23+29攝影測量遙感航攝+馬茂生.ppt

攝影測量與遙感 第一章 攝影測量與遙感概述第二章 攝影測量基礎第三章 遙感基礎第四章 攝影測量與遙感處理系統(tǒng)第五章 野外像片調繪與像片控制測量第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產 第一章 攝影測量與遙感概述1 1 攝影測量概述1 1 1 攝影測量的任務 基本含義 是基于像片的量測和解譯 利用攝影影像 研究確定被攝物的形狀 大小 位置 性質和相互關系的一門科學技術 處理任務 嚴格建立攝影瞬間像點與對應物間的集合關系后 自影像模型上采集物體幾何信息和解譯物體性質 第一章 攝影測量與遙感概述1 1 攝影測量概述1 1 1 攝影測量的分類 根據研究對象 1 非地形攝影測量 一般指近景攝影測量 2 地形攝影測量根據攝站位置 1 航天 衛(wèi)星 攝影測量 俗稱 遙感 2 航空 飛機 氣艇 攝影測量最主要的地形攝影測量方式 成圖比例 1 5百 1千 2千 5千 1萬 5萬等 3 地面攝影測量 第一章 攝影測量與遙感概述1 1 攝影測量概述1 1 1 攝影測量的發(fā)展 170年歷史 三個發(fā)展階段 第一章 攝影測量與遙感概述1 2 遙感及其發(fā)展 泛指 通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性的技術 攝影測量是遙感的前身 屬于遙感范疇 解決 定性 定位 定量 包括 獲取圖像 信息處理提取 分類方法 電磁波段 運載工具 傳感器工作方式 第一章 攝影測量與遙感概述1 3 攝影測量與遙感的結合 數字攝影測量的理論推動了遙感的發(fā)展 數字攝影測量的成果經常是遙感數據處理分析的基礎或條件 一個現代化的數字攝影測量系統(tǒng)與一個現代化的遙感圖像處理系統(tǒng)已經看不出什么本質區(qū)別 值得關注的記載雷達 LIDAR 和車載移動測圖系統(tǒng) 第二章 攝影測量基礎2 1 單張航攝像片解析2 1 1航攝像片與地圖的區(qū)別 像片 中心投影 地圖 正射投影 地面與像片都是嚴格水平時 投影結構等效 像片傾角或地面高差 造成地物像點與理想的中心投影位置存在位移 統(tǒng)稱為 像點位移 后者也專稱為 投影差 第二章 攝影測量基礎2 1 單張航攝像片解析2 1 2像片傾斜引起的像點位移 像片不可能嚴格水平 造成像點位移 致使影像變形和各處比例不等 像點位移造成航片各處比例尺不等 因此航片不能直接嚴格的繪制地圖 可以通過后期的相反傾斜進行糾正 形成新相片 在航測中 像片傾斜造成的像點位移需要通過光學或數學計算的方法消除 第二章 攝影測量基礎2 1 單張航攝像片解析2 1 3地面起伏引起的投影差 由于地面起伏引起的像點位移稱為像片上的投影差靠近像片邊緣 投影差增大 像主點正下方為0 高度大 投影差大 攝影機主距 焦距 大 投影差小 魚眼鏡頭 屬于超短距鏡頭 產生魚眼效果 城區(qū)高大建筑物多 宜采用長焦鏡頭 第二章 攝影測量基礎2 1 單張航攝像片解析2 1 4航攝像片的內外方位元素 內方位元素 三個內方位元素 描述像片跟鏡頭中心的關心 焦距 f 常見156mm 像主點在像片框標坐標系中的坐標 x0 y0 值極小 一般不超過10微米 實質上 就是鏡頭中心在底片坐標系中的x y z坐標 角度方面 旋角 傾角 俯仰角 遵循嚴格的工藝標準 近乎0忽略不記 內方位元素值是正確與否 直接影響測圖精度 所以航攝相機需要定期鑒定 鑒定資料中還包括 鏡頭的畸變差 框標坐標等 這些值都是在模型重建恢復過程中首先輸入的內容 以恢復相片面與鏡頭中心點的關系 這些值也是必須與航攝資料一并提交用戶的 統(tǒng)稱相機鑒定資料 第二章 攝影測量基礎2 1 單張航攝像片解析2 1 4航攝像片的內外方位元素 外方位元素 在恢復了內方位元素的基礎上 確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數 稱外方位元素 共6個 三個線元素 攝影中心在地面坐標系中的空間坐標 x y z 三個角元素 相機的俯仰角 側傾角 航偏角 外方位元素的確定可以使用地面控制點計算獲得 也可以使用機載GPS 慣性導航系統(tǒng)獲得 第二章 攝影測量基礎2 1 單張航攝像片解析2 1 5中心投影的共線方程 共線方程 指中心投影的構象方程 三點共線而已 攝影中心S 像方成像點a 對應地面點A 主要應用 攝影測量的基礎 單像空間后方交會和多像空間前方交會由單套的XYZ xy由多套的xy XYZ鏡頭后方是像片 一條光線由前到后投影到像平面上一個點 稱為后方交會 解析空中三角測量光束法平差的基本數學模型構成數字投影的基礎 利用DEM進行單片微分糾正 制作DOM 由單套的xy和Z XY 第二章 攝影測量基礎2 2 像點坐標的量測2 2 1像片面坐標系的定義 描述像點在像平面上的位置 一般根據框標確定 稱為像片框標坐標系 x x0Y y0 第二章 攝影測量基礎2 2 像點坐標的量測2 2 2像點坐標的量測 傳統(tǒng)的 單相片坐標量測儀立體坐標量測儀都要先量測框標 以確定像片與量測設備安置的幾何關系 第二章 攝影測量基礎2 2 像點坐標的量測2 2 3像點坐標的系統(tǒng)誤差改正 來源 攝影材料的變形 攝影物鏡畸變 大氣折光 地球曲率等 對每張像片的影響有相同的規(guī)律 稱為系統(tǒng)性誤差 攝影材料和攝影物鏡畸變的一般需要改正 通過內定向的過程進行 第二章 攝影測量基礎2 3 立體測圖的原理和方法2 3 1立體觀測原理 4條件 不同位置拍攝的同一景物的立體像對每眼觀測一個片子同名像點連線基本與眼基線平行兩相片比例尺相近 第二章 攝影測量基礎2 3 立體測圖的原理和方法2 3 2像對的立體觀測方法 3方法 立體鏡觀測疊映影像的立體觀測方法雙目鏡觀測光路的立體觀測法還有 像對的直接觀測發(fā) 第二章 攝影測量基礎2 3 立體測圖的原理和方法2 3 3像對的立體測圖方法 攝影過程的幾何反轉是雙像立體測圖的基本原理和前提模擬 解析 數字化三個技術發(fā)展階段 第二章 攝影測量基礎2 3 立體測圖的原理和方法2 3 4地物與地貌的測繪 通過對立體像對進行定向和建模 可重建地面按比例尺縮小的立體模型 在模型上進行量測 可直接測繪出符合規(guī)定比例尺的地形圖 第二章 攝影測量基礎2 4 攝影測量解析計算基礎 利用解析計算計算的方法處理影像信息 從而獲得地面的基礎空間信息 重點解決影像信息中的集合信息 XYZ 兩個名詞 空間后方交會 空間前方交會 1 地面的XYZ2 相機的XYZ和三個姿態(tài)角度3 像片的xy這三套數據間的相互解析計算 已知其中的兩套 推算出未知的一套 第二章 攝影測量基礎2 4 攝影測量解析計算基礎2 4 1單張像片的空間后方交會 已知內容 像片的內方位元素 焦距 x0 y0三個以上地面點的x1y1z1 x2y2z2 x3y3z3原理 共線方程 目的 解析計算出 XsYsZs和三個姿態(tài)角 第二章 攝影測量基礎2 4 攝影測量解析計算基礎2 4 2立體像對的空間前方交會 1 單張像片的像點xy 6個外方位元素 地面點的空間方向 2 左片像點xy 6個左外方位元素 地面點的空間方向左 右片像點xy 6個右外方位元素 地面點的空間方向右 3 立體像對的同名光線來源于地面的同一個地物反射點 反之 兩條逆向的同名光線必然相較于對應的地物反射點上 所以 根據共線方程可計算出地面點的XYZ 其實質 等同于工程測量的三角測量 第二章 攝影測量基礎2 4 攝影測量解析計算基礎2 4 3相對定向與絕對定向 恢復左右兩像片的外方位元素 稱為立體模型重建 通常的過程 1 內定向 像片跟鏡頭的相對關系2 相對定向 形成立體效果時左右兩像片必須滿足的相對關系 相對位置和相對姿態(tài) 3 絕對定向 相對定向所恢復的模型經平移 旋轉 縮放 將其納入到真實的地面坐標系中 第二章 攝影測量基礎2 4 攝影測量解析計算基礎2 4 3相對定向與絕對定向 相對定向 確定兩張影像相對位置關系的過程 無需外野控制實現效果 兩張像片上的所有同名點的投影光線對對相交 所有的相交點構成了地面的立體模型 5個參數元素 y方向相對位移 z方向相對位移 三個相對的姿態(tài)角 或者相對于攝影基線方向的5個角度 共面條件 左右相對同名光線跟攝影基線共面 第二章 攝影測量基礎2 4 攝影測量解析計算基礎2 4 3相對定向與絕對定向 相對定向完成的模型 比例尺 坐標原點 模型坐標系與地面坐標系都不一致 絕對定向的過程就是恢復上述一致性的過程 實現一個三維空間上的相似變換 至少需要2個平高控制點和一個高程控制點 且三個控制點不能在一條直線上 實際上一般采用四個平高控制點 共求出七個參數 用來進行三維空間相似變換 第二章 攝影測量基礎2 5 數字攝影測量基礎2 5 1影像數字化和影像重采樣 影像資料形式 模擬 解析攝影測量使用膠片 數字攝影測量使用數字影像 數字影像的來源 膠片掃描 數碼相片 在制作或使用數字影像的過程中 包括 影像數字化 影像重采樣兩種 掃描或數碼航攝 是數字化過程 形成規(guī)則點陣 掃描一般10 25微米 數碼相機一般5 12微米 若需要知道位于非點陣上的影像灰度值是 就需要內插計算 稱為重采樣 影像旋轉 核線影像的生成 數字糾正等 常用計算方法 臨近像元 雙線性內插等 第二章 攝影測量基礎2 5 數字攝影測量基礎2 5 2影像的內定向 與模擬 解析攝影測量沒有本質區(qū)別 第二章 攝影測量基礎2 5 數字攝影測量基礎2 5 3基于灰度的影像匹配 數字攝影測量工程中 自動確定左右相片中同名像點的過程 稱為影像匹配 相關系數法影像匹配 最小二乘法影像匹配 第二章 攝影測量基礎2 5 數字攝影測量基礎2 5 4基于核線的一維影像匹配 核線 飛行方向上 鏡頭中心的連線 一維 一條線上 實際操作 對于飛行質量較好的影像 可不進行核線影像的生成 第二章 攝影測量基礎2 5 數字攝影測量基礎2 5 5基于特征的影像匹配 適用于信息缺乏區(qū)域或相鄰影像存在較大比例尺差異或扭曲 灰度匹配效果較差 第三章 遙感基礎3 1 遙感基礎知識3 1 1電磁波普與電磁輻射傳輸 1 電磁波 紫外 可見光 紅外 微波 波長逐漸增大 都在大氣窗口范圍內 2 大氣窗口 能夠較高的透過大氣的波段的總稱 觀測地面 選擇大氣窗口 監(jiān)測大氣層 避免大氣窗口 第三章 遙感基礎3 1 遙感基礎知識3 1 3地物波普特性 地物波普特性指地面物體具有的輻射 吸收 反射和透射一定波長范圍電磁波的特性 遙感技術以不同物體對電磁波的反射 吸收 發(fā)射不同為基礎 第三章 遙感基礎3 2 遙感圖像特征 幾何特征 空間分辨率光譜特征 光譜分辨率時間特征 時間分辨率 第三章 遙感基礎3 2 遙感圖像特征3 2 1空間分辨率 空間分辨率 遙感圖像上能夠區(qū)分的最小單元的尺寸或大小 通常用地面分辨率和影像分辨率來表示 選擇 可接受的最小空間分辨率為研究目標的1 2 星下方最高 兩側逐漸變低 第三章 遙感基礎3 2 遙感圖像特征3 2 2光譜分辨率 光譜分辨率 傳感器所記錄的電磁波普中 某一特定波長的范圍值 波長范圍值越寬 光譜分辨率越低 應恰當的選擇 并越高越好 第三章 遙感基礎3 2 遙感圖像特征3 2 3時間分辨率 時間分辨率 對同一目標進行重復探測時 相鄰兩次探測的時間間隔 第三章 遙感基礎3 3 常用衛(wèi)星遙感簡介 遙感影像在測繪中主要測繪地形圖 制作正射影像和各種專題圖 第三章 遙感基礎3 3 常用衛(wèi)星遙感簡介3 3 1衛(wèi)星分辨率與成圖比例尺的關系 時間分辨率 對同一目標進行重復探測時 相鄰兩次探測的時間間隔 第三章 遙感基礎3 3 常用衛(wèi)星遙感簡介3 3 1常用衛(wèi)星及傳感器簡介 1 Landsat衛(wèi)星搭載TM ETM 傳感器美國 30米 7波段 16天2 SPOT法國 2 5米 第三章 遙感基礎3 3 常用衛(wèi)星遙感簡介3 3 1常用衛(wèi)星及傳感器簡介 3 新型高分辨率遙感衛(wèi)星IKONOS QuickBird SPOT 54 國產衛(wèi)星CBERS 02B 資源2號衛(wèi)星 遙感2號衛(wèi)星等 分辨率都不高 第三章 遙感基礎3 4 遙感圖像的解譯3 4 1 解譯的任務 三方面 目標物的大小 形狀及空間分布特點 目標地物的屬性特點 目標地物的變化動態(tài)特點 是個逆過程 方式 目視解譯 計算機圖像處理 第三章 遙感基礎3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標志 根據影像特征的差異可以識別和區(qū)分不同的地物 這些典型的影像特征稱為影像解譯標志 分為 直接解譯標志 間接解譯標志 第三章 遙感基礎3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標志 直接解譯標志 形狀大小陰影色調顏色紋理圖案位置布局 第三章 遙感基礎3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標志 間接解譯標志 不能從目視判讀直接獲得答案 需要從其他相關事物間的聯(lián)系 進行推理 例如 城市人口的確定 第三章 遙感基礎3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標志 應用解譯標志應注意的問題 彩紅外圖像 藍色實際上是綠色 多光譜假彩色合成影像熱紅外影像雷達影像 第三章 遙感基礎3 4 遙感圖像的解譯3 4 3 目視解譯 原則步驟主要方法一般程序 第四章 攝影測量與遙感處理系統(tǒng)4 1 數字攝影測量系統(tǒng) 國產 virtuoZo武漢大學張祖勛JX 4C測繪科學院劉先林 第四章 攝影測量與遙感處理系統(tǒng)4 2 遙感數字圖像處理系統(tǒng) 圖像轉換圖像校正圖像增強多源信息融合計算機解譯 第四章 攝影測量與遙感處理系統(tǒng)4 3 機載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng) 1 機載雷達主動遙感技術 全天候 高精度高程能穿植被 適合森林區(qū)域基本不需要地面控制點 有GPS和IMU2 車載移動測圖系統(tǒng) 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 1 野外像片調繪5 1 1 判讀特征與方法 1 判讀特征屬于中心投影 形狀 大小 陰影 色調 顏色 紋理 圖案 位置 布局等 跟衛(wèi)片相似 2 判讀方法地區(qū) 細部 一般細部 個別細部 已知特征 未知特征 局部特征 整個區(qū)域 循序漸進進行 直判法 對比法 綜合判認法 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 1 野外像片調繪5 1 2 像片調繪的基本知識 先室內判繪 后野外檢查補繪 1 像片的綜合取舍 野外調繪時 需綜合取舍 對地物地貌進行選擇和概括表示 通過綜合取舍 使地面物體在地形圖上得以合理表示 主次分明 以保證重要地物準確描述和突出顯示 反映地區(qū)的真實形態(tài) 取舍原則 國民經濟建設中的重要性 分布密度 地區(qū)特征 比例尺 用圖部門要求 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 1 野外像片調繪5 1 2 像片調繪的基本知識 2 像片調繪的基本過程 準備判讀綜合取舍著鉛詢問 調查量測補測新增清繪復查接邊 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 1 野外像片調繪5 1 3 主要地形目標的調繪 采用全野外調繪 室內外綜合調繪 調繪目標包括 獨立地物調繪 居民地 道路及附屬設施 管線 垣柵和境界 水系 地貌 土質和植被 地理名稱調查和注記 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 1 野外像片調繪5 1 4 調繪的整飾與接邊 1 整飾及時清繪 位置準確 關系處理好 記錄遺漏 統(tǒng)一補調2 接邊圖幅內部接邊 圖幅接邊同期作業(yè)接邊 非同期作業(yè)接邊 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 1 野外像片調繪5 1 5 新增地物的補測 一般大比例尺按調繪時間補測 小比例尺按攝影時間補測 交會法 截距法 坐標法 比較法 需要注意有多余觀測值 大面積補測 使用工程測量方法 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 2 像片控制測量5 2 1 野外像片控制點的布點方案 全野外布點 非全野外布點 特殊情況布點 1 全野外布點 每像對4個點 適用 航片比例小 用圖精度高 內業(yè)加密低 大面積落水 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 2 像片控制測量5 2 1 野外像片控制點的布點方案 全野外布點 非全野外布點 特殊情況布點 2 非全野外布點 單航線 區(qū)域網 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 2 像片控制測量5 2 2 野外控制點的選擇 刺點目標清晰 6度重疊 測區(qū)圖廓線外 邊緣方向都在1 1 5cm之外 要大于 不能太靠外 距離飛行方向的中垂線要在1 1 5cm之內 不能太偏 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 2 像片控制測量5 2 2 野外控制點的編號 整飾和注記 N 平面點 P 平面點 G 高程點 后加數字 統(tǒng)一編號 無重復 注意 選最清片子刺點 刺一次 孔徑不大0 1mm 實地打樁標記 用于測量坐標 背面整飾 繪制略圖并說明 日期 刺點 檢查簽字 現場完成 條件許可 輔助使用現場數碼像片 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 2 像片控制測量5 2 2 野外控制點的施測 P平面點 目標清晰 線狀地物交點或拐角 G高程點 高程變化不大的地方N平高點 滿足兩種要求 主要是GPSRTK 大比例尺高程根據需要選擇 接邊 轉抄成果 無裂隙 第五章 野外像片調繪與像片控制測量5 2 像片控制測量5 2 2 野外控制點的施測 P平面點 目標清晰 線狀地物交點或拐角 G高程點 高程變化不大的地方N平高點 滿足兩種要求 主要是GPSRTK 大比例尺高程根據需要選擇 接邊 轉抄成果 無裂隙 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 1 4D產品生產的數據流 4D DEM數字高程模型DOM數字正射影像DLG數字線劃地圖DRG數字柵格地圖航片 衛(wèi)片立體像對 相片控制測量 外野調繪 空中三角測量加密 DEM DOM DLG DRG 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 2 解析空中三角測量6 2 1 概述 利用少量的野外控制點 采用攝影測量解析算法 計算確定區(qū)域內所有影像的外方位元素及待定點的地面坐標 平差方法 航帶法 獨立模型法 光束法 精度分析 理論精度 平差的計算殘差 實際精度 利用地面控制點實地檢測 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 2 解析空中三角測量6 2 2 GPS輔助空中三角測量 機載GPS設備 提供攝站XYZ 減少地面控制點的數量 提高精度和效率 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 2 解析空中三角測量6 2 3 POS輔助空中三角測量 POS定位定向系統(tǒng) GPS IMU 慣性測量裝置 獲得XYZ和三個姿態(tài)角度 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 3 數字高程模型 DEM 6 3 1 DEM的表達方式 DEM地面模型 DTM地形模型的分支之一 僅表示地面高程 消除人工地物的高程 規(guī)則格網 Grid 不規(guī)則三角網 Tin 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 3 數字高程模型 DEM 6 3 2 DEM的數據采集方法 航空攝影測量 計算機自動匹配生成DEM 機載雷達 直接采集三維數據 利用已有矢量數據 等高線 特征線 高程點等計算TIN GRID 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 3 數字高程模型 DEM 6 3 3 DEM的內插 地球表面 有斷面 又連續(xù)平緩的坡度變化 利用GRID內插未知點的高程采用 雙線性內插 利用TIN 計算GRID 在已知的矢量數據中 會記錄每一點 線 面要素周邊的坡度變化特征 軟 硬 代表斷面或緩坡 這樣內插出來的高程值精度更高 這也是TIN的優(yōu)勢 但是在三維數據分析中 主要使用GRID格式 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 3 數字高程模型 DEM 6 3 4 DEM的主要應用 測繪部門 反計算等高線 透視圖 三維地表 其他行業(yè) 水文 氣象 地質 通訊等等 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 4 數字正射影像圖 DOM 6 4 1 航攝像片糾正概述 模擬時代 使用光學儀器 恢復航攝姿態(tài) 曝光生成正射像片 適用于平原區(qū) 丘陵地采用分帶曝光的方式 山地 高山地沒有辦法 過度時期 曾有計算機控制的點式曝光設備 數字時代 對原始的數字影像的每一個像素 根據地面高程模型和外方位元素 計算出其地面坐標 逐點糾正 稱微分糾正 通過像素值內插 生成DOM 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 4 數字正射影像圖 DOM 6 4 2 DOM的制作方法 航空影像 航天影像 航空影像航高小于航天影像 所以 對DEM精度要求高 航空影像更高低 所以投影差大 城市區(qū)域會產生很多死角 通過多片選擇 可改善一些 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 4 數字正射影像圖 DOM 6 4 3 真正射影像的制作 DEM 原始影像 建筑物頂部與根部不在一起 DSM 數字表面模型 原始影像 建筑物頂部與根部重合 但是 會有更多的影像拉伸和壓縮 實際效果沒有見過 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 4 數字正射影像圖 DOM 6 4 4 DOM流程 單片影像 DEM進行微分糾正 影像鑲嵌 影像裁切 其中 影像調色 影像勻光可放在也是資料上 也可以使用到鑲嵌前的影像上 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 4 數字正射影像圖 DOM 6 4 5 DOM質量控制 1 幾何精度野外檢查 與已有數據比較檢查 左右片生成的DOM比較檢查 2 輻射質量色調均勻 反差適中 拼接處色調一致 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 4 數字正射影像圖 DOM 6 4 6 DOM的勻光處理 原始資料的質量造成的 1 photo等軟件單片處理 比較 反復調整 2 專業(yè)軟件 批處理 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 5 數字線劃地圖 DLG 6 5 1 數字線劃地圖概述 DigitalLineGraphs 矢量 能夠對象化 便于分析決策 Autocad Arcgis Microstation超圖supermap 中地MapGis等 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 5 數字線劃地圖 DLG 6 5 2 數字線劃地圖的制作 航片 衛(wèi)片 全數字攝影測量工作站采集數據 編輯軟件編輯制作 正射影像圖直接屏幕矢量化 已有地圖掃描矢量化 第六章 基于攝影測量與遙感的4D產品生產6 6 數字柵格地圖 DRG 6 6 1 數字柵格地圖概述 DigitalRatserGraphs 對現有紙質 膠片等地形圖經掃描 幾何糾正和色彩校正處理后得到的圖像 也可直接使用DLG 軟件制作處理 用的較少 測繪航空攝影 第一章 航空攝影儀第二章 航空攝影技術第三章 航空攝影工作的實施 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 1 膠片航攝儀的結構與分類 1 結構單鏡頭框幅式膠片航空攝影機 低畸變透鏡 固定而精確的主距 定焦鏡頭 框幅一般23 23cm 以前有18 18cm 2 分類長焦距 f 255mm常角 100度焦距短 則視角大 投影差大 像對同名地物點投影差之差大 高程精度高 一般f 156mm 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 2 感光材料及其特性 黑白 彩色 彩紅外 紅外等 特性 感光度 反差系數 寬容度 灰霧密度 顆粒度 顯影動力曲線 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 3 感光膠片的沖洗 顯影 定影 水系 干燥 專用航攝膠片沖洗儀 無劃痕 靜電斑痕 折傷 不能引起變形 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 4 航攝儀的輔助設備 1 航攝濾光片通過消除或減弱某一波普帶的作業(yè) 盡可能消除空中蒙霧亮度的影像 提高景物的反差 對焦平面的照度分配不均勻進行補償 2 影像位移補償裝置 簾式快門 而非中心快門 同時相機反飛行方向移動 抵償飛機的運動 3 自動曝光系統(tǒng) 自動調整光圈或曝光時間 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 5 常用的兩種膠片航攝儀 1 RC型航攝儀RC10 RC20 RC30 23 23mm像幅 鏡頭焦距數種 RC20有像移補償裝置 RC30有陀螺穩(wěn)定平臺 云臺 GPS導航接口 2 RMK23 23 5個不同焦距鏡頭 第一章 航空攝影儀1 2 數碼航攝儀 1 框幅式 面陣CCDDMC UltraCam D SWDC 2 推掃式 線陣CCDADS40 第一章 航空攝影儀1 2 數碼航攝儀1 2 1 DMC數碼航攝儀 美國Z I公司4個全色鏡頭 4個多光譜鏡頭 融合匹配 虛擬焦距120mm CCD像元0 012mm 7680 13824 7680 0 012 92mm13824 0 012 165 88mm 12bits地面分辨率計算 8000航攝比例尺 0 012mm像元尺寸 96mm地面分辨率 價格千萬元左右 第一章 航空攝影儀1 2 數碼航攝儀1 2 2 UltraCam D數碼航攝儀 奧地利Vexcel公司開發(fā) 同屬于多鏡頭組成的框幅式數字航攝儀 黑白 彩色 彩紅外 11500 7500 第一章 航空攝影儀1 2 數碼航攝儀1 2 3 SWDC系列數字航攝儀 四維數字相機劉先林 單鏡頭 雙鏡頭 四鏡頭 基于多臺非量測相機 經相機檢校和拼接 特點 鏡頭可更換 幅面大 視場角大 基高比大 高程精度高 第一章 航空攝影儀1 2 數碼航攝儀1 2 4 ADS40數字航攝儀 Leica瑞士徠卡三行線陣CCD 線中心投影 每條掃描線都有其獨立的攝影中心 成果是無縫的條帶狀影像 三對CCD 對前視 下視 后視三個方向用時獲取影像 第一章 航空攝影儀1 3 航攝影像的分辨率1 3 1 膠片影像的分辨率 空間分辨率是攝影機系統(tǒng)拍攝影像質量的綜合反映 影響因素 膠片和鏡頭的分辨率 像移 大氣 膠片沖洗 膠片分辨率 可量測 單位 線對 mm 類似條碼的影像 等間距 第一章 航空攝影儀1 3 航攝影像的分辨率1 3 2 數字影像的分辨率 地面采樣間隔 數碼相機 膠片掃描數據 第一章 航空攝影儀1 4 航攝儀的檢定 攝影測量相機的檢查與校正 包括相機的內方位元素 鏡頭畸變差及其他參數的檢校 是攝影測量作業(yè)過程的重要部分 是后續(xù)解析計算的保障 檢校內容 1 像主點坐標 x0 y0 與主距f2 物鏡光學畸變差或畸變系數3 底片壓平裝置的測定4 框標間距及框標坐標系垂直型的測定 數碼相機 上述1 2項 像元大小 調焦后主距變化和畸變差變化的測定檢校方法 光學實驗室 試驗場 第二章 航空攝影技術2 1 航空攝影的概念和分類2 1 1 航空攝影概念 要求使用構造精密的航空攝影機 畸變差小 解像力高 像幅大 主光軸盡可能垂直地面 機載GPS控制飛行方向 路線 曝光時間 IMU控制角姿態(tài) 第二章 航空攝影技術2 1 航空攝影的概念和分類2 1 2 航空攝影的分類 1 按傾角小于2 3度 豎直航空攝影低傾斜 高傾斜 包括地平線影像 透視感強2 按方式路線面積航空攝影 線狀條帶航空攝影3 按比例尺大比例尺 大于等于10000中比例尺 10000 50000小比例尺 小于等于50000 第二章 航空攝影技術2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 1 航攝像片傾角 攝影物鏡的主光軸偏離鉛垂線的夾角 稱航攝像片傾角 目前可保持在3度以內 稱為豎直攝影或近似垂直攝影 像片平面接近水平 航空攝影測量的基本要求 作業(yè)方便 第二章 航空攝影技術2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 1 航攝像片傾角 攝影物鏡的主光軸偏離鉛垂線的夾角 稱航攝像片傾角 目前可保持在3度以內 稱為豎直攝影或近似垂直攝影 像片平面接近水平 航空攝影測量的基本要求 作業(yè)方便 第二章 航空攝影技術2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 2 航攝比例尺 航攝比例尺 攝影機主距 相對航高 第二章 航空攝影技術2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 3 像片重疊度 完全覆蓋 構成立體相對 航向56 65 旁向30 35 若像片23 23cm 航向重疊60 攝影機焦距150mm 相對航高8000米 則 航攝比例尺 3000m 0 150m 20000 基線長度 0 23m 20000 1 60 1840m 基高比 1840 3000 0 61 第三章 航空攝影工作的實施3 1 航攝準備3 1 3 航線敷設方法 一般東西向直線飛行航線平行于圖廓線 覆蓋完全 水域 海區(qū)避免像主點落水 荒漠 高山等困難地區(qū)可敷設架構航線 第二章 航空攝影技術2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 4 航線彎曲與航跡角 同一航線 相鄰像片的主點連線不在一條直線上 形成折線 稱航線彎曲 規(guī)定航線彎曲度不大于3 航線彎曲度 最大偏移距離 首末像主點連線長度 第二章 航空攝影技術2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 5 像片旋偏角 飛機的實際方向與飛行的地面軌跡之間存在的夾角 稱像片旋偏角 懸偏角過大 影像立體相對的范圍 也影響立體觀測效果 第二章 航空攝影技術2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 1 小像幅航空攝影 像幅小于70 70mm 一般飛機是輕型的 不足 飛行姿態(tài)不穩(wěn)定優(yōu)點 成本低 機動性好 起降容易 適用范圍 小范圍成圖 精度要求較低的項目 其中 更小的還有無人機航攝 第二章 航空攝影技術2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 2 多光譜攝影 分波段記錄地物影像 有多光譜攝影 多光譜掃描兩種 各波段記錄 可經過后期的合成處理 假彩色成果 人眼分辨灰度能力為16級 分辨彩色能力256級 第二章 航空攝影技術2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 3 機載SAR成像 微波遙感 全天候全天時 對一些物體有一定的穿透能力 主要獲取高程數據 第二章 航空攝影技術2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 4 航天攝影 衛(wèi)星或其他航天飛行器 膠片需要回收 像移補償 比例尺小 第二章 航空攝影技術2 4 GPS在空中攝影中的應用 2 4 1 GPS輔助空中攝影1 導航 精度較低 單點定位即可 重疊度 比例尺 2 GPS輔助空三需要精度高 高精度的相位差分GPS動態(tài)定位技術 2 4 2 IMU DGPS可直接提供外方位元素 第三章 航空攝影工作的實施3 1 航攝準備 任務委托 簽訂合同 航攝技術計劃制定 航攝申請與審批航空攝影實施 攝影處理 資料檢查驗收 計劃設計內容 航攝區(qū)域范圍確定 劃分攝區(qū) 確定航攝基準面 航線敷設方法 航攝目的 內容 攝區(qū)編碼 代號 成圖比例尺 分區(qū)情況 任務量 第三章 航空攝影工作的實施3 1 航攝準備3 1 1 確定航攝設計用圖 1 最近出版的基本比例尺地形圖2 成圖比例設計用圖比例 1 10001 10000 1 100001 25000 50000 1 1000001 100000 250000 第三章 航空攝影工作的實施3 1 航攝準備3 1