航空摄影机
第二章摄影与空中摄影
黑白负片感光材料的结构见P.13 Fig.2-10。
感光材料的片基为感光材料的基础，是感光乳剂 层的支持体。
乳剂层是感光材料获得景物影像的感光层。感光 乳剂的成分主要是卤化银和明胶。
卤 化
溴化银：感光性能最灵 氯化银：感光作用较慢
敏 ，适合于制造相纸的低
感光度乳剂
银 碘化银：感光作用最慢 ，常与另两种配合使用
孔径大都小于1，改用相对孔径的倒数来说明进入
物镜的光通量较为方便。相对孔径的倒数称为光圈
号数，以k =f /δ表示。构像的亮度与相对孔径成
正比，与光圈号数成反比。
摄影时欲在感光材料的单位面积上取得一 定值的曝光量H，因曝光量H等于照度E与曝光时
间t的乘积，即H = E t，故有：
H
E1 t1 t2
正透镜和负透镜的像散情况是相反的。因此， 像散也可以利用正透镜和负透镜并选择其曲率半 径 、折射率、厚度以及间距等加以适当组合的办 法来修正。
像散是最难消除的一种像差，只有当其他像 差都消除得相当好的时候，再精密地修正像散， 才有较好的效果。
像场弯曲：一个透镜组在消除了球面像差、彗形像差 以及像散以后，两个像面可以重合在一个新曲面上。在这 曲面上，成像情况最好，但由于是曲面，故在摄影上实用 意义不大。这一缺陷我们称为像场弯曲。像场弯曲随着像 散增加而增加，并与入射光线与主光轴的倾角有关；但像 场弯曲与物距无关。修正像散和像场弯曲的物镜称为正光 物镜。
D1
HD H D
D2
HD H D
（2-8） （2-9）
景深公式则为： D.F. 2HD 2 （2-10） H 2 D2
五、像场和像场角
视场：将物镜对光于无穷远，在焦面上会看 到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为ab 的明亮圆的范围称为视场
12级摄影测量学
摄影测量学摄影测量学：利用摄影获取的影像进行测量，即利用在不同位置、不同的方向对同一个物体或地区摄影的影像进行测量、测图，是测量学科的分支。
航摄仪：航空摄影机是一种专门设计的大像幅的摄影机。
摄影比例尺：航摄像片上一线段为l的影像与地面上相应线段的水平距离L的之比，即1/m=l/L。
特点：航摄像片上的影像比例尺处处均不相等。
摄影航高：当取摄区内的平均高程面作为摄影基准面时，摄影机的物镜中心至该面的距离称为摄影航高。
绝对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对于平均海平面的航高。
相对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对于某一基准面或某一点的高度。
摄影基线：航线方向相邻两摄站点间的空间距离，常用B表示。
正射投影：若投影光线相互平行且垂直于投影面，称为正射投影。
中心投影：若投影光线会聚于一点，称为中心投影。
像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数。
内方位元素：表示摄影中心与像片之间相关位置的参数。
包括三个参数，即摄影中心S到像片的垂距（主距）f及像主点在框标坐标系中的坐标x。
、y。
外方位元素：表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数。
包括三个直线元素Xs、Ys、Zs，三个角元素像片旋角k（偏航）、旁向倾角w（左右滚动）、航向倾角Ф（前倾后仰）。
像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞机姿态出现较大倾斜或地面有起伏时，会导致地面点在航摄像片上的构象相对于理想情况下的构象所产生的位置差异。
a地面水平时，像片倾斜引起的像点位移。
b地形起伏在水平像片上引起的像点位移。
双像立体测图：是指利用一个立体像对（即在两摄站点对同一地面景物摄取有一定影像重叠的两张像片）重建地面立体几何模型，并对该几何模型进行量测，直接给出符合规定比例尺的地形图或建立数字地面模型等。
三种方法：a模拟法立体测图b解析法立体测图c影像数字化立体测图立体像对：摄影测量中，用摄影机在两摄站点对同一景物摄得的有一定重叠度的两张像片。
0201-摄影测量基本知识
g i Pg
主垂线(SN)
k R K W
t
k
V N t
T
6、透视变换中的特别点、线、面 SO：主光轴 （Especial Points、Lines、Planes ） 特殊点（9）： 像主点（o） 地主点（O） 像底点（n） 地底点（N）
主横线(hoho)
等比线(hchc)
g
主灭点（K） 主迹点（V） 主合点（i） 像等角点（c）
L
l
5像片旋角：一张像片上相邻主点连线
与同方向框标连线间的夹角。要求旋片 角不得大于60
a2 a1
像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
6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
地等角点（C）
k
S
hc R t K W k
G ho c o hc ho
i
Pg
n V N t
C
O
T
6、透视变换中的特别点、线、面 （Especial Points、Lines、Planes ） 底点特性
S
p
t
V
a0
a
A
α
n N
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.
a
o
Z
ZT
x
G
YT
X
A
G
O
OT
XT
Y
G
[三]常用的坐标系统 1、常用的坐标系统(Coordinate System)
• • • • • •
徕卡CityMapper混合型城市航空摄影系统
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航空摄影摄影机原理
航空摄影摄影机原理航空摄影机是一种特殊的摄影设备，常用于航空摄影、空中勘测及监测等领域。
航空摄影机的原理主要包括光学原理、机械原理和电子原理。
光学原理是航空摄影机最基本的原理之一、在光学部分，航空摄影机通常包括镜头、感光元件和滤光器等组件。
镜头负责将光线聚焦到感光元件上，感光元件能够接收光线并转换成电信号。
不同的镜头可以达到不同的拍摄效果，如广角镜头可以扩大景深，长焦镜头可以放大被摄物体。
机械原理则是指航空摄影机的结构设计和运动原理。
航空摄影机通常包括机身、云台和负载传感器等组件。
机身是航空摄影机的主体，负责承载其他组件并提供相应的支撑；云台是通过陀螺仪或其他稳定装置来保持航空摄影机的稳定性；负载传感器则是指摄影机上所装载的传感器或其他设备，如红外摄像机、热成像器等。
电子原理涉及到航空摄影机的信号处理和数据传输。
航空摄影机会将感光元件接收到的光信号转换成电信号，经过放大和处理后再进行传输。
在数字航空摄影机中，感光元件的信号会被转换成数字信号，然后通过数据传输线路传输到存储介质或其他设备上。
航空摄影摄影机的工作过程主要分为曝光和记录两个阶段。
曝光阶段是指光线经过镜头聚焦到感光元件上，产生电信号的过程。
在曝光过程中，摄影机的快门会打开，使光线可以进入镜头。
记录阶段是指将感光元件接收到的信号转换成图像或视频并进行保存的过程。
在记录过程中，摄影机会进行信号放大、去噪等处理，并将处理后的信号转化为电视信号或数字信号，通过存储介质或数据传输线路进行保存或传输。
总之，航空摄影摄影机的原理主要包括光学原理、机械原理和电子原理。
光学原理主要涉及镜头、感光元件和滤光器等组件的工作原理；机械原理主要涉及航空摄影机的结构设计和运动原理；而电子原理主要涉及信号处理和数据传输的过程。
这些原理保证了航空摄影机能够准确地捕捉到空中的景物，并将其转化成高质量的图像或视频。
如何进行航空测量与航空摄影测量
如何进行航空测量与航空摄影测量导语：航空测量和航空摄影测量是现代测绘技术中重要的组成部分，广泛应用于土地资源调查、城市规划、交通运输、环境监测等领域。
本文将从技术原理、设备选型和数据处理等方面，探讨如何进行航空测量与航空摄影测量。
一、技术原理航空测量是利用航空器进行测量活动的一种测量手段。
其中，航摄测量是通过航空摄影机设备来获取影像，利用影像数据进行测量和分析的方法。
航空测量的技术原理主要包括飞机定位、相对定向和绝对定向。
飞机定位是通过全球定位系统（GPS）或惯性导航系统（INS）来获取飞机的位置和姿态信息。
相对定向是根据航空摄影机内外参数以及航拍过程中的方位角、倾角和焦距等参数，建立影像与实际地面的对应关系。
绝对定向是通过配准控制点的地面坐标与影像上测得的控制点坐标计算得出，以确定影像的位置和比例尺。
二、设备选型在航空测量和航空摄影测量中，设备选型是非常重要的一步。
主要包括飞机选择、相机镜头选择和大地控制点选择。
飞机的选择应根据任务需要、航摄平台稳定性、续航能力和载荷能力等因素进行考虑。
一般来说，大规模测量任务适合选择固定翼飞机，小尺度测量任务适合选择直升飞机或无人机。
相机镜头的选择主要考虑其焦距、光圈和镜头变形等因素。
常用的相机镜头有广角镜头、标准镜头和望远镜头，不同镜头适合不同的测量任务。
此外，要注意避免镜头畸变对测量结果的影响。
大地控制点的选择是为了实现航空摄影测量的绝对定向，确保影像的准确性和可靠性。
大地控制点应选择在地面上分布均匀、位置准确、标志明显的地点，并利用GPS仪器进行测量，以确保测量结果的精度。
三、数据处理航空测量和航空摄影测量所获得的数据需要进行处理和分析，以获取地理信息和制图结果。
数据处理包括影像的解译、控制点配准、数字相机的内定位和外定位等步骤。
首先，影像解译是指从航空摄影图像中提取有价值的信息。
这一步骤需要对影像进行特征提取、目标识别和分类等操作，以获得所需的目标信息。
低空数字测绘航空摄影解决方案
65m 62马力 25升 60升 铝管+蒙皮 铝管+蒙皮 三点固定式起落架 三轴操作系统
遥感平台
p 三轴稳定平台及POS系统 三轴稳定平台俯仰角、横滚角及方位角的最大调整角度为±20°。POS系
统俯仰角和横滚角的精度为0.03°，方位角精度0.1°，GPS位置精度优于1米。
LiDAR航摄相机，利用LiDAR激光点云，获取高精度地形数据。一次飞 行同时获取高精度航空影像、高精度三维地形数据。
LiDAR航摄相机
高精度地形数据
中低空机载LiDAR优势
p 二三维一体化采集： 机载LIDAR系统多传感器集成，三维激光点云数据与影像数据同时获取，二三维 一体化采集。
p 高精度地面三维坐标： 采用激光探测技术，直接获取地物三维坐标，采集数据精度高。
LiDAR数据
航
摄
POS文件
街
景
街景照片
技
术
位置文件
TDOM DOM
DSM
建筑物纹 理
建筑物结 构提取
精 细 自动贴 三 纹理 维 模 型
街景数据
建筑物侧面 纹理优化
街景技术
遥感平台
p 倾斜摄影相机 低空数字测绘航空摄影系统亦可搭载倾斜摄影相机，进行倾斜摄影，
获取建筑物侧面纹理。
倾斜影像
倾斜影像
大比例尺数字测图
低空数字测绘航空摄影数据可满足1：500，1：1000，1：2000等 各比例尺高精度测绘产品生产，提供DOM、DEM、DSM、DLG、 TDOM等标准化测绘产品。
p 外业工作量小： 很少或无需地面控制作业，大大减少外业工作量，特别适合困难地区，尤其是道 路交通不便地区作业。
测绘航空摄影考点解析
测绘航空摄影考点解析一、胶片航摄仪1.航摄仪的结构单镜头分幅摄影机是目前应用较多的航空摄影机，它装有低畸变透镜。
透镜中心与胶片面有固定而精确的距离，称为摄影机主距。
胶片幅面的大小通常是边长为230 mm的正方形：胶片暗盒能存放长达152M的胶片。
摄影机的快门每启动一次可拍摄一幅影像，故又称为框幅式摄影机。
单镜头框幅式胶片航空摄影机主要由镜筒、机身和暗盒三部分组成。
框幅式胶片航空摄影机分类：位于承片框四边中央的为齿状的机械框标；位于承片框四角的为光学框标。
新型的航空摄影机均兼有光学框标和机械框标。
框幅式航空摄影属于（中心）投影成像。
2．航摄仪的分类航空摄影机通常根据其主距或像场角的大小进行分类(1)根据摄影机主距F值的不同，航空航摄机可分为长焦距、中焦距和短焦距3种；(2)根据像场角的大小，航空摄影机可分为常角、宽角和特宽角3种。
表9-1-1航空摄影机的分类像场角（2?）/（。
）主距（f）/mm常角≤75长焦距≥255宽角75～100中焦距102～255特宽角≥100短焦距≤102航空摄影对于航摄机主距的选择，顾及到像片上投影差的大小以及摄影基高比对高程测定精度的影响，一般情况下，对于大比例尺单像测图(如正射影像制作)，应选用常角或窄角航摄机；对于立体测图，则应选用宽角或特宽角航摄机。
3、感光材料及其特性摄影过程中已曝光的感光片必须经过摄影处理(冲洗)，才能将已曝光的感光片转变成一张负像底片。
航摄胶片的冲洗主要包括显影、定影、水洗、干燥等过程。
4、航摄仪的辅助设备1）．为了尽可能消除空中蒙雾亮度的影响，提高航空景物的反差，需要加入航摄滤光片辅助设备2）．为了补偿像移的影响，在测图航摄仪中需增加影像位移补偿装置。
3）．为了测定景物的亮度，并根据安置的航摄胶片感光度，自动调整光圈或曝光时间。
需要加入航摄仪自动曝光系统4）．常用的两种胶片航摄仪我国现行使用的框幅式胶片航空摄影仪主要有RC型航摄仪和RMK型航摄仪两种RC-10和RC-20的光学系统基本上是相同的，后者具有像移补偿装置新一代的RC-30航空摄影系统组成：RC-30航摄仪、陀螺稳定平台和飞行管理系统组戌，功能：像移补偿装置、自动曝光控制设备，GPS辅助导航的航空摄影。
UltraCam系列航空摄影测量相机介绍
概述.................................................................................................................................................... 25 UltraCamL 特性 ................................................................................................................................ 26 UltraCamL 技术参数......................................................................................................................... 26 UltraCamL 影像产品展示................................................................................................................. 29
UltraCamXp WA (wide-angle) 广角大幅面数码航摄仪 .................................................................. 20
概述.................................................................................................................................................... 20 UltraCamXp WA ............................................................................................................................... 21 特性.................................................................................................................................................... 21 UltraCamXp WA 技术参数............................................................................................................... 21 UltraCamXp WA 影像产品展示....................................................................................................... 24
4.1航空摄影技术
2 航摄委托书(合同)的拟定
根据测图需要，拟定航摄任务，由航摄委托单位 和航摄执行单位共同商定有关具体事项，制定航 摄计划，签订航摄合同。 航摄合同的主要技术内容应包括： (1)航摄地区和摄区范围（选择基础地理数据，在旧地形图 上标出）、航摄分区； (2)航摄仪检定、测图比例尺和摄影比例尺或空间分辨率； (3)航线敷设方法、像片航向和旁向重叠度； (4)航摄仪类型、技术参数和航摄附属设备； (5)航摄季节和时间； (6)飞行质量和影像质量的检查、补摄与重摄。 (7)需提供的航摄成果的名称和数量； (8)其它特殊技术要求等。
1.4.3 垂直夸大(超高感)
生理视差：同一物体像点的左右距离之差
A F B f1、f2为视网膜中心 b1 O1 - a1 b2 f2 O2 + a2
+
f1
F点的生理视差为0，比F点远的A点，生理视差 <0，而比F点近的B点，生理视差>0。
1.4.3 垂直夸大(超高感)
像点的视差：指立体像对上同名像点的左右坐标 之差。在理想像对上，像点的上下视差（纵视差） 等于0。左右视差也即横视差一般不为0，常用P表 示。 Pa=xa1-xa2
航空摄影技术
1.3 航空摄影技术过程
用户单位 航摄单位
1
航摄委托书
2
签订技术合同
3
申请升空权
4
制定技术计划
航空主管部门
送审 6
5
航空摄影与处理
7
检查验收
航空摄影技术
1.4 航空摄影中的几个概念
1.4.1 重叠度 1.4.2 基高比 1.4.3 垂直夸大(超高感) 1.4.4 构架航线
航空摄影技术
≥1﹕50 000
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 )
测绘技术中的航空摄影与测量的精度控制方法详解
测绘技术中的航空摄影与测量的精度控制方法详解测绘技术是现代科学技术领域中一项重要的技术，它被广泛地运用于国土资源调查、城市规划和土地利用等众多领域。
其中，航空摄影与测量技术作为测绘的核心内容之一，其精度控制方法的研究对于测绘的准确性和可靠性具有至关重要的意义。
航空摄影与测量技术以航空器为平台，通过相机对地面进行影像的拍摄，然后通过空中三角测量以及相关的数据处理方法，进行地形地貌的测量与生成。
在这个过程中，精度控制是确保测绘结果准确性的关键。
在航空摄影中，摄影机的校准和安装是精度控制的第一步。
校准主要包括焦距、主轨、光心和畸变等参数的测量和调整。
焦距是摄影机的核心参数，直接影响测绘结果的立体定位精度。
主轨是指摄影机光心的轨迹，测量主轨可以保证每幅影像之间的相对位置关系准确。
光心是摄影机的光轴位置，通过精确测量和调整光心位置，可使影像与地面实际位置之间的平行关系得到保证。
畸变是指摄影机对景物形状的扭曲，通过畸变修正可以消除影像中的畸变，提高测绘质量。
校准结果的精度要求对于不同的测绘任务而言是不同的，需要根据具体测绘任务来确定校准的精度控制要求。
在摄影测量中，立体像对的投影对准是精度控制的关键。
立体像对的投影对准主要是指将两幅相邻影像中同一地物在重叠区域内按一定的投影线对应准。
传统的投影对准方法主要是基于地形地貌特征的匹配，通过寻找共视点、共线点和共面点等特征，然后进行平差计算，实现两幅影像之间的投影对准。
然而，这种方法对于复杂地形和大变形地区的影像匹配效果较差。
近年来，随着计算机视觉和影像处理技术的快速发展，基于特征点匹配的自动化影像对准方法已经应用于摄影测量中。
此类方法通过提取图像中的特征点，并利用这些特征点之间的几何关系进行准确的像对匹配，实现影像的自动投影对准。
在摄影测量中，立体像对的密接匹配也是精度控制的重要环节。
密接匹配是指将两幅相邻影像中相似特征进行像素级别的匹配。
传统的密接匹配方法主要是基于相关匹配算法，在影像的小区域内进行图像亮度值的相关计算，然后确定最大相关值的像素位置，实现两幅影像之间的像素级别匹配。
航空摄影摄影机原理
航空摄影摄影机原理
航空摄影摄影机的原理是利用光学镜头和图像传感器或胶片捕捉空中
视野。
一般来说，航空摄影摄像机有两种类型：航空摄影机和遥感摄像机。
航空摄影机主要用于拍摄地面景色，而遥感摄像机则是用来获取不同波段
的遥感数据，如红外和热成像等。
在航空摄影中，摄像机会被安装在飞机、直升机或无人机上，一般会
使用宽角镜头来拍摄宽广的场景。
图像传感器或胶片会收集光学信号，并
将其转换为数字或化学信号。
数字信号会被传输到记录仪或计算机中进行
处理和存储，而化学信号则会被用于在胶片上生成图像。
航空摄像机还可能使用遮光罩、滤镜、稳定器等附件来提高图像质量
和稳定性。
遮光罩可以防止过度曝光，滤镜可以强化特定颜色或滤掉不需
要的光线，稳定器可以减少图像抖动和模糊。
总之，航空摄影摄像机的原理是利用光学镜头和图像传感器或胶片捕
捉空中的视野，通过数码信号或化学信号的方式记录和处理图像。
对航空摄影仪检测中可能出现的误差分析
中国通用航空公司 张仕高对航空摄影仪检测中可能出现的误差分析 在航空航天摄影与测量工作中,为了取得最精确的测量数据,正确恢复摄影瞬间的投影光束,要求航空摄影仪能准确测定和计算相机的各项内方位元素和畸变值,并提供给测绘部门,因为这些参数直接影响到内外业测绘和制图的精度。
航空摄影相机是高精度的光学仪器。
由于运输和使用过程中所受到的震动和其它因素的影响,可能使原来确定的参数发生变化。
因此国家航空摄影规范要求,对航空摄影仪的内方位元素和畸变值,在正常情况下,必须每两年检测一次。
特殊情况,随时检测。
以便向相机使用部门提供准确的参数。
目前,我国航空摄影使用的相机主要有:瑞士生产的RC -10、20、30,以及德国生产的MRB 、LRK 等型号。
这些大相幅相机精度很高,主点座标畸变差都在0.01毫米以内。
因此,对相机的检测仪器(测角仪)精度要求更高。
在测试过程中,仪器的调试、相机安装调整的精度、工作程序的推导、工作环境的变化等因素的影响,都可能使同一台相机的重复检测中获得的数据有所变化(排除观测中的视角误差),尽管这种误差往往只有0.005毫米,但对高精度的航摄仪系统来说,这种误差在实际作业中常常会造成“失之毫厘,差之千里”的严重后果。
因此,分析检测中误差产生的原因,从而找出克服的方法,是航摄仪检测工作中十分重要的环节。
根据多年的实践经验总结分析,可能产生误差的原因除了测角仪度盘轴系、瞄准望远镜读数的客观因素之外,还可能产生一些由于主观原因造成的误差,主要有以下方面:1.测角仪瞄准望远镜主光轴,与T-4经纬仪轴系节点不垂直相交时,被测相机会产生一定的系统误差。
2.相机安装在平台上,量测网络板对准框标紧固以后,准直光管的视准轴不能垂直通过网格板中心时,畸变曲线的走向可能产生分离。
3.镜头后节点与测角仪平台转轴不重合时,测试结果可能产生偏心误差,焦距F e 产生变化。
4.网格板精度修正值在计算程序中修正与否,对计算结果产生影响。
第二章 航空摄影测量的基本知识
ห้องสมุดไป่ตู้
• ３.航向重叠与摄影基线 航向重叠与摄影基线
• 航向重叠p%：相邻两张像片沿航线方向 航向重叠p% p%： • 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
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） 倾斜， 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
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 2. 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
大小分： （二）按照像幅（正方形）大小分： 按照像幅（
1.摄影比例尺 摄影比例尺：由摄影机主距和摄影高度之比 摄影比例尺
摄影比例尺的变化要有一定的限制 范围，按照摄影测量规范要求，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 摄影航高： 摄影航高
基准面的高度 基准面不同------相对航高和绝对航高 相对航高和绝对航高 基准面不同
• 像片的重叠是立体观察和像片连接所必需的条。 像片的重叠是立体观察和像片连接所必需的条。 • 航向重叠 ：立体观测 航向重叠p%： • 旁向重叠 旁向重叠q%:防止因地形起伏漏摄（中心投影） 防止因地形起伏漏摄（ 防止因地形起伏漏摄 中心投影） • 在航向方向必须要使三张相邻像片有公共重叠影
航空摄影测量的测绘技术原理与操作指南
航空摄影测量的测绘技术原理与操作指南航空摄影测量是一种通过航空器进行摄影测量的技术，它利用航空摄影机或其他传感器搭载在飞机、无人机等航空器上，从空中对地表进行高精度的测量和制图。
航空摄影测量技术被广泛应用于地理信息系统、城市规划、土地管理、环境监测等领域，具有重要的实际价值和应用前景。
一、航空摄影测量技术的原理航空摄影测量技术基于测绘学的原理，主要包括相对定向、绝对定向和地面控制等方面。
1. 相对定向相对定向是指在航空摄影过程中，通过计算每张航空照片与前一张或后一张航空照片之间的相对摄影测量元素，如方位角、倾斜角和转角等，来确定照片间的相对位置关系。
相对定向的准确性对于后续的绝对定向和立体制图至关重要。
2. 绝对定向绝对定向是指通过航空照片上已知的地理控制点，如地物标志、地面控制点等，与地面的实际坐标进行对比，从而确定航空照片的绝对位置和方向。
绝对定向是航空摄影测量的基础，也是后续制图和测量的重要依据。
3. 地面控制地面控制是指在航空摄影测量过程中，通过地面测量设备（如全站仪、GPS等）对地物的实际坐标进行测量，并建立起与照片坐标之间的关系。
地面控制点的选择和测量精度对于航空摄影测量的精度和可靠性有着直接的影响。
二、航空摄影测量技术的操作指南航空摄影测量技术的操作包括前期准备、航空摄影、数据处理和结果分析等多个环节。
下面将从这些环节进行论述。
1. 前期准备前期准备是航空摄影测量的关键步骤，主要包括飞行计划、地面控制点选取和摄影参数计算等。
飞行计划需要确定航线、高度、速度等实际操作参数，并结合地面控制点的分布情况进行合理安排。
地面控制点的选取需要根据实际情况，选择具有代表性和稳定性的地物，并进行精确的测量。
摄影参数的计算需要根据地面分辨率要求、航空相机的技术参数等进行综合考虑。
2. 航空摄影航空摄影是航空摄影测量的核心步骤，主要包括设备搭载、飞行和摄影等操作。
设备搭载需要将航空相机或其他传感器装载在航空器上，并确保其工作状态正常。
遥感技术
B
航片是中心投影，即摄影光线交于同一点 地图是正射投影，即摄影光线平行且垂直投影面。
中心投影和垂直投影的区别
正射投影： 正射投影：比例尺 和投影距离无关
中心投影：焦距固定， 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
中心投影和垂直投影的区别
正射投影：总是水平的， 正射投影：总是水平的， 不存在倾斜问题
N
R
A 地面点
h h A0 A’
中心投影和垂直投影的区别
对中心投影引起投影差 航片各部分的比例尺不同
地形起伏对正射投影 无影响
a a b c
b
c
C C A’ B A C’ A A’ B C’
像点位移：根据中心投影的原理， 像点位移：根据中心投影的原理，无论是带有起伏的 地形，还是高出地面的任何物体， 地形，还是高出地面的任何物体，反映到航空像上的 像点与其平面位置相比，一般都会产生位置的移动， 像点与其平面位置相比，一般都会产生位置的移动， 这种像点位置的移动，叫做像点位移。 这种像点位置的移动，叫做像点位移。主要由像片倾 地面点相对于基准面的高差和物理因素等产生的。 斜、地面点相对于基准面的高差和物理因素等产生的。 左图， 为倾斜像片 为倾斜像片， 水平像片 水平像片； 、 左图，P为倾斜像片，P0水平像片；a、a0 为同一面点在P和 上的任意点位 为等 上的任意点位； 为同一面点在 和P0上的任意点位；c为等 角点； 角点； 将倾斜像片绕等比线hch’c旋转到与水平 旋转到与水平 将倾斜像片绕等比线 像片重合形成叠合图形。 和 共线， 像片重合形成叠合图形。Ca和Ca0共线， 共线 但长度不等。 但长度不等。
4．镶嵌图和镶嵌复照图 ． 5．像片略图和像片平面图 ．
航空摄影知识点总结
航空摄影知识点总结本文将从航空摄影的基本知识、拍摄技巧、用具要点和后期制作等四个方面对航空摄影进行总结，并且详细介绍每个方面的相关内容。
一、航空摄影的基本知识1、航空摄影的定义航空摄影是指摄影师运用航空器（包括飞机、直升机、无人机等）进行摄影创作。
其目的是通过航空器在空中俯瞰地面上的景物，拍摄出空中俯瞰的景观、大范围的景观、及飞机在空中、起降过程中的影像。
2、航空摄影的特点航空摄影有其独特的特点，首先，航空摄影需要摄影师具备较强的拍摄技巧和专业知识，因为在高空中进行拍摄需要应对特殊的环境和条件。
其次，航空摄影需要相应的航空摄影设备，如航空相机、航空云台、航空无人机等，这些设备不仅在质量和性能上有要求，而且在制作和维护上也需要成本较高。
最后，航空摄影还需要摄影师具备较强的计划和执行能力，因为在飞行器上进行摄影需要考虑飞行器的安全和摄影的效果。
3、航空摄影的发展历史航空摄影从诞生至今已经有近百年的历史了。
最早的航空摄影可以追溯到20世纪20年代的飞机上，随着飞机的发展和改进，航空摄影逐渐得到了推广和应用，成为了一种专业化的摄影技术。
而今天，随着科技的发展，航空摄影也涌现出了各种新的技术和方法，如无人机摄影、航空相机等。
航空摄影在军事、航空、地理、旅游等多个领域都有了广泛的应用。
二、航空摄影的拍摄技巧1、拍摄前的准备工作拍摄前的准备工作是航空摄影中非常重要的一环。
首先，需要进行航空器的选择和计划。
不同的航空器具有不同的优势和特点，需要根据拍摄需求来选择适合的航空器。
其次，需要考虑摄影的地点和时间，航空摄影需要把握好飞行器的航线和时机，选择合适的拍摄地点和气象条件。
最后，还需要对摄影设备进行检查和准备，确保摄影设备的完好和充足。
2、摄影器材的选择选择合适的摄影器材对于航空摄影非常重要。
首先，需要选择高性能的航空相机，航空相机需要具备高清晰度、高对比度、高动态范围、高感光度等特点，这样才能在高空中拍摄出清晰的画面。
摄影测量学第02讲-摄影与空中摄影
All Eight Fiducials
24
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2.2.2 航空摄影机的几个常见概念
（4）内方位元素
投影中心（物镜后节点）对影像的相对位置 叫做相机的内方位；
确定内方位的独立参数叫做内方位元素，即 （f，x0，y0）。
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2.2.2 航空摄影机的几个常见概念
2.2.3 摄影测量对航空摄影的要求
进行地形测量的航片，必须能够覆盖整个测 区；且相邻航片之间必须有一定的重叠。
航向
航向重叠
旁 向 重 叠
单片 摄影
Strip 1 Strip 2
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Strip 3 山东科技大学测绘科学与工程学院
2.2.3 摄影测量对航空摄影的要求 航片的重叠度
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2.2.3 摄影测量对航空摄影的要求 航摄仪
3、结实耐用，要有良好的减震作用，防止影像 的模糊。 4、不允许有像点移位，因此必须有像移补偿装 置。并且，航摄仪的快门必须有较宽的曝光时 间变更范围（1/100~1/1000秒）。 5、内方位元素必须精确确定。
35
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《摄影测量学》
第二章 摄影与航空摄影
1
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2.1 摄影基础知识
2.1.1 摄影机的组成
镜头
传感器
A/D 微处理器
光 线
存 储 器
数码相机的组成
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2.1 摄影基础知识
2.1.1 摄影机的组成
3
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2.1 摄影基础知识
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成像系统的操作界面 - OI40
操作界面 高反差, LCD 彩色触摸屏 1024 x 768 象素 人体力学设计 防震 可移动 适于 RC30 平台
ADS40推扫原理 与 框幅式成像方式的对比
成像方式
机载数字传感器 ADS40
连续推扫式成像
航空相机 RC30
不连续框幅式成像
四个机械框标的连线的交点为原点，航线方向的 框标连线为X轴，垂直于航线方向的框标连线为 Y轴建立的坐标系为框标坐标系。 框标的作用：建立框标坐标系，确定扫描坐标系 和以像主点为原点的像平面坐标系的关系，改正 像片变形。
航摄仪的检定
航摄仪的分类
（一）按精度
1、量测型：专用相机，物镜光学特性良好，畸变 差小，分辨力高，透光率强，摄影机机械结构稳 定，几何精度精密。
H
比
为一变数 最大不得超过0.05mm
A
最大许可曝光时间： t< 最大H最小/(wf) 最大摄影比例尺：(1/m)最大= 最大/(wt)=V/W
FMC作用：
V是最大像移补偿速度。 消除像点移位的方法：
根据f、t和H/w来计算像移值，在曝光时将该 值传给暗匣中的数字司服马达，然后由曝
能有效消除像点位移，从而 提高影像的清晰度和量测精 度。
4.OI40 成操像作系界统面的
1.SH40传感头 集成IMU
13
5
2
3.MM40存贮器
6.底座 PAV30
IMU 集成在 SH40传感头 - DO64数字成像系统
GPS 集成在 CU40控制单元 POS 位置及姿态计算机集成在CU40 FCMS 飞行控制管理系统（软件） 6.PAV30陀螺稳定平台，不包括在标准配置中 5. PI40飞行员操作界面
(三)重叠度调整器
l
f S1 B S1
摄影基线：两相邻摄站的连线。
航向重叠度：同一条航线相邻像片之间的重叠度
旁向重叠度：相邻航线两像片之间的重叠度
H
航向重叠度：q＝P/L
P
lx / L=f/H=1/m
L
B＝L－P＝lx m（1－q）
B=Wt
t(1q)lxmH(1q)lx
W
W•f
摄影时间间隔 t (W飞机相对于地面的速度，地速) 1、H/w越大即飞得越慢，摄影时间间隔 t 越长。
后视
前视 直视
重叠航空相片
同一 GSD 下得到不同的覆盖宽度
线阵数字相机
GSD: ~ 20cm 宽度: ~ 2.4 km 航线数: 1 作业效率：高
ADS40宽度 2x12k 交错的
CCD 线阵
面阵数字相机
GSD: ~ 20cm 宽度: ~ 0.9 km 航线数: 3 作业效率：低
4K面阵 相机的
前盖玻璃
SH40探头
特性
集成IMU
3个全色线阵CCD，每个为 2 x 12000 象元, 交错3.25 m
4个多光谱线阵CCD，每个 12,000 象元
立体角: 前视与下视夹角 28.4°, 后视与下视夹角14.2°, 前视与后视夹角42.6°
交错的线阵 CCD
交错的 CCD 线阵
飞行数据 工程数据
FCMS 记录数据 错误信息
硬盘 CU40
POS（position and orientation system）—集 成在控制单元CU40
定位定姿系统是IMU/DGPS组合的高精度位置与姿 态测量系统,利用装在飞机上的GPS接收机和设在 地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而 连续地观测GPS卫星信号，精密定位主要采用差 分GPS定位（DGPS）技术，而姿态测量主要是利 用惯性测量装置（IMU）来感测飞机或其他载体的 加速度，经过积分运算，获取载体的速度和姿态 等信息。
POS主要由惯性测量单元IMU（集成在 SH40传感 头）、GPS模块（集成在 CU40控制单元）和数据 后处理软件（POS 位置及姿态计算机集成在CU40） 组成。
FCMS （OI40）—集成在控制单元CU40
飞行及传感器控制管理系统 飞行引导 传感器控制
飞行管理系统，提供航空摄影从飞行设计、飞行导航、飞行 中相机控制和管理、GPS原始数据记录、飞行后数据处理全程 的控制与质量保证。 LCD会实时显示并监视飞机起飞、转弯 以及沿航线飞行的全程状态。
光触发脉冲推动压平板和胶片在曝光时间
内沿摄影航线方向移动该像移值。
数字航摄仪采用TDI(Time Delay and Integration )技术。
TDI CCD时间延迟积分CCD器件通常适用于对 一些高速移动的物体来成像。
(五)自动测光系统
通过安装在摄影物镜旁的光敏探测元件测定景物 的亮度，并根据安置的航摄胶片感光度，由微处理 机计算出曝光时间。
航摄仪（航空摄影机）
一、航摄仪概述
二、模拟航摄仪（胶片航摄仪）
三、
线阵数字航摄仪
数字航摄仪 竖直航空摄影 面阵数字航摄仪
倾斜航空摄影：面阵
航摄仪及其基本性能
航摄仪：安装在航空平台上能对地面自动进行连续摄影的相 机。
摄影测量对航摄仪的要求： 镜头分解力高、畸变小、透光力强、焦面照度分布均匀。 几何精度好、具有精确的内方位元素 快门具有较宽的曝光时间变更范围 有精密的胶片压平装置(仅对模拟相机) 有精密框标标志(仅对模拟相机) 安放航摄仪的座架应具有良好的减震作用，以防止在航
空摄影过程中内方位元素发生漂移。 有一套自动控制装置（曝光、航线、姿态等自动控制装
置）,操纵简便 在航空摄影之前，航摄仪要进行严格检校，具有精确的
相机参数。
框标及框标坐标系
航摄仪镜箱上物镜筒和暗盒的衔接处有一贴附框， 框的四边严格地处于同一平面内，每边的中点或 四个角隅各设有一个标志，即为框标。四角为四 个光学框标，四边中央为四个机械框标。
它还配有自动置平陀螺座架，可以保证摄影瞬间像平面保 持水平。
另外它还带有先进的EDI数据接口，可以与ASCOT、 CCNS4、TRACKAIR等先进的飞行管理控制系统连接， 实现全自动作业过程。
它的EDI数据接口可以输出曝光瞬间的脉冲信号，与机载 传感器定位定姿系统和机载高精度GPS接收机相连，可以 执行基于IMU/GPS的航空摄影项目。
(内方位元素已知；像平面金属框架有框标记号 （针对模拟航摄仪）)
2、非量测型：普通相机，没有框标标志（针对模 拟航摄仪），物镜畸变差大，内方位元素未知
（二）按成像和记录介质
1、模拟航摄仪：以胶片成像与记录 2、数字航摄仪：以CCD成像并用电子介质存贮
y
内方位元素
a
确定投影中心(镜头后 节点)和像平面位置关系 的元素。
RC30航空摄影仪是瑞士徕卡公司90年代生产的高精度光 学测量型航空相机。
它所配备的UAG-S型光学镜头分解力很高（平均为115， 中心为147），径向畸变差小（小于0.005 mm）,色差消 除理想(防晕效果好)，可以获得理想的影像质量。
它带有像移补偿装置，能有效消除由于成像瞬间摄影仪和 被摄物体间高速运动造成的像点位移，从而提高影像的清 晰度和量测精度。
存贮器
地面处理
多光谱通道同时
存贮系统 数字工作站 打印机
DEM 正射影像 制图 修测
GIS 可视化 影像分析 分类
黑白
彩色
多光谱
ADS40获取的航空影像
ADS 图像 - 柏林-Alexanderplatz ~ 1: 70000
飞行高度: 9,840 英尺 3,000 米
地面采样 距离:
GSD 25 cm
地面采样 距离:
GSD 25 cm
日期: 1999.4.23
ADS图像 - 柏林-Alexanderplatz ~ 1: 8000
飞行高度: 9,840 英尺 3,000 米
地面采样 距离:
GSD 25 cm
日期: 1999.4.23
ADS图像 - 柏林-Alexanderplatz ~ 1: 4000
y
o′ x
x
由航摄仪主距 f k
和像主点坐标 x0、y0 组成
SO：主光轴
S
fHale Waihona Puke yo x 0 yo0
x
模拟航空摄影机
(一)基本结构
①外壳
②镜筒
5
6
③物镜
④滤光片
⑤暗匣
⑥压片机构
8
⑦卷片轴
2
⑧操纵器（控制器）
⑨座架
⑩减震器
1
11吸气管
11
7 9
10 3 4
12 检影望远镜
检影望远镜，它 与镜箱相连，操 纵它可整平航摄 仪，改正航偏角。 检影望远镜中还 设有重叠度调整 器，以控制像片 的重叠度。
(二)摄影测量中常用的模拟航摄仪
3、MRB/LMK（德国蔡司厂） MRB（奥普托） 22.6cmx22.6cm 、三种焦距、 像移补偿装置 FMC （30mm/s）、自动测光、GPS导航 LMK：22.8cmx22.8cm、三种焦距、像移补偿 装置FMC（32mm/s）、自动测光、检影器 LMK1000： 22.8cmx22.8cm、四种焦距、像 移补偿装置FMC（64mm/s）、自动测光、 GPS导航、检影器 LMK2000： 在LMK1000的基础上增加了陀螺 稳定装置
宽度
扫描宽度
影像重叠
机载数字传感器 ADS40
所有目标记录三次
航空相机 RC30
不是所有目标记录三次
对于60%重叠度的飞行只有60%的 目标在三张照片上
直接完全的数字化处理流程
基于RC30相片的工作流程
黑白
相片暗室处
相片
理
彩色
立体观 测
黑白