片有特殊要求2）波谱透射曲线不同3）航摄滤光片的密度由中心向边缘逐渐递减，以补偿焦平面上的照度分布不均匀。航摄中滤光片的选择与应用1）根据空中蒙雾亮度的强弱，选择滤光片的颜色；2）根据地面景物的波谱特性尽可能选择浅颜色或UV镜；3）根据所需提取的地物信息，应与景物波谱特性和航摄胶片的感色性匹配。1.1胶片航摄仪2.航摄仪像移补偿装置1.1胶片航摄仪mtw航空摄影规范对不同比例尺的最大允许值的规定：摄影比例尺：1/5000~1/10万δ≤0.04mmwtS1S2aa’航摄时的最长许可曝光时间：fwHtmtwmax低像移补偿装置的工作原理ftHwmtwH/W的实际意义：1）为重叠度调整器提供了理论依据；2）为像移补偿装置提供了数据。像移补偿装置的最大补偿速度（V）mtw而wvtwm1max即：wvm1maxvt像移补偿的意义：1）提高了大比例尺航空摄影的影像质量；2）可以使用低感光度高分解力的感光材料；3）可在能见度稍差的条件下进行航空摄影。1.1胶片航摄仪3.航摄仪的自动测光系统基本要求1）测光表的光谱敏感范围与航摄仪的色差校正范围一致，为400~900nm;2）程序控制各种航摄仪感光度的安置和测光模式1）曝光计算tEH2ak4KBEa2kBHk4t1.1胶片航摄仪2）各种航摄仪感光度的安置RC型：安置SISO00108ISODD..SH232(RC)minaISO.ktBkSLMK型：安置S00001110110ISODD.SlglgSH011010S()ISOS021103210(LMK)S()mina.ktBkRMK型：安置SAFS3.0DDAFS0H5.1SAFSa2)RMK(SBkk6t1.1胶片航摄仪3）各种航摄仪的测光模式RC：测光模式——积分测光（RMK：测光模式——同ＲＣ）uBBmin平232(RC)aISO.kutBkS平210(RC)ISOktBS平设：u=5:1ka=0.7则232(RC)minaISO.ktBkS1.1胶片航摄仪LMK：测光模式——微分测光•在相邻两次曝光之间测定一系列的亮度值；•选择5个最小亮度取平均最为Bmin；•选择5个最大亮度取平均最为Bmax;•根据，航摄仪自动显示冲洗时的γ值。minmaxBBlgBlgHlgD1.1.5常用的两种胶片航摄仪瑞士（威特厂）RC-10RC-20RC-30德国（奥普托）RMK-cc24RMK-TOP1.1胶片航摄仪摄影测量经历了三个发展阶段：模拟解析数字1.2数码航摄仪从2000年ISPRS阿姆斯丹大会上，首次展示了大幅面的数码航空摄影相机以来，数码量测航空相机的发展受到了很大的重视。它基本上有两种形式：1）线阵；2）多个（4个）面阵组合。1.2.1Z/IDMC——面阵数码相机DMC是由4台分离的倾斜摄影小面阵影像经过纠正、拼接而成一个大面阵影像。DMC有四个全色波段和多光谱波段1.2数码航摄仪飞行方向F/R——飞行方向的右侧B/R——后方的右侧F/L——飞行方向的左侧B/L——后方的左侧全色影像包括了重叠部分虚线是有效影像800012000DMC相机技术参数1.2数码航摄仪DMC相机参数项参数相机焦距120mm视场角69.3°×42°(飞行方向)快门值和光圈号数连续可调,快门1/50～1/300秒,光圈f4～f22最大连拍速度2秒/幅合成影像大小92.160mm×165.888mm即7680×13824像素辐射分辨率12比特辐射分辨率为：12比特——4096级——记录一个亮度值所用的比特数1.2数码航摄仪1.2.2Vexcel的UltraCamX数码航摄相机——奥地利1.2数码航摄仪MasterCone主镜头4ColorCones四个彩色镜头Panchromatic全色波段镜头同时曝光——同地点曝光四个相机镜头在严格的同一目标物上方曝光1.2数码航摄仪由4次分别曝光的9个小面阵拼接成的大面阵1.2数码航摄仪DMC与UCX数码相机的差异相同点：都是由4个（全色波段）相机构成大幅面黑白影像＋4个（红、绿、兰＋红外）多光波＝大幅面彩色影像DMCUCD1.2数码航摄仪1.2.3SWDC系列数字航摄仪1.2数码航摄仪200620082010焦距50mm/80mm畸变差＜2μ影像幅面14.5K×10.5K旁向视场角2ωy91°/59°基高比0.6/0.351.2.4LeicaADS40——线阵（前视＋下视＋后视）＋近红外＋红＋绿＋兰＝全色＋多光谱利用三个航空摄影条带进行摄影测量1.2数码航摄仪ADS40数字影像航空摄影仪系统物镜的分辨率®——物镜分辨微小细部的能力。R=1/2d（线对/毫米）在整个像幅内R不同，一般R中心＞R边缘。静态分辨率——物镜或胶片动态分辨率——底片（反映摄影系统的质量）。地面分辨率（Rg）——地面上所能分辨的最小地物宽度1.3航摄影像的分辨率∴∵2d’2ddmmddR22121)(米RmRg物镜分辨率测定方法1.3航摄影像的分辨率（1）目视法：12/fmRfdm准物（2）摄影法：得到组合分辨率（3）经验公式：12111SRRR用摄影法测定物镜分辨率应选用高分辨率胶片1.4航摄仪检定1.4.1航摄仪检校的内容1）航摄仪内方位元素——航摄仪主距和像主点坐标x0、y0、fk。2）航摄仪物镜的畸变差。3）航摄仪框标之间的距离及框标连线的垂直性。4）航摄负片的压平精度。注：不同的观测值，不同的平差方法，主距不同1.4.2摄影机检校的方法1）光学实验室检校法2）试验场检校法3)自检校法2.1航空摄影的概念与分类2.2竖直航空摄影的基本要求2.3非常规航空摄影2.4GPS在空中摄影中的应用第2章航空摄影技术考点分析：像片重叠度空间分辨率、辐射分辨率确定摄影比例尺、焦距、像幅以及需要配备的航摄附属仪器。2.1航空摄影的概念与分类2.1.1航空摄影基本概念垂直相片、倾斜相片2.1.2航空摄影的分类按航空摄影的倾角分类竖直航空摄影倾斜航空摄影按航空摄影的方式分类面积航空摄影线状地带航空摄影独立地块航空摄影按摄影比例尺分类大比例尺航空摄影中比例尺航空摄影小比例尺航空摄影第2章航空摄影技术2.1.3航空摄影技术计划各参数的选择一.摄影比例尺的选择原则A.从判读的角度通常：K=1/2R~1/4RB.从测图的角度分析1)图像比与测绘一幅地形图所需要的立体模型数有关NS有效一幅图的面积2221(1)(1)xyxyxyLLMqqllmk21Nk2.1航空摄影的概念与分类2)航摄资料的质量（R）能否满足图像比（K）的要求二.焦距的选择原则1.综合法测图hfHrh’hmfhrh结论1：综合法测图应选择长焦距物镜，使由于地形起伏引起的投影差最小。2.立体测图平坦地区坡度20(1)55xqlBVHfx结论2：选择较短的焦距，可以提高基高比（垂直夸大），从而提高立体量测精度。丘陵、山区——选择长焦距1)减少摄影死角的影响2)减少像片的数量3)改善立体观测条件原因：丘陵——坡度=2~60山区——坡度=6~250结论：综合法测图应选择长焦距物镜，使由于地形起伏引起的投影差最小。立体测图时，平坦地区:选择短焦距物镜，可以提高基高比，提高立体量测精度。山区:选择长焦距物镜，减少摄影死角的影响、减少像片的数量、改善立体观测条件。焦距的选择原则三.qx、qy的确定规范规定：qx53%～65%qy12%～30%即：像片的有效面积应离开像幅的10%，至少离像片边缘1~1.5cm。2.2竖直航空摄影的基本要求2.2.1像片倾角气泡时钟高度表记事板像片倾角一般不大于20，个别最大不大于402.2.2航摄比例尺对于平坦地区：S=摄影机主距/相对航高=f/H实际摄影比例尺在像片上