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1、第3章_摄影测量基础知识(武汉大学）.txt和英俊的男人握握手，和深刻的男人谈谈心，和成功的男人多交流，和普通的男人过日子。 本文由linhuixznu贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第三章 摄影测量基础知识 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 航摄像片上的内、外方位元素 3。6 像点的空间直角坐标变换 3。7 中心投影 构像方程 3。8 航摄像片上的像点位移 本章主要内容 本章主要讲述摄影测量基础知识，重点掌 握摄影测量生产对摄影资料的基本要求,
2、摄影测量常用的坐标系统像方坐标系和物 方坐标系,航摄像片的内、外方位元素； 理解像点的空间直角坐标变换与中心投影 构像方程;了解航摄像片上的像点位移。 3.1 航空摄影 航 一、航空摄影前的准备 1、确定摄区范围 摄区太大时，要进行分区 划 2、航摄仪的选择 平坦地区大比例尺测图 非平坦地区 综合法测图 长焦距窄角 摄 计 全能法测图 中焦距常角或宽角 综合法测图 【planimetric photo】指的是航空摄影和普 通测量相结合的测图方法，地物平面位置用航空 摄影方法求得，地面高程或等高线用普通测量方 法求得 。只用在平坦地区。 全能法测图 【universal photo】指的是在航空
3、摄影测量 作业中，用同一种仪器对地物、地貌测绘成地形 图的方法. 3、摄影比例尺的确定 摄影比例尺（又称像片比例尺）定义：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. 航摄像片上影像线段的长 1 l 严格定义: = 地面上对应线段的水平距离 m L 摄影比例尺是像片的平均比例尺 1 f = m H f：摄影机主距 H:摄影航高,以摄区内的平均高程面作为摄影基准面, 摄影机的物镜中心至该面的距离 4、 摄影航高的确定 航高:航摄飞机在摄影瞬间相对与地面的高度。 航高:航摄飞机在摄影瞬间相对与地面的高度. 相对航高:相对于某一基准面或某一点的高度。 相对航高：相对于某一基准面或某
4、一点的高度。 摄影航高：相对于摄区平均高程面的高度。 摄影航高：相对于摄区平均高程面的高度。 H = m f 绝对航高： 绝对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对于平 均海平面的航高 5、摄影比例尺的选择 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高, 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于 影像的解译与提高成图精度，但摄影比例尺过大， 影像的解译与提高成图精度,但摄影比例尺过大，增加工 作量及费用，所以, 作量及费用,所以，摄影比例尺要根据测绘地形图的精度 要求与获取地面信息的需要来确定。 要求与获取地面信息的需要来确定。 考虑因素：成图比例尺、测图方法、成图精度、 考虑因素:成图比例尺、测图方法
5、、成图精度、经济 性等因素,以及经济性和航摄像片以后的使用可能性。 性等因素，以及经济性和航摄像片以后的使用可能性。 航摄比例尺与成图比例尺的关系 当选定了摄影机和摄影比例尺后,即f和m为已知,航空摄 影时就要求按计算的航高H飞行摄影，以获得符合生产要 求的摄影像片。当然，飞机在飞行中很难精确确定航高， 但是差异一般不得大于5。同一航线内，各摄影站的高 差不得大于50m。 二、空中摄影过程 实质：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关系，而且记 录摄影机装载各种仪表在摄影瞬间
6、的各种信息。 这些信息及起始数据能从负片提取，是航空摄影 成图或建立影像数据库最重要的原始资料之一。 二、空中摄影过程 航空摄影前的准备 1、确定摄区范围:摄区太大时，要进行分区 2、根据测区的地形条件、成图比例尺等因素选用航摄仪 平坦地区大比例尺测图 非平坦地区 综合法测图 长焦距窄角 全能法测图 中焦距常角或宽角 3、确定摄影比例尺及航高； 4、需用像片的数量、日期及航摄成果的验收等. 综合法测图 【planimetric photo】指的是航空摄影和普通测量相 结合的测图方法，地物平面位置用航空摄影方法求得，地 面高程或等高线用普通测量方法求得 。只用在平坦地区。 全能法测图 【univ
7、ersal photo】指的是在航空摄影测量作业中， 用同一种仪器对地物、地貌测绘成地形图的方法. 飞行过程中 摄影基线B 摄站点 航空摄影略图 摄站点：摄影的曝光过程是飞机在飞行中瞬间完成的，在这 一曝光时刻，摄影机物镜所在的空间位置称为摄站点. 摄影基线: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。 飞行完毕后 负片：将感光的底片进行摄影处理，得到航摄底片，称为 负片。 正片: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。 摄影方式 竖直航空摄影：航摄仪在曝光瞬间物镜主光轴与地面垂直， 通常规定
8、像片倾角小于23度，常用的航空摄影方式，其 影像质量无论从判读或量测方面来看都比倾斜摄影要好， 但直观性稍差。我国目前进行的航空摄影绝大多数都是竖 直航空摄影. 倾斜航空摄影： 其像片倾角a大于3度的航空摄影称为倾 斜航空摄影.这种摄影像片具有较强的透视感,对地物和 目标判读特别有利。 竖直航空摄影包括: 面积航空摄影:主要用于测绘地形图，或进行大面积资源 调查。在指定摄区内布设一系列互相平行的直线摄影航线并覆 盖整个区域的航空摄影。 条状地块航空摄影：主要用于公路、铁路、输电线路定线和 江、河流域的规划与治理工程，通常只拍摄一条或几条航线， 即沿狭长地带或规定线路进行的航空摄影。 独立地块航
9、空摄影：主要用于大型工程建设矿山勘探部门， 只拍摄少数几张具有一定重叠度的像片。 三、摄影测量生产对摄影资料的基本要求 1、影像的色调 影像清晰、色调一致、反差适中， 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。 阴影。 2、像片倾角 像片倾斜角的要求，一般为2 度之间。 像片倾斜角的要求，一般为23度之间. 像片倾斜角：在摄影瞬间摄影机发生 像片倾斜角： 了倾斜， 了倾斜，航空摄影机主光轴与铅垂线 的夹角。 的夹角。 时为最理想的情形。 0 时为最理想的情形。但飞机受 气流的影响，航摄机不可能完全置平， 气流的影响，航摄机不可能完全置平， 一般要求倾角不大于2 一般要求倾角不
10、大于2度,最大不超过 3度 3、像片重叠 航向重叠度与旁向重叠度 航向重叠：同一航线内相邻像片 应有一定的影像重叠. 旁向重叠：相邻航线也应有 一定的重叠. 航向、旁向重叠小于最低要求称航摄漏洞,需要在航测外业做 补救。 重叠反映在航摄片上的同名影像是以像幅尺寸的百分数表示。 一般情况下，要求航向重叠度最好为60%65,最小不能少于 53;旁向重叠要求3040,最小不少于15%。 航 向 重 叠 度 旁 向 重 叠 度 4、航线弯曲 航线弯曲：把一条航线内的像片根据地物的影像叠拼起来,各 张像片的像主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折 线 航线弯曲度：一条航线内各张像片主点至首尾两张像
11、主点连线 的的最大偏离度L L L L L 3% 航线弯曲度一般不得超过3% 航线弯曲度一般不得超过3% 5、对像片旋角的要求 像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框 标连线之间的夹角，以k表示。 对像片旋角的要求：一般情况下小于6度,个别不应大于8 对像片旋角的要求：一般情况下小于6度，个别不应大于8度， 而且不能有连续三张像片的旋角超过6 而且不能有连续三张像片的旋角超过6度的情况。 6、对航高差的要求 航高差:空中摄影时飞行航高的变化量 H 5 H 规范还规定：同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于30 规范还规定：同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于30 米,摄区
12、同一航线内各摄影站的高差不得大于50米。 米，摄区同一航线内各摄影站的高差不得大于50米. 四、空中摄影质量的评定 (1）负片上影像是否清晰、框标影像是否齐全、像幅四周指示 器件的影像(如水准气泡等)是否清晰可辨； （2）由于太阳高度角的影响,地物阴影长度是否超过摄影规范 的规定，地物阴暗和明亮部分的细部能否辨认清楚; （3)航摄负片上是否存在云影、划痕、乳剂层脱落等现象； （4）负片上的黑度是否符合要求，影像反差等不得大于规范要 求； （5）航带的直线性、航带间的平行性、像片影像的重叠度、航 高差和摄影比例尺等等都要检查评定，并不得超出规定的技术 指标. 3。2 中心投影的基本知识 一、中心
13、投影与正射投影 投影：用一组假想的直线将物体向几何面上投射 投影：用一组假想的直线将物体向几何面上投射 投影的分类： 投影的分类： 中心投影：投影射线会聚于一点 投影 斜投影：投影射线与投影 平行投影 平面斜交 正射投影： 正射投影：若投影光线相互 平行且垂直于投影面 斜投影 正摄投影 二、航片是地面的中心投影 航片是地面景物的中心投影； 地形图是地面景物的正射投影； Q 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 S 当航空摄影机向地面摄影时，地 面点光线通过物镜后,在底片上 成像，即可得航摄像片。此时, 负片为投影面P,物镜中心为投影 中
14、心S，地面点ABCD至S的光线为 投影光线.如图右所示。所以， 航摄像片是所摄地面的中心投影， 称负片P是地面的透视图. P b c Q S a d c b d P D a C A B 三、中心投影的正片位置与负片位置 负片位置指投影平面与物点 负片位置指投影平面与物点 在投影中心的两侧 正片位置指投影平面与物点在 正片位置指投影平面与物点在 投影中心的同一侧 无论正片位置还是负片位 置，像点与物点的几何关 系不变,数学表达式不变 A B D Q b c S a d d a c b C 四、空间点、直线、线段、平行线组的中心投影 1、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。 A P a S 图3-8 点的中心投影 2、空间直线的中心投影 空间直线是由无数空间点构成的， 点A、B、C在P面上的构像为a、b、 c，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为直线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。 图39
