第二章摄影测量解析基础资料
二、摄影测量基础知识
p A
a0 b c c0 a b0 B
B0
B
3、比例尺的不同：地形图有统一比例尺，航 片无统一比例尺 4、表示方法的不同：地形图为线划图，航片 为影像图 5、表示内容的不同：地形图依不同的比例尺 确定内容，摄影像片地表无所不录，又有 很多照不到，需要综合取舍。 6、几何上的不同：地形图等高线以外，为平面图， 摄影像片左右相邻有一定重叠度的两张像片，可 组成像对立体观察
中比例尺
1:15 000 1:20 000(像幅 23*23) 1:10 000 1:25 000 1:25 000 1:35 000(像幅 23×23） 1:20 000 1:30 000 1:35 000 1:55 000
小比例尺
航高：摄影机相对某一水准面的高度。 相对航高：摄影机相对某一基准面的高度。 （通常基准面取测区地表平均高程平面， 有 H mf ）
l
航线弯曲度：首尾 两张像片主点的连线， 偏离最大像主点的位 置。用l/L表示。要 求航线弯曲度小于3%。
L
5、像对：航向相邻两张像片组成一个像对
理想像对：相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对 正直像对：相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对 竖直像对：相邻两像片不严格水平、摄影基线不水平组成 的像对
等效透镜基本的点、线、面
主光轴： 透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。 主焦点（F,F’): 平行于主光轴的光线通过透镜组后 与主光轴的交点。 主平面（Q,Q’): 过等效折射点（h,h’)且垂直于主光 轴的平面。 主点（s,s’)： 主平面与主光轴的交点。 主焦距： 主焦点到主点间距离。 节点（k,k’）： 主光轴上角的放大率为1的一对光学 共轭点。（光线通过共轭节点时，角 放大率为1；物方与像方同介质时， k,k’分别与s,s’重合）。
摄影测量学第二章_单张航片解析
一、航空摄影机
较好的光学性能、高度自动化、像移补偿、压平装置
框标：机械框标、光学框标－建立像平面坐标系 机械框标、光学框标－ 机械框标 主距：物镜中心至像底片面垂直距离 物镜中心至像底片面垂直距离 像幅：23X23 cm 18X18cm 23X23 cm、18X18cm
f
二、摄影比例尺
航摄像片上的一线段l与地面上相应线段 之比 航摄像片上的一线段 与地面上相应线段L之比。 与地面上相应线段 之比。 航片倾斜、地形起伏时m不为常数 不为常数。 航片倾斜、地形起伏时 不为常数。
摄影测量中，摄影中心、像点及对应的地面点应满足 直线条件。由此得到的方程－共线条件方程。
第六节 共线条件方程
第六节 共线条件方程
第六节 共线条件方程
第六节 共线条件方程
应用： 求像底点坐标 单像空间后方交会和多像空间前方交会 摄影测量中的数字投影基础 航空影像模拟 光束法平差的基本数学模型 利用DEM制作数字正射影像图 利用DEM进行单张像片测图 思考题：已知像片内、外方位元素、像点坐标。 思考题：已知像片内、外方位元素、像点坐标。能否计算得到 地面点坐标？ 地面点坐标？
第六节 共线条件方程
像片仿真
Z
z y
S(Xs, Ys, Zs)
x a (x,y)
已知 1、内、外方位元素 、 2、地面点空间坐标 、 3、DEM 、 4、DOM 、
a1 ( X − X s ) + b1 (Y − Ys ) + c1 (Z − Z s ) x =−f a3 ( X − X s ) + b3 (Y − Ys ) + c3 (Z − Z s ) y =−f a2 ( X − X s ) + b2 (Y − Ys ) + c2 (Z − Z s ) a3 ( X − X s ) + b3 (Y − Ys ) + c3 (Z − Z s )
摄影测量学第二章单幅影像解析基础
§2.3 共线方程
一、摄影测量常用的坐标系 1、像方空间坐标系 1)像平面上的直角坐标系 像平面上的直角坐标系，用来确定像点在像片上的位置。
①框标坐标系 依像片上相应框标连线作为基准建
立直角坐标系。如右图：
图2.31 框标坐标系
②像主点直角坐标系 当像主点与框标连线的交点不重合时，须将框标坐标系平移至像主点o。如下图
二、透视变换中的一些重要点、线、面 设像片平面P和水平地面E是以摄影物镜S作为投影中心的两个透视平面，如图所示
Es
S
ho
hi P v
i
hc
o
c
W hi
n ho
J
V
vN
hc C
O
V E
图2.22 航片的特殊点、线、面
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
1、透视变换空间作图
已知 E 平面上有 A 点，在像平面上作对应的像 a 主合点 P
中心 投影 作图
v 迹点
S
i
T a
v
T1
AE
T 图2.27 点的投影
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
S
S
Z 图2.6 航空摄影实施示意图
1、基本要求 1)摄影方式：以测绘地形为目的的空中摄影多采用竖直摄影； 2)具体要求：航摄机在曝光的瞬问物镜主光轴保持垂直于地面。实际上，像片倾角α<2~3°。
2、摄影比例尺 1)定义：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比； 2)数学形式：
摄影测量学基础第2章 摄影测量基础知识(影像获取 2课时)
➢优点： ✓直接存储数字影像，缩短作业周期 ✓无底片变形问题 ✓价格低、易普及、方便灵活 ✓调焦范围大、任意方向摄影 ✓满足特殊需要：遥控、水下、高空
➢缺点： ✓光学畸变差大，图象质量较差 ✓无框标装置 ✓成像面积小：小比例尺成像
机载数码成像系统
激光扫描范围 图像像幅
§2.1.2 遥感影像获取
《摄影测量学基础》 第二章 — 摄影测量基础知识
主要内容 §2.1 影像获取 2.1.1 航空影像获取 2.1.2 遥感影像获取 §2.2 摄影的基本要求
§2.1.1 航空影像获取
摄影测量是对物体的影像进行量测与解译,因此首先要对 被研究的物体进行摄影,获取被摄物体的影像,为此需要对 摄影测量仪器以及摄影的基础知识有一个基本的了解。 航空摄影测量主要使用的是专用的航空摄影机,它是一种 专门设计的大像幅的摄影机,也称航摄仪。随着数字摄影 测量技术的发展,有时也使用普通数字相机。
多回波特性
1st (and only) return from
ground
1st return from tree top
2nd return from branches
3rd return from ground
光谱特性
单一波段 灰度图
不同方式显示lidar数据
按航带 按回波数 按高程 按强度
2. 法国SPOT卫星
三 种
宽
扫 描
扫 描
方 式
三
台
扫
描
同轨立体成像
仪
SPOT5 全 色 波 段 图 像
（2.5米）
全色5m，多波段10米
常用的遥感卫星
3.美国IKONOS卫星
美国IKONOSⅡ卫星
第二章 摄影测量基础
Xp
以X 轴为主轴ω’- φ’- к’系统
Z
Y
X
S
φ
ω
y
Zp
к x
Yp
X
Xp
以Z轴为主轴的A-α-к系统
Z
Y
X
S
y
Zp
x
Yp
X
Xp
空间直角坐标系的旋转变换
像点a在像空间坐标系中的坐标为 （x，y，-f），在像空间辅助坐标系 中的坐标为（X，Y，Z），两者之
间的正交变换关系可以用下式表示
X x a1 a2 a3 x
摄影中心、像主点；
物镜中心—摄影中心，摄影方向与 影像平面的交点称为像主点--o
航空摄影机的主距、像幅； 物镜中心至底片面的距离---f 1818cm2 2323cm2
摄影比例尺、航高；
把摄影像片当作水平像片，地 面取平均高程，像片上的一线段l 与地面上相应线段的水平距L之比， 称为摄影比例尺1/m
共线方程
共线条件是中心投影构像的数学 基础，也是各种摄影测量处理方 法的重要理论基础，只是随着所 处理问题的具体情况不同，共线 条件的表达形式和使用方法也有 所不同。
Z
Y
(Xs,Ys,Zs) S
X
Zm Z-Zs
Z Y
X A
m (Xm,Ym,Zm)
X-Xs
M (X,Y,Z)
X m Ym Zm k X X s Y Ys Z Zs
Xm k(X Xs )，Ym k(Y Ys )，Zm k(Z Zs )
Xm
X Xs
Ym
K
Y
YS
Zm
Z Z S
像空间坐标与像空间辅助坐标 有下列关系
x a1 b1 c1 X m
摄影测量2.1--3.2
第二章：航空摄影的基本知识大像幅：基于胶片的光学摄影机；数字航空摄影机框幅式光学航空摄影机：构成：物镜、光圈，快门、暗箱，压平装置，像移补偿器，框标装置物镜:由若干个不同曲率半径的透镜组合成,借以消除或减小像差。
主光轴LL:组成物镜的各个透镜的光学中心位于同一直线上。
航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离； 像片主距：物镜后节点到像片面的距离；摄影机的主距：航空摄影机的透镜系统中心至胶片平面的距离；根据摄区的地形特征和成图要求确定合适焦距的镜头：1）减少地物点在像平面上的投影差，选长焦；2）平坦地区提高高程量测精度，选短焦；3）山区避免摄影死角选中等或较长焦距。
像点移位：飞机的高速运动使胶片上得地物构像沿航向方向产生移位。
框标装置：量测型相机（摄影机）1）在固定不变的承片框上，四个边的中点各安置一个机械标志。
2）在四个角各设定一个光学框标。
目的：是建立像片的直角框标坐标系。
如何建立像片的直角坐标系？Ppt 第二章14页 图对航空摄影机的特殊要求：是光学航摄仪共同特点：像幅较大（23cm*23cm）、镜头分解力高、畸变差小、自动化程度高。
1、RC系列（徕卡）：瑞士威特（wild）RC10：23cm*23cm、四种焦距、自动测光、检影器、瑞士威特（wild）RC20：RC10 的基础上加了像移补偿装置FMC（64mm/s）、瑞士威特（wild）RC30：RC20 的基础上加了ASCOT(基于GPS的航测飞行管理系统)、徕卡2、RMK系列：德国奥普托（opton）五种焦距的物镜、自动测光、像幅23cm*23cmRMK-TOP：具有陀螺稳定装置的航摄仪：高质量物镜和内置滤镜，像移补偿（IMC）和陀螺稳定平台（TOP）,自动曝光装置采用图像质量优先并提供支持GPS的航空摄影导航系统。
3、MRB型和LMK型航摄仪：德国蔡司（Carl Zeiss Jena）像幅22.6cm*22.6cm，MRB与RMK结构大体相同，在80年代生产具有像移补偿功能、自动测光的LMK系列。
摄影测量的基础知识与技巧
摄影测量的基础知识与技巧摄影测量是一种通过航空或地面摄影获取地理信息的方法。
它结合了摄影、地理和测量学的原理和技术，可以用于地图制作、地形测量、工程设计等领域。
本文将介绍摄影测量的基础知识和一些实用技巧。
一、摄影测量的原理摄影测量的原理基于像空间的投影关系。
当摄影机拍摄地面上的物体时，物体的影像在感光材料上形成。
根据物体和摄影机之间的几何关系，可以测量出物体在像素中的位置，并进一步推算出物体在地面上的位置和大小。
摄影测量中使用的摄影测量机是一种专用的相机，具有较大的感光面积和高分辨率。
它通常配备有测量设备，如倾斜测量仪和三轴加速度计，以便获取更精确的几何数据。
二、摄影测量的数据处理摄影测量的数据处理过程包括影像坐标测量、控制点确定、三角化计算等。
首先，需要在地面上设置一些控制点，用于连接影像和地面坐标系统。
然后，通过对影像进行测量，可以得到影像中物体的像素坐标。
最后，利用三角化计算方法，将像素坐标转化为地面坐标。
在摄影测量中，精确测量控制点非常重要。
控制点的数量和位置应该能够满足测量的精度要求，并覆盖整个测区。
此外，利用GPS等先进技术获取的高精度控制点可以提高摄影测量的准确性。
三、摄影测量的应用摄影测量在地图制作、地形测量、工程设计等领域有着广泛的应用。
在地图制作中，摄影测量可以提供高分辨率的影像数据，用于制作数字地图、卫星地图等。
借助摄影测量技术，可以获取地面上的地物信息，并将其准确地绘制在地图上。
在地形测量中，摄影测量可以用于获取地表的高程信息。
通过对影像进行解析和处理，可以构建起三维模型，进而分析地形的变化和特征，对地质灾害、土地利用规划等方面提供支持。
在工程设计中，摄影测量可以用于工程建设的前期调研和设计。
通过获取现场的影像资料，可以进行精确的测量和分析，从而为工程设计提供数据支持，并减少工程建设的风险。
四、摄影测量的技巧在进行摄影测量时，有一些技巧可以帮助提高测量的准确性和效率。
首先，选择适当的摄影测量机和摄影参数非常重要。
摄影测量学知识点
第一章绪论1、摄影测量学-----是对研究物体进行摄影、量测和解译所获得的影象，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。
摄影测量的特点⏹1、在影像上量测，无需接触物体本身，因此很少受自然地理等条件的限制。
⏹2、影象是客观事物的真实反映，信息丰富，可选择需要的物体影象进行量测、处理、研究,从影象上获得最新最全面的几何或物理信息。
⏹3、摄影测量大部分工作在内业进行，有利于自动化、数字化、智能化，工作效率高。
摄影测量分类按摄影站的位置：航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量显微摄影测量、水下摄影测量按研究对象不同：地形摄影测量、非地形摄影测量按处理技术手段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量摄影测量学的三个发展阶段⏹模拟摄影测量阶段(1851-1970)⏹解析摄影测量阶段(1950-1980)⏹提出摄影测量新概念——数字投影代替物理投影⏹数字摄影测量阶段(1970-现在）第二章摄影测量解析基础中心投影的正片位置和负片位置a)负片位置：投影平面和物点位在投影中心的两侧b)正片位置：投影平面和物点位在投影中心同一侧c)摄影时的位置是负片位置，解算时的位置是正片位置，为了解算的方便，像点和物点之间的几何关系并没有改变；摄影比例尺d)摄影比例尺指摄影像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距L之比e)航摄比例尺----指水平像片，地面取平均高程时, 像片上的一线段Z与地面上相应线段的水平距L之比摄影仪摄影的要求摄影方式竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直摄影航高：H=m•f摄影重叠度f)重叠摄影部分与整个像幅长的百分比称为重叠度g)航向重叠p----同一条航线内相邻像片之间的影像重叠h)旁向重叠q---相邻航线的重叠P=60~65%q=30~35%摄影比例尺特性• 1 )摄影比例尺愈大，则像片地面分辨率越高，有利影像的解译与提高成图的精度。
•2) 摄影比例尺愈大，则摄影工作量增加, 摄影费用要增多，所以摄影比例尺要根据信息采集的精度确定。
第二章摄影测量基础.
第二章摄影测量基础2.1单张航摄相片解析2.1.1航摄相片与地图的区别航摄相片是地面景物的中心投影构象，而地图则是地面景物的正射投影，这是两种不同性质的投影。
只有当地面严格水平且相片也严格水平时，上述两种结果才等效。
地图是地表面根据一定的比例按正射投影位置来描绘的，其平面位置是正确的。
当航摄像片有倾角或地面有高差时，所摄得的像片与上述理想情况会有差异。
这种差异表现为像点位移，它包括因像片倾斜引起的像点位移和因地形起伏引起的像点位移，后者又成为投影差。
航摄相片上所存在的倾斜位移与投影差决定了其不能直接作为地图使用。
2.1.2像片倾斜引起的像点位移一般情况下，航空摄影所获取的像片是倾斜的，此时，即使地面严格水平，航摄像片上的物体也会因为像片倾斜而产生变形或像点位移。
这种位移的结果是使得像片上的几何图形与地面上的几何图形产生变形，而且像片上影像比例尺处处不等。
正是由于存在这种差异，使得中心投影的航摄像片不具备正射投影的地图功能。
摄影测量中对这种因像片倾斜引起的像点位移可用像片纠正的方法予以改正。
2.1.3地面起伏引起的投影差航空摄影的对象主要是地球表面，地球表面是有起伏的，包括自然的地形起伏和由人工建筑物、植被等引起的起伏。
由于地球表面起伏所引起的像点位移称为像片上的投影差。
由于投影差的存在，使得地面目标物体在航摄相片上的构像偏离了其正确的位置。
投影差具有如下性质：(1)越靠近像片边缘，投影差越大，在像底点处没有投影差；(2)地面点的高程或目标物体的高度越大，投影差也越大；(3)在其他条件相同的条件下，摄影机的主距越大相应的投影差越小。
城区航空摄影时，为了有效减小航摄像片上投影差的影响，应选择长焦距摄影机进行摄影。
2.1.4航摄像片的内、外方位元素1.内方位元素内方位元素是描述摄影中心u像片之间相互位置关系的参数，包括三个参数，唧摄影中心到像片的垂距f(主距)及像主点在像片框标坐标系中的坐标（x0,y0）。
(完整版)摄影测量知识点(完整精华版)
摄影测量学第一章绪论1、摄影测量是从非接触成像系统，经过记录、量测、解析与表达等办理，获取地球及其环境和其他物体的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术。
2、摄影测量学的三个睁开阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量3、摄影测量三个睁开阶段的特点：4、摄影测量存在哪些问题第二章单幅影像解析基础1、像主点：摄像机主光轴〔摄影方向〕与像平面的交点，称为像片主点。
像主距：摄像机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄像机主距，也叫像片主距〔f〕。
2、航空摄影：利用安装在航摄飞机上的航摄仪，在空中以预定的翱翔高度度沿着早先拟定好的航线翱翔，按必然的时间间隔进行曝光摄影，获取整个测区的航摄像片。
空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影刹时摄像机物镜主光轴近似与地面垂直。
1lfmL H〔m—像片比率尺分母，f—摄像机主距，H—平均高程面的摄影高度H=m・f〕3、相对航高是指摄像机物镜有对于某一基准面的高度，称为摄影航高。
绝对航高是有对于平均海平面的航高，是指摄像机物镜在摄影刹时的真实海拔高。
经过相对航高H与摄影地区地面平均高度H地计算获取：H绝二日+H4、航空摄影与成图比率尺的关系5、航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称，重叠度一般要求在60%以上;旁向重叠：两相邻航带像片之间的影像重叠，重叠度要求在30%左右。
6、中心投影：当投影汇聚于一点时，称为中心投影；正射投影：投隐射线与投影平面成正交。
中心投影：投隐射线汇聚于一点〔投隐射线的汇聚点称投影中心〕投影斜投影：投隐射线与投影平面成斜交I平行投影II正射投影：投隐射线与投影平面成正交7、透视变换中的重要的点线面：① 由投影中心作像片平面的垂线，交像面于o ，称为像主点；像主点在地面上的对应点以 O 表示，称为地主点。
② 由摄影中心作铅垂线交像片平面于点n ，称为像底点；此铅垂线交地面于点N ，称为地 底点。
③ 过铅垂线SnN 和摄影方向SoO 的铅垂面称为主垂面〔W 〕，主垂面即垂直于像平面P ， 又垂直于地平面E ，也垂直于两平面的交线透视轴TT 。
第二章 摄影测量解析基础
这6个系数与外方位角元素有关。
x x x0 a17 f f x a18 1 x0 x a19 0 y0 a27 y y y0 f f a28 y 0 x0 a29 y 1 y0
必须注意，当引人地面点的改正值VX，VY和VZ后，要对地面 点坐标引人相应的权值，以反映控制点的精度特性。像点观 测值一般视为等权，且P=I。
在不考虑控制点误差的情况下，当利用若干点 时，可将误差方程式写成矩阵形式：
V AX L , P I
其中：
X X S , YS , Z S , , , , f , x0 , y0
这6个系数与外方位线元素有关。
x x0 x ( x x0 ) cos ( y y0 ) sin f cos cos a14 ( y y0 ) sin f x x x0 ( x x0 ) sin ( y y0 ) cos a15 f sin f x a16 y y0 a y ( x x ) sin y y0 ( x x ) cos ( y y ) sin f sin cos 0 0 0 24 f a y f cos y y0 ( x x ) sin ( y y ) cos 0 0 25 f a y ( x x ) 0 26
2. 空间后方交会的基本方法
在利用共线条件方程式解求影像的外方位元素 时，有6个未知数，至少需要列出6个方程。由 于每一对像方和物方共扼点可列出2个方程，因 此，若有3个已知地面坐标的控制点，则可列出 6个方程，解求6个外方位元素的改正数。 实际应用中为了提高解算精度，常有多余观测 方程，通常是在影像的四个角上选取4个或均匀 地选择更多的地面控制点，用最小二乘平差方 法进行计算。
摄影测量基础第二
航摄像片的投影关系
袁修孝教授
2020/8/1
武汉大学
遥感信息工程学院
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
2020/8/1
§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
2020/8/1
要
oc f tg
2
v S
i
o
W
oi f ctg
T
c
点
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线 的
J V vN C O
V E
数
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关
2
Si ci f
sin
系
SJ iV H
sin
2020/8/1
重
要
的
n
点
线
特Nຫໍສະໝຸດ 征2020/8/1
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
Z
2020/8/1
S
S
像 片 主 距
2020/8/1
航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离 像片主距：物镜后节点到像平面的距离
S
F
f
长焦距：(主距>200mm) 中焦距：(主距＝100～200mm) 短焦距：(主距<100mm)
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
p
A
特
CE
B0
AB
点
A0
B
像片倾斜引起的
地形起伏引起的
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§2.1.2 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
全程采用竖直摄影方式。 按航摄计划要求，按规定 的行高和设计的方向呈直 线飞行，且保持各航线的 相互平行。
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。
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
sin
系
SJ iV H
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
测
mb c mk
图
航摄比例尺分
比
母
测图比例尺分 母
例 尺
比例尺类型 大比例尺 中比例尺 小比例尺
航摄比例尺 1:2000 ～1:3000 1:4000 ～1:6000 1:8000 ～1:12000 1:15000～1:20000 1:10000～1:35000 1:20000～1:30000 1:35000～1:55000
§2.1.4 透视变换作图
像点平面与物点平面这两个平面之间的 中心投影变换关系称为透视变换
点：摄影中心S
重
像主点o
要
地主点O
的
像底点n
地底点N
点
等角点c
线
地面等角点C
面
主合点i
主遁点J
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 主垂线SnN 摄影方向线VV 主纵线vv 等角线ScC 主合线hihi 主横线hoho 等比线hchc
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
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
比 例 尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺
表示方法：地图为线划图，航片为影像图
所见即所得
表示内容：地图需要综合取主舍观（、制艺术图规则），航片内容丰富
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
航摄像片中的重要点、线、面
Es S ho
hi P v
i
hc o
T
c
hi
n
ho
J
V v N hcC O
透视轴、迹线
T
W
V E
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重 要
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2
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P v
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oWTc源自点n线 的
J V vN C O
V E
数
ON Htg
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学 关
CN Htg
2
Si ci f
➢三线阵航空数码相机 ADS40
能为每条航线上获取三个不同投影方向（前视、下视和后视） 的影像。 很多卫星影像立体像对均提供这样三个不同投影图像前视、下 视和后视。如，ASTER、WORLDBIEW、ALOS等。
§2.1.2 航空摄影与航摄像片
S
S
Z
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
第二章 单像影像解析基础
西北师范大学
张彦丽
地环学院 地信系
内容提要
一、航摄像片的投影关系 二、共线方程 三、单幅影像解析基础
§2.1航摄像片的投影关系
主要内容
一、航空摄影机 二、航空摄影与航摄像片 三、航摄像片与地形图的差别 四、中心投影透视变换作图
§2.1.1 光学航空摄影机
➢主光轴：通过薄透镜两个球面球心的直线 ➢像平面、框标(机械框标、光学框标)、框标坐标系 ➢物距、像距（两者比例大小在遥感中的特点） ➢像主点、像片内方位元素
长焦距：(主距>200mm)
焦距 像场角
中焦距：(主距＝100～200mm)
短焦距：(主距<100mm)
常 角：(视场角<75。) 宽 角：(视场角＝75。 ~100。) 特宽角：(视场角>100。)
像幅
18cm × 18cm 23cm× 23cm 30cm × 30cm
航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标
航
线
弯
曲
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%
思考：航线弯的危害？
L
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
角
产生的原因及危害？航摄机定向不准。像片旋角过大会 减少立体像对的有效范围、增加内业困难
§2.1.3 航摄像片与地形图
航摄像片的大小为18cm×18cm, 23cm×23cm
航 摄 像 片
机械框标
光学框标
§2.1.1 数码航空摄影机-无框标
可携带GPS、惯性测量装置IMU，有规则像素排列而成，无框标设备。
➢单面阵航空数码相
基本参数见P15
➢多面阵航空数码相机
大幅面CCD生产技术困难，因此，由小面阵拼接而成大面阵
c ba
S
中心投影
B
A
C
AC B
c ab
正射投影
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
点
AB
像片倾斜引起的 像点位移
A0
B
地形起伏引起的
像点位移
航摄像片与地图的关系
投影方式：地图为正射投影，航片为中心投影
测图比例尺 1:500 1:1000 1:2000， 1:5000 1:5000 1:10000 1:25000 1:50000
为了确保摄影测量精度，提出了摄影质量和飞行质量的基本要求。
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
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
A
1l f mLH
E
f为摄影机主距，H为航高
根据基准面的不同，航高分为相对航高和绝对航高。
摄影比例尺的选择综合考虑成图比例尺、摄影测量内业成图方法和 成图精度等因素，同时兼顾经济性和摄影资料的可使用性。
竖
像片
直
像片
S
摄
影
A
铅垂线
摄影机主光轴
航
1
23
向
重
叠
px
度
Lx
px %
px Lx
100%
思考：像片重叠度的用途及要求？
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
思考：摄影像片实际的摄影比例尺特点？
摄
影
S f
视摄影像片水平、