2016年摄影测量与遥感之综合知识(1).ppt

第三篇摄影测量与遥感之综合知识12016年注册测绘师资格考试考前培训1武汉大学测绘学院考试内容分析测绘航空摄影、摄影测量与遥感部分（1）侧重测绘航空摄影、摄影测量基础，特别是基本概念；（2）遥感内容偏少；（3）案例分析题基本覆盖了摄影测量主要工作流程；（3）案例分析题基本覆盖了摄影测量主要工作流程；（4）部分内容超出了大纲要求。考试大纲分析测绘航空摄影1.按照测绘航空摄影技术设计的内容、方法和要求，选择航摄季节和航摄时间，确定飞行平台、航摄仪和航摄比例尺，划定航摄分区，计算航摄参数。2.根据项目要求，确定在航空摄影中采用机载激光扫描、机载侧视雷达、低空遥感系统以及定位定姿系统等技术的实载侧视雷达、低空遥感系统以及定位定姿系统等技术的实施方案。3.掌握航摄影像资料质量检查的方法和技术指标，并根据测绘航空摄影项目的特点和要求，进行航摄中间过程的质量控制和项目成果的整理、检查、验收和归档。考试大纲分析摄影测量与遥感1.按照摄影测量与遥感技术设计的内容、方法和要求，确定摄影测量与遥感成果的类型、规格，以及航空、航天影像资料的空间分辨率、波段组合、重叠度和获取时间等技术指标。2.掌握收集合适影像数据及其预处理的内容、技术要求和方法。3.掌握划分区域网的原则和方法、像片控制点布设和测定的方法、作业流程和技术要求。4.掌握影像判读的原理和影像解译，以及外业调绘的内容、技术要求、方法和作业流程。考试大纲分析摄影测量与遥感5.掌握空中三角测量的技术规格和要求、作业方法和流程，能够利用影像、像片控制点及定位定向辅助资料实施空中三角测量。6.掌握制作数字线画图、数字高程模型、数字正射影像图、三维建筑模型等数据成果的技术规格和要求、作业方法和流程。7.掌握制作遥感调查工作底图和专题遥感数据成果的技术规格和要求、作业方法和流程。8.掌握摄影测量与遥感项目的质量控制，以及成果的整理、检查、验收和归档。考试大纲分析测绘航空摄影、摄影测量与遥感重点内容：围绕4D测绘产品的生产，掌握数字摄影测量、基本掌握遥感图像处理，重点掌握航空、航天影像获取、处理以及生产技术流程和规定。数据获取：测绘航空摄影、卫星影像、LiDAR、SAR、UAV航测外业：像控点布设、选刺及测量，外业调绘航测内业：摄影测量三个发展阶段，4D测绘产品的数字摄影测量方法，重点掌握DEM、DOM测绘产品：测绘产品标准第7章测绘航空摄影7.1测绘航空摄影概要7.2测绘航空摄影技术设计7.3测绘航空摄影工作的实施7.3测绘航空摄影工作的实施7.4航空摄影中的新技术应用7.5航摄成果的检查验收7.1测绘航空摄影概要考点分析：1.根据项目的精度和提供成果的要求，选择确定采用光学航摄或者数码航摄。2.根据成图比例尺、测图精度、测图仪器设备和测图方2.根据成图比例尺、测图精度、测图仪器设备和测图方法等选择航摄仪，并进行检定；确定摄影比例尺、焦距、像幅以及需要配备的航摄附属仪器。7.1.1测绘航空摄影概要—基本概念测绘航空摄影：在航空器（飞机、直升机、飞艇、气球等）上安装航空摄影仪，从空中对地球表面进行的摄影。航空摄影系统主要包括：航空摄影平台和航摄仪。测绘航空摄影的目的：测绘航空摄影的目的：为了获取指定范围内、一定比例尺和重叠度的航空影像。航空摄影任务的实施过程一般包含：任务委托、签订合同、航摄技术计划制定、航摄申请与审批、空中摄影实施、摄影处理、资料检查验收等环节。7.1.2航空摄影仪航空摄影仪可分为：胶片航摄仪和数码航摄仪。7.1.2.1胶片航摄仪胶片航摄仪的特点：Ø像幅大小：23cm×23cmØ焦平面上有贴附框座架暗箱操纵器Ø焦平面上有贴附框Ø航摄仪有系列焦距和滤光片胶片航摄仪的结构Ø镜筒（检影望远镜）Ø暗箱（暗盒）Ø座架：避震，整平，改正偏流Ø控制器：操纵航摄仪工作镜筒检影望远镜:Ø气泡——整平Ø改正偏流Ø调整重叠度Ø调整重叠度框幅式胶片航空摄影仪作为量测型相机，大多数设有两种类型的框标：1）机械框标（承片框四边的中央）2）光学框标（承片框四角）胶片航摄仪分类摄影机主距：透镜中心与胶片面之间固定而精确的距离。摄影比例尺：1/m=f/H=摄影仪主距/相对航高单镜头框幅式胶片摄影机：由镜筒、机身、暗盒三部分组成，装有低畸变透镜，是目前应用较多的航空摄影机。1）根据摄影机像场角、主距f的不同，航空摄影机可分为：2）按航摄比例尺分：大比例尺航空摄影1/m≥1/1万中比例尺航空摄影1/2.5万＜1/m＜1/1万小比例尺航空摄影1/m≤1/5万一般情况下，对于大比例尺单像测图（如正射影像制作），应选用常角或窄角航摄机；对于立体测图，则应选用宽角或特宽角航摄机。2.感光材料特征及胶片冲洗1)感光材料及其特性1)感光材料及其特性l基本结构:乳剂层、片基、辅助层。l感光特性：感光度、反差系数、宽容度、灰雾密度、显影动力学曲线等进行描述。l感光材料可分为黑白感光材料和彩色感光材料。Ø黑白摄影处理a)显影——使潜像变成可见影像。（潜像的显影是氧化还原反应）显影后2）航摄胶片的冲洗Ø彩色摄影处理a）彩显——将已曝光的卤化银还原成金属银，其显影剂氧化产物与成色剂起作用生成染料。b）漂白——将金属银及黄色滤光层溶解为可溶性银盐。c）定影——将未曝光的卤化银溶解，将可溶性银盐溶解。d）水洗b）定影——固定已显出的影像，即将剩余的卤化银（未曝光的）全部溶解转化为可溶性络盐。c）水洗与干燥曝光后显影后感光中心潜像可见影像1）航摄滤光片：消除空中蒙雾亮度的影响航摄滤光片与地面摄影用的滤光片比较ü航摄滤光片有特殊要求ü波谱透射曲线不同ü航摄滤光片的密度由中心向边缘逐渐递减，以补偿焦平面上的照度分布不均匀。3.航摄仪辅助设备不均匀。航摄中滤光片的选择与应用ü根据空中蒙雾亮度的强弱，选择滤光片的颜色；ü根据地面景物的波谱特性尽可能选择浅颜色或UV镜；ü根据地物信息，应与景物波谱特性和航摄胶片的感色性匹配。2）影像位移补偿装置：减少影像的模糊Ø基本要求a）测光表的光谱敏感范围与航摄仪的色差校正范围一致，为400~900nm;b）程序控制Ø各种航摄仪感光度的安置和测光模式3）航摄仪的自动测光系统：自动调整光圈或曝光时间a）曝光计算tEH⋅=QtEH⋅=Q2ak4KBE⋅⋅π=a2kBHk4t⋅⋅π⋅=∴4.常用的两种胶片航摄仪1)1)RCRC型航摄仪型航摄仪（瑞士（（瑞士（威特威特厂）厂）RCRC型航摄仪常用的有型航摄仪常用的有RCRC--1010、、RCRC--2020和和RCRC--3030等型号，每等型号，每种型号又配有几种焦距的物镜筒，像幅均为种型号又配有几种焦距的物镜筒，像幅均为23cm23cm**23cm23cm。。22））RMKRMK型航摄仪型航摄仪（德国（（德国（奥普托奥普托））））22））RMKRMK型航摄仪型航摄仪（德国（（德国（奥普托奥普托））））ØØRMKRMK--cc24cc24ØØRMKRMK--TOPTOPRMKRMK型航摄仪有型航摄仪有55个不同焦距的摄影物镜，像幅均为个不同焦距的摄影物镜，像幅均为23cm23cm**23cm23cm。。7.1.2.2数字航摄仪从2000年ISPRS阿姆斯丹大会上，首次展示了大幅面的数码航空摄影相机以来，数码量测航空相机的发展受到了很大的重视。数字航摄仪可分为：1）框幅式（面阵CCD）：多个（4个）面阵组合、单镜头大面阵1）框幅式（面阵CCD）：多个（4个）面阵组合、单镜头大面阵2）推扫式（线阵CCD）：线阵；框幅式航摄仪DMC、UltraCam-D（UCD）和SWDC系列航摄仪等；推扫式数字航摄仪主要有ADS系列航摄仪。1.Z/IDMC——面阵数字航摄仪DMC是由4台分离的倾斜摄影小面阵影像经过纠正、拼接而成一个大面阵影像。DMC有四个全色波段和多光谱波段8000飞行方向F/R——飞行方向的右侧B/R——后方的右侧F/L——飞行方向的左侧B/L——后方的左侧F-前，B-后，L-左，R-右全色影像包括了重叠部分，虚线是有效影像。800012000DMC相机技术参数DMC相机参数项参数相机焦距120mm视场角69.3°×42°(飞行方向)快门值和光圈号数连续可调,快门1/50～1/300秒,光圈f4～f22最大连拍速度2秒/幅合成影像大小92.160mm×165.888mm即7680×13824像素辐射分辨率12比特辐射分辨率：记录一个亮度值所用的比特数2.Vexcel的UltraCamX数码航摄相机——奥地利MasterCone主镜头4ColorCones四个彩色镜头Panchromatic全色波段镜头全色波段镜头同时曝光——同地点曝光四个相机镜头在严格的同一目标物上方曝光UCD面阵数字航摄仪由4次分别曝光的9个小面阵拼接成的大面阵中心投影数字航空影像DMC与UCD数码相机的差异相同点：都是由4个（全色波段）相机构成大幅面黑白影像＋4个（红、绿、蓝＋红外）多光波＝大幅面彩色影像。DMCUCD3.SWDC系列数字航摄仪2006焦距50mm/80mm畸变差＜2μ20082010影像幅面14.5K×10.5K旁向视场角2ωy91°/59°基高比0.6/0.35LeicaADS40——线阵（前视＋下视＋后视）＋近红外＋红＋绿＋兰＝全色＋多光谱利用三个航空摄影条带进行摄影测量4.ADS系列数字航摄仪ADS40数字影像航空摄影仪系统ØADS系列数字航摄仪包括ADS40/ADS80机载数字航空摄影测量系统，使用全球定位系统（GPS）和高精度惯性测量系统（IMU）技术。Ø镜头采用中心投影设计，它的全色波段采用了三对CCD线阵对前视、下视和后视三个方向同时获取RGB和近红外波段阵对前视、下视和后视三个方向同时获取RGB和近红外波段阵列安置于全色阵列之间，记录目标的多光谱信息，可以利用一次飞行获得前视、底视、后视的具有100%三度重叠、连续无缝的全色立体影像、彩色影像和彩红外影像。7.1.2.3航摄影像的分辨率1）数字影像的分辨率影像分辨率是决定影像对地物识别能力和成图精度的重要指标。对于数字航空影像或航天遥感影像而言，分辨率通常是指地面分辨率，一般以一个像素所代表地面的大小来表示。2）胶片影像的分辨率2）胶片影像的分辨率胶片摄影分辨率指衡量摄影机成像系统对黑白相间、宽度相等的线状目标影像分辨的能力（分解力）。3）扫描影像的分辨率扫描分辨率是指影像扫描仪在实现图像的模数转换时，通过扫描元件将扫描对象表示成像素所采用的最小面元单位，即一个扫描像素在原始胶片上的实际尺寸。7.1.2.4航摄仪的检定1）摄影机检校的内容a.像主点位置与主距的测定；b.摄影物镜光学畸变差或畸变系数大小的测定；c.底片压平装置的测定；d.框标间距以及框标坐标系垂直性的测定。对于数字航摄仪还包括像元大小，调焦后主距、畸变差变化检校要求Ø检定超2年Ø曝光超2万次Ø经过大修Ø剧烈震动后对于数字航摄仪还包括像元大小，调焦后主距、畸变差变化2）摄影机检校的方法航空摄影测量的摄影机检校方法主要包括：实验室检校法、试验场检校法和自检校法。不少于两条航线，每条航线最少10像对；周边布设不少于6个平高控制点，点位距像片边缘不小于1.5cm；地形具有一定起伏，高差不大于相对航高1/4～1/5。7.1.3测绘航空摄影基本要求1.航摄像片倾角航摄像片倾角：航摄机向地面摄影时，摄影物镜的主光轴偏离铅垂线的夹角。气泡时钟高度表记事板像片倾角一般不大于2°，个别最大不大于4°，像片倾角小于2-3°的航空摄影称为竖直航空摄影。2.航摄比例尺航摄像片的比例尺：像片上的一个单位距离所代表的实际地面距离。摄影比例尺越大，像片的地面分辨率越高，越有利于影像的解译和提高成图的精度。对于平坦地区：航摄比例尺S=1/m比例尺分母越小对于平坦地区：航摄比例尺S=1/m=摄影机主距/相对航高=f/H实际摄影比例尺在像片上处处不等！实际摄影比例尺在像片上处处不等！不是最高、最低，是平均最高、最低3.像片重叠度1)航向重叠度:xxxLPq=2)旁向重叠度:yyyLPq=xPLS1S2航向x旁向yLx为航向影像高度Ly为旁向影像宽度qx、qy根据规范中的上下限检查q