摄影的基本知识与航空摄影测量对摄影的基本要求.ppt
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摄影的基本要求.pptx
像框平面就是光线通过摄影物镜后的成像 平面。
①、摄影物镜
摄影机物镜是一个复杂的光学系统，它 由多个透镜组合而成，在摄影时起成像和 聚光作用。
单透镜物镜有各种像差，为克服像差的 影响，一般摄影机物镜都是由几个组合透 镜组合而成。
透镜两球面曲率中心的连线是透镜的光 轴，物镜光学系统中诸透镜的光轴应重合 为一，即为物镜的主光轴。物体的投射光 线经诸透镜界面的逐次反射后，最终取得 折射光线。
摄影的主要工具是摄影机。 摄影物体再感光材料上的影像是摄影所 获得的成果，此成果统称为像片。
针孔成像
像 机 成 像 原 理
成像平面（像
框平面）
A摄影物镜ຫໍສະໝຸດ bOa B
在像平面处放置感光材料，物体的入射光线经物镜后投射到 感光材料上，经摄影处理形成影像。同时，感光材料有正性 和负性，分别产生正片和负片（底片）。
X x F2
③、物镜的光圈和光圈号数
实际使用的物镜都不是理想的，通过物镜 边缘部分的投射光线都会引起较大的影像模 糊和变形。为限制物镜边缘部分的使用，并 控制和调节进入物镜的光量，通常在物镜筒 中间设置一个光圈。
现有一束平行于主光轴的光线投向物镜， 当在物镜前面设置一个光圈时，光圈的直径 就起到限制进入物镜光线束柱的断面面积的 作用。其面积为：
②、物镜的成像公式
如上上页的图中所示，物方主平面 Q到物点A的距离D，称为物距；像方主 平面Q’到像点a的距离d，称为像距。 物镜的焦距为F。由光学成像公式可知：
1 1 1 Dd F
上面这个公式称为构像公式。它表 示一个物点发出的所有投射光线，经 理想物镜后所有对应的折射光线仍然 会聚于一个像点上，则这个像点是清 晰的。若物距和像距分别取焦点F和F’ 为起算点，相应的物距和像距用X和x 表示，则得构像公式的另一种形式：
①、摄影物镜
摄影机物镜是一个复杂的光学系统，它 由多个透镜组合而成，在摄影时起成像和 聚光作用。
单透镜物镜有各种像差，为克服像差的 影响，一般摄影机物镜都是由几个组合透 镜组合而成。
透镜两球面曲率中心的连线是透镜的光 轴，物镜光学系统中诸透镜的光轴应重合 为一，即为物镜的主光轴。物体的投射光 线经诸透镜界面的逐次反射后，最终取得 折射光线。
摄影的主要工具是摄影机。 摄影物体再感光材料上的影像是摄影所 获得的成果，此成果统称为像片。
针孔成像
像 机 成 像 原 理
成像平面（像
框平面）
A摄影物镜ຫໍສະໝຸດ bOa B
在像平面处放置感光材料，物体的入射光线经物镜后投射到 感光材料上，经摄影处理形成影像。同时，感光材料有正性 和负性，分别产生正片和负片（底片）。
X x F2
③、物镜的光圈和光圈号数
实际使用的物镜都不是理想的，通过物镜 边缘部分的投射光线都会引起较大的影像模 糊和变形。为限制物镜边缘部分的使用，并 控制和调节进入物镜的光量，通常在物镜筒 中间设置一个光圈。
现有一束平行于主光轴的光线投向物镜， 当在物镜前面设置一个光圈时，光圈的直径 就起到限制进入物镜光线束柱的断面面积的 作用。其面积为：
②、物镜的成像公式
如上上页的图中所示，物方主平面 Q到物点A的距离D，称为物距；像方主 平面Q’到像点a的距离d，称为像距。 物镜的焦距为F。由光学成像公式可知：
1 1 1 Dd F
上面这个公式称为构像公式。它表 示一个物点发出的所有投射光线，经 理想物镜后所有对应的折射光线仍然 会聚于一个像点上，则这个像点是清 晰的。若物距和像距分别取焦点F和F’ 为起算点，相应的物距和像距用X和x 表示，则得构像公式的另一种形式：
第03讲-空中摄影基本要求与中心投影--2010测绘定单
航片旋转角：
本航线中相邻像片主点的连线与同方向像片边框 方向的夹角称为航片旋偏角，航片旋偏角一般不得大 于6o
6
0
3、航空摄影的技术计划
航摄任务书（用户与航空摄影作业单位的合同） 航摄技术计划的拟订 航空摄影
3、航空摄影的技术计划 航摄任务书
1、划定航摄区域范围（用经纬度将摄区范围标出来）， 并附一张摄区略图。 2、规定航空摄影比例尺（与成图比例尺有关）。 3、规定航摄仪类型和焦距。 4、规定航空摄影的技术要求。 5、完成任务的期限和成果上交的次序。 6、应交的航摄资料（负片、像片、航摄质量鉴定表、 航摄仪技术数据表、GPS记录）。
2、透视变换及其特别点、线、面 2.1透视变换定义
P
两个平面之间 的中心投影变换， 称为透视变换。
S
E
2、透视变换及其特别点、线、面 2.2透视变换中的特别面
特殊面（2）： 主垂面（W） 真水平面（ Es ）
S
hc T J n (V) v N c hi P Es v
ho
i W o hi
ho hcC
S iab hi hi
a tab T A
b
T
B
迹点
2、透视变换及其特别点、线、面 2.6透视变换作图
已知E平面上有AB直线，在像平面上作对应的像ab hi P 1）找迹点 2）找合点i1 3）连T1i1与SA, 交点为a， 连T1i1与SB， 交点为b V B A
S
a
i v
i1 hi
T1
V E v
b
2、透视变换及其特别点、线、面 2.6透视变换作图
相邻航线之间的重叠称为 旁向重叠。 Ly py І-1
py py% 100 % Ly
第01讲 摄影的基本知识与航空摄影测量对摄影的基本要求
4、地球曲率对像点坐标的影响 地球的水准面是曲面，而地形面 的基准面是一水平面，摄影的像 片平面在摄影测量处理中是取与 水平面平行，这样地面上点的构 像于像片平面上是要受到影响的 、如图所示。当不考虑大气折光 差的影响时，地面点A在像片上 的构像为a点。A点在基准平面E 上的投影为A0。A0点在像片上的 构像点a’。线段aa’ 即为地球弯曲 引起的像点移位。
1、负片和正片 负片：对黑白摄影而言，黑白灰度与被摄物的明亮程度 相反。 正片：黑白灰度与被摄物的明亮程度一致。
2、 摄影物镜 摄影机物镜是一个复杂的光学系统，一般由几个透镜 组合而成。为了分析的方便，可把这一系列的透镜看 作一个透镜。 如图：AB是一条平行于主光轴的光线；CD是其折射 光线；CD与主光轴的交点 F’称为像方主焦点或后主 焦点；对应地，F称为物方焦点。
当测绘小、中等比例尺地形图，摄影比例尺略大于或 接近于测图比例尺。当测绘大比例尺地形图时，摄影 比例尺一般小于测图比例尺，为测图比例尺的3－5倍。
摄影测量对空中摄影的基本要求 1：摄影测量的飞行质量的基本要求 像片比例尺是由摄影机的主距和摄影的高度来确定的：
式中m为像片比例尺分母，f为摄影机主距，H力摄影高度或称航 高。
式中， x’,y’为量测的像点坐标值，x,y为正确的像点坐标 值； ai , bi 为变换的待定参数。由已知的框标坐标值和量 测值求得转换参数进而求得每个量测的像点坐标值的正 确值。
3 大气折光的影响
大气密度随着高度的增大而减小， 大气的折射率也随高度增大而减小。 因此，摄影光线通过大气时就不是沿 理想的直线前进，而是一折线、地面 A点的理想构想为a，实际光线通过物 镜后成像于a’ 的位置，aa’就是像点位 移的距离。这种大气折光引起的像点 位移及改正公式如下：
摄影的基础知识与航摄像片的几何特性
摄影比例尺越大，像片地面分辨率越高，有利于影像的判读和提高成图的精度。
比例尺类别 航 摄 比 例 尺成图比例尺 大比例尺 1:2000－1:30001:500 1:4000－1:60001:1000 1:8000－1:120001:5000 中比例尺 1:15000-1:2000(像幅23cm ×23cm)1:10000－1:250001:25000－1:35000(像幅23cm ×23cm)1:10000 小比例尺 1:20000－1:300001:25000 1:35000－1:55000 1:50000摄影比例尺小于测图比例尺，一般为测图比例尺的3～5倍。
航空摄影主要是为地形测绘、资源及环境调查提供基本资料，需对测区进行面积覆盖，为此进行的航空摄影称面积航空摄影。
为保证连续覆盖和像对立体观察，相邻像片间需要有部分影像重叠。
航向重叠：沿航线方向影像重叠称航向重叠，重叠率要求达到60％-65%，不小于53％，不大于75%。
%100%⨯=xx x L p p 具有这种重叠关系的两张相邻像片称立体像对。
旁向重叠：两条相邻航线间的影像重叠称旁向重叠，重叠率通常为20％—30％。
地形起伏强烈，重叠率相应要加大。
最小不得小于15% ，最大不大于50%。
%100%⨯=yy y L p p 重叠度小于最小限定值时，称为航摄漏洞，不能用正常航测方法作业，必须补飞补摄；重叠度过大时，会造成浪费，不利于测图。
主光轴：过航摄机镜头后节点垂直于底片面的一条光线称为主光轴。
像片倾斜角：主光轴与铅垂线之间的夹角称为像片倾斜角，像片倾斜角应小于3°。
垂直摄影：像片倾斜角小于3°的航空摄影称为竖直航空摄影或近似垂直摄影，取得的像片称为近似水平像片。
目前航空摄影主要是这种类型。
倾斜摄影：像片倾斜角大于3°的航空摄影称为倾斜航空摄影，所取得的像片称为倾斜像片，多用于军事目的，可在我方阵地一侧向敌方阵地进行拍摄。
航空摄影技术 ppt课件
H’：立体模型中，模型点离开立体镜透视中心的距离。
18
ppt课件
1.4.3 垂直夸大(超高感)
垂直夸大是造成坡度夸大的直接原因。 坡度夸大：设地面本身的坡度是a,立体观测时立 体模型中对应的坡度为a'，立体模型的坡度夸大 为S=a'/a。
19
ppt课件
1.4.4构架航线
构架航线是指摄影测区内，为减少野外控制点的布设 ，在航线两端加飞的若干条与测图航线垂直的航线。 同义词：控制航线；骨架航线 。
A. 构架航线的摄影比例尺应比测图航线的摄影比例尺 大25％左右，航向重叠度应不小于80％，应保证隔号 像片能构成正常重叠的立体像对。
B.位于测区周边的构架航线，要保证其像主点落在测 区边界线之外，两端要超出测区边界线四条基线。
C. 位于摄区内部的构架航线，应保证其像主点落在所 跨乘的图廓线两侧测图航线半条基线的范围内。
GSD的确定？地面分辨率的选择2011
GSD决定着最高测图精度和判读能力。
测图比例尺
1﹕500 1﹕1 000 1﹕2 000 1﹕5 000 1﹕10 000 1﹕25 000 1﹕50 000
地面分辨率值（cm） ＜8
8～12 15～25 30～40 40～50 50～60 60～100
25
ppt课件
H
S
f
h
r a 像点
H-h n a0
h h • r h • r
H 为地物点相对基准面的 高差
H为基准面航高
A 地面点
h
N
R
A0
A’
32
ppt课件
航摄仪的焦距
(2)航摄仪检定、测图比例尺和摄影比例尺或空间分辨率；
《摄影测量学》PPT课件
7-4 航测立体测图作业工序流程
精选ppt
6
目录
第八章 数字地面模型概述
第九章 像片纠正、正射投影技术及综合法测图
9-1 像片纠正的概念与分类 9-2 透视投影变换纠正（常规纠正） 9-3 数字纠正 9-4 综合法测图
精选ppt
7
目录
第十章 数字摄影测量基础知识
10-1 10-2 10-3 10-4
精选ppt
17
第四章 立体观察和立体量测 返回目录
§4-5 立体坐标量测仪
⑸ p车架 带动右像片相对左像片作x方向运动（左片不动） 带动p读数装置（0.01mm）
⑹ q车架 带动右光路相对左光路作y方向运动（左光路不动） 带动q读数装置（0.01mm）
⑺ 像片盘
18cm×18cm 或23cm×23cm
坐标量测精度达1µm
具有坐标自动记录功能
2、 解析立体测图仪（使用立体坐标量测功能）
1833年，惠斯通（英）证实，人眼的分辨远近的本 质是生理视差。
设远近不同的两点A、B在人眼视网膜上产生的生理 视差为σ
BAb1a1b2a2
BA0 BA0 BA0
感B 觉 近 A远
rBrA
感B 觉 远 A近
rBrA
感A 觉 、 B等远近 rBrA
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10
第四章 立体观察和立体量测 返回目录
精选ppt
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第四章 立体观察和立体量测 返回目录
§4-5 立体坐标量测仪
⑻ 照明设备 一般使用透明正片或负片
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第四章 立体观察和立体量测 返回目录
§4-5 立体坐标量测仪
2、立体坐标量测作业过程 ⑴ 像片归心 使像平面上坐标系
第3章 摄影测量基础知识
以测绘地形为目的的空中 摄影多采用竖直投影方式， 即航摄仪在曝光瞬间物镜 主光轴与地面垂直，通常 规定像片倾角小于2-3度。
竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似 与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于3度， 夹角为像片倾角。
A为像片倾角 A 摄影机主光轴 铅垂线
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 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， 一般是有一条或几条航带。 独立地块航空摄影：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。
1:4000—1:6000
1:8000—1:12000
1:15000—1:20000 （23cm×23cm） 1:10000—1:25000 1:25000—1:35000 （23cm×23cm）
1:1000
1:2000 1:5000
中比例尺
1:10000
小比例尺
1:20000—1:30000
1:35000—1:55000
例尺发生变化，如果相邻两像片的比例尺相差太大，则
会影响像对的立体观察，甚至于无法在仪器上进行作业。
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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。
《摄影测量基础知识》课件
摄影测量基本原理包括相对定 向、绝对定向、影像立体模型 构建、影像测量及精度分析。
摄影测量的数据获取
摄影测量的设备 摄影测量的数据处理流程
摄影测量中的摄影参数
航空及卫星遥感影像、数字相机、扫描影像仪等。
包括相对定向、绝对定向、立体模型构建、三维 测量以及误差分析和精度评价。
包括焦距、主距、透镜畸变、像点坐标等。
摄影测量的数据处理
数据处理方法
数字摄影测量使用计算机对影像 进行处理，包括同名点测量、影 像匹配、立体三角测量、DEM生 成等。
错误分析和精度评价
摄影测量中的误差来源包括影像 畸变、摄影量测误差和DEM精度 误差等，需要进行错误分析和精 度评价。
摄影测量的应用
摄影测量在地图制图、建筑设计、 环境监测、城市规划等领域上都 有广泛的应用。
摄影测量基础知识
本PPT课件将介绍摄影测量的基础知识，包括定义、基础原理、数据处理、应 用以及未来趋势和影响。
什么是摄影测量
1 定义
2 作用
摄影测量是一种基于摄影 的测量方法，用于从影像 中测量物体的坐标、形状、 大小和位置等特征。
摄影测量可用于制作高精 度地图、评估路网、监测 建筑物变形、计算土地利 用、测量水体面积等众多 领域。
3 应用
摄影测量广泛应用于地理 信息、测绘、城市规划、 环境监测、农业等领域。
摄影测量的基础知识
光学基础知识
摄影测量需要了解光学基础知 识，例如相机的光学结构、感 光几何基础知 识，例如坐标和距离的计算、 三角形成像原理、投影变换等。
摄影测量的基本原理
1
最新进展
数字化、智能化、自动化、精确化是摄
未来趋势
2
影测量技术的最新趋势，立体匹配和对 象提取等技术将得到更广泛的应用。
第3章 摄影测量基础知识
来，“大材小用”，造成不必要的信息损失和资源浪费。
在小比例尺测图的地形图中，地物的表现已经出现了地图综 合，某些地物的表现已经不能用符号表示，只能用点线面的形 式表示，如果再继续把摄影比例尺也缩小的话影像就非常难于 解译和判读，所以就采用扩大比例尺的摄影模式。
除了1:2.5万、1:5万，还有一些1；10万、1；25万、1:50万、 1:500万的地形图成图都是在大比例尺的基础上缩编制成的。 把地物进行综合，把重要的地物表示出来，这时候就不用采用 严格测绘地物的方式。
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。
透视变换的特性
❖ 同素性：几何元素的种类不发生变化。 ❖ 互换性：像与物互为投影。 ❖ 综合性：地物上的任何一个点都可以表示为
两条直线的交点。
1、透视变换中的重要点、线、面
像片倾角
摄影中心
主合点
主纵线
主垂面
合线
主横线
遁点 基本方向线 地底点
基准面
透视轴
投影面 （像片）
地面主点 地面等角点
重要的点线面
❖ 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。
在小比例尺测图的地形图中，地物的表现已经出现了地图综 合，某些地物的表现已经不能用符号表示，只能用点线面的形 式表示，如果再继续把摄影比例尺也缩小的话影像就非常难于 解译和判读，所以就采用扩大比例尺的摄影模式。
除了1:2.5万、1:5万，还有一些1；10万、1；25万、1:50万、 1:500万的地形图成图都是在大比例尺的基础上缩编制成的。 把地物进行综合，把重要的地物表示出来，这时候就不用采用 严格测绘地物的方式。
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。
透视变换的特性
❖ 同素性：几何元素的种类不发生变化。 ❖ 互换性：像与物互为投影。 ❖ 综合性：地物上的任何一个点都可以表示为
两条直线的交点。
1、透视变换中的重要点、线、面
像片倾角
摄影中心
主合点
主纵线
主垂面
合线
主横线
遁点 基本方向线 地底点
基准面
透视轴
投影面 （像片）
地面主点 地面等角点
重要的点线面
❖ 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。
第二章 摄影的基本知识与航空摄影测量对摄影的基本要求
航摄像片中的重要点、线、面
hi P
Es
v
面：地面E 像片面P
S ho i
hc o
T
c
W hi
主垂面W 真水平面Es
线：迹线TT 主光线SoO
n
ho
J
V v N hcCห้องสมุดไป่ตู้O
V E
主垂线SnN 摄影方向线 VV 主纵线vv
T
点：摄影中心S 像主点o 地主点O 像底点n 地底点N 等角点c 地面等角点C 主合点I 主遁点J
投影中心 投影平面
投影射线平行于某一固定方向的投影的投影称为平行投影
斜投影
投影射 线与投 影平面 斜交
正射投影
投影射线 与投影平 面正交
航摄像片为中心投影，地形图为正射投影
c ba
S
中心投影
B
A
C
AC B
c ab
正射投影
地 形
1、图上任意两点间的距离与相应地面点 的水平距离之比为一常数，等于图比
一张像片上相邻主点连线与同方向框
标连线间的夹角。要求像片旋角<60
像
片
o2
旋
o1
角
像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
§2.2 航摄像片与地形图
投 投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射
影
方
投影射线：投影的直线
式
投影平面：投影的几何面
投影射线会聚于一点的投影称为中心投影
投影射线 物点
投影点
航摄像片的投影关系
主要内容
一、航空摄影与航摄像片 二、航摄像片与地形图的差别 三、中心投影透视变换作图
§2.1 航空摄影与航摄像片
航空摄影
无人机航空摄影测量：摄影基础知识
摄影基础知识
一、摄影原理：透镜成像原理
F
焦距f 物距D
பைடு நூலகம்
F′ 像距d
透镜成像原理公式：
11 1 Dd F
二、摄影机的基本结构
光圈
暗
镜头
箱
物体
影 像 快门 成像设备
摄影机的基本结构
1. 镜头
图2-3 摄影机的镜头
主光轴
2. 光圈
光圈号数
摄影机的光圈
光圈：控制进入镜头的光量，调节 镜头的使用面积，限制镜头边缘部 分的使用，提高成像的清晰程度。 光圈就是一个可以改变的光栅。
光圈号数
光圈号数表示光圈的大小，它是物 镜焦距f与与光圈有效孔径d的比值。 光圈号数越小，光圈光孔开启的越 大，焦面上影像的亮度也越大；光 圈号数越大，光圈光孔开启的越小， 影像亮度也就越小。
3. 快门
摄影机的快门
快门是控制曝光时间长短的机 械装置。
快门速度
快门速度
快门速度：快门从打开到关 闭所经历的时间称为曝光时 间，或称快门速度。
为视场角 2
普通相机均以在像平 面上设置的矩形或正方 形来限制像场的使用， 故摄影镜头的像场角收 到胶片尺寸的限制，底 片画幅对角线对应的像 场角 2
2 2 arctan L 2f
当胶片尺寸大小一定时，像场角的大小与物镜焦距成反 比，焦距越长，视场角越小，焦距越短，像场角越大。
摄远 镜头
45
标准 镜头
4. 成像设备
摄影机的成像设备
成像设备是摄影机中将光信号 记录下来的重要部件。 数字摄影机光电成像原理： CCD感光元件将接收到的不同 强度光信号转换为电信号， 并通过模数转换器转为数字 信号保存到存储介质
光信号
一、摄影原理：透镜成像原理
F
焦距f 物距D
பைடு நூலகம்
F′ 像距d
透镜成像原理公式：
11 1 Dd F
二、摄影机的基本结构
光圈
暗
镜头
箱
物体
影 像 快门 成像设备
摄影机的基本结构
1. 镜头
图2-3 摄影机的镜头
主光轴
2. 光圈
光圈号数
摄影机的光圈
光圈：控制进入镜头的光量，调节 镜头的使用面积，限制镜头边缘部 分的使用，提高成像的清晰程度。 光圈就是一个可以改变的光栅。
光圈号数
光圈号数表示光圈的大小，它是物 镜焦距f与与光圈有效孔径d的比值。 光圈号数越小，光圈光孔开启的越 大，焦面上影像的亮度也越大；光 圈号数越大，光圈光孔开启的越小， 影像亮度也就越小。
3. 快门
摄影机的快门
快门是控制曝光时间长短的机 械装置。
快门速度
快门速度
快门速度：快门从打开到关 闭所经历的时间称为曝光时 间，或称快门速度。
为视场角 2
普通相机均以在像平 面上设置的矩形或正方 形来限制像场的使用， 故摄影镜头的像场角收 到胶片尺寸的限制，底 片画幅对角线对应的像 场角 2
2 2 arctan L 2f
当胶片尺寸大小一定时，像场角的大小与物镜焦距成反 比，焦距越长，视场角越小，焦距越短，像场角越大。
摄远 镜头
45
标准 镜头
4. 成像设备
摄影机的成像设备
成像设备是摄影机中将光信号 记录下来的重要部件。 数字摄影机光电成像原理： CCD感光元件将接收到的不同 强度光信号转换为电信号， 并通过模数转换器转为数字 信号保存到存储介质
光信号
【测绘课件】第二章 摄影的基本知识与航空摄影测量对摄影的基本要求精品资料
式中m为像片比例尺分母，f为摄影机主距，H力摄影高度或称航 高。
按照摄影测量要求，像片比例尺分母的相对误差一般不应超过5 ％。因此，空中摄影测量飞行航高H的变换量也称航高差应限 制为：
另外，测量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30m；摄影区域内实际航高与设计航高 之差不得大于50m。
5、摄影机快门
摄影机快门是控制曝光时间的机件装置，它是摄影机 的重要部件之一。快门从打开到关闭所经历的时间称 为曝光时间，或称快门速度。常用的快门有中心快门 和帘式快门。
中心快门的特点是打开快门之后，感光材料就能满幅 同时感光。
帘式快门的特点是感光材料各部分的曝光量相同，且 这种机构设计可以做到曝光时间很短，如1／500秒或 1／1000秒。
这里的航高是指摄影飞机在摄影瞬间相对某一水准面的 高度，从该水准面起算向上为正号。根据所取基准面 的不同，航高可分为相对航高和绝对航高。
相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度， 常称为摄影航高。它是相对于被摄区域内地面平均高 程基准面的设计航高。是确定航摄飞机飞行的基本数 据，按H＝mf计算得到．
2：摄影机像面框架有无框标标志，是作为区分量测用 摄影机和非量测用摄影机的重要标志。
3：摄影机主光轴与像平面的交点称为像片主点，摄影 机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距，也 叫像片主距，一般用宇母f表示。摄影机结构设计时要 求像片主点应与框标坐标系原点重合。由于制造技术 上的误差．常常是达不到完全重合的要求，但是必须 精确地测定像片主点在框标坐标系中的坐标值x0,y0,把 f,x0,y0就称为像片的内方位元素，内方位元素是否已 知也是量测用摄影机的特点。
摄影比例尺及其选择
严格地讲，摄影比例尺是指航摄像片上一线段长为l与 地面上相应线段的水平距离L之比。但由于摄影像片有 倾角，地形有起伏，所以摄影比例尺处处不等。我们 一般指的摄影比例尺，是把摄影像片当作水平像片， 地面取平均高程，这时像片上的一线段l与地面上相应 线段的水平距离L之比， 称为摄影比例尺1/m。即 ： 1/m=l/L=f/H
按照摄影测量要求，像片比例尺分母的相对误差一般不应超过5 ％。因此，空中摄影测量飞行航高H的变换量也称航高差应限 制为：
另外，测量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30m；摄影区域内实际航高与设计航高 之差不得大于50m。
5、摄影机快门
摄影机快门是控制曝光时间的机件装置，它是摄影机 的重要部件之一。快门从打开到关闭所经历的时间称 为曝光时间，或称快门速度。常用的快门有中心快门 和帘式快门。
中心快门的特点是打开快门之后，感光材料就能满幅 同时感光。
帘式快门的特点是感光材料各部分的曝光量相同，且 这种机构设计可以做到曝光时间很短，如1／500秒或 1／1000秒。
这里的航高是指摄影飞机在摄影瞬间相对某一水准面的 高度，从该水准面起算向上为正号。根据所取基准面 的不同，航高可分为相对航高和绝对航高。
相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度， 常称为摄影航高。它是相对于被摄区域内地面平均高 程基准面的设计航高。是确定航摄飞机飞行的基本数 据，按H＝mf计算得到．
2：摄影机像面框架有无框标标志，是作为区分量测用 摄影机和非量测用摄影机的重要标志。
3：摄影机主光轴与像平面的交点称为像片主点，摄影 机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距，也 叫像片主距，一般用宇母f表示。摄影机结构设计时要 求像片主点应与框标坐标系原点重合。由于制造技术 上的误差．常常是达不到完全重合的要求，但是必须 精确地测定像片主点在框标坐标系中的坐标值x0,y0,把 f,x0,y0就称为像片的内方位元素，内方位元素是否已 知也是量测用摄影机的特点。
摄影比例尺及其选择
严格地讲，摄影比例尺是指航摄像片上一线段长为l与 地面上相应线段的水平距离L之比。但由于摄影像片有 倾角，地形有起伏，所以摄影比例尺处处不等。我们 一般指的摄影比例尺，是把摄影像片当作水平像片， 地面取平均高程，这时像片上的一线段l与地面上相应 线段的水平距离L之比， 称为摄影比例尺1/m。即 ： 1/m=l/L=f/H
摄影测量课件-摄影测量基础知识
攝影比例尺定義：
嚴格定義： 1 l
mL
航攝像片上影像線段的長 地面上對應線段的水準距離
攝影比例尺是像片的平均比例尺
f
:
攝影機主距
1 m
f H
H：攝影航高，以攝區內的平均高程面作為攝影基
準面，攝影機的物鏡中心至該面的距離。（攝影瞬
間攝影機物鏡中心相對於平均海水面的航高稱為絕
對航高。相對於其他某一基準面或某一點的高度均
航空攝影的過程中，我們所關心的區域往 往是要大於一幅影像所覆蓋的區域，這時 候
想想：攝影基線和像片的重疊度有什麼關係？
如果同樣的像幅大小，採用大比例尺和採 用小比例尺攝影基線長度一樣嗎？
攝影基線B 攝站點 航空攝影略圖
攝影方式
❖ 豎直航空攝影：航攝儀在曝
光瞬間物鏡主光軸與地面垂
直，通常規定像片傾角小於
一般情況下，要求航向重疊度最好為60%-65%，最小不 能少於53%；旁向重疊要求30%-40%，最小不少於15%。
思考：如果像幅是23cm*23cm，攝影比例尺是 1:10000，那麼這個像幅所覆蓋的實地面積是多大？
如果是1:50000的比例尺，面積又是多少？
23cm*10000* 23cm*10000=2.3km*2.3km 影：以飛機作為主要工作平
臺，把航攝儀安裝在航攝飛機上，
從空中一定角度對地面物體進行攝
影，飛行航線一般為西東方向，航
攝機在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸
保持垂直地面。
而在攝影測量學中我們講的航空攝 影是主要是我們高精度的測繪地形 圖或者是進行4D產品的生產所進行 的空中攝影稱為航空攝影。我們研 究的範圍比較窄一些，而且主要指 的是針對地面進行攝影。
三、攝影測量生產對攝影資料的基本要求
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sin
重
要
的
n
点
线
特
N
征
底点特性
铅垂线在像平面 上的构像位于以 像底点n为辐射 中心的相应辐射 线上
重 要 的
点
c
线
特
C
征
等角点特性
在倾斜像片和水 平地面上，由等 角点c和C所引出 的一对透视对应 线无方向偏差， 保持着方向角相 等
重 要 的
点 线 特 征 等比线特性
等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，
为b 5）a与b 连线
像场：物镜焦面上中央成像清晰的范围
像
像场角：像场直径对物镜后节点的夹角
场
角
2b
常 角：(视场角<75。) 宽 角：(视场角＝75。 ~100。) 特宽角：(视场角>100。)
航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标
航摄像片的大小为18cm×18cm, 23cm×23cm
航 摄 像 片
机械框标
光学框标
特 2、图上任意一点引画的两条方向线间的
点
夹角等于地面上对应的水平角
航 当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上 构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异
摄 称像点位移
像
s
s
片
a bc
的
p
a
b0
a0 b
p
A
特
CE
B0
AB
点
A0
B
像片倾斜引起的
地形起伏引起的
像点位移
像点位移
比 例 尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺
§2.1 航空摄影与航摄像片
航空摄影
航摄仪在曝光的瞬间物 镜主光轴保持垂直地面
摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直， 偏离铅垂线的夹角小于30，夹角为像片倾角
竖
像片
直
像片
S
摄
影
A
铅垂线
摄影机主光轴
§2.1 航空摄影与航摄像片
航空摄影
沿航线方向相邻两张 像片应有60%左右的航 向重叠，相邻航线间 的像片应有30%左右的 旁向重叠
1:2000， 1:5000 1:5000 1:10000
小比例尺
1:20000～1:30000 1:35000～1:55000
1:25000 1:50000
把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起 来，各张像片的主点连线不在一条直线上， 而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲
航
线
弯
曲
l
L
航线弯曲度：航 线最大弯曲矢量 与航线长度之比 的百分数。要求 航线弯曲度<3%
不受像片倾斜影响
已知 E 平面上有 A 点，在像平面上作对应的像 a
主合点
中
心
投
影
作
图
v
迹点
S T
T1 T
P
i
a v
AE
作图步骤：
1）找迹点T1 2）找主合点i 3）连T1i与SA，
交点为a
已知 E 平面上有 AB 直线，在像平面上作对应的像 ab
中
心
投
影
作
图
v
迹点
主合点
P
S
i
T
a
T1 b
B
T
i1
投影中心 投影平面
投影射线平行于某一固定方向的投影的投影称为平行投影
斜投影
投影射 线与投 影平面 斜交
正射投影
投影射线 与投影平 面正交
航摄像片为中心投影，地形图为正射投影
c ba
S
中心投影
B
A
C
AC B
c ab
正射投影
地 形 图 的
1、图上任意两点间的距离与相应地面点 的水平距离之比为一常数，等于图比 例尺
v AE
作图步骤：
1）找迹点T1 2）找合点i1 3）连T1i1与SA，
交点为a 4）连T1i1与SB，
交点为b 5）a与b 连线
已知垂直物面的空间直线 AB，在像平面上作对应的像 ab
中
心
投
影
作
图
v
迹点
主合点
P
S
i
T n
b
a
B
v
AE
T
作图步骤：
1）按E面上点作 图方式确定a
2）找像底点n 3）连接na 4） na与SB的交点
航摄像片的投影关系
主要内容
一、航空摄影与航摄像片 二、航摄像片与地形图的差别 三、中心投影透视变换作图
§2.1 航空摄影与航摄像片
航空摄影
利用安装在航摄飞机上 的航摄仪从空中一定角 度对地面进行摄影
S
S
Z
航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离
像
像片主距：物镜后节点到像平面的距离
片
主
距
S
F
f
长焦距：(主距>200mm) 中焦距：(主距＝100～200mm) 短焦距：(主距<100mm)
表示方法：地图为线划图，航片为影像图
表示内容：地图需要综合取舍
几何差异：航摄像片可组成像对立体观察
摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取 的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射 投影地形图
§2.3 透视变换作图
将空间点、线作中心投影，在投影平 面P上得到一一对应的点、线，这种 经中心投影取得的一一对应的投影关 系称为透视变换
一张像片上相邻主点连线与同方向框
标连线间的夹角。要求像片旋角<60
像
片
o2
旋
o1
角
像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
§2.2 航摄像片与地形图
投
投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射
影
方
投影射线：投影的直线
式
投影平面：投影的几何面
投影射线会聚于一点的投影称为中心投影
投影射线 物点
投影点
航摄像片中的重要点、线、面
Es S ho
hi P v
i
hc o
T
c
W hi
面：地面E 像片面P 主垂面W 真水平面Es
线：迹线TT 主光线SoO
n
ho
J
V v N hcC O
V E
主垂线SnN 摄影方向线 VV 主纵线vv
T
点：摄影中心S 像主点o 地主点O 像底点n 地底点N 等角点c 地面等角点C 主合点I 主遁点J
等角线ScC
主合线hihi 主横线hoho 等比线hchc
P
重
on f tg
要
oc f tg
2
v S
i
o
W
oi f ctg
T
c
点
n
线 的
J V vN C O
V E
数
ON Htg
T
学
CN Htg
关
2
Si ci f
sin
系
SJ iV H
A
1l f mLH
E
f为摄影机主距，H为航高
测
mb c mk
图
航摄比例尺分
比
母
测图比例尺分 母
例
比例尺类型
航摄比例尺Βιβλιοθήκη 测图比例尺尺大比例尺
1:2000 ～1:3000 1:4000 ～1:6000
1:500 1:1000
中比例尺
1:8000 ～1:12000 1:15000～1:20000 1:10000～1:35000
航
1
23
向
重
叠
px
度
Lx
px %
px Lx
100%
І-1
旁
Ly
向
重
py
叠
Ⅱ-1
度
py%
py Ly
100%
航向相邻两个摄影站间的距离
摄
摄影基线
影
基 线
P1 S1
B
P2
S2
E
摄
S
影
f
视摄影像片水平、
比
a
P
地面取平均高程 时，像片上的线
例 尺
段 l 与地面上相
H
应的水平距L 之 比为摄影比例尺