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1、1,摄影测量学,测绘工程系：杜子涛,2,3.1 航空摄影 3.2 中心投影的基本知识 3.3 航摄像片上特殊的点、线、面 3.4 摄影测量常用的坐标系统 3.5 航摄像片的内、外方位元素 3.6 像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程 3.7 航摄像片上的像点位移,第三章 摄影测量基本知识,3,航空摄影利用安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影(摄影时根据不同的要求选用航摄仪)。,3-1 航空摄影及其基本要求,4,机载数码成像系统,5,6,7,一、摄影比例尺与行高 摄影比例尺又称为像片比例尺，其严格定义为：航摄像片上一线段为l的影像与地面上相应线段的水平距离L之比。,3-1 航
2、空摄影及其基本要求,8,9,航高：摄影机的物镜中心相对某一水准面的高度。 相对航高：摄影机相对某一基准面的高度。（通常基准面取测区地表平均高程平面， ） 绝对航高：摄影机相对平均海水面的高度。,航高,3-1 航空摄影及其基本要求,10,摄影比例尺,3-1 航空摄影及其基本要求,同一航线内，各摄影站的高差不得大于50m。,11,2、摄影比例尺的选择,3-1 航空摄影及其基本要求,12,3-1 航空摄影及其基本要求,二、空中摄影过程 空中摄影过程，是将地球表面上的地物、地貌等信息，穿过大气层，进入摄影机物镜，到达航摄胶片上形成影像的传输过程。航摄负片不仅详细地记录了地物、地貌特征以及地物之间的相互
3、关系，而且记录摄影机装载各种仪表在摄影瞬间的各种信息。 航空摄影前要做出计划，包括的内容主要有：确定测区范围；根据测区的地形条件、成图比例尺等因素选用摄影机；确定摄影比例尺及航高；需用像片的数量、日期及航摄成果的验收等。,13,14,15,3-1 航空摄影及其基本要求,二、空中摄影过程 在做好地面准备工作之后，选择晴朗无云的天气，利用带有航摄仪的飞机或其他空载工具对地面进行摄影。 飞机进入航摄区域后，按设计的航高、航向呈直线飞行并保持各航线间的相互平行，一片接一片、一条航线接一条航线顺次进行摄影。,16,3-1 航空摄影及其基本要求,17,二、空中摄影过程 摄影的曝光过程是飞机在飞行中瞬间完成
4、的，在这一曝光时刻，摄影机物镜所在的空间位置称为摄站点。 航线方向相邻两摄站点间的空间距离称为摄影基线，通常用B表示。,3-1 航空摄影及其基本要求,18,二、空中摄影过程 飞机边飞行边摄影，直至摄完整个测区。如果测区面积较大或测区地形复杂，可按分区进行摄影。 飞行完毕后，将感光的底片进行摄影处理，得到负片。利用负片在相纸上接触晒印，得到正片。 最后，对像片的色调、重叠度、航线弯曲等项进行检查验收与评定，不合要求时要重摄或补摄。,3-1 航空摄影及其基本要求,19,20,1、影像的色调 要求影像清晰，色调一致，反差适中，像片上不应有妨碍测图的阴影。 2、像片的重叠度 像片的重叠度：当相邻的两张
5、像片拍摄景区有重叠时，重叠部分占整张像片的比例。 要求 航向重叠度 旁向重叠度,3-1 航空摄影及其基本要求,21,像片重叠度,22,像片重叠度,23,可得 式中 l 像幅边长 m 摄影比例尺分母 B 摄影基线长度,3-1 航空摄影及其基本要求,24,三、摄影测量生产对摄影资料的基本要求 3、像片倾角 像片倾角（航摄倾角）: 摄影机轴与铅垂方向的夹 角 。 一般要求倾角不大于2， 最大不超过3。,3-1 航空摄影及其基本要求,25,4、航线弯曲度 航线弯曲度：航摄最大偏距与全航线长L之比不大于3。,3-1 航空摄影及其基本要求,26,5、像片旋转角 像片旋转角：相邻 两张像片的像主点连线 与像
6、幅沿航线方向的两 框标连线间的夹角。,3-1 航空摄影及其基本要求,27,28,29,30,3-2 中心投影的基本知识,一、基本概念 投影：用一组假想的直线将物体形状向几何面投影 成像。 中心投影：投影射线汇聚同一点的投影。 投影中心S:中心投影射线的汇聚点。,31,投影射线会聚于一点的投影称为中心投影,投影中心 投影射线 物点 投影平面 投影点,32,投影射线平行于某一固定方向的投影称为平行投影,斜投影 投影射 线与投 影平面 斜交,正射投影 投影射线 与投影平 面正交,33,正射投影：投影射线相互平行且与投影平面正交的 投影 。,3-2 中心投影的基本知识,34,航空摄影,利用安装在航摄飞
7、机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影.,35,二、航片是地面景物的中心投影 航片是地面景物的中心投影； 地形图（包括影像地图）是地面景物的正射投影； 摄影测量的主要任务之一，即是把记录在中心投影像片上的地面景物转换成按图比例尺的正射投影地图。,3-2 中心投影的基本知识,36,航摄像片为中心投影，地形图为正射投影,c,b a,A,B,C,S,中心投影,a b,c,A,B,C,正射投影,摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射投影地形图。,37,三 、中 正 心 、 投 负 影 片 的 位 置,o,o,3-2 中心投影的基本知识,负片是
8、地面的透视图,38,四 、空间点、直线、线段、平行线的中心投影,3-2 中心投影的基本知识,39,1 、空间点的中心投影 空间点的中心投影是一个确定的点。过一个物点只能建立一条投射光线，在投影平面内也只有一个交点。,3-2 中心投影的基本知识,40,2 、直线的中心投影 设L是与投影面相交的一条空间直线，过S作直线L的平行线，与P面的交点为i，称i是该直线上无穷远点的像，且称i点为合点。直线L与投影面P的交点为t，称t为迹点或二重点，则it直线L的中心投影或称为直线L的像。因而，空间直线与投影面相交时，其中心投影为一线段。,3-2 中心投影的基本知识,41,3 、线段的中心投影 若直线L上有线
9、段AB，那么，AB的中心投影也必定在it，根据中心投影三点共线的原则，由投影中心作直线SA、SB交线段it得点a、b，那么线段ab为线段AB的中心投影。,3-2 中心投影的基本知识,42,4、平行线的中心投影 若有一组平行于L的空间直线L1，L2。，显然这组平行线的无穷远点的构像仍然是投影面上的合点i，因此，平行线组L1，L2在投影面P上的中心投影，乃是以点i与各平行线相应迹点的连线所组成的辐射直线束it1，it2.it.,3-2 中心投影的基本知识,43,透 视 变 换 作 图,将空间点、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对应的投影关系称为透视变换。,
10、3-2 中心投影的基本知识,44,3-3 航摄像片上重要点、线、面,45,1、透视变换中的重要点、线、面 透视变换：两个平面间的中心投影变换。 像主点O：投影中心S在投影面P上的垂足（主光轴 与像平面的交点）。 像片主距f：投影中心S到像平面P的垂距。 像底点n：过投影中心 S 的铅垂线与像平面的 交点。 主垂面w：过主光轴so和铅垂线sn的铅垂面。 主纵线vv：主垂面w与像平面的交线。,3-3 航摄像片上重要点、线、面,46,基本方向线VV：主垂面w与地平面的交线。 等角点c：osn的角平分线与像平面的交点。 合点i：地平面上（平行线组）无穷远点的 中心投影。 遁点J：过S作vv的平行线交VV与J。 合线hihi：过投影中心s且平行与地面的水平 面与像平面的交线（合点的集）。 等比线hchc：过等角点c且平行于合线的直线,3-3 航摄像片上重要点、线、面,47,48,49,50,51,
