《测量学》第09章 航空摄影测量与遥感

§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。
二、影像的判读特征 1．形状 2．大小 3．色调 4．阴影 5．纹形图案 6．相关位置 7．动态特征 三、影像的判读方法 1．居民地 2．道路 3．水系 4．植被 5．地貌
2．互补色法 3．光闸法 4．偏振光法
§9.4 立体测图
航空摄影测量的 重要应用是利用像片 影像，借助立体观察、 立体量测以及像片判 读和调绘来测绘地形 图。立体测图的基本 原理是实现摄影过程 的几何反转，建立地 面的立体模型，然后 对立体模型进行测绘。
根据测图要求、设备和地形的不同， 目前摄影测量的成图方法可以分为： 1.模拟测图法 （1）综合法 （2）分工法 （3）全能法 2.解析测图法 3.数字测图法
三、遥感的特点
1．宏观性
2．光谱性
3．时相性
4．经济性
Hale Waihona Puke Baidu5．综合性
四、遥感技术的发展简史及趋势 20世纪60年代，“遥感”这一科学术语在 国际上被正式提出，并很快得到人们的普遍认 同和广泛传播。近20多年来，遥感技术获得了 迅猛的发展，它作为一种空间技术，经历了地 面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。
1.依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感 技术、声学（如声纳）遥感技术、物理场（如重力和 磁力场）遥感技术。
2. 根据遥感中电磁波波段的不同，遥感又可分 为紫外光、可见光、红外光、微波和多波段 （多光谱）等遥感技术。 3. 按照遥感目标的能源作用可分为：主动式遥 感和被动式遥感。 4. 按照记录信息的表现形式可分为：图像方式 和非图像方式。 5. 按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技 术、航空遥感技术和地面遥感技术。 6. 按照成像方式可分为：摄影成像遥感技术和 扫描成像遥感技术。 7. 按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感、 环境遥感、气象遥感、海洋遥感等。
五、遥感技术系统 1．空间信息采集系统
2．地面接收和预处理系统
3．地面实况调查系统 4．信息分析与应用系统
六、遥感技术的应用
1．遥感技术在国家基础测绘和空间数据基础 设施中的应用 2．遥感技术在线路设计中的应用 3．遥感技术在农、林、牧方面的应用 4．遥感技术在地质矿产勘查中的应用 5．遥感技术在环境监测中的应用 6．遥感技术在城市规划与管理中的应用
二、人造立体效应
1．正立体效应
2．反立体效应
3．零立体效应
三、立体观察的方法 1．立体镜法
（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。
1.广义地说，遥感技术是从19世纪初期（1839年） 出现摄影术开始的。 2.1957年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，3个 月后美国也发射了一颗人造地球卫星，从此开始 了航天遥感的历史。 3.20世纪70年代以来，我国遥感技术的发展也十分 迅速。
随着空间技术、无线电电子技术、光学技 术、传感器技术、计算机技术以及现代通信技 术的发展，现代遥感技术已经进入一个能够动 态、快速、准确、多手段提供多种对地观测数 据的新阶段。可以预见，未来的遥感技术将尽 可能地集多种传感器、多级分辨率、多谱段和 多时相技术于一身，并与全球定位系统、地理 信息系统、惯性导航系统等高新技术系统相结 合以形成一体化、智能化的空间信息系统。
§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）内容取舍 航摄像片是地面景物的全部反映，而地形 图则有所取舍；地形图上可以表示出居民地的 名称、房屋的性质与层数等有意义的内容，而 在像片上就反映不出来。
§9.3 立体观察 一、立体观察的原理
单眼观察物体，只能分辨物体的方向，不 能辨别物体的空间位置。双眼观察时，两眼自 动调节，使两眼视轴同时交会于同一目标，能 够自然地辨别物体的远近和高低。
（2）投影误差 当地面起伏不平时， 高于或低于基准面的地 面点在像片上的投影位 置与它们在基准面上的 垂直投影的像点位置相 比较就产生了位移，即 投影误差。
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4. 航摄像片与地形图的区别 航空摄影测量的基本任务是利用航摄像片 来测绘地形图。航摄像片与地形图之间主要存 在以下区别： （1）投影方式 地形图是正射投影，图上具有固定的比例 尺；航片是中心投影，像片上各处的比例尺不 同。 （2）表示方法 地形图是用各种规定的图形符号和文字注 记来表示地物、地貌，航摄像片是由影像的形 状、大小和色调来反映地物、地貌。
第九章
§9.1 一、摄影测量
航测与遥感
摄影测量概述
摄影测量是利用摄影机所拍摄的物体影像来 研究和确定物体的性质、形状、大小及其空间位 置的一种方法。
二、摄影测量的分类
按照所研究对象的不同，可以分为地形摄影 测量和非地形摄影测量。按照摄影站位置的不同， 可以分为水下摄影测量、地面摄影测量、航空摄 影测量和航天摄影测量。按照处理像片技术手段 的不同，可以分为模拟法摄影测量、解析摄影测 量和数字摄影测量。
三、摄影测量的过程
航空摄影 控制测量 与调绘 像片测图
四、航测成图的特点
（1）范围大、精度高； （2）速度快、成本低； （3）信息丰富、客观真实； （4）野外工作量少，受地形和气候条件影响较 小； （5）易于采用新技术和实现自动化、智能化； （6）像片可多次利用，除绘制线划地形图外， 还可用以编制影像地图和各种像片图，以及建立 数字地面模型和地图数据库等。
二、航空像片
1.像片资料 框标 压平线 圆水准器 时表 像片编号
2.航空像片的几何特性 （1）中心投影与正射投影
（2）中心投影的基本特性 ① 空间点在像片上的透视构像仍是一个点。但 是，像片上的一个点，在物方空间与之对应 的就不一定是一个点，也可能是一条空间直 线。 ② 空间直线的透视构像一般是直线。通过投影 中心的空间直线，其透视构像则为一点。反 之，像片上一直线，在物方空间与之相对应 的就不一定是一条直线。 ③ 平面曲线的像一般仍是曲线。当曲线所在平 面通过投影中心时，则曲线的像为一直线。 ④ 立体曲线的像仍是曲线。
§9.6 摄影测量概述 一、遥感技术的概念
顾名思义，遥感（Remote Sensing）就是遥 远的感知。遥感技术是指通过某种传感器装置， 在不与被研究对象直接接触的情况下，获取其特 征信息（一般是电磁波的反射辐射和发射辐射）， 并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一 门科学和技术。
二、遥感技术的分类
③ 在野外工作时，可在实地找到像片上两 相应点的位置，通过实际测量两点间的水平 距离来求得像片比例尺。
在用②、③两种方法确定比例尺时，为 了提高精度，最好在同一地域、不同方位选 定两段距离，分别求出其比例尺，再取平均 数。不同方位的两段距离力求正交，且交点 越靠近像主点越好。
3.航摄像片的倾斜误差与投影误差 （1）倾斜误差 假设在同一摄影站对同一平坦地区拍摄了 水平像片和倾斜像片，若以水平像片为标准， 将倾斜像片与之相比，就会发现同名像点在两 张像片上的位置不同，这种像点位移称为倾斜 误差。
（3）航片的比例尺 航摄像片上某段长度与相应的实地水平长 度之比，称为航片比例尺，用1/m表示。 确定比例尺的方法有以下几种： ① 在航摄鉴定书中查出航摄仪的焦距f，并查出 所求地域的航高H，用公式f/H=1/m求得。 ② 在像片上和地形图上分别量出所求地域两相 应点间的距离，用公式1/m=l'/lM求得，式中l'为 像片上两点间的距离，l为地形图上相应两点间 的距离，M为地形图的比例尺分母。
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： （1）由两个不同摄影站摄取同一景物的一个立 体像对，两张像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。 （4）两像片中相应点的距离应适合人眼的凝视 能力，即一般应与眼睛的眼基距E相适应， 而不得大于眼基距（交会角在15°~30°时 为最好）。 （5）像片与两眼的距离，应大致与明视距离 （约为250mm）相等。