航测基础知识
航测知识培训
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航测知识培训
1. 航测基础知识 2. GNSS/POS高精度定位定向 3. 基于直接地理参考的航空遥感的原理与发展 4. 轻型无人机低空遥感的主要特点 5. 计算机视觉算法的应用 6. 轻型无人机航摄计划编制
RTK不适合较大范围无人机测图！
2.2 GNSS定位方法-精密单点定位
• 精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）利用高精度的GNSS精密卫星星历和卫 星钟差，以及单台双频GNSS接收机采集的载波相位观测值，采用非差相位模型进行精密单 点定位。
• 优点：观测简单、组织实施方便，数据处理简单 • 缺点：可靠性低（对数据质量要求太高）、精度低（1米）、实时性差（要 • 两到三天才能拿到精密星历）。
2.1 GNSS/POS高精度定位定向-GNSS分类
2.2 GNSS定位方法-实时差分定位
• 实时差分定位（Real-Time Kinematic RTK）：实时处理两个测量站 • 载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐
标。
• 优点：实时处理 • 缺点：工作范围小（1-2公里）、可靠性低（数据链断裂、卫星受到遮挡、 • RTK要初始化）、精度低（需要平滑）、实时性对航测无效
1.2 坐标系统-1980国家大地坐标系
2) 1980国家大地基准： 1960年代末，中国基本完成了全国天文大地网的布设，1972～1982年进行了整体平差。
1978年在西安召开会议，确定重新进行椭球体定位——1980国家大地坐标系。 参考椭球体基本参数：为1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届大会推荐的数据。 大地原点：陕西省泾阳县永乐镇（西安市北偏西约60km处），故也称1980年西安坐标
航测知识
航空摄影测量（aerial photogrammetry）指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。
航空摄影测量单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换，立体测图的基本原理是投影过程的几何反转。
航空摄影测量的作业分外业和内业。
外业包括：①像片控制点联测，像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上明显地物点（如道路交叉点等），用测角交会、测距导线、等外水准、高程导线等普通测量方法测定其平面坐标和高程。
②像片调绘，在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；测绘没有影像的和新增的重要地物；注记通过调查所得的地名等。
③综合法测图，在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
内业包括：①加密测图控制点，以像片控制点为基础，一般用空中三角测量方法，推求测图需要的控制点、检查其平面坐标和高程。
②测制地形原图。
航空摄影测量需要进行外业和内业两方面的工作。
航测外业工作包括：①像片控制点联测。
像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上的明显地物点（如道路交叉点等），用普通测量方法测定其平面坐标和高程。
②像片调绘。
是图像判读、调查和绘注等工作的总称。
在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；测绘没有影像的和新增的重要地物；注记通过调查所得的地名等。
通过像片调绘所得到的像片称为调绘片。
调绘工作可分为室内的、野外的和两者相结合的3种方法。
③综合法测图。
主要是在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
航测内业工作包括：①测图控制点的加密。
以前对于平坦地区一般采用辐射三角测量法，对于丘陵地和山地则采用立体测图仪建立单航线模拟的空中三角网，进行控制点的加密工作。
20世纪60年代以来，模拟法空中三角测量逐渐地被解析空中三角测量代替（见空中三角测量）。
②用各种光学机械仪器测制地形原图。
航测，现在也叫摄影测量与遥感。
航空摄影测量基础知识
航空摄影测量基础知识航空摄影测量基础知识航空摄影测量指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。
下面为大家准备了一些航空摄影测量基础知识，希望能帮到你!一、航空摄影定义：空中摄影是利用飞机或其它飞行器(如气球、人造卫星和宇宙飞船等)，在其上装载专门的摄影机对地面进行摄影而获得像片，其中用飞机进行空中摄影的叫航空摄影。
航空摄影具有以下优点：(1)可以居高临下地观察;(2)航片能把观察到的各种地面特征在同一时间里客观地记录下来;(3)记录动态现象;(4)航片是现状的永久性记录，且有充裕时间来仔细研究，可将外业现场搬至室内探讨;(5)提高空间分辨率。
1、摄影方式按摄影机镜头主光轴的方位不同，摄影方式分为垂直摄影和倾斜摄影两种。
镜头主光轴处于铅垂位置的摄影称为垂直摄影，实际上，很难控制摄影机主光轴的铅垂，常含有微小的倾斜角，只要倾角小于2度都称之为垂直摄影。
镜头主光轴偏离铅垂直位置的倾斜角大于2度时就称之为倾斜摄影。
2、对航空像片的要求(1)影像呈像清晰、色调一致、反差适中。
(2)一条航线上相邻两张像片应有一定的重叠影像，一般要求55%-65%的重叠度。
相邻航线之间的影像重叠，称为旁向重叠，要求有30%左右的重叠度。
(3)航摄像片倾斜角应越小越好，一般不应大于2度，个别最大倾斜角不应超过3度。
(4)航线弯曲最大偏离值与航线全长之比不大于3%。
3、像片比例尺像片上某两点间的距离与地面上相应两点的`水平距离之比，叫像片比例尺。
通常用表示：——摄影镜头的焦距; *——镜头中心相对于地面的高度，称为相对航高。
由于各种因素的综合影响，蛇形时飞机不可能始终保持同样的高度，地面也总有起伏，航高并不一致，因而像片上各部分的比例尺亦是不一致的。
二、地面起伏引起的像点位移高于地面的烟囱、水塔、电杆等竖直物体，在地形图上的位置为一点，但在航片上的影像则往往不是一点，而是一条小线段。
无人机航测技术与应用课件：航空摄影测量基础
航摄像片的特点
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称像点位移
航摄像片与地形图的区别 1）投影方式的不同：地形图为正射投影，航摄像片为中心投影
AC B
c ab
c ba S
B
A
C
2）航片存在两项误差：像片倾斜引起的像点位移，地形起
伏引起的像点位移
s
5.2双像解析摄影测量
5.2.1共线方程 4共线方程
X
Y
Z1
X A X s YA Ys Z A Zs
X
Y
Z
1
X A
YA ZA
Xs Ys Zs
X x a1 a2 a3 x
Y Z
R y f
bc11
b2 c2
b3 c3
y f
5.2双像解析摄影测量
y
RT
Y
a2
b2
c2
Y
f Z a3 b3 c3Z
其中R是一个正交矩阵，它由9个方向余弦构成
5.2双像解析摄影测量
5.2.1共线方程 3空间直角坐标系的旋转变换
a1 a2 a3 cos Xx cos Xy cos Xz
R b1
b2
b3
c
osYx
cosYy
第二章--航空摄影测量的基本知识
第二章航空摄影测量的基本知识主要内容1.航摄仪和感光材料2.航摄基本知识与其作用比例尺重叠度〔航向旁向〕相片偏角3.投影比较：类型特点第一节航空摄影仪与感光材料一、航空摄影仪指航空摄影机、地面摄影测量用的摄影经纬仪,以与近景摄影测量用的摄影机,简称摄影机.主要由暗箱和镜箱构成.1.镜箱物镜物镜筒座架框标平面镜箱体是一个可调节摄影物镜与像平面之间距离的封闭筒2.暗箱：3.框标平面:镜箱体后端为一金属框架,研磨成极为精确的平面作用：像点坐标量测3.框标坐标：在框标平面内区其交点作为坐标原点,建立起框标直角坐标系.航摄软片紧密贴附在框标平面上,所以框标平面即为像平面的位置.4.像主点：摄影机主光轴与像平面的交点5.摄影机主距〔像片主距〕：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,一般用字母f表示.二、分类〔一〕按摄影物镜焦距和像场角分为：1.短焦距航摄仪,f＜150 mm,相应的像场角为β＞100º；2.中焦距航摄仪f:150 mm＜＜300 mm,像场角为70º＜β＜100º；3.长焦距航摄仪f＞300 mm,相应的像场角为2≤70º.二、分类〔二〕按照像幅〔正方形〕大小分：1.短焦距航空摄影机的像幅多为18 cm×18 cm2.中焦距航空摄影机的像幅有18 cm×18 cm和23 cm×23 cm3.长焦距航空摄影机的像幅多为23 cm×23 cm和30 cm×30 cm第二节航空摄影测量对摄影资料的基本要求•测绘地形------摄影多采用竖直摄影方式,即航摄机在曝光瞬间物镜主光轴保持垂直于地面.•《航空摄影测量规X》要求像片倾角应小于2º～3º.竖直航空摄影：面积、带状和独立地块航空摄影三种.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.带状航空摄影：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等.独立地块航空摄影：主要用于大型工程建设和矿山勘探部门,这种航空摄影只拍摄少数几X具有一定重叠度的像片.一、航空摄影测量对空中摄影的基本要求1.摄影比例尺：由摄影机主距和摄影高度之比摄影比例尺的变化要有一定的限制X围,按照摄影测量规X要求,像片比例尺分母的相对误差一般不超过5%2.摄影航高：指摄影飞机在摄影瞬间相对于某一所取基准面的高度基准面不同------相对航高和绝对航高绝对航高是指摄影物镜相对于大地水准面的高度,是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度,通常称为摄影航高.它是相对于被摄区域内地面平均高程基准面的设计航高.相对航高是确定航摄飞机飞行的基本数据,摄影比例尺确定后,相对航高可按计算得到.摄影测量规X规定,同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于30 m,摄影区域内实际航高与设计航高之差不得大于50 m.•３.航向重叠与摄影基线•航向重叠p%：相邻两X像片沿航线方向对所摄地面的重叠•作用：保证立体模型之间的连接•表示：以像幅边长的百分数表示摄影基线：两摄影站之间的距离相片基线b:S1与S2之间的距离地面基线B：B=b*m•像片的重叠是立体观察和像片连接所必需的条.４.旁向重叠与航线间距旁向重叠q%：面积摄影中两相邻航带像片之间重叠作用：相片连接中防止漏摄航线间距Dy:相邻航带间的距离•航向重叠p%：立体观测•旁向重叠q%:防止因地形起伏漏摄〔中心投影〕•在航向方向必须要使三X相邻像片有公共重叠影像,这一公共重叠部分称之为三度重叠部分5.像片旋偏角像片的旋偏角k:相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角.原因：摄影时航摄机定向不准确影响：影响像片的重叠度,给航测内业作业增加困难.外方位元素规X：航摄规X规定要求像片的旋偏角小于6°,个别最大不应大于8°,而且不允许连续三X像片有超过6°的情况.第三节中心投影的基本知识1.投影类型：中心投影〔单中心多中心〕斜投影正摄投影2.航片------中心投影地形图----正摄投影地形图的数学特征：一是地形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,等于该地形图的比例尺；二是由地形图上任一点引出的两方向线间的夹角,等于地面上对应的水平角.航片——中心投影理想状况：p水平,地面水平,航片—正摄投影,可直接作为地形图使用〔缩放至某一比例尺〕实际：p倾斜,地面起伏航片：比例尺不唯一,方向夹角与地面夹角不等存在像点偏移航片不可直接作为地形图使用第四节航摄像片与地形图的区别一、投影不同产生的比例尺差异二、表示方法不同产生的图面内容差异。
航空摄影测量的基本知识
根据像片上的影像形状，可以辨认出河流、小溪、湖泊和池塘。但这类地物由于水面反射 光线的不同，其影像色调极不一致，一般说来，色调呈现黑色。水愈深色调愈黑，浅滩呈淡灰 色，沙滩呈白色。
三、像点位移 Displacement of dots （一）投影误差 由于地面起伏引起像点在像片上的位移所产生的误差，称为投影误差。
8
如图10-5, MM’水平面为所选择的某一高程基准面（也作为垂直投影的水平面） 9
‹#›
（3）倾斜像片在水平像片上面部分, δa为负（因为rc＞r），即像点向辐射中心位移，反之，在 水平像片下面部分， δa为正(rc＜r），像点向边缘位移对称于等角点的像点，其倾斜误差的大小相等 ，符号相反。
烟囱的影像，一般显示
为中间有黑斑点的浅灰色环，同时又有很长的
阴影。
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铁路在航摄像片上显示为转弯均匀且成弧状的浅灰色的线条。在较大比例尺的像片上能看 到铁轨，它的特征是和其他道路往往成直角相交。
公路一般为白色带状，如在山区，表现为迁回曲折的形状，边缘显著，且有暗灰色的沟渠 ，但除其有柏油路面者较之灰暗外，其他路面则难以确定。
物体表面反射的能力有关。地面物体受光愈多，表面愈光滑或反射光线愈强，则在像片上影像的颜色 就愈淡。同时影像色调也受摄影季节、时间以及底片感光性能的影响。 （五）相关位置
地面物体之间常有一定的相关关系，如道路在河流两岸中断，可以判定有桥或其他渡河设备等。 所以利用相关位置可以判读一些细小而影像不清的地物。 三、地形的判读 The mapping of landform
河流显示为不同宽度的带状，小溪显示为弯曲的线条，湖泊或池塘的水边线，显示为封闭 的曲线，水面色调大致相同。
4、航测基础知识
航测基础知识（内部资料，请勿外传）河南恒旭力创测绘工程有限公司2014年12月目录一、航测术语释义 (3)1.1空三加密 (3)1.2数字线划地图DLG (4)1.3数字栅格地图DRG (5)1.4数字高程模型DEM (6)1.5数字正射影像图DOM (6)1.6数字表面模型DSM (7)1.7真正射影像TDOM (7)二、航测外业操作流程 (8)2.1测区踏勘 (8)2.2基础控制测量 (8)2.3外业航拍 (8)2.4外业像控测量 (12)三、航测内业作业流程说明 (14)3.1 资料准备： (14)3.2空三作业： (14)3.3采集作业： (16)3.4DEM作业： (17)3.5DOM作业： (19)一、航测术语释义现主要航测系列产品有1：500、1：1 000、1：2 000、1：5 000、1：1 0000系列成图比例尺数字地形图和各类工程图、城市规划图、地籍图、房产图、及各类勘测设计用图等，并提供数字地面模型（DSM）、数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)。
1.1空三加密空中三角测量是航空摄影测量中利用像片内在的几何特性，在室内加密控制点的方法。
空中三角测量分为利用光学机械实现的模拟法和利用电子计算机实现的解析法两类。
航空摄影测量中利用像片内在的几何特性，在室内加密控制点的方法。
即利用连续摄取的具有一定重叠的航摄像片,依据少量野外控制点,以摄影测量方法建立同实地相应的航线模型或区域网模型（光学的或数字的），从而获取加密点的平面坐标和高程。
主要用于测地形图。
方法：模拟法空中三角测量用光学机械的方法，在实现摄影过程的几何反转原理的基础上，借助立体测图仪进行空中三角测量。
一般只限于在一条航线内进行。
主要步骤是：把一条航线段的像片按顺序安置在测图仪的各投影器内，通过逐个像对的相对定向，建立单个立体模型。
然后借助于相邻立体模型之间重叠部分的公共地物点和公共投影中心，把模型依次连接起来，构成航线网模型（见图）。
第7章 航摄像片及其航测知识.doc
第7章航摄像片及其航测知识目录第7章航空遥感及其航测知识 (1)§7.1航空摄影及其资料 (1)7.1.1 航空摄影 (1)7.1.2 航空摄影资料 (10)§7.2航摄像片的几何特征 (14)7.2.1 投影性质 (14)7.2.2 航摄像片的特征点线 (19)7.2.3 航摄像片的像点位移 (22)7.2.4 航摄像片的方向偏差 (31)7.2.5 航摄像片的比例尺 (34)§7.3航摄像片的立体观测与纠正转绘 (39)7.3.1 航摄像片的立体观察 (39)7.3.2 航摄像片的立体量测 (47)7.3.3 航摄像片的纠正与转绘 (53)第7章航空遥感及其航测知识航空遥感是指载体为飞机或气球所进行的遥感，它是遥感技术一个非常重要的组成部分。
目前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。
本章主要对航空摄影、航摄像片及其特征，航摄像片立体观测、纠正等航测知识进行重点介绍，为以后的专业解译和应用打下基础。
§7.1 航空摄影及其资料7.1.1 航空摄影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。
其目的是得到并向用户提供合乎质量要求的像片产品。
航空摄影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。
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。
前者在摄影时主光轴偏离铅1垂线不大于3°，一般为１°～２°；倾斜摄影此角大于３°。
现在主要应用的是区域垂直航空摄影。
1 航空摄影过程航空摄影工作主要包括三个过程：航摄的准备工作、空中摄影、地面摄影处理和航摄质量评价。
(1)航摄的准备工作在航空摄影前，根据航摄目的和任务要求，进行以下工作：①划分摄影分区当航摄区域较大或地形复杂时，需将摄区分为若干个分区摄影。
划分的原则是照顾空中摄影领航技术的水平。
航线不宜太长，同一摄区内地形要大致类同，可采用同一航摄仪以相同的航高进行摄影。
测绘技术中的航测作业技巧与要点解析
测绘技术中的航测作业技巧与要点解析随着技术的发展和社会的进步，测绘技术在各个领域中发挥着重要的作用。
而在测绘技术中，航测是一种重要的测绘方法，通过航空摄影和激光遥感技术，可以获取大范围区域的高质量测绘数据。
然而，要想进行一次成功的航测作业，必须掌握一些关键的技巧和要点。
本文将针对测绘技术中的航测作业技巧与要点进行解析。
首先，航测作业的第一个关键要点是选择合适的航测器材。
航测器材的选择是航测作业的基础，直接关系到测绘数据的质量和准确性。
在选择航测器材时，需要考虑多个方面的因素，如分辨率、稳定性、拍摄速度和航向等。
分辨率决定了所获取数据的精度，稳定性决定了数据的稳定性，拍摄速度和航向则关系到作业的效率和覆盖率。
因此，选用合适的航测器材是航测作业的首要任务。
其次，航测作业的第二个关键技巧是选择合适的航测飞行计划。
航测飞行计划的设计和制定是航测作业的核心环节。
航测飞行计划的合理性直接关系到作业的效果和经济效益。
在设计航测飞行计划时，需要考虑多个因素，如所要获取数据的地形特点、作业目的和要求等。
根据不同的测绘任务，可以采用不同的航测面和航线间隔，以及不同的飞行高度和飞行速度。
通过合理设计航测飞行计划，可以最大限度地提高作业效率和数据质量。
此外，航测作业的第三个关键要点是航测数据的处理和分析。
航测数据的处理和分析是航测作业的关键环节之一，直接决定了数据的可用性和应用性。
在航测数据的处理和分析过程中，需要采用一系列的技术手段，如影像处理、几何校正和特征提取等。
通过对航测数据的处理和分析，可以获得各种测绘产品，如数字地形模型、遥感影像和三维点云等。
这些产品在城市规划、土地管理和资源调查等领域中有着广泛的应用。
最后，航测作业的第四个关键技巧是质量控制和精度评定。
航测作业的质量控制和精度评定是保证测绘数据质量的重要环节。
在质量控制和精度评定过程中，需要采用一系列的控制措施，如数据比对、检查和验证等。
通过这些措施，可以发现和纠正数据中存在的误差和偏差，从而提高数据的精度和准确性。
航空摄影测量知识点
4D产品、航空摄影测量知识点航摄准备：摄区基本情况分析、确定航摄设计用图、航摄空域申请、《航空摄影技术设计书》航摄设计：摄影比例尺的确定、航摄分区的划分（a)分区界线应与图廓线相一致； b)分区内的地形高差不得大于四分之一航高（以分区的平均高度平面为基准面的航高)。
c)在地形高差许可且能够确保航线的直线性的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大，同时分区划分还应考虑用户提出的加密方法和布点方案的要求；e)当地面高差突变，地形特征差别显著或有特殊要求时，可以破图幅划分航摄分区。
）、基准面高度的确定、航线的敷设、航摄基本参数的计算、航摄季节和时间的选择、航摄仪的选择与检定、航摄胶片的选择与测定；空中摄影：设备的检测发、航摄试片、航空摄影、填写飞行日志；摄影处理：配置冲洗药液、胶片冲洗、像片印制；质量检查：像片重叠度、像片倾斜角、像片旋偏角、航线弯曲度、摄站航高差、航摄漏洞、航线偏差、影像质量；成果提交：1）航摄分区略图2）航片索引图3）航摄底片、像片4）航摄仪检定表5）航摄底片压平质量检测数据表6）航摄底片密度抽样测定数据表7）航摄飞行报告8）附属仪器记录数据9）成果质量检查报告10）技术总结11）航摄资料移交书12）合同规定的其他资料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解析空中三角测量案例空中三角测量的精度指标主要指定向误差和控制点残差：框标坐标残差绝对值一般不大于0.010mm，最大不超过0.015mm。
扫描数字化航摄影像连接点上下视差中误差为0.01mm（1/2像素），数码航摄仪获取的影像连接点上下视差中误差为1/3像素。
1、资料准备：像片索引图、数字/数字化航摄影像、航摄仪检定书、飞行记录资料、区内现有小比例尺地形图、区域网像控点刺点片、区域网像控点联测成果。
2、像控点的转刺：航摄像片上平面点和平高点的刺孔偏离误差，不得大于像片上的 0.1毫米，高程点如选在明显目标点上，则要求相同，像控点的刺孔要小，刺孔直径最大不得超过0. 2毫米3、像控点的选点观测：像片控制点的一般应满足下列条件:a)像片控制点的目标影像应清晰，易于判读；目标条件与其他像片条件矛盾时应着重考虑目标条件；b)布设的控制点应能公用；c)控制点距像片边缘不应小于1cm (18cm X 18cm像幅)或1. 5cm (23cm X23cm)，综合法成图的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2；d控制点距像片的各类标志应大于1mm；4、定向：定向点残余上下视差、同一航带模型连接差。
【干货】航测必备基础知识，看这篇就够了！
【干货】航测必备基础知识，看这篇就够了！无人机相信大家人手一台怎么用无人机把测绘干的更有档次？！在不同的行业中应用测绘技术手段熟练掌握测绘的应用场景理解并掌握大疆测绘类产品的特性并能独立设计开展航测项目现在还没无人机的找我找我找我马上安排上！！！解决方案必备航测基础知识认识测绘测绘：测量、绘图是指自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。
测绘装备变革史航测和模型是什么关系？航测的主要成果：传统4D产品：DOM（Digital Ortho Map）:数字正射影像DEM（Digital Elevation Model）:数字高程模型DLG（Digital Line Graphic）：数字线划图DRG（Digital Raster Graphic）：数字栅格图新型测绘成果：DSM（Digital Surface Model）：数字表面模型Point Cloud：密集点云Texture Mesh：实景三维模型（注：红色部分为大疆智图能直接生成的）二维三维模型能够被照片或全景照片代替？模型生产模型生产原理及作业流程（1）模型生产的基本教学模型（2）模型结构密集点云➝不规则三角网➝白模➝三维模型（3）三维模型生产原理如何由照片得到三维模型多视角照片获取➝特征点提取➝三角运算➝位姿校正➝生成点云➝三角构网➝纹理映射➝三维模型（4）二维模型生产原理正射影像如何生成（5）航测的工作流程成果要求中经常提到的概念航测相关基础概念介绍（3）控制点和检查点（4）精度绝对精度：地图上的点坐标与其在世界坐标系下坐标的差异——点的位置相对精度：地图上两个点之间距离与实际具体的差异——两点的距离· 如何提升建模的绝对精度？——把画牢牢的钉在墙上像控点· 如何定量的评价建模的绝对精度？——画挂好后再拿一个钉子去比对，看看会不会没有铺平检查点（5）1：500（6）常见的坐标系与投影为什么需要做投影？照片和全景照片，无法替代三维和二维模型。
无人机航测技术与应用课件：基础知识
NX γF
F AFE αFE
AFE=AEF±180°+γF
ɑFE=ɑEF±180°
2.1.7 测图方法简介
测绘地形图的目的是把现势性较好的地形网，提供给不 同用图对象使用。测绘地形图的方法较多，目前常用的 有：全站仪数字测图、 GPS RTK数字测图技术、数字摄 影测量和遥感测图、车载移动测图系统测图。 (1)全站仪数字测图 (2)GPS RTK数字测图
（3）无人机航空摄影测量测图
2.2遥感基础知识
2.2遥感基础知识
• 2.2.1 遥感概述 • 2.2.2 遥感图像处理 • 2.2.3 遥感图像融合 • 2.2.4 遥感图像解译
2.2.1 遥感概述 —（1）遥感和电磁波
• 遥感的定义 遥感（Remote Sensing，RS）是不接触被探测的
波长范围 小于0.01nm 0.01nm—10nm 10nm—0.38μm
0.38μm—0.43μm 0.43μm—0.47μm 0.47μm—0.50μm 0.50μm—0.56μm 0.56μm—0.59μm 0.59μm—0.62μm 062μm—0.76μm
0.76μm—3.0μm
3.0μm—6.0μm
6.0μm—15.0μm
15μm—1000μm 1mm—1m 大于1m
2.2.1 遥感概述 —太阳辐射及大气对太阳辐射 的影响
• 太阳辐射 太阳常数是描述太阳辐射能流密度的一个物理量， 它指在平均日地距离处，太阳在单位时间内投射 到地球大气顶外垂直于射线方向的单位面积上的 全部辐射能。太阳常数的数值为1.36×103瓦/米 2(W/m2)。
2.2.1 遥感概述 —典型地物的反射波谱特征
①镜面反射：发生在光滑物体表面，物体反射满足反射定律，反射波和 入射波在同一平面内，入射角等于反射角。 ②漫反射：发生在非常粗糙的表面，不论入射方向如何，其反射出来的 能量在各个方向上都是一致的。 ③方向反射：介于镜面反射和漫反射之间，各个方向都有反射能量，但 大小不同。自然界绝大多数地物都属于这种类型的反射。
航测概念总结
重点| 拿个小本本记下来，航测人必备1“数字测绘成果”的检查项数字线划图(DLG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、数字栅格地图(DRG)。
(4D)包括：1. 参考数据对比。
与已有的成果进行对比2. 野外实测。
与野外调绘的数据对比3. 内部检查。
4.人机交互检查（混淆项：结构检查）1航线计算公式相对航高 = 主距f * 比例尺分母m = f * m （1：m）基准面高 = （最高点+ 最低点）/ 2绝对航高 = 基准面高+ 相对航高m = 地面分辨率/ 像元大小Lx相片宽度；Ly相片高度；p航向重叠度；q旁向重叠度；1航摄比例尺的选择1多像空间前方交会：利用外方位元素和待求点像点坐标，解出待求点三维坐标3个内方位元素（x,y,f）5个相对定向参数（2线+3角）6个外方位元素（3线+3角）7个绝对定向元素（3线+3角+1伸缩）1控制点布设平坦地区，航向上4条基线布设1个平高控制点，旁向上每2条航线布设1排平高控制点（外业像片控制点的布设）丘陵地区，在平坦地区的基础上，在航带每2排平高控制点之间，增加1排高程控制点；（外业像片控制点的布设）每个像对不少于6个内业加密点，立体测图时，不少于4个基本定向点；（内业加密点的要求）像片控制点的目标影像应清晰易读，控制点应布设在航向、旁向6片重叠范围内，选定困难时也可以在5片重叠范围内；控制点建立图像边缘不少于1~1.5cm，对于数字影像或卫星影像距离图像边缘不少于0.5cm，没有特殊说明的话，不少于1.5cm；立体测图时每个像对4个基本定向点，离通过向主点&垂直于方向线的直线，距离少于1cm，最大不超过1.5cm；1控制点精度像控点的精度：相对于基础控制点，不超过地物点平面中误差(0.6mm、0.8mm)的1 / 5（特殊），高程精度为1 / 10的基本等高距；图根点精度要求：相对于基本控制点的点位中误差不应该超过图上0.1mm，高程中误差不应该超过基本等高距的1 / 10；全站仪、GPS校核地物点位置较差：检测结果与已知成果的平面较差少于图上0.2mm，高程较差少于基本等高距的1 / 5界桩点平面位置中误差：不应该大于图上±0.1mm；界桩点高程中误差：不大于基本等高距1 / 10（0.1h），困难地区1 / 2；1航空摄影测量的质量元素和检查项包括：一. 飞行质量；基本要求，包括：1. 像片重叠度；2. 像片倾角；3. 像片旋偏角；4. 航线弯曲度；非基本要求：1. 航摄设计；2. 最大最小航高差；航摄比例尺>1：5000时，航线上相邻像片高差不大于20m，航线最大最小航高差不大于30m；（航高）航摄比例尺≤1：5000时，航线上相邻像片高差不大于30m，航线最大最小航高差不大于50m；3. 边界覆盖保证；4. 像点最大位移值；二. 影像质量；1. 影像最大、最小密度；2. 灰雾密度；3. 反差；（2017）4. 冲洗质量；5. 色调；6. 清晰度；7. 框标影像（框标和数据记录）；三. 数据质量四. 附件质量1. 分区图；2. 分区航线结合图；3. 摄区、分区、航线、像片结合图；4. 其他注记，图表；1像片控制测量成果的质量元素和检查项目一. 数据质量；1. 数学精度；各项闭合差、中误差；2. 观测质量；观测手簿；二. 布点质量；布点的合理性；（不需要埋石）三. 整式质量；控制点判、刺的正确性；四. 附件质量；布点略图、成果表；（注意：没有飞行、像片质量；应该仅仅是野外测量控制点）1空中三角测量成果质量元素一. 数据质量；1. 数学基础；坐标系、投影；2. 平面精度；内业加密点的平面精度；3. 高程精度；内业加密点的高程精度；4. 接边精度；区域网接边精度；5. 计算质量；内定相、相对定向精度，多余控制点（校验点）不符值（残差）；公共点较差；二. 布点质量；定向点、检查点、加密点的布置；三. 附件质量；1像片调绘成果的质量元素：1. 地理精度；地物、地貌调绘的全面、正确性；各种注记的正确性、合理性；2. 属性精度；各类地物、地貌性质说明、数字注记；3. 整饰质量；4. 附件质量；1航摄分区时，应遵循的基本原则（分区界限、区内高差、区内景物反差、分区跨度在xx情况下尽量大、破图幅分区、GPS分区界线，加密分区界线一致）1. 分区界线应与图廓线相一致；2. 分区内地形高差一般情况下不大于1 / 4 相对航高；当比例尺大于等于1：7000时，分区内地形高差不大于1 / 6的相对航高；3. 应根据成图比例尺确定分区最小跨度，在地形高差许可的情况下，航测分区的跨度应该尽量大，同时分区划分还应考虑用户提出的加密方法和布点方案；4. 当地面高差突变，地形特征显著不同时，在用户认可的情况下，可以破图幅，划分航摄分区；5. 分区内的地物景物（不是地物）反差，地貌类型应该尽量一致；6. 划分分区前，应该考虑航摄飞机侧前方安全距离与安全高度；（安全高度比最高点大于100m）7 当采用GPS辅助空三航摄时，确保分区界线与加密分区界线相一致，一个摄影分区可以涵盖多个完整的加密分区；1航线敷设的基本原则（飞行方向；航线、首末航线；像主点落水；构架航线；调整比例尺，GPS）*1.按东西向（2018）直线飞行。
航测基础知识
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三数字正射影像图
2020/4/19
数字正射影像图（Digital Orthophoto Map 简称DOM）是利用数字高程模型对扫描处理的 数字化的航空相片/遥感相片（单片/彩色）， 经逐象元进行纠正，再按影像镶嵌，根据图幅 范围裁剪生成的影像数据。一般带有公里格网、 图廓内/外整饰和注记的平面图。
控制点是测图的依据，在测图之前要将控 制点引入矢量文件中。
1、检查控制点点数是否满足定向需求。
2、检查控制点的切准限差是否满足测图精 度要求。
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二 4D产品介绍
2020/4/19
DLG 、DEM、 DOM 、 DRG各自作为一 种产品历史已经很悠久了。由于受到 计算机的发展的限制，主要受到计算 机处理速度和硬盘容量的限制，发展 的并不十分迅速。90年代计算机技术 的飞速发展，给“4D”技术带来了勃 勃生机。
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地形图的正射投影
2020/4/19
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中心投影
2020/4/19
在航摄像片上的地面构像可以认为是由地面各 点指向投影中心的直线投射光线所形成，这样 所得到的影像属于中心投影。
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2020/4/19
4 投影差纠正
投影差纠正是纠正地面起伏引起的像点位移。
投影差的纠正原理 起伏地区投影转绘：按地面高程分成多个带，
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2020/4/19
7、内方位元素和外方位元素
内方位元素有3个，分别为航摄仪主距f 像主点坐标X0 、 Y0
航测的外方位元素有6个，分别为ω ψ κ x y z，其中ω ψ κ为角元素，x y z为线 元素，通过六个外方位元素的旋转变化，恢复 摄影时航片的姿态，并将航片上的同名点从像 坐标转换到地面的真实位置坐标。
航测基础知识
二 4D产品介绍
DLG
、DEM、 DOM 、 DRG各自作 为一种产品历史已经很悠久了。由于 受到计算机的发展的限制，主要受到 计算机处理速度和硬盘容量的限制， 发展的并不十分迅速。90年代计算机 技术的飞速发展，给“4D”技术带来 了勃勃生机。
一、数字线划地图
数字线划地图（DLG） 数字线划地图（Digital Line Graphic 简 称DLG）是现有地形图上基础地理要素的矢量 数据集，且保存要素间空间关系和相关的属性 信息。
四数字栅格地图
数字栅格地图（DRG） 数字栅格地图（Digital Raster Graphic 简称 DRG）是纸质地形图的数字化产品。每幅图 经扫描、纠正、图幅处理及数据压缩处理后， 形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持 一致的栅格文件。
二、4Ｄ产品的特性
ＤＬＧ（数字线化图）
数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图所以也称 为矢量专题信息（Digital Thematic Informatiom 简称 DTI）。 基本内容：地物、地貌、属性信息、元数据。 数据格式: dwg/dxf、e00、dgn 获取方法:扫描矢量化 野外获取 摄影测量方法 常用软件：Geoway、Autocad、Arcgis、Microstation
用一组假想的直线将物体向几何面投射称为投 影，其投射线称为投影射线，投影的几何面通 常取平面称为投影平面，在投影平面上得到的 图形称为该物体在投影平面上的投影。 当诸投影射线都平行于某一固定方向时，这种 投影称为平行投影。平行投影中，当投影射线 与投影平面斜交的称为斜投影；投影射线与投 影平面正交的称为正射投影
内方位元素
s
f y
航摄仪主距f 像主点坐标X0 、 Y0
航测基础知识
由线性代数知： x X
y R1Y
z Z
a1 a2 a3
R b1 b2 b3
c1
c2
c3
RT=R-1 正交矩阵
矩阵R中的九个参数为两轴坐标系 间的方向余弦
a1 a2 a3
b1 b2 b3 =
c1 c2 c3
cosXx cosXy cosXz cosYx cosYy cosYz cosZx cosZy cosZz
像片控制点
像片控制点的分类 平面高程控制点 平面控制点 高程控制点
外业控制测量
选点 刺点 施测
航摄像片与地形图的差别
表示方法的差别
在航片上，地物、地貌是通过影像的形状、大小、色 调来表示的，而地形图石由各种图式符号、注记和等 高线来表示的
投影方式的差别
地形图是正射投影、航片是中心投影
投影
用一组假想的直线将物体向几何面投射 称为投影，其投射线称为投影射线，投 影的几何面通常取平面称为投影平面， 在投影平面上得到的图形称为该物体在 投影平面上的投影。
人造立体视觉
人造立体视觉的过程 (空间物体)
空间物体的构像信息
生理视差
立体感觉
视觉的空间物体的存在
立体观察的条件
由两个摄影站点摄取同一景物而组成立 体像对； 每只眼睛必须分别观察像对的一张像片； 两条同名像点的视线与眼基线应在一个 平面内。
立体观察的方法
立体镜法 人眼直接观察法
光学法 互补色法 偏振光法
Z
Y
X
S Z
Y
D
X
地面坐标系
是国家统一的测量坐标系统，取平面纵 坐标为X轴，横坐标为Y轴
ZG XG
YG
O
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例尺。其计算公式为：M=f/h(其中f为焦距、h为 飞机到地面的相对高度即相对航高。) 成图比例尺是指图上一个单位距离在实地的距 离的比例。如1:500表示图上1米代表的是实地上 500米。
国内常见摄影比例尺和成图比例 尺的关系
fiducial:
6 112.016 0.008999999999999999
摄影测量分类：
可以从不同角度对摄影测量学进行分类： ❖ 按距离远近分有航天摄影测量、航空摄影
测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显 微摄影测量； ❖ 按用途分有地形摄影测量与非地形摄影测 量。 ❖ 按技术处理方法分，则有模拟法摄影测量、 解析摄影测量和数字摄影测量。
航摄基本知识
一、航测基本理论的培训：
S1 左核线
a
1
左右视差
核面
S2
a2′
a
2
a2〞
A′
y(q)
A
x(p)
右核线
上下视差 地表
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6分辨率
分辨率包括像片的扫描分辨率和地面分辨率，扫描 分辨率常用的单位有Dpi和μ；地面分辨率常用的单位 是米和英尺。
Dpi ： 每英寸的像素数、 μ为像素的大小，单位一
般为微米um 。
Dpi与 μ的换算关系: μ=in/dpi*25.4
s
f
y
x0
o y0
x
航摄仪主距f 像主点坐标X0 、 Y0
外方位元素
在已知内方位元素的条件下，确定投影中心与航片在摄影瞬间的
空间位置，即摄影光束的空间位置的数据，称为外方位元素。
包括投影中心在地面坐标系中的三个坐标值Xs、Ys、Zs，摄影
方向相对空间坐标轴的两个角度和像片绕摄影方向旋转的一个角
度。
旁向重叠：两相邻航带之间的重叠称为旁向重 叠。
航测成图要求：航向重叠不小于60%，旁向 重叠不小于30%。
真正射的重叠度要求：相邻航片的重叠度不能 小于85%。
投影
用一组假想的直线将物体向几何面投射称 为投影，其投射线称为投影射线，投影的 几何面通常取平面称为投影平面，在投影 平面上得到的图形称为该物体在投影平面 上的投影。
影像分辨率与地面分辨率的关系： μ*航摄比例尺
像片的扫描分辨率多以μ为单位。若未知扫描分辨率 可在Photoshop中打开tif，查看“图像大小”中的 “分辨率”，将其单位设为“像素/厘米”，用1/分 辨率*即得像片的扫描分辨率。若设为“像素/英寸”， 则即为Dpi。
7、内方位元素和外方位元素
00 230 230
；相片像幅大小
fiducial:
1 -105.986 -105.994
fiducial:
2 106.011 106.005
fiducial: fiducial:
3 -105.985 106.005 4 106.013 -105.994
；框标坐标
fiducial:
5 -111.985 0.01
2 焦距和航高
焦距：物镜中心到承片框的距离 航高：是指摄影飞机在摄影瞬间相对某一基准面
的高度。 相对航高
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。 绝对航高 它是相对于平均海平面的航高，是指摄影物镜在 摄影瞬间的真实海拔高度 。
3 重叠度
航向重叠：航摄像片沿飞行方向上相邻像片的 重叠。航向重叠反映在航摄像片的影像上是以 像幅边长的百分数表示。
内方位元素有3个，分别为航摄仪主距f 像主点坐标X0 、 Y0
航测的外方位元素有6个，分别为ω ψ κ x y z，其中ω ψ κ为角元素，x y z为线元 素，通过六个外方位元素的旋转变化，恢 复摄影时航片的姿态，并将航片上的同名 点从像坐标转换到地面的真实位置坐标。
内外方位元素如图：
内方位元素
文件时要根据所给的航摄鉴定表来判定。
一般的给定的SSK加密格式的相机文件格式如下：
8.1. a)常规相机文件
begin camera_parameters 13412_010406
focal_length:
153.696
ppac:
-0.006 0.011
；相机的焦距 ；主点改正参数
ppbs: film_format:
当诸投影射线都平行于某一固定方向时， 这种投影称为平行投影。平行投影中，当 投影射线与投影平面斜交的称为斜投影； 投影射线与投影平面正交的称为正射投影
地形图的正射投影
中心投影
在航摄像片上的地面构像可以认为是由地 面各点指向投影中心的直线投射光线所形 成，这样所得到的影像属于中心投影。
4 投影差纠正
航摄概述：
国际摄影测量与遥感学会（ ISPRS ）在 1988年对摄影测量与遥感下的定义为： “摄影测量与遥感乃是对非接触传感器系 统获得的影像及其数字表达进行记录、量 测和解译的过程获得自然物体和环境的可 靠信息的一门工艺、科学和技术”。
应用从飞机上对地表面所摄得的像片为基础，根据其 几何特征和物理特征进行量测和分析，从而确定地面 上物体的形状、大小、空间位置及相互关系。
摄影测量基本原理
航空像片
光照
地表 地图
5 核线与核面
在一个立体模型中，地面上任意一点与两个摄站 中心构成的平面（核面）与左右影像面的交线称 为左右核线，沿核线方向对原始影像重新采集的 影像称为核线影像，（见下图），由此可见，位 于同名核线上的像点，不存在上下视差。
数字摄影测量
-----几个基本概念
投影差纠正是纠正地面起伏引起的像点位移。
投影差的纠正原理
起伏地区投影转绘：按地面高程分成多个带， 再用每一带中间截面的航高来确定投影面的高度， 在整个一带范围内的地物和地貌完全消除了投影 差，而上下带边残留的投影差能够限制在允许的 范围内。
微分纠正也称正射投影技术，是以立体像对建立 地面模型为基础，采用纠正单元进行纠正，获得 各纠正单元的正射投影，从而得到正射影像的像 片。
Z Y
φ 航向倾角
S
X
ωy
ω 旁向倾角
Z
Zs φ
κ
Y
pox
κ 像片旋角
O
Ys
O´
Xs
X
D
8 相机
在立体测图之前，选择正确的相机文件，至关 重要。定向之前一定要检查测区信息中相机文 件的指标是否正确。相机有多种，最常见的几 种相机如下：
常规相机：徕卡的RC10、RC30及蔡司的 RMK；
数码相机：DMC、UCD、UCX。 一般来说常规相机的焦距各有不同，创建相机