第二章攝影測量基礎(chǔ)知識課件

第二章攝影測量基礎(chǔ)知識1編輯版pppt一、航空攝影與航攝像片的一般介紹二、航攝像片與地形圖的區(qū)別三、中心投影透視變換介紹主要內(nèi)容2編輯版pppt鏡箱暗箱攝影物鏡ABab一、攝影機3編輯版pppt

1、攝影物鏡攝影物鏡：相機上由凸透鏡或凹凸透鏡組

合成的精密光學(xué)成像系統(tǒng)。組合透鏡成像1、利用單個透鏡逐次成像分析方法2、利用透鏡組的“等效透鏡”成像

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主光軸：透鏡組諸透鏡球面曲率的中心連線。

主焦點（F,F’):

平行于主光軸的光線通過透鏡組后與主光軸的交點。

主平面（Q,Q’):

過等效折射點（h,h’)且垂直于主光軸的平面。

主點（s,s’)：

主平面與主光軸的交點。

主焦距：主焦點到主點間距離。

節(jié)點（k,k’）：

主光軸上角的放大率為1的一對光學(xué)共軛點。（光線通過共軛節(jié)點時，角放大率為1；物方與像方同介質(zhì)時，k,k’分別與s,s’重合）。5編輯版pppt6編輯版pppt三、攝影機簡介

1、普通攝影機

7編輯版pppt哈蘇555ELD相機8編輯版pppt哈蘇H1D數(shù)碼相機9編輯版pppt2、改造后的數(shù)碼相機（航空攝影測量用）JXDC45航空數(shù)碼相機10編輯版ppptJXDC58航空數(shù)碼相機11編輯版pppt2量測用攝像機航空攝像機12編輯版pppt近景攝影機13編輯版pppt近景攝影機14編輯版pppt

航空攝影機特性：物鏡成像分解力高物鏡成像畸變差小（1）光學(xué)特性物鏡透光率高光學(xué)影像反差大焦面照度均勻

（2）焦面上設(shè)置有框標(biāo)（3）有膠片壓平系統(tǒng)（4）像距為定值（主距）（5）有減震裝置（6）有影像位移補償裝置（7）抗溫差、抗過載

15編輯版pppt16編輯版pppt17編輯版pppt安裝在航攝飛機上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進行攝影，飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應(yīng)有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應(yīng)有30%左右的重疊度,航攝機在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。一、航空攝影與航攝像片的一般介紹1、航空攝影18編輯版pppt航空攝影19編輯版pppt激光掃描范圍圖像機載數(shù)碼成像系統(tǒng)20編輯版pppt航空攝影測量子系統(tǒng)簡介1、平臺蜜蜂—3型主要參數(shù)：翼展：9.6m機身全長：6.1m機高：2.0m最大航速：132km/h最大起飛重量：360kg續(xù)航時間：1.5-5.0h；航程140-550km轉(zhuǎn)場：可用卡車、火車對飛機進行轉(zhuǎn)場跑道最低條件：6m×200m土路，無需機場21編輯版pppt檢影器重力穩(wěn)定平臺攝影員所在位置飛行員所在位置數(shù)碼相機22編輯版pppt2、穩(wěn)定平臺

在進行航空攝影測量時，應(yīng)使相機拍攝時的主光軸垂直于地面。但在攝影作業(yè)過程中，各種因素對相機的影響很大很。穩(wěn)定平臺很好地解決這一問題。重力穩(wěn)定平臺23編輯版pppt

航空相機是進行航空攝影測量時重要的部件，航空相機從出現(xiàn)到目前，經(jīng)歷了多個產(chǎn)品階段，如早期的RC-10,RC-20,RC-30,現(xiàn)階段出現(xiàn)的數(shù)碼航攝儀，如DMC、UltraCam、ADS40和SWDC。3、航空相機UltraCam（奧地利）DMC（美國）ADS40（德國）SWDC(中國)24編輯版pppt4、數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取后（數(shù)字影像），需要通過專門的處理軟件來對影像進行處理，并最終得到所需的成果。目前，數(shù)字后處理的核心軟件為數(shù)字攝影工作站。如我國的VirtuoZo和JX-4C。25編輯版pppt數(shù)碼航空攝影測量作業(yè)流程注意與傳統(tǒng)航空攝影測量作業(yè)流程比較？26編輯版pppt27編輯版pppt3、攝影比例尺：航攝像片上一線段為l與地面上相應(yīng)線段的水平距L之比，用1/M表示.由于影像片有傾角，地形有起伏，所以攝影比例尺在像片上處處不相等

f為攝影機像片主距，H為航高攝影像片當(dāng)作水像片，地面取平均高程時，這時像片上的一段l與地面上相應(yīng)的水平距L之比為攝影比例尺。fHaASEPlL28編輯版pppt29編輯版pppt二、攝影比例尺的選擇比例尺類別航攝比例尺成圖比例尺大比例尺1:20001:30001：5001:40001:60001：10001:80001:12001：20001:5000中比例尺1:150001:20000(像幅23*23)1:100001:250001:250001:35000(像幅23×23）1:10000小比例尺1:200001:300001:250001:350001:550001:5000030編輯版pppt

對于采用數(shù)碼傳感器進行航空攝影測量時，一般講地面分辨率(GroundSampleDistance，GSD)，一般不再談攝影比例尺(PhotoScale)。需要注意：31編輯版ppptADS406.5mCCDSensorwith12mCCDDigitalimage12,000pixelsacrosstrackSensordata

CCD:12,000pixels@6.5mLens:f=63mm,FOV64°

Flightdatafor10cmGSDFlyingheight965m'Photo'Scale1:15,384Swath1,200mSensordata

CCD:12,000pixels@12mLens:f=120mm,FOV62°Flightdatafor10cmGSDFlyingheight1,000m'Photo'Scale1:8,333Swath1,200mEqualGSDatdifferentimagescales-evenwhentheCCDpixelsizeisdifferentSwathonground1200mSwathonground1200m1Pixel=10cmGSD1Pixel=10cmGSD不同數(shù)碼影像其攝影比例尺不相關(guān)32編輯版pppt

航高：攝影機相對某一水準面的高度。

相對航高：攝影機相對某一基準面的高度。（通?；鶞拭嫒y區(qū)地表平均高程平面，有）

絕對航高：攝影機相對平均海水面的高度。33編輯版pppt豎直攝影：攝影瞬間攝影機的主光軸近似與地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于30，夾角為像片傾角。A攝影機主光軸鉛垂線A為像片傾角地面34編輯版pppt航向重疊度：航線相鄰兩張像片的重疊度123Lxpx航線方向35編輯版pppt旁向重疊度：相鄰航線像片的重疊度?-1Ⅱ-1Lypy航線方向航線方向36編輯版pppt37編輯版pppt38編輯版pppt山西稷山某測區(qū)航線及地標(biāo)點布設(shè)圖39編輯版pppt例.給定了一個測區(qū)的位置，且確定了此次航攝成圖要求（成圖比例尺、采用航空數(shù)碼相機的類型、相機的主距f），怎么設(shè)計航線。（若此次成圖比例尺為1:500）焦距35mm

光圈3.5-32

快門1-1/800s，連續(xù)曝光最小時間間隔2.5s5440×4080像素，像素尺寸9um畸變小于2um天底點角分辨率1/3888JXDC45數(shù)碼航攝儀參數(shù)40編輯版pppt由已知條件，地面分辨率可確定為5cm；由f/H=9um/5cm，可得航高H；還可根據(jù)地面分辨率大小，計算圖幅的大小；根據(jù)事先定好的航向重疊60%，旁向重疊30%，計算基線B、兩條航線間的間隔D及每條航向上相機曝光點的點位坐標(biāo)；計算過程如下：41編輯版pppt航攝像片為量測像片，有光學(xué)框標(biāo)和機械框標(biāo)。航攝像片的大小為18cmx18cm,23cmx23cm,30cmx30cm,也被稱為像幅（Format）。2航攝像片42編輯版pppt光學(xué)框標(biāo)機械框標(biāo)43編輯版pppt44編輯版pppt像主點：攝影機投影中心S在像片平面上的垂足，即主光軸與像片平面的交點。主光軸：過攝影機投影中心S且垂直于像片平面的直線。S主光軸像片平面O45編輯版pppt攝影基線：航向相鄰兩個攝影站間的距離P1S1P2S2SES:攝影基線46編輯版pppt航空攝影機的物鏡焦距與像片主距近似相等。。像片主距：物鏡節(jié)點到像平面的距離。攝影機焦距：物鏡節(jié)點到焦點的距離47編輯版pppt4、航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線，稱航線彎曲。航向彎曲影響旁向重疊度。

航線彎曲度：首尾兩張像片主點的連線，偏離最大像主點的位置。用l/L表示。要求航線彎曲度小于3%。Ll48編輯版pppt5、像對：航向相鄰兩張像片組成一個像對理想像對：相鄰兩像片水平、攝影基線水平組成的像對正直像對：相鄰兩像片水平、攝影基線不水平組成的像對豎直像對：相鄰兩像片不嚴格水平、攝影基線不水平組成的像對p1S1Ep2S2p1S1P2S2E理想像對正直像對49編輯版pppt像對左片像對右片50編輯版pppt51編輯版pppt52編輯版pppt53編輯版pppt54編輯版pppt6、同名光線、同名像點、核線、核面核面同名核線同名像點攝影基線l1AS1p1l2p2S255編輯版pppt同名像點：同一地面點發(fā)出的兩條光線經(jīng)左右攝影中心在左右像片上構(gòu)成的像點稱為同名像點同名光線：同一地面點發(fā)出的兩條光線稱同名光線核面：攝影基線與同一地面點發(fā)出的兩條同名光線組成的面同名核線：核面與左右像片面的交線為同名核線56編輯版pppt3-3中心投影的基本知識

1.中心投影：投射線會聚于一點的投影稱為中心投影。

投影平面投影射線投影點投影中心57編輯版pppt

投影：用一組假想的直線將物體形狀向幾何面投影成像。幾何平面稱為投影平面；投影的直線為投影線；投影平面上得到的圖像為投影。

中心投影：投影射線匯聚同一點的投影。投影中心S:中心投影射線的匯聚點。

58編輯版pppt59編輯版pppt2、平行投影：投射線相互平行的投影為平行投影。投影射線相互平行且與投影平面正交的投影。正射投影斜投影60編輯版pppt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；地形圖（包括影像地圖）是地面景物的正射投影；攝影測量的主要任務(wù)之一，即是把記錄在中心投影像片上的地面景物轉(zhuǎn)換成按圖比例尺的正射投影地圖。61編輯版pppt三、中正心、投負影片的位置

abcdoxyCBADxybcad62編輯版pppt

四、透視變換中的重要點、線、面

63編輯版pppt四、透視變換中的重要點、線、面透視變換：兩個平面間的中心投影變換。像主點o：

投影中心S在投影面P上的垂足（主光軸與像平面的交點）。像片主距f：投影中心S到像平面P的垂距。像底點n：

過投影中心S的鉛垂線與像平面的交點。主垂面w：

過主光軸so和鉛垂線sn的鉛垂面。主縱線vv：主垂面w與像平面的交線。

64編輯版pppt攝影方向線VV：主垂面w與地平面的交線。等角點c：∠osn的角平分線與像平面的交點。合