第三章航空遥感与航空相片介绍
3 航空遥感
§2、航空摄影的种类
§2、航空摄影的种类
（3）按感光胶片和所用的波段分类： 普通黑白摄影：用全色黑白感光片，感受可见光范围内各种色光，用途广。 黑白红外摄影：用黑白红外感光片和近红外滤光片组合起来摄影，记录近 红外短波段（0.76μm～1.4μm）和可见光范围的信息。 对水体和植被反映明显，具有较大的反差和地面分辨率。 天然彩色摄影：用彩色感光片，记录可见光波段的信息。 信息量比黑白象片丰富得多。 彩色红外摄影：用彩红外感光片，记录绿、红、近红外（0.5～0.9μm） 信息。一般在摄影机物镜上套一个黄色滤光片，以消除蓝、 紫光。在彩红外摄影中： 绿光感光蓝色 红光感光绿色 近红外感光红色 红外线对大气层的穿透力强，彩红外象片一般比天然彩色象片鲜艳得多。 多光谱摄影：用摄影机镜头、滤光片、感光片的几种不同组合，同时对一 个地区进行几个不同波段的摄影，得到多个波段的航片，从 而得到合成象片。
编号 压平线
框标
框标
编号 水准器 时钟
水准器
时钟
§4、航空像片的特性
三. 航空像片的特性：
航空像片的影象是由地物反射（或发射）的光线进入航空摄影机的镜头， 使感光材料产生光化学反应而形成的。 1、物理特性： 包括地物的反射特性、感光材料性能和摄影机镜头的分辨率等，是影 响色调的主要因素。 地物的反射特性： 地物的反射率：像片上物体的色调，主要取决于物体的反射率， 用亮度系数P表示： P=B/B0 其中，B是物体表面的亮度， B0是相同照度下绝对白色的理想物体表面的亮度。 绝对白体常用硫酸钡纸或氧化镁纸做标准反射面。 P越大，象片上的色调越浅。全黑的物体P=0，全白的物体P=1。
第三章 航空遥感与航测成图
本章主要内容
• • • • • 航空遥感简介 航空摄影的种类 航摄的基本要求 航空像片的特性 航空像片的观测与判读
遥感3.1
优缺点：像片中包含地物的面积较垂直投影大，在
军事观察和作地质地理观察时，常使用这类摄影。
但在航空测量及成图中这类像片只能作为补充资料
使用。
3.1 航 空 摄 影
三、航空摄影的种类
（二）按摄影的实施方式分类 1. 单片航空摄影
指对某一特定目标而进行的专门摄影，一般只
摄影一张（或一个像对）的像片，常用于科学 研究或军事侦察。
感光材料包括摄影底片（感光片）和像纸（印像 片）。摄影底片主要由感光乳剂层和片基构成。感 光乳剂层由Agcl、明胶和增感染料组成，它涂抹在 片基之上构成底片。
曝光时，Agcl产生光化学反应，形成肉眼看不到的
潜影，在显影液还原作用下促使产生大量的还原银
粒，逐渐显现出明显的影像。凡是感光越强的地方，
银离子还原的越多，颜色越黑。
（二）按摄影的实施方式分类 2.航线摄影（带状航空摄影）
指沿一条航线，对地面狭长地区或沿线状地物
（铁路或公路）进行的连续摄影。航线的方向和 长度要视工作任务加以确定。为了使相邻像片的 地物能相互衔接以及满足立体观察的需要，相邻 像片间需要有一定的重叠称航向重叠。航向重叠
一般应达到60%，至少不小于53%，具有这种重
3.1 航 空 摄 影
三、航空摄影的种类
（一）按航摄仪主光轴与主垂线的关系可以 将航空摄影分为：垂直摄影和倾斜摄影 主光轴：指航摄仪中透过镜头中心并垂直像 平面（焦平面）的投影线。
主垂线：指通过镜头中心的地面铅垂线。
1. 垂直摄影
指主光轴保持铅垂方向或者说航摄仪的主光轴与通 过透镜中心的地面铅垂线（称主垂线）之间的夹角 不超过±3°。垂直摄影所获得的航空像片称水平航 空像片。
第3.3章航空遥感数据
三、航空像片的特性
地形的起伏和投影面的倾斜会引起航 片上像点的位置的变化，叫像点位移。 1)位移量与地形高差h成正比； 2)位移量与像主点的距离r成正比； 3)位移量与摄影高度（航高）成反比。 航空像片用亮度系数来表示地物的反 射率。
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四、航空像片的分辨率
是衡量胶片分辨地物细部能力的一种 指标。 用单位距离内能分辨的线宽与间隔相 等的平行细线的数目来表示。 主要取决于航摄相机的镜头分辨率和 感光乳剂的分辨率。但景物的反差、 大气的光学条件、飞机的震动也影响 航片的分辨率。
BACK
感光特性曲线
底片的密度（D）
曝光量（H）的对数
BACK
本节结束
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二、航空像片的感光片性能
感光材料是胶片(…)和印像纸的通称。由感光乳 剂层和片基组成。黑白片有单层感光乳剂，彩色 感光材料的乳剂层上使影像表达出所摄物体 片有三层感光乳剂。 各部分在光量方面差别的能力，称为乳剂的反差， 遥感中常用的胶片是全色片、天然彩色片、 感光特性曲线 感光材料的性能指标： 即黑白差。感光材料特性曲线的直线段斜率为反 彩色红外片等。它们的感光范围各不相同。 （1差系数。 ） 感光度：感光的快慢程度。 （2） 反差(…)：最大光学密度与最小光学密度 之差。 （3） 解像力（分辨率）：对景物细微部分的表 现能力，用线对/毫米(A/mm)表示。 航摄选用感光度高、反差适中、有较高分辨率的 感光材料。
八、光机扫描航空图像
光学机械扫描成像仪是借助于遥感平台沿
航向运动和仪器本身光学机械舷向扫描来 获取地面航向条带图像的一种仪器，简称 光机扫描仪。 目前常用的有红外扫描仪和多光谱段扫描 仪。光机扫描仪的工作波长范围比摄影机 宽得多，可达0.3～14μm (包括近紫外、 可见光、近红外、中红外和远红外)。 高光谱航空遥感成为航空遥感的全新技术。
测绘技术中的航空摄影测量与航空遥感技术对比分析
测绘技术中的航空摄影测量与航空遥感技术对比分析引言：测绘技术在现代社会中扮演着不可或缺的角色。
在测绘领域中，航空摄影测量和航空遥感技术是两个重要的手段。
本文将对这两种技术进行对比分析，探讨其优势与应用领域，从而为测绘工作者和科研人员提供参考。
一、航空摄影测量技术的概述航空摄影测量技术是指通过航空器搭载相机，通过摄影测量原理获取地面点的三维位置和形态信息的一种技术手段。
这种技术已经有近一个世纪的历史，并且在测绘、地理信息系统、城市规划等领域得到了广泛应用。
传统的航空摄影测量技术主要通过航片测量方法获取地面点的空间坐标，但其依赖于密集的控制点和准确的地面控制数据，成本较高且操作复杂。
二、航空遥感技术的概述航空遥感技术则是指利用航空器搭载的遥感传感器，以电磁波辐射的反射、发射或散射特性获取地表信息的一种技术手段。
航空遥感技术相比于航空摄影测量技术在数据获取方式和数据处理手段上具有一定的差异。
航空遥感技术利用光电传感器、热红外传感器等设备获取地表信息，并通过图像处理算法提取出有价值的地理信息。
三、航空摄影测量与航空遥感技术的对比1. 数据获取方式：航空摄影测量技术通过航空器搭载相机进行数据获取，主要获取的是地面物体的形态信息；而航空遥感技术则通过遥感传感器进行数据获取，主要获取地物的光谱、热红外等特征信息。
2. 数据处理手段：航空摄影测量技术主要通过摄影测量原理进行数据处理，包括航片的解译、立体量测等；而航空遥感技术则主要借助图像处理算法进行数据处理，包括图像分类、特征提取等。
3. 数据应用领域：航空摄影测量技术在测绘、地理信息系统等领域得到了广泛应用，尤其在3D建模、地图制作等方面发挥了重要作用。
航空遥感技术则在遥感地学、环境监测、农业资源调查等方面具有较大的应用潜力。
四、航空摄影测量与航空遥感技术的融合随着科技的发展，航空摄影测量与航空遥感技术的融合应用日益广泛。
航空摄影测量技术可以提供高精度的地物控制数据，而航空遥感技术则能够提供大范围、高频次的遥感影像数据。
遥感第3章--遥感成像原理与遥感图像特征
遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他：里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为：可见光传感器、红外传感器 和微波传感器，从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器，微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
（1）主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
（2）被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫 描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片：8~14μｍ。
热红外像片典型特征：热阴影；
高速运动热物体的“拖迹”；
（参见教材P144 ）
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点： (1) 投影方式：绝大部分采用中心投影方式成像； (2) 视觉感受：大部分为大中比例尺像片，像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨，从航空像片上可看到地物顶 （冠）的形态； (3) 阴影：本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2）况利下用，数波理统段计太方多法，，分选辨择率相关太性高小，、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵，，形方成差海大量，数信据息量，大反。而会“掩盖”地物
辐射特性，不利于快速探测和识别地物。
《遥感导论》第3章 航空遥感与航空相片
第三章航空遥感与航空相片aerial photograph第一节航空摄影一、传感器概述1、定义：探测和记录地物电磁波辐射信息的仪器。
2、组成：收集系统、探测系统、信息处理、信息输出3、分类：主动式、被动式（摄影方式、扫描方式）4、传感器的性能：镜头分辨率、波谱分辨率二、航空摄影机1、摄影机的成相原理：透镜成相原理（倒象）2(1)分幅式摄影机(2)全景摄影机：扫描摄影机，分：缝隙式摄影机、镜头转动式(3)多光谱摄影机：多相机组合、多镜头组合、光束分离型二、影象的形成1、感光—负像；接触印晒—正像：2、感光材料：(1)组成：感光乳剂（photographic emulsion）层、片基(2)分类：黑白、彩色；负片、正片(3)感光材料性能：曝光（exposure）量：H=E.t光学密度：D=lgQ 阻光率：Q=E入/E透感光度：感光时间的快慢反差contrast：感光材料的乳剂层上使影象表达出所摄物体各部分在光量方面有差别的能力，称为反差。
D=D max-D min软性片、中性片、硬性片乳剂分辨率：感光材料区分景物细微部分的能力，通常以1mm 宽度内能够清楚分辨出的平行线对数表示。
三、1、(1)(2)2(1)像对(2)、航线摄影：沿一条航线进行的连续摄影航向重叠（longitudinal overlap）：为了使同一条航线上相邻相片的地物能相互衔接以及满足立体观察的需要，相邻相片间需要有一定的重叠，称为….。
53-60%(3)、面积摄影：沿数条航线进行的连续摄影旁向重叠（lateral overlap）：为了使相邻两条航线上相邻相片的地物能相互衔接，相邻相片间需要有一定的重叠，称为….。
15-30%面积摄影条件：方向、长度3、感光材料的类型和探测波段分类(1)、全色黑白摄影：0.40-0.76；黑白胶片(2)、红外(infrared)黑白摄影：0.40-0.9；黑白胶片(3)、彩色摄影：0.40-0.76；彩色胶片(4)、彩色红外摄影：0.5-0.9；彩色胶片(5)、多波段（光谱）摄影：0.5-0.6，0.6-0.7，0.7-0.8四、航空相片的标志1、规格：2、框标：O3、时表4、水准器5、压平线6、相片编号:第二节航空相片的几何特性一、航空相片属于中心投影高斯-克吕格投影: Gauss-Kruger projection: 简称“高斯投影”。
航空照片,卫星遥感
一、航空像片目视判读航空像片目视判读是凭借人眼观察或借助简单仪器对航片进行分析和量测，以获取所需要的地面各种信息的过程。
在航空像片上，不同地物有其不同的影像特征，这些特征是判断地物的依据，我们称作判读标志。
判读标志是地物自身性质、形态等特征在像片上的反映。
因而根据判读标志可以直接从像片上辨认出地物的属性及其空间分布等特征。
一般地，把影像形状、大小、色调与阴影作为常用的航片判读标志。
1、形状任何地物都具有一定的几何形状。
由于地物各部分反射光线的强弱不同，所以在像片上反映出相应的形状，依据影像的形状特征，就可以辨认出其相应的地物。
例如：居民地的房屋影像一般均表现为规则的方块形状，河流常呈弯曲的条带状，公路常呈笔直的线状且灰度浅亮，湖泊常呈不规则的封闭区间，等等。
2、大小地物影像的（尺寸）大小，不仅能反映地物的一些数量特征，而且还能据此判断地物的性质。
例如单轨铁路和双轨铁路从形状上往往不易区分，但量算它们的宽度，则容易区分。
由于地形和像面倾斜影响，同一航片上，同样尺寸的地物，位于高处者影像尺寸大些；像面倾斜时，不同部位的地物大小也不一样。
3、色调色调在黑白航片上指影像的黑白深浅程度。
它是地物对入射光线反射率高低的客观记录，像片上的色调从白到黑逐渐变化，一般可划分为级：白、灰白、浅灰、灰、深灰、浅黑、黑。
例如：居民地的色调和周围山地或植被的色调、铁路和公路的色调与形状、河流深浅的色调，等等。
4、阴影地物的阴影可分为本身阴影和投落阴影两部分。
本身阴影（简称本影）是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像；投落阴影（简称落影）是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在像片上的构像。
在像片判读中，本影有助于获得地物的立体感；在利用落影长度判断地物高度时，应注意太阳高度角的变化，以及该地物所处的地形位置。
5、组合图案当地物较小或像片比例尺较小时，像片上往往不易观察到单个地物的影像，但当这些细小的地物群体影像构成一种特殊纹理的组合图案时，根据图案花纹可以判断不同的群体。
第三章航空遥感与航空相片
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1）像主点 通过投影中心S，垂直于像平面的直线So叫做航摄 仪的主光轴(主光线)，它与像平面的交点o叫做像主点，像主点 在地面上的相应点O叫地主点。
正射(垂直)投影
定义：当一束通过空间点的平行光 线垂直相交于一平面时，其交点称 为空间点的正射投影，或者垂直投 影，该平面称投影面。
特点：正射投影构成的图形与实物 形状完全相似，不受投影距离的影 响，有统一的比例尺，并且比例尺 放大或缩小不改变图形的形状。
3.2 航摄像片的几何特征
① 投影性质---投影类型
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
航线弯曲度
航线弯曲程度用弯曲度来表示，它等于整条航线的长度 Ｌ与最大弯曲的矢距δ之比。
航线弯曲度％＝100 ×δ/L 一般要求航线弯曲度不超过３％。
3.1 航空摄影及其资料
① 航空摄影----航摄质量评定
像片旋角(航偏角)
相邻像片两像主点的连线与航线方向两框标连线之间的夹角， 称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过5°，最大不超过8°。
中心投影
定义：空间任意点与某一固定点连 成的直线或其延长线被一平面所截， 则直线与平面的交点称为空间点的 中心投影。固定点S称为投影中心， 直线称为投影线，平面称投影面或 像平面。 特点：中心投影构成的影像与地面 形状不完全相似，没有统一的比例 尺，比例尺的大小取决于投影中心 S、空间点M与投影面P之间的关系。
测绘技术中的航空摄影与遥感应用指南
测绘技术中的航空摄影与遥感应用指南近年来，随着技术的不断发展，测绘技术也取得了巨大的进步。
其中，航空摄影与遥感技术成为了测绘领域的重要组成部分。
在这篇文章中，我们将深入探讨航空摄影与遥感技术的应用，并提供一个指南，以帮助读者更好地理解和应用这些技术。
首先，让我们简要介绍一下航空摄影与遥感技术的基本概念。
航空摄影是利用航空器，如飞机或无人机，通过摄影设备进行测绘和制图的技术。
而遥感则是利用遥远的传感器获取地球表面的信息，并分析和解译这些数据。
这两种技术相互结合，可以提供高分辨率的地图和图像，为各行业提供重要的空间信息。
在建筑工程和城市规划领域，航空摄影与遥感技术发挥着重要作用。
通过航空摄影，可以获取到建筑物的三维坐标、轮廓和高程等信息，从而为建筑设计和规划提供基础数据。
遥感技术则可以帮助监测和评估城市发展的变化，如土地利用变化、建筑物增长和环境污染等。
同时，这两种技术还可以用于城市交通规划、施工监测和灾害风险评估等方面。
在农业和林业领域，航空摄影与遥感技术可以为农作物和森林资源提供精确的监测与管理。
通过在不同频段下获取植被的遥感数据，可以确定作物的生长状况、病虫害的分布和土壤的湿度等信息，进而进行农田灌溉和施肥的精细化管理。
同时，在林业方面，航空摄影与遥感技术可以用于森林资源的调查和林业病虫害的监测，以及森林火灾的风险评估和灾后重建等。
此外，航空摄影与遥感技术还可以应用于环境保护和资源管理等领域。
例如，在地质勘探中，通过航空摄影可以获取到地下地质构造和矿产资源的信息，为矿产勘探提供便利。
在海洋遥感方面，通过卫星遥感技术可以监测海洋生态环境的变化、渔业资源的分布和海洋污染的情况，从而指导海洋资源的保护和管理。
在应用航空摄影与遥感技术时，需要注意一些关键的步骤和技术。
首先，选取合适的传感器和设备是非常重要的。
不同的应用场景需要选择不同类型和分辨率的传感器来获取所需的数据。
其次，数据的处理和解译也是关键的一步。
航空航天中的遥感与图像处理技术研究
航空航天中的遥感与图像处理技术研究在现代社会中，遥感与图像处理技术已经成为了科学技术领域中不可或缺的一部分，其中航空航天遥感及图像处理技术，更是发挥出了不可替代的作用。
航空航天遥感技术可以利用卫星、飞机等载具，对地球表面进行快速高效地观测和监测，大大节省了研究人员的人力和物力。
同时，图像处理技术能够从海量的航空航天遥感数据中提取出有用信息并可视化呈现，为人们认识和分析地球自然和人文现象提供了有力工具。
遥感技术是根据地物在电磁波辐射过程中的吸收、反射及辐射，通过计算机再现成图像。
遥感技术的核心是传感器。
航空航天遥感技术采用的传感器主要有微波辐射计、红外辐射计、激光雷达、超声雷达和光学相机。
其中，光学相机是最为常用的一种。
光学相机的原理是利用物质对电磁波的吸收，反射和透射，捕获在可见光和近红外范围内的有用信息，进而生成数字图像。
这些图像包含了地球表面的非常详细的信息，能够准确地反映地球表面分布的物质属性和空间分布情况。
图像处理技术的应用得到的遥感图像需要通过图像处理和分析的过程来提取出有用的信息。
正是这些信息，可以帮助各个领域的研究人员分析地球表面的植被、水文、气候、环境、土地利用等情况，并且对城市规划、荒漠化治理、自然资源保护、环境污染、气候变化、灾害预警等方面提供帮助。
图像处理技术中最常用的手段是数字图像处理。
这种处理方法主要是通过数字计算机对原始数字遥感图像进行数字化、滤波、变换、分类等处理，得到更加细致、精准的地面信息。
数字图像处理技术还可以对不同的传感器数据进行融合，以达到更好的效果。
同时还可以将不同时间、不同地区获取的遥感图像进行比较分析，更加全面了解地球表面发生变化的情况。
遥感与图像处理技术在航空航天领域中的应用在航空航天领域，遥感与图像处理技术的应用十分广泛。
其中，航空遥感技术可以应用于土地和水体的测量、制图、监测等工作，进一步推动了城市规划、土地管理和资源开发等重要领域的发展。
监测水位、地形和土地类型等方面也变得更加精准。
测量学 航空摄影测量与遥感
§9.6 摄影测量概述 一、遥感技术的概念
a1b1和a2b2称为生理 视差
P a1b1 a2b2
P称为生理视差较
建立人造立体视觉必须具备以下五个条件：
（片比例尺之差应小于16％。
（2）两张像片应按摄影时的相对位置安放，并 使两摄影站连线与眼基线平行。
（3）立体观察时两眼必须同时各看一张像片上 的同名像点。
（1）放置立体镜于桌面，将两张像片按同名像点叠合，辨别出 拍摄像片时的相关位置而确定出左片、右片； （2）将像对放置于立体镜下，使两像片的像主点之连线（又称 摄影基线或方位线）尽量平行于立体镜的横轴及眼基线； （3）通过立体镜使左眼看左片，右眼看右片； （4）观察时，两眼同时各看一张像片上的同名像点，沿立体镜 横轴左右移动像片以调整两像片间距，同时辅以旋转，直至眼 睛不感到吃力而又可观察出清晰的立体为止。实际操作时，可 用左右食指分别放在左右像片的明显同名像点处，然后沿摄影 基线左右移动像对，直至两食指（两同名像点）的构像完全重 合，就会观察到立体效应。
§9.2 航空摄影与航摄像片
一、航空摄影
航空摄影就是利用安装在飞机等航空飞 行器上的航空摄影机从空中对地面进行摄影， 以获取航空像片。航空摄影机除了应具备物 镜畸变小、分辨率高、透光力强、结构稳定 外，还应具备摄影过程的高度自动化。
航空摄影按所摄像片间的关系可分为三类： （1）单片摄影 （2）航线摄影 （3）面积摄影
3.数字测图法
§9.5 影像判读
影像判读就是根据目标物在影像上的成像 规律和特征来识别目标位置、性质和范围的工 作。 一、物体的成像规律 1．不突出地面之物体的成像规律 2．突出地面之物体的成像规律
本影－物体在像片上构成自身的影像。 落影－因阳光照射所产生的阴影在像片上 构成的影像。
航空遥感
二
航空摄影
摄影方式 航空像片的种类 航空像片的几何特征
三.航空摄影—摄影方式
垂直摄影
摄影机主光轴垂直于地面或者偏离地面在 3度以内 感光胶片与地面平行 垂直摄影的像片为水平像片，上面的地物 一般与地物顶部形状基本相似
倾斜摄影
摄影机主光轴偏离地面在3度以外，影像 畸变大
垂直摄影
倾斜摄影
三.航空摄影—航空摄影分类
（1）中心投影与垂直投影
航空像片属于中心投影
地物的反射光线通过镜头中心面上，在底 片上构成的是负像得到正像。
负像：物体和投影面位于投影中心的两侧 地图是正射投影 摄影光线平行且垂直投影面。
（2）两种投影的透视规律与特点
中心投影的透视规律
点——点
直线——直线、点
空间曲线——曲线、直线
2.两张像片的比例尺相差不得超过15%。
3.两眼必须分别各看两张像片上的相应影像，即 左眼看左像，右眼看右像。
4.像片所安放的位置，必须能使相应视线成对相 交，相应点的连线与眼基线平行。
四、像片的立体观察
正立体：进行立体观察时，像片必须按照摄影时的相应 位置放置，即重叠部分在中央，此时产生的是正立体． 反立体：如果左右两张像片对调，则产生反立体，即观 察得到的立体感与实际情况相反，高山看起来变成深谷。 立体夸大，因为光学立体模型的垂直比例尺与水平比例
五 航空摄影—航空像片的几何特性
（1）中心投影与垂直投影
（2）两种投影的透视规律与特点
（3）中心投影与垂直投影的区别 （4）航空像片的比例尺及其测定
（1）中心投影与垂直投影
（1）中心投影与垂直投影
中心投影
物体的影像是光线通过投影中心投射到
第三章遥感成像原理与遥感图像特征ppt课件
地球静止卫星轨道是地球同步轨道的特例，它
只有一条。
编辑版pppt
7
附录：3 卫星轨道及其运行特点
在地球静止卫星轨道运行的卫星的覆
盖范围很广，利用均布在地球赤道上的 3
颗这样的卫星就可以实现除南北极很小一
部分地区外的全球通信。
编辑版pppt
8
§1 遥感平台
➢ 摄影机外壳材料：不同波段选用不同材料
➢ 镜头：根据所摄取的波段选择。
编辑版pppt
12
§２ 摄影成像－摄影机
2、全景摄影机-扫描摄影机
缝隙式（或航带摄影机）和镜头转动式摄影机。
➢不是一幅一幅地曝光，而是连续曝光，不需快门。
➢为了得到清晰的影像必须满足：
f
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➢缺点？
编辑版pppt
分辨率较高的感光片）；
摄影技术（包括曝光量的选择、感光片的冲洗以及印
像、放大技术）。
编辑版pppt
44
航空像片的分辨率
是衡量胶片分辨地物细部能力的一种指标。
用单位距离内能分辨的线宽与间隔相等的平行细
线的数目来表示。
主要取决于航摄相机的镜头分辨率和感光乳剂的
分辨率。但景物的反差、大气的光学条件、飞机
扫描成像过程当旋转棱镜旋转时第一个镜面对地面横越航线方向扫视一次在扫描视场内的地面辐射能由幅的一边到另一边依次进入传感器经探测器输出视频信号再经电子放大器放大和调制在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的景物的图像线这条图像线经曝光后在底片上记录下来
第三章遥感成像原理与遥感图像
特征
讲授教师：张彦丽
30
编辑版pppt
31
解读测绘技术中的航空摄影与遥感影像处理原理
解读测绘技术中的航空摄影与遥感影像处理原理测绘技术是一门应用科学，通过使用各种技术手段来进行地理空间信息的获取、管理和应用。
其中，航空摄影与遥感影像处理是测绘技术的重要组成部分。
本文将对航空摄影与遥感影像处理的原理进行详细解读。
一、航空摄影原理航空摄影是指利用飞机或无人机等载体，在空中对地表进行照相测量和摄影记录的技术。
其原理是通过摄影机将地面景物的像差传感器上，并通过传感器记录下来的像差进行分析和测算，最终得到地面景物的形态和空间位置等信息。
航空摄影的原理主要包括像差原理和空中三角测量原理。
像差原理认为，摄影机的光学系统在进行照相测量时，由于地面景物表面的坡度、高差等原因，导致摄影结果与地面实际的形态和位置存在一定的差异，即像差。
而空中三角测量则是通过利用像差原理以及摄影机的内外参数，通过三角测量的方法计算出地面景物的真实形态和位置。
在航空摄影过程中，还需要考虑摄影比例尺、航向与飞行高度等因素。
摄影比例尺是指地面上一个单位长度在摄影像上所占据的像素数，它与摄影的焦距、飞行高度等因素密切相关。
航向则是指飞机在空中航行时所朝向的方向，它与地面景物的像差关系密切。
而飞行高度是指飞机相对于地面的垂直距离，它的选择对于航空摄影的结果也有着重要的影响。
二、遥感影像处理原理遥感影像处理是指通过对获取的卫星或航空遥感图像进行分析和处理，提取出地表信息，如地貌、土地利用、植被覆盖等。
其原理主要包括光谱反射原理和数字图像处理原理。
光谱反射原理认为，地球上的物质在接受光照射时会发生反射、吸收和透射等现象，不同物质的反射特点不同，通过分析遥感图像中的光谱反射信息，可以推测地表物质的类型和属性。
而数字图像处理则是指通过对遥感图像进行数字化处理，如图像增强、图像分类等，从而提取出地表的信息。
遥感影像处理过程中还需要考虑传感器的选择和几何校正。
传感器的选择是指选择合适的传感器来获取地表光谱信息，常用的传感器包括光学传感器、雷达传感器等。
测绘技术中的航空摄影与遥感测绘
测绘技术中的航空摄影与遥感测绘近年来，航空摄影与遥感测绘在测绘技术领域中发挥着越来越重要的作用。
它们通过利用无人机和卫星等高科技手段，可以实现对地球表面的高精度测量和监测。
本文将通过介绍航空摄影与遥感测绘的原理、应用和发展趋势，来探讨测绘技术中的这两个重要领域。
首先，我们了解一下航空摄影与遥感测绘的原理。
航空摄影通过搭载相机设备的无人机或飞机，通过不同角度和高度的拍摄，获取地表特定区域的图像信息。
而遥感测绘则是利用卫星对地球进行观测，获取遥感影像数据。
这些数据可以通过数字图像处理和地理信息系统（GIS）技术进行处理和分析，从而提取出地表的各种信息如地形、土地利用、植被覆盖等。
然后，我们探讨一下航空摄影与遥感测绘的应用。
首先，它们在地理勘探和资源开发中发挥着重要的作用。
通过对地表进行高精度的测量和监测，可以为城市规划、矿产勘查、农业生产等提供准确的数据支持。
其次，航空摄影与遥感测绘在灾害监测和防控中也具有重要意义。
例如，在地震、洪水等自然灾害发生后，可以利用遥感影像数据进行损失评估和灾后重建。
此外，它们还被广泛应用于环境保护、气象预测等领域。
例如，可以利用航空摄影和遥感技术来监测大气污染和海洋污染情况，为环境治理提供科学依据。
接下来，让我们来看一下航空摄影与遥感测绘领域的发展趋势。
随着无人机技术的迅猛发展，航空摄影在测绘领域将扮演更加重要的角色。
无人机可以在较低的成本下进行航拍，获取更加高分辨率的影像数据。
此外，无人机还可以在人类无法到达的地方进行测量，如高山、深海等。
而在遥感测绘领域，卫星技术的不断升级也将带来更好的数据质量和覆盖范围。
例如，我国“高分辨率多光谱成像卫星”（GF）系列的卫星，可以提供1米以上的空间分辨率，使得遥感数据的应用范围更加广泛。
在未来，航空摄影与遥感测绘的应用将进一步深入各个领域。
例如，在城市规划中，可以利用航空摄影和遥感技术进行三维建模，实现精确的城市模拟和规划。
在农业领域，可以利用遥感数据进行精准农业管理，提高农田产量和环境可持续性。
测绘技术中的航空摄影与遥感测绘
测绘技术中的航空摄影与遥感测绘航空摄影与遥感测绘是测绘技术中的重要分支，它们在地理信息系统、城市规划、环境保护、土地利用等领域发挥着重要作用。
本文将从航空摄影与遥感测绘的基本原理、应用实践以及未来发展方向等方面来探讨这个主题。
首先，航空摄影与遥感测绘的基本原理。
航空摄影通过航空器载荷的相机来获取地面图像，然后通过测量图像上点的坐标来确定地物的位置和形状。
而遥感测绘则是通过卫星或飞机搭载的传感器来获取地球表面的信息，包括高光谱数据、雷达数据等。
这些数据被处理、分析和解译，从而提供丰富的地理信息。
其次，航空摄影与遥感测绘的应用实践。
在城市规划方面，航空摄影与遥感测绘可以提供高精度的地理数据，帮助规划师了解城市的布局和用地分布，以便更好地进行城市规划。
在环境保护中，这些技术可以帮助监测大气污染、水质变化、森林砍伐等问题，为环境管理提供科学依据。
在土地利用方面，航空摄影与遥感测绘可以帮助评估土地适宜性、农作物生长情况、土地利用效率等。
另外，这些技术还可以在灾害监测和应急救援中发挥作用。
航空摄影与遥感测绘的发展前景非常广阔。
随着技术的不断进步和成本的降低，这些技术将在日常生活中得到更广泛的应用。
以无人机为例，它在近年来发展迅猛，已经成为航空摄影与遥感测绘的重要工具之一。
无人机可以更灵活地进行航拍，不受地理环境的限制，通过搭载传感器来获取高质量的图像数据。
此外，人工智能技术的发展也将为航空摄影与遥感测绘提供更多的机会。
通过对大规模遥感数据的分析和处理，可以提取出更多有价值的地理信息，为决策提供更全面和准确的依据。
然而，航空摄影与遥感测绘也面临一些挑战。
其中之一是数据处理和分析的复杂性。
大规模的遥感数据需要高效的算法和处理工具来分析和提取有用的信息。
另外，隐私和安全问题也是需要重视的。
随着测绘技术的发展，个人的位置和隐私信息可能会被泄露，需要加强数据保护和安全措施。
总之，航空摄影与遥感测绘在测绘技术中发挥着重要作用，对城市规划、环境保护、土地利用等领域具有重要意义。
航空遥感-航空像片的几何特征
c
b a
c
b a
d
C D 中心投影
d
B C D 正射投影
B A
A
投影距离的影响
正射投影:比例尺 和投影距离无关 中心投影:焦距固定，航高改 变，其比例尺也随之改变
f
H2 H1
正射投影
中心投影
2.投影面倾斜的影响。
正射投影:总是水平的， 不存在倾斜问题 中心投影，若投影面倾斜， 航片各部分的比例尺不同
（一）因地形起伏引起的像点位移
在中心投影的像片上， 地形的起伏除引起像片比例尺 变化外，还会引起平面上的点 位在像片上的位置移动，这种 现象称为像点位移。
rh h H h Rh H h
（一）因地形起伏引起的像点位移
1.投影差大小与像点距离像主点的距离成正比， 即距离像主点愈远，投影差愈大。像片中心部分 投影差小，像主点是唯一不因高差而产生投影差 的点。 2.投影差大小与高差成正比，高差愈大，投影差 也愈大。高差为正时，投影差为正即像点离像点 向外移动；高差为负时（即低于起始面），投影 差为负，即像点向着中心点移动。 3.投影差与航高成反比，即航高愈高，投影差愈 小。
思考题
1 中心投影的概念，并说明中心投影与垂直投影 的区别。 2 简要的介绍航空像片上主要的点和线。 3 什么是航空像片的比例尺，并介绍其计算方式。 4 什么是像点位移，简要的介绍投影差的规律与 倾斜误差的规律。
（四）航空像片的主要点和线
二、航空像片比例尺及其测定
（一）像片比例尺
（二）像片比例尺测定
三、像点位移
（一）因地形起伏引起的像点位移（又称投影差）
（二）因像片倾斜引起的像点位移（又称倾斜误差）
遥感部分3-航空遥感
颜色的组合
红 黄 品红 蓝 青 青 蓝
黄 绿
绿
红 品红
间色光：三原色光两两等量相加得到的色光。 黄、品、青 互补色光：两种相加混合能产生白光(或灰色光)的色光。 复色光：两种间色光相加混合得到的光。
2
彩色航空像片的特点
1) 彩色胶片的结构 天然彩色胶片: 上层 - 感蓝光层 中间 - 感绿光层 下层 - 感红光层 彩色红外像片: 红外光 红色 红光 绿光 绿色 蓝色
f．纹理 — 影像色调变化的频率 – 光滑状、粗糙状、参差状……
g．相关体 h．水体
i．植被 – 植被与岩性的关系 – 植被与地质构造、地下水的关系 j．地貌
2．判释方法 – 直判法 – 邻比法 – 对比法 – 逻辑推理法 – 历史对比法
(二)黑白近红外像片 仅能感0.76-0.9的近红外线，代表地物反射 太阳的红外能。 绿色植物
2.3
黑白航空像片
(一)全色黑白航片 1、判释标志 –直接判释标志：物体本身的有关属性表现 出的影像特征。 –间接判释标志 ：与物体属性有内在联系，通 过相关分析间接推断物体属性的影像特征。
a．形状 b．大小
地物的顶部形态 取决于物体本身尺寸和像片比例 尺。
C ．色调 航片上影像的黑白深浅程度，称 为“灰度”或“灰阶”，是地物反射率高低的 记录。
红外光红色红光绿色绿光蓝色彩色航空像片的特点以真实的色彩反映地物及自然景观对水体具有一定的穿透能力天然彩色像片彩色红外像片能同时提供地物的红外信息与可见光信息以象征性的色彩表现地物的影像与原来地物的颜色不一致是一种假彩色像片反转胶片上再现色彩与景物色彩之间的关系强吸收红外线的物体强反射红外线的物体强吸收红外线的物体强反射红外线的物体彩色红外像片的判释水体像片上呈现兰色浅清水深清水浅混浊水0405060708091011波长m302010水体反射光谱曲线植物对红外线强烈反射806040200405060708091011波长m小麦灌木榆云南松病树叶枯不良地质现象新滩镇滑坡复活前1985年6月12日新滩镇滑坡复活后云南浑水沟泥石流
yg3
定义： 定义：航空遥感是以中低空遥感平台为基础进行摄
影（或扫描）成像的遥感方式。 或扫描）成像的遥感方式。 优点：空间分辨率高、灵活性大、适合于微观研究。 优点：空间分辨率高、灵活性大、适合于微观研究。 不足：费用昂贵。 不足：费用昂贵。
3.1
航空遥感系统
一、航空遥感平台
（一）气球；（二）飞机； 气球；（二 飞机； ；（
2010-9-2 7
五、航片上的标志 像幅规格： 像幅规格：1818cm2,23 23cm2
2010-9-2
8
2010-9-2
9
3.2
航空像片的几何特征与物理特性
一、航空像片的投影原理 （一）中心投影
定义：凡空间任意点 （物点）与一固定点S（投影中心） 定义：凡空间任意点A（物点）与一固定点 （投影中心）连 成的直线或延长线（即中心光线）被一个平面（像平面） 成的直线或延长线（即中心光线）被一个平面（像平面）所 2010-9-2 10 则此直线与平面的交点a（像点）称为A点的中心投影 点的中心投影。 截，则此直线与平面的交点 （像点）称为 点的中心投影。
2010-9-2 2
S o a o b
S
A O
B O
2010-9-2
3
（三）按摄影实施方式分 1.单片摄影 单片摄影 为特定目标或小块地区进行的摄影，一般获得一张、 为特定目标或小块地区进行的摄影，一般获得一张、一 对或数张不连续的像片。 对或数张不连续的像片。 2.单航线摄影 单航线摄影 沿一条航线对地面上狭长地带或线状地物（如铁路、 沿一条航线对地面上狭长地带或线状地物（如铁路、公 河流、管道等）进行的连续摄影。 路、河流、管道等）进行的连续摄影。 航向重叠： 航向重叠：60%，不得小于 ，不得小于53%。 。 3.多航线摄影（面积摄影） 多航线摄影（面积摄影） 多航线摄影 沿数条互相平行的直线航线对一个广大区域进行的连续 布满区的摄影。 的、布满区的摄影。 航向重叠： 航向重叠：60%，旁向重叠 ，旁向重叠:15%-30%;
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1）像主点 通过投影中心 S，垂直于像平面的直线 So叫做航摄 仪的主光轴(主光线)，它与像平面的交点o叫做像主点，像主点 在地面上的相应点O叫地主点。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影---航摄质量评定
底片压平质量
压平程度由压平线进行检
空 中 摄 影
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
空 中 摄 影
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
摄影处理
空中摄影后即时进行摄 影处理，就是对空中曝光 后的胶片进行冲洗，得到 影像稳定的航摄底片。待 底片晾干后，在底片的药 膜上写明测区代号、图号、 摄影日期、航摄仪类型、 航摄仪主距、像片编号等。
按镜头像场角(2β)分
狭角航摄仪：2β＜30°； 常角航摄仪：30°≤ 2β ＜70°； 宽角航摄仪：70°≥ 2β ＜100°； 特宽角航摄仪： 2β ≥100°。
按镜箱结构分
普通单镜头航摄仪； 单镜头多波段航摄仪； 多镜头航摄仪； 多镜箱航摄仪。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影---航摄仪
地面摄影处理
航摄质量评价
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
航摄的准备工作
1）划分摄影分区(航线不宜太长、同一摄影区内地形要大致类同) 2）确定摄影比例尺（精度要求、经济性） 3）选择航空摄影机（平坦地区长焦距摄影机、丘陵地区用短焦距） 4）计算航高、摄影基线和航线间距 5）准备航摄软片，编制领航图，确 定曝光时间和曝光间隔，以及飞 机航行速度。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
空中摄影
选择天气晴朗、能见度好，气流平稳的条件进行空中摄影。 摄影时间一般在上午九时至下午四时之间。飞机在进入测区航摄 以前，应先试飞一段距离， 利用飞机上的仪表和地面
方位标准校正好方向和位
置后，飞入测区正式摄影。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
查。压平线是航摄仪承影框前， 离四周 2 － 2.5cm 处拉的四条金 属线。摄影后，底片上留有该 四条线的影像。如果压平线直， 则说明底片是压平的，反之则 为没有压平。一般要求压平线 弯曲不得大于0.05
－0.1mm。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
航摄仪
航摄仪是专供航空摄影的 传感器，在很大程度上决定着 航摄像片的质量。它的基本构 造和普通摄影机相同。由镜头、
航摄飞机
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
像片倾斜角
在空中摄影曝光的一 瞬间，像平面与水平面的 夹角称影片的倾斜角。为 满足精度要求，像片的倾 斜角一般应小于 2 °，最 大不得超过3°。 倾斜角的大小可根据 像片上的圆形水准器影像 中气泡所处的位置来确定， 气泡偏离中心几圈就表示 倾斜角为几度。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
航线弯曲度
航线弯曲程度用弯曲度来表示，它等于整条航线的长度 Ｌ与最大弯曲的矢距δ之比。 航线弯曲度％＝100 ×δ/L 一般要求航线弯曲度不超过３％。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
像片旋角(航偏角)
相邻像片两像主点的连线与航线方向两框标连线之间的夹角，
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
飞行质量评定项目和标准如下： 像片重叠度
航 向 重 叠
像片重叠是指相邻像片相同影像的重复现象，其中同一航 线上两相邻像片的重叠称航向重叠，相邻航线之间两相邻像片 的重叠称旁向重叠。 像片重叠的程度常用重叠度 来表示，为重叠长度与像片 边长之比。
遥感技术导论
第三章 航空遥感与航空相片
第一节 航空摄影 第二节 航空像片的几何特性 第三节 航空像片的立体观察与测量
1
航空遥感是指平台为飞机或气球所进行的遥感，主要 是应用各种摄影方法获取影像资料，进行专业分析应用。
2
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
定义：航空摄影是将航摄仪安装在飞机上，按照一定的要求 对目标物摄影，获取影像资料的过程，目的是得到符合质量 要求的像片产品。
镜箱、暗盒三部分和附加装置
组成。
按像幅大小分
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影---航摄仪 按镜头焦距(f)分
长焦距航摄仪：f＞300mm； 中焦距航摄仪：300≥f＞150mm； 短焦距航摄仪：150≥f＞70mm； 超短焦距航摄仪：f≤70mm。
小像幅航摄仪：像幅＜18×18cm2； 标准像幅航摄仪：像幅18×18cm2； 大像幅航摄仪：像幅＞18×18cm2。
旁 向 重 叠
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
像片重叠度
航向重叠度： 旁向重叠度：
p%＝100 × lx/Lx q%＝100 × ly/Ly
为了保证像片的连续性，满足立体观测和制图精度的需 要，航空摄影一般规定：航向重叠度为 60 ％，不得小于 53 ％； 旁向重叠度为30％，不得小于15％。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
评定航摄质量包括底片的影像质量和飞行质量两方面。 影像质量要求：影像清晰，色调一致，反差适中；反差系数 0.5＜γ＜1.3，最大密度1.8＞Dmax＞1.0，灰雾度D0＜0.3； 阴影云影不过大；底片无损伤、斑痕、霉点及虚模影像等。
灰雾度
阴影云影
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
分类： 1 ）根据摄影的地区和范围，分为单站摄影、路线摄影和 区域摄影； 2 ）根据摄影机的主光轴在摄影瞬间的位置，分为垂直航 空摄影和倾斜航空摄影。现在主要应用的是区域垂直航空摄影。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
航空摄影过程
航摄准备工作 空中摄影
称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过5°，最大不超过8°。
像片旋角检查方法：先标出两张同航线相邻像片的像主点O1 和O2，然后将两像主点 相互转刺得O2′和O1′， 连结O1O2′，O2O1′和航 片航向框标线。量测同 一张航片上两条线之间 的夹角即为航片的旋角。
a hc o f hi v n c hc