航测基本知识培训手册

数数字字摄摄影影测测量量基基本本知知识识培培训训手手册册11999999年年22月月2数字摄影测量基本知识培训手册目录一.测绘基本概念Ⅰ.一些常用术语1.误差2.精度(精确度)3.测量平差4.三角测量5.4D产品6.三SⅡ.坐标系统1.大地坐标系2.高斯平面直角坐标系3.其它坐标系：4.高程基准Ⅲ.常用测量仪器1.经纬仪2.水准仪3.激光测距仪4.全站仪5.全球定位系统6.立体测图仪7.解析测图仪8.正射投影仪9.航空摄影机10.编辑工作站11.数控绘图机Ⅳ.大地测量1.Ⅰ、Ⅱ等三角点2.大地三角网3.国家高程控制网4.大地坐标带Ⅴ.工程测量1.工程测量的应用范围2.工程测量的内容3.平面控制测量4.高程控制测量5.地形测量6.施工测量7.变形测量Ⅵ.地面摄影测量和近景摄影测量1.地面摄影测量的特点2.地面摄影测量的应用范围Ⅶ.全球定位系统1.卫星定位的基本原理2.GPS卫星定位的分类3.GPS的用途4.GPS的精度3Ⅷ.遥感1.传感器的类型2.常用的卫星图象3.遥感图像处理4.遥感的主要应用领域Ⅸ.地理信息系统1.基本概念2.地理信息系统与一般信息系统3.GIS与数字地图4.国内应用较广泛的GIS软件平台Ⅹ。数字地面模型及其应用1数字地面模型的概念2数字地面模型的种类3DEM数据点采集方法4数字地形模型软件5数字地形模型的应用二.航空摄影测量1.航空摄影2.外业控制测量与调绘3.解析空中三角测量4.数据采集―测图5原图编辑6原图清绘三．数字摄影测量基本概念1．数字摄影测量的定义2.数字影像获取与重采样3.影像匹配的基本概念4.影像相关原理5.二维相关与一维相关6.金字塔影像7.特征匹配与整体匹配8.影像匹配的精度9.数字微分纠正原理10.遥感图像的复合11.景观图的制作原理12影像解译—地物提取四．数字摄影测量系统Ⅰ．世界上知名的数字摄影测量系统简介Ⅱ.VirtuoZoNT生产作业流程一.测绘基本概念4Ⅰ.一些常用术语1.误差errora.系统误差systematicerror测量的误差在大小和符号上趋于一致,或按一定规律变化,或保持为常数.b.偶然误差randomerror偶然误差也叫随机误差.其误差量值和符号的变化是没有规律的.c.粗差Grosserrororblunder粗差也称错误,一般大于5倍的中误差.2.精度(精确度)accuracy评定测量成果质量的数量指标.a.平均误差averageerrorMav=∑Δ/n;b.中误差RMSE(RootMeanSquareError)M=sqrt(∑ΔΔ/n);c.极限误差Limiterror2Md.相对误差relativeerror中误差与观测值之比叫做相对中误差.航测中常用航高的几千分之一来表示高程精度,例如H/8000.e.标准偏差standarddeviation与中误差类似,欧美国家常用的评定精度指标.3.测量平差Surveyadjustment对一组观测值的误差进行合理配赋,求出最可靠的计算值作为终值,并对结果的精度进行评定。最小二乘法（LeastSquareMethod）是测量平差的基础。其基本原理是：∑PVV=minimum;4.三角测量Triangulation通过观测三角网内各三角点上所有三角形的内角，并测定三角网的一些边，由某一三角点的已知坐标及一边的方位角，根据三角形的几何关系，推算其他点的坐标,这些测量与计算工作叫做三角测量。5.4D产品4Dproductsa.DEM(DTM)―DigitalElevationModel(DigitalTerrainModel)数字高程模型（数字地面模型）b.DOM(DigitalOrthophotoMap)数字正射影象图c.DLG（DigitalLineGraph）orDTI(DigitalThematicInformation)数字线划图或数字专题信息d.DRG(DigitalRasterGraphic)数字栅格图6.三S―GPS，GIS，RSa.GPS-GlobalPositioningSystem全球定位系统b.GIS-GeographicInformationSystem地理信息系统c.RS-RemoteSensing遥感5Ⅱ.坐标系统Coordinatesystems1.大地坐标系Geodeticcoordinatesystem大地参考referencesystem:克拉索夫斯基参考椭球体大地经度longitude大地纬度latitude大地方位角azimuth2.高斯平面直角坐标系Gaussplanarrectangularcoordinatesystem投影面projectplane：高斯-克吕格正形投影面,一种横轴圆柱投影.1954北京坐标系3.其它坐标系：UTM墨卡托投影坐标系：UniversalTransverseMercatorProjectionWGS84坐标系4.高程基准Verticaldatum1956,1985黄海高程系Ⅲ.常用测量仪器1.经纬仪theodolite2.水准仪levelorlevelinginstrument3.激光测距仪Lasergeodimeter4.全站仪totalstation5.全球定位系统GPS-GlobalPositioningSystem6.立体测图仪Stereoplotter7.解析测图仪Analyticalstereoplotter8.正射投影仪Orthophotoprojector9.航空摄影机Arialcamera10.编辑工作站Editingworkstation11.数控绘图机DigitalplotterⅣ.大地测量Geodesy1.Ⅰ,Ⅱ等三角点TriangulationpointsofgradeⅠ,ⅡⅠ、Ⅱ等三交点，是构成国家大地三角网的高等级埋石标志点。2.大地三角网Geodetictriangulationnetwork大地三角网，是指由Ⅰ、Ⅱ等三交点组成的国家Ⅰ等骨架三角锁和Ⅱ等三角网。3.国家高程控制网NationalElevationControlNetwork国家高程控制网由高精度的一、二等水准路线网构成。然后在此网内用三、四等水准网加密，以便控制地形测图。64.大地坐标带Geodeticzone6度带-以格林尼治零子午线为准,沿经线按6度经差分带。3度带-城市测量，工程测量等一般按3度带计算高斯平面直角坐标。Ⅴ.工程测量EngineeringSurvey1.工程测量的应用范围Applicationareaofengineeringsurvey工程测量覆盖的范围，包括城市建设、工业企业、交通运输、水利工程等领域的勘察、设计、施工及运营阶段的测绘工作。2.工程测量的内容Contentsofengineeringsurvey工程测量的主要内容，包括平面控制测量、高程控制测量、地形测量、施工测量、变形测量等。3.平面控制测量Planimetriccontrolsurvey工程测量中的平面控制测量，一般应与高等级国家三角点联测。平面控制网可采用三角测量，导线测量或三边测量，网的等级分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等以及一、二级小三角、小三边。4.高程控制测量Verticalcontrolsurvey高程控制测量，可采用水准测量和电磁波测距三角高程测量。高程控制测量的等级，划分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等。5.地形测量Topographicsurvey工程测量中的地形测量，包括测绘1：500，1：1000，1：2000，及1：5000比例尺的全要素地形图。测绘的内容包括地貌、居民地、道路、水系、植被、行政区划、管线、工矿建筑物等。6.施工测量Constructionsurvey施工测量是指工业与民用建筑，水工建筑，矿山建筑，及道路、桥梁、隧道等施工场地测量。施工测量包括施工场地控制测量和施工放样测量。7.变形测量Deformationsurvey变形测量的应用范围，包括工业与民用建筑物，地基基础，中小型水坝以及山体滑坡等。变形测量需要分别建立水平位移检测网和垂直位移监测网，并进行周期性地变形观测。Ⅵ.地面摄影测量和近景摄影测量GroundandClose-rangePhotogrammetry1.地面摄影测量的特点Characteristicsofgroundphotogrammetrya.使用地面摄影测量专用的摄影机;b.在地面上对目标进行摄影,摄取立体像对;c.实地测定摄影站点和控制点的地面坐标,即地面摄影像对的外方位元素皆是已知的;d.使用摄影测量方法立体测绘地物地貌.有专门的地面摄影立体测图仪,某些航空摄影测量的全能型精密型立体测图仪以及解析测图仪,也可以作地面摄影测绘.7e.摄影方式:正直摄影,等偏摄影,交向摄影以及等倾摄影.2.地面摄影测量的应用范围Applicationareaofgroundphotogrammetrya.陡峻的山区等特殊地区;b.铁路站场、桥梁、隧道、泵站、矿井等须测绘1:500或更大比例尺的工点图;c.航空摄影漏洞地面补充测量.3.近景摄影测量的特点Characteristicsofclose-rangephotogrammetrya.近景摄影测量一般属于地面摄影测量的范畴;b.摄影距离一般在100米以内;c.可使用量测摄影机和非量测摄影机;d.非量测摄影机通常需经专门的试验室检定;e.直接线性变换解析算法,不需要像片上有框标,也不需要摄影机的内方位元素和外方位元素,但须有较多的控制点.4.近景摄影测量的应用范围Applicationareaofclose-rangephotogrammetrya.结构物的变形测量;b.古建筑的现状测绘;c.人类躯体测绘;d.需精确测求物体大小、形状或体积的其它测绘项目.Ⅶ.全球定位系统GPS―GlobalPositioningSystem1.卫星定位的基本原理Basicprincipleofsatellitepositioning地面接收机同时接收4颗以上的卫星信号，可以记录求出每个卫星信号传至接收机的时间Δt，将Δt乘以光速即可得到卫星至接收机的距离，而卫星的位置是已知的，从而可计算出接收机所在地面位置的三维坐标。当然，实际算法是很复杂的而且需要加入一系列的补赏改正。2.GPS卫星定位的分类GPSClassificationa.静态定位Staticpositioningb.动态定位Dynamicpositioningc.单点定位Singlepointpositioningd.相对定位Relativepositioninge.实时差分定位RTK―Realtimekinematicaldifferentialpositioningf.单频接收机Singlefrequencyreceiverg.双频接收机Dualfrequencyreceiver3.GPS的用途GPSapplicationsa.飞机、舰船导航Planeandshipnavigationb.导弹制导Missileguidingc.精密定位Precisionpositioningd.大地测量Geodeticsurveyinge.工程测量Engineeringsurveying8f.动态监测Dynamicsupervision4.GPS的精度GPSaccuracya.单点定位精度(Accuracyofsinglepointpositioning):10―20mb.基线测量精度（Accuracyofbaseline）:5mm+1ppmc.RTK实时测量精度（AccuracyofRTKGPS）:1CM+2PPMⅧ.遥感RemoteSensing遥感与摄影测量即航测的关系非常密切。1980年“国际摄影测量学会”,正式改名为“国际摄影测量与遥感学会”.并且在第14届大会上提出了摄影测量与遥感的新定义：“使用一种传感器，根据电磁波的辐射原理，不接触物体而通过一系列的技术处理，获得物体的物理与几何性质。”1.传感器的类型Typeofsensorsa.多光谱扫描仪系统MSS―Multi-spectralScanningSystem