23+29攝影測(cè)量遙感航攝+馬茂生.ppt

攝影測(cè)量與遙感 第一章 攝影測(cè)量與遙感概述第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)第三章 遙感基礎(chǔ)第四章 攝影測(cè)量與遙感處理系統(tǒng)第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn) 第一章 攝影測(cè)量與遙感概述1 1 攝影測(cè)量概述1 1 1 攝影測(cè)量的任務(wù) 基本含義 是基于像片的量測(cè)和解譯 利用攝影影像 研究確定被攝物的形狀 大小 位置 性質(zhì)和相互關(guān)系的一門(mén)科學(xué)技術(shù) 處理任務(wù) 嚴(yán)格建立攝影瞬間像點(diǎn)與對(duì)應(yīng)物間的集合關(guān)系后 自影像模型上采集物體幾何信息和解譯物體性質(zhì) 第一章 攝影測(cè)量與遙感概述1 1 攝影測(cè)量概述1 1 1 攝影測(cè)量的分類 根據(jù)研究對(duì)象 1 非地形攝影測(cè)量 一般指近景攝影測(cè)量 2 地形攝影測(cè)量根據(jù)攝站位置 1 航天 衛(wèi)星 攝影測(cè)量 俗稱 遙感 2 航空 飛機(jī) 氣艇 攝影測(cè)量最主要的地形攝影測(cè)量方式 成圖比例 1 5百 1千 2千 5千 1萬(wàn) 5萬(wàn)等 3 地面攝影測(cè)量 第一章 攝影測(cè)量與遙感概述1 1 攝影測(cè)量概述1 1 1 攝影測(cè)量的發(fā)展 170年歷史 三個(gè)發(fā)展階段 第一章 攝影測(cè)量與遙感概述1 2 遙感及其發(fā)展 泛指 通過(guò)非接觸傳感器遙測(cè)物體的幾何與物理特性的技術(shù) 攝影測(cè)量是遙感的前身 屬于遙感范疇 解決 定性 定位 定量 包括 獲取圖像 信息處理提取 分類方法 電磁波段 運(yùn)載工具 傳感器工作方式 第一章 攝影測(cè)量與遙感概述1 3 攝影測(cè)量與遙感的結(jié)合 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的理論推動(dòng)了遙感的發(fā)展 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的成果經(jīng)常是遙感數(shù)據(jù)處理分析的基礎(chǔ)或條件 一個(gè)現(xiàn)代化的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)與一個(gè)現(xiàn)代化的遙感圖像處理系統(tǒng)已經(jīng)看不出什么本質(zhì)區(qū)別 值得關(guān)注的記載雷達(dá) LIDAR 和車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng) 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 1 單張航攝像片解析2 1 1航攝像片與地圖的區(qū)別 像片 中心投影 地圖 正射投影 地面與像片都是嚴(yán)格水平時(shí) 投影結(jié)構(gòu)等效 像片傾角或地面高差 造成地物像點(diǎn)與理想的中心投影位置存在位移 統(tǒng)稱為 像點(diǎn)位移 后者也專稱為 投影差 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 1 單張航攝像片解析2 1 2像片傾斜引起的像點(diǎn)位移 像片不可能嚴(yán)格水平 造成像點(diǎn)位移 致使影像變形和各處比例不等 像點(diǎn)位移造成航片各處比例尺不等 因此航片不能直接嚴(yán)格的繪制地圖 可以通過(guò)后期的相反傾斜進(jìn)行糾正 形成新相片 在航測(cè)中 像片傾斜造成的像點(diǎn)位移需要通過(guò)光學(xué)或數(shù)學(xué)計(jì)算的方法消除 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 1 單張航攝像片解析2 1 3地面起伏引起的投影差 由于地面起伏引起的像點(diǎn)位移稱為像片上的投影差靠近像片邊緣 投影差增大 像主點(diǎn)正下方為0 高度大 投影差大 攝影機(jī)主距 焦距 大 投影差小 魚(yú)眼鏡頭 屬于超短距鏡頭 產(chǎn)生魚(yú)眼效果 城區(qū)高大建筑物多 宜采用長(zhǎng)焦鏡頭 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 1 單張航攝像片解析2 1 4航攝像片的內(nèi)外方位元素 內(nèi)方位元素 三個(gè)內(nèi)方位元素 描述像片跟鏡頭中心的關(guān)心 焦距 f 常見(jiàn)156mm 像主點(diǎn)在像片框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo) x0 y0 值極小 一般不超過(guò)10微米 實(shí)質(zhì)上 就是鏡頭中心在底片坐標(biāo)系中的x y z坐標(biāo) 角度方面 旋角 傾角 俯仰角 遵循嚴(yán)格的工藝標(biāo)準(zhǔn) 近乎0忽略不記 內(nèi)方位元素值是正確與否 直接影響測(cè)圖精度 所以航攝相機(jī)需要定期鑒定 鑒定資料中還包括 鏡頭的畸變差 框標(biāo)坐標(biāo)等 這些值都是在模型重建恢復(fù)過(guò)程中首先輸入的內(nèi)容 以恢復(fù)相片面與鏡頭中心點(diǎn)的關(guān)系 這些值也是必須與航攝資料一并提交用戶的 統(tǒng)稱相機(jī)鑒定資料 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 1 單張航攝像片解析2 1 4航攝像片的內(nèi)外方位元素 外方位元素 在恢復(fù)了內(nèi)方位元素的基礎(chǔ)上 確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù) 稱外方位元素 共6個(gè) 三個(gè)線元素 攝影中心在地面坐標(biāo)系中的空間坐標(biāo) x y z 三個(gè)角元素 相機(jī)的俯仰角 側(cè)傾角 航偏角 外方位元素的確定可以使用地面控制點(diǎn)計(jì)算獲得 也可以使用機(jī)載GPS 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲得 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 1 單張航攝像片解析2 1 5中心投影的共線方程 共線方程 指中心投影的構(gòu)象方程 三點(diǎn)共線而已 攝影中心S 像方成像點(diǎn)a 對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)A 主要應(yīng)用 攝影測(cè)量的基礎(chǔ) 單像空間后方交會(huì)和多像空間前方交會(huì)由單套的XYZ xy由多套的xy XYZ鏡頭后方是像片 一條光線由前到后投影到像平面上一個(gè)點(diǎn) 稱為后方交會(huì) 解析空中三角測(cè)量光束法平差的基本數(shù)學(xué)模型構(gòu)成數(shù)字投影的基礎(chǔ) 利用DEM進(jìn)行單片微分糾正 制作DOM 由單套的xy和Z XY 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 2 像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè)2 2 1像片面坐標(biāo)系的定義 描述像點(diǎn)在像平面上的位置 一般根據(jù)框標(biāo)確定 稱為像片框標(biāo)坐標(biāo)系 x x0Y y0 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 2 像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè)2 2 2像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè) 傳統(tǒng)的 單相片坐標(biāo)量測(cè)儀立體坐標(biāo)量測(cè)儀都要先量測(cè)框標(biāo) 以確定像片與量測(cè)設(shè)備安置的幾何關(guān)系 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 2 像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè)2 2 3像點(diǎn)坐標(biāo)的系統(tǒng)誤差改正 來(lái)源 攝影材料的變形 攝影物鏡畸變 大氣折光 地球曲率等 對(duì)每張像片的影響有相同的規(guī)律 稱為系統(tǒng)性誤差 攝影材料和攝影物鏡畸變的一般需要改正 通過(guò)內(nèi)定向的過(guò)程進(jìn)行 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 3 立體測(cè)圖的原理和方法2 3 1立體觀測(cè)原理 4條件 不同位置拍攝的同一景物的立體像對(duì)每眼觀測(cè)一個(gè)片子同名像點(diǎn)連線基本與眼基線平行兩相片比例尺相近 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 3 立體測(cè)圖的原理和方法2 3 2像對(duì)的立體觀測(cè)方法 3方法 立體鏡觀測(cè)疊映影像的立體觀測(cè)方法雙目鏡觀測(cè)光路的立體觀測(cè)法還有 像對(duì)的直接觀測(cè)發(fā) 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 3 立體測(cè)圖的原理和方法2 3 3像對(duì)的立體測(cè)圖方法 攝影過(guò)程的幾何反轉(zhuǎn)是雙像立體測(cè)圖的基本原理和前提模擬 解析 數(shù)字化三個(gè)技術(shù)發(fā)展階段 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 3 立體測(cè)圖的原理和方法2 3 4地物與地貌的測(cè)繪 通過(guò)對(duì)立體像對(duì)進(jìn)行定向和建模 可重建地面按比例尺縮小的立體模型 在模型上進(jìn)行量測(cè) 可直接測(cè)繪出符合規(guī)定比例尺的地形圖 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 4 攝影測(cè)量解析計(jì)算基礎(chǔ) 利用解析計(jì)算計(jì)算的方法處理影像信息 從而獲得地面的基礎(chǔ)空間信息 重點(diǎn)解決影像信息中的集合信息 XYZ 兩個(gè)名詞 空間后方交會(huì) 空間前方交會(huì) 1 地面的XYZ2 相機(jī)的XYZ和三個(gè)姿態(tài)角度3 像片的xy這三套數(shù)據(jù)間的相互解析計(jì)算 已知其中的兩套 推算出未知的一套 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 4 攝影測(cè)量解析計(jì)算基礎(chǔ)2 4 1單張像片的空間后方交會(huì) 已知內(nèi)容 像片的內(nèi)方位元素 焦距 x0 y0三個(gè)以上地面點(diǎn)的x1y1z1 x2y2z2 x3y3z3原理 共線方程 目的 解析計(jì)算出 XsYsZs和三個(gè)姿態(tài)角 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 4 攝影測(cè)量解析計(jì)算基礎(chǔ)2 4 2立體像對(duì)的空間前方交會(huì) 1 單張像片的像點(diǎn)xy 6個(gè)外方位元素 地面點(diǎn)的空間方向 2 左片像點(diǎn)xy 6個(gè)左外方位元素 地面點(diǎn)的空間方向左 右片像點(diǎn)xy 6個(gè)右外方位元素 地面點(diǎn)的空間方向右 3 立體像對(duì)的同名光線來(lái)源于地面的同一個(gè)地物反射點(diǎn) 反之 兩條逆向的同名光線必然相較于對(duì)應(yīng)的地物反射點(diǎn)上 所以 根據(jù)共線方程可計(jì)算出地面點(diǎn)的XYZ 其實(shí)質(zhì) 等同于工程測(cè)量的三角測(cè)量 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 4 攝影測(cè)量解析計(jì)算基礎(chǔ)2 4 3相對(duì)定向與絕對(duì)定向 恢復(fù)左右兩像片的外方位元素 稱為立體模型重建 通常的過(guò)程 1 內(nèi)定向 像片跟鏡頭的相對(duì)關(guān)系2 相對(duì)定向 形成立體效果時(shí)左右兩像片必須滿足的相對(duì)關(guān)系 相對(duì)位置和相對(duì)姿態(tài) 3 絕對(duì)定向 相對(duì)定向所恢復(fù)的模型經(jīng)平移 旋轉(zhuǎn) 縮放 將其納入到真實(shí)的地面坐標(biāo)系中 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 4 攝影測(cè)量解析計(jì)算基礎(chǔ)2 4 3相對(duì)定向與絕對(duì)定向 相對(duì)定向 確定兩張影像相對(duì)位置關(guān)系的過(guò)程 無(wú)需外野控制實(shí)現(xiàn)效果 兩張像片上的所有同名點(diǎn)的投影光線對(duì)對(duì)相交 所有的相交點(diǎn)構(gòu)成了地面的立體模型 5個(gè)參數(shù)元素 y方向相對(duì)位移 z方向相對(duì)位移 三個(gè)相對(duì)的姿態(tài)角 或者相對(duì)于攝影基線方向的5個(gè)角度 共面條件 左右相對(duì)同名光線跟攝影基線共面 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 4 攝影測(cè)量解析計(jì)算基礎(chǔ)2 4 3相對(duì)定向與絕對(duì)定向 相對(duì)定向完成的模型 比例尺 坐標(biāo)原點(diǎn) 模型坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系都不一致 絕對(duì)定向的過(guò)程就是恢復(fù)上述一致性的過(guò)程 實(shí)現(xiàn)一個(gè)三維空間上的相似變換 至少需要2個(gè)平高控制點(diǎn)和一個(gè)高程控制點(diǎn) 且三個(gè)控制點(diǎn)不能在一條直線上 實(shí)際上一般采用四個(gè)平高控制點(diǎn) 共求出七個(gè)參數(shù) 用來(lái)進(jìn)行三維空間相似變換 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 1影像數(shù)字化和影像重采樣 影像資料形式 模擬 解析攝影測(cè)量使用膠片 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量使用數(shù)字影像 數(shù)字影像的來(lái)源 膠片掃描 數(shù)碼相片 在制作或使用數(shù)字影像的過(guò)程中 包括 影像數(shù)字化 影像重采樣兩種 掃描或數(shù)碼航攝 是數(shù)字化過(guò)程 形成規(guī)則點(diǎn)陣 掃描一般10 25微米 數(shù)碼相機(jī)一般5 12微米 若需要知道位于非點(diǎn)陣上的影像灰度值是 就需要內(nèi)插計(jì)算 稱為重采樣 影像旋轉(zhuǎn) 核線影像的生成 數(shù)字糾正等 常用計(jì)算方法 臨近像元 雙線性內(nèi)插等 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 2影像的內(nèi)定向 與模擬 解析攝影測(cè)量沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 3基于灰度的影像匹配 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工程中 自動(dòng)確定左右相片中同名像點(diǎn)的過(guò)程 稱為影像匹配 相關(guān)系數(shù)法影像匹配 最小二乘法影像匹配 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 4基于核線的一維影像匹配 核線 飛行方向上 鏡頭中心的連線 一維 一條線上 實(shí)際操作 對(duì)于飛行質(zhì)量較好的影像 可不進(jìn)行核線影像的生成 第二章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ)2 5 5基于特征的影像匹配 適用于信息缺乏區(qū)域或相鄰影像存在較大比例尺差異或扭曲 灰度匹配效果較差 第三章 遙感基礎(chǔ)3 1 遙感基礎(chǔ)知識(shí)3 1 1電磁波普與電磁輻射傳輸 1 電磁波 紫外 可見(jiàn)光 紅外 微波 波長(zhǎng)逐漸增大 都在大氣窗口范圍內(nèi) 2 大氣窗口 能夠較高的透過(guò)大氣的波段的總稱 觀測(cè)地面 選擇大氣窗口 監(jiān)測(cè)大氣層 避免大氣窗口 第三章 遙感基礎(chǔ)3 1 遙感基礎(chǔ)知識(shí)3 1 3地物波普特性 地物波普特性指地面物體具有的輻射 吸收 反射和透射一定波長(zhǎng)范圍電磁波的特性 遙感技術(shù)以不同物體對(duì)電磁波的反射 吸收 發(fā)射不同為基礎(chǔ) 第三章 遙感基礎(chǔ)3 2 遙感圖像特征 幾何特征 空間分辨率光譜特征 光譜分辨率時(shí)間特征 時(shí)間分辨率 第三章 遙感基礎(chǔ)3 2 遙感圖像特征3 2 1空間分辨率 空間分辨率 遙感圖像上能夠區(qū)分的最小單元的尺寸或大小 通常用地面分辨率和影像分辨率來(lái)表示 選擇 可接受的最小空間分辨率為研究目標(biāo)的1 2 星下方最高 兩側(cè)逐漸變低 第三章 遙感基礎(chǔ)3 2 遙感圖像特征3 2 2光譜分辨率 光譜分辨率 傳感器所記錄的電磁波普中 某一特定波長(zhǎng)的范圍值 波長(zhǎng)范圍值越寬 光譜分辨率越低 應(yīng)恰當(dāng)?shù)倪x擇 并越高越好 第三章 遙感基礎(chǔ)3 2 遙感圖像特征3 2 3時(shí)間分辨率 時(shí)間分辨率 對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行重復(fù)探測(cè)時(shí) 相鄰兩次探測(cè)的時(shí)間間隔 第三章 遙感基礎(chǔ)3 3 常用衛(wèi)星遙感簡(jiǎn)介 遙感影像在測(cè)繪中主要測(cè)繪地形圖 制作正射影像和各種專題圖 第三章 遙感基礎(chǔ)3 3 常用衛(wèi)星遙感簡(jiǎn)介3 3 1衛(wèi)星分辨率與成圖比例尺的關(guān)系 時(shí)間分辨率 對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行重復(fù)探測(cè)時(shí) 相鄰兩次探測(cè)的時(shí)間間隔 第三章 遙感基礎(chǔ)3 3 常用衛(wèi)星遙感簡(jiǎn)介3 3 1常用衛(wèi)星及傳感器簡(jiǎn)介 1 Landsat衛(wèi)星搭載TM ETM 傳感器美國(guó) 30米 7波段 16天2 SPOT法國(guó) 2 5米 第三章 遙感基礎(chǔ)3 3 常用衛(wèi)星遙感簡(jiǎn)介3 3 1常用衛(wèi)星及傳感器簡(jiǎn)介 3 新型高分辨率遙感衛(wèi)星IKONOS QuickBird SPOT 54 國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星CBERS 02B 資源2號(hào)衛(wèi)星 遙感2號(hào)衛(wèi)星等 分辨率都不高 第三章 遙感基礎(chǔ)3 4 遙感圖像的解譯3 4 1 解譯的任務(wù) 三方面 目標(biāo)物的大小 形狀及空間分布特點(diǎn) 目標(biāo)地物的屬性特點(diǎn) 目標(biāo)地物的變化動(dòng)態(tài)特點(diǎn) 是個(gè)逆過(guò)程 方式 目視解譯 計(jì)算機(jī)圖像處理 第三章 遙感基礎(chǔ)3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標(biāo)志 根據(jù)影像特征的差異可以識(shí)別和區(qū)分不同的地物 這些典型的影像特征稱為影像解譯標(biāo)志 分為 直接解譯標(biāo)志 間接解譯標(biāo)志 第三章 遙感基礎(chǔ)3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標(biāo)志 直接解譯標(biāo)志 形狀大小陰影色調(diào)顏色紋理圖案位置布局 第三章 遙感基礎(chǔ)3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標(biāo)志 間接解譯標(biāo)志 不能從目視判讀直接獲得答案 需要從其他相關(guān)事物間的聯(lián)系 進(jìn)行推理 例如 城市人口的確定 第三章 遙感基礎(chǔ)3 4 遙感圖像的解譯3 4 2 解譯標(biāo)志 應(yīng)用解譯標(biāo)志應(yīng)注意的問(wèn)題 彩紅外圖像 藍(lán)色實(shí)際上是綠色 多光譜假彩色合成影像熱紅外影像雷達(dá)影像 第三章 遙感基礎(chǔ)3 4 遙感圖像的解譯3 4 3 目視解譯 原則步驟主要方法一般程序 第四章 攝影測(cè)量與遙感處理系統(tǒng)4 1 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) 國(guó)產(chǎn) virtuoZo武漢大學(xué)張祖勛JX 4C測(cè)繪科學(xué)院劉先林 第四章 攝影測(cè)量與遙感處理系統(tǒng)4 2 遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng) 圖像轉(zhuǎn)換圖像校正圖像增強(qiáng)多源信息融合計(jì)算機(jī)解譯 第四章 攝影測(cè)量與遙感處理系統(tǒng)4 3 機(jī)載LIDAR和車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng) 1 機(jī)載雷達(dá)主動(dòng)遙感技術(shù) 全天候 高精度高程能穿植被 適合森林區(qū)域基本不需要地面控制點(diǎn) 有GPS和IMU2 車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng) 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 1 野外像片調(diào)繪5 1 1 判讀特征與方法 1 判讀特征屬于中心投影 形狀 大小 陰影 色調(diào) 顏色 紋理 圖案 位置 布局等 跟衛(wèi)片相似 2 判讀方法地區(qū) 細(xì)部 一般細(xì)部 個(gè)別細(xì)部 已知特征 未知特征 局部特征 整個(gè)區(qū)域 循序漸進(jìn)進(jìn)行 直判法 對(duì)比法 綜合判認(rèn)法 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 1 野外像片調(diào)繪5 1 2 像片調(diào)繪的基本知識(shí) 先室內(nèi)判繪 后野外檢查補(bǔ)繪 1 像片的綜合取舍 野外調(diào)繪時(shí) 需綜合取舍 對(duì)地物地貌進(jìn)行選擇和概括表示 通過(guò)綜合取舍 使地面物體在地形圖上得以合理表示 主次分明 以保證重要地物準(zhǔn)確描述和突出顯示 反映地區(qū)的真實(shí)形態(tài) 取舍原則 國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要性 分布密度 地區(qū)特征 比例尺 用圖部門(mén)要求 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 1 野外像片調(diào)繪5 1 2 像片調(diào)繪的基本知識(shí) 2 像片調(diào)繪的基本過(guò)程 準(zhǔn)備判讀綜合取舍著鉛詢問(wèn) 調(diào)查量測(cè)補(bǔ)測(cè)新增清繪復(fù)查接邊 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 1 野外像片調(diào)繪5 1 3 主要地形目標(biāo)的調(diào)繪 采用全野外調(diào)繪 室內(nèi)外綜合調(diào)繪 調(diào)繪目標(biāo)包括 獨(dú)立地物調(diào)繪 居民地 道路及附屬設(shè)施 管線 垣柵和境界 水系 地貌 土質(zhì)和植被 地理名稱調(diào)查和注記 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 1 野外像片調(diào)繪5 1 4 調(diào)繪的整飾與接邊 1 整飾及時(shí)清繪 位置準(zhǔn)確 關(guān)系處理好 記錄遺漏 統(tǒng)一補(bǔ)調(diào)2 接邊圖幅內(nèi)部接邊 圖幅接邊同期作業(yè)接邊 非同期作業(yè)接邊 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 1 野外像片調(diào)繪5 1 5 新增地物的補(bǔ)測(cè) 一般大比例尺按調(diào)繪時(shí)間補(bǔ)測(cè) 小比例尺按攝影時(shí)間補(bǔ)測(cè) 交會(huì)法 截距法 坐標(biāo)法 比較法 需要注意有多余觀測(cè)值 大面積補(bǔ)測(cè) 使用工程測(cè)量方法 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 2 像片控制測(cè)量5 2 1 野外像片控制點(diǎn)的布點(diǎn)方案 全野外布點(diǎn) 非全野外布點(diǎn) 特殊情況布點(diǎn) 1 全野外布點(diǎn) 每像對(duì)4個(gè)點(diǎn) 適用 航片比例小 用圖精度高 內(nèi)業(yè)加密低 大面積落水 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 2 像片控制測(cè)量5 2 1 野外像片控制點(diǎn)的布點(diǎn)方案 全野外布點(diǎn) 非全野外布點(diǎn) 特殊情況布點(diǎn) 2 非全野外布點(diǎn) 單航線 區(qū)域網(wǎng) 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 2 像片控制測(cè)量5 2 2 野外控制點(diǎn)的選擇 刺點(diǎn)目標(biāo)清晰 6度重疊 測(cè)區(qū)圖廓線外 邊緣方向都在1 1 5cm之外 要大于 不能太靠外 距離飛行方向的中垂線要在1 1 5cm之內(nèi) 不能太偏 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 2 像片控制測(cè)量5 2 2 野外控制點(diǎn)的編號(hào) 整飾和注記 N 平面點(diǎn) P 平面點(diǎn) G 高程點(diǎn) 后加數(shù)字 統(tǒng)一編號(hào) 無(wú)重復(fù) 注意 選最清片子刺點(diǎn) 刺一次 孔徑不大0 1mm 實(shí)地打樁標(biāo)記 用于測(cè)量坐標(biāo) 背面整飾 繪制略圖并說(shuō)明 日期 刺點(diǎn) 檢查簽字 現(xiàn)場(chǎng)完成 條件許可 輔助使用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)碼像片 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 2 像片控制測(cè)量5 2 2 野外控制點(diǎn)的施測(cè) P平面點(diǎn) 目標(biāo)清晰 線狀地物交點(diǎn)或拐角 G高程點(diǎn) 高程變化不大的地方N平高點(diǎn) 滿足兩種要求 主要是GPSRTK 大比例尺高程根據(jù)需要選擇 接邊 轉(zhuǎn)抄成果 無(wú)裂隙 第五章 野外像片調(diào)繪與像片控制測(cè)量5 2 像片控制測(cè)量5 2 2 野外控制點(diǎn)的施測(cè) P平面點(diǎn) 目標(biāo)清晰 線狀地物交點(diǎn)或拐角 G高程點(diǎn) 高程變化不大的地方N平高點(diǎn) 滿足兩種要求 主要是GPSRTK 大比例尺高程根據(jù)需要選擇 接邊 轉(zhuǎn)抄成果 無(wú)裂隙 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 1 4D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流 4D DEM數(shù)字高程模型DOM數(shù)字正射影像DLG數(shù)字線劃地圖DRG數(shù)字柵格地圖航片 衛(wèi)片立體像對(duì) 相片控制測(cè)量 外野調(diào)繪 空中三角測(cè)量加密 DEM DOM DLG DRG 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 2 解析空中三角測(cè)量6 2 1 概述 利用少量的野外控制點(diǎn) 采用攝影測(cè)量解析算法 計(jì)算確定區(qū)域內(nèi)所有影像的外方位元素及待定點(diǎn)的地面坐標(biāo) 平差方法 航帶法 獨(dú)立模型法 光束法 精度分析 理論精度 平差的計(jì)算殘差 實(shí)際精度 利用地面控制點(diǎn)實(shí)地檢測(cè) 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 2 解析空中三角測(cè)量6 2 2 GPS輔助空中三角測(cè)量 機(jī)載GPS設(shè)備 提供攝站XYZ 減少地面控制點(diǎn)的數(shù)量 提高精度和效率 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 2 解析空中三角測(cè)量6 2 3 POS輔助空中三角測(cè)量 POS定位定向系統(tǒng) GPS IMU 慣性測(cè)量裝置 獲得XYZ和三個(gè)姿態(tài)角度 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 3 數(shù)字高程模型 DEM 6 3 1 DEM的表達(dá)方式 DEM地面模型 DTM地形模型的分支之一 僅表示地面高程 消除人工地物的高程 規(guī)則格網(wǎng) Grid 不規(guī)則三角網(wǎng) Tin 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 3 數(shù)字高程模型 DEM 6 3 2 DEM的數(shù)據(jù)采集方法 航空攝影測(cè)量 計(jì)算機(jī)自動(dòng)匹配生成DEM 機(jī)載雷達(dá) 直接采集三維數(shù)據(jù) 利用已有矢量數(shù)據(jù) 等高線 特征線 高程點(diǎn)等計(jì)算TIN GRID 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 3 數(shù)字高程模型 DEM 6 3 3 DEM的內(nèi)插 地球表面 有斷面 又連續(xù)平緩的坡度變化 利用GRID內(nèi)插未知點(diǎn)的高程采用 雙線性內(nèi)插 利用TIN 計(jì)算GRID 在已知的矢量數(shù)據(jù)中 會(huì)記錄每一點(diǎn) 線 面要素周邊的坡度變化特征 軟 硬 代表斷面或緩坡 這樣內(nèi)插出來(lái)的高程值精度更高 這也是TIN的優(yōu)勢(shì) 但是在三維數(shù)據(jù)分析中 主要使用GRID格式 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 3 數(shù)字高程模型 DEM 6 3 4 DEM的主要應(yīng)用 測(cè)繪部門(mén) 反計(jì)算等高線 透視圖 三維地表 其他行業(yè) 水文 氣象 地質(zhì) 通訊等等 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 4 數(shù)字正射影像圖 DOM 6 4 1 航攝像片糾正概述 模擬時(shí)代 使用光學(xué)儀器 恢復(fù)航攝姿態(tài) 曝光生成正射像片 適用于平原區(qū) 丘陵地采用分帶曝光的方式 山地 高山地沒(méi)有辦法 過(guò)度時(shí)期 曾有計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)式曝光設(shè)備 數(shù)字時(shí)代 對(duì)原始的數(shù)字影像的每一個(gè)像素 根據(jù)地面高程模型和外方位元素 計(jì)算出其地面坐標(biāo) 逐點(diǎn)糾正 稱微分糾正 通過(guò)像素值內(nèi)插 生成DOM 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 4 數(shù)字正射影像圖 DOM 6 4 2 DOM的制作方法 航空影像 航天影像 航空影像航高小于航天影像 所以 對(duì)DEM精度要求高 航空影像更高低 所以投影差大 城市區(qū)域會(huì)產(chǎn)生很多死角 通過(guò)多片選擇 可改善一些 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 4 數(shù)字正射影像圖 DOM 6 4 3 真正射影像的制作 DEM 原始影像 建筑物頂部與根部不在一起 DSM 數(shù)字表面模型 原始影像 建筑物頂部與根部重合 但是 會(huì)有更多的影像拉伸和壓縮 實(shí)際效果沒(méi)有見(jiàn)過(guò) 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 4 數(shù)字正射影像圖 DOM 6 4 4 DOM流程 單片影像 DEM進(jìn)行微分糾正 影像鑲嵌 影像裁切 其中 影像調(diào)色 影像勻光可放在也是資料上 也可以使用到鑲嵌前的影像上 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 4 數(shù)字正射影像圖 DOM 6 4 5 DOM質(zhì)量控制 1 幾何精度野外檢查 與已有數(shù)據(jù)比較檢查 左右片生成的DOM比較檢查 2 輻射質(zhì)量色調(diào)均勻 反差適中 拼接處色調(diào)一致 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 4 數(shù)字正射影像圖 DOM 6 4 6 DOM的勻光處理 原始資料的質(zhì)量造成的 1 photo等軟件單片處理 比較 反復(fù)調(diào)整 2 專業(yè)軟件 批處理 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 5 數(shù)字線劃地圖 DLG 6 5 1 數(shù)字線劃地圖概述 DigitalLineGraphs 矢量 能夠?qū)ο蠡?便于分析決策 Autocad Arcgis Microstation超圖supermap 中地MapGis等 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 5 數(shù)字線劃地圖 DLG 6 5 2 數(shù)字線劃地圖的制作 航片 衛(wèi)片 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站采集數(shù)據(jù) 編輯軟件編輯制作 正射影像圖直接屏幕矢量化 已有地圖掃描矢量化 第六章 基于攝影測(cè)量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)6 6 數(shù)字柵格地圖 DRG 6 6 1 數(shù)字柵格地圖概述 DigitalRatserGraphs 對(duì)現(xiàn)有紙質(zhì) 膠片等地形圖經(jīng)掃描 幾何糾正和色彩校正處理后得到的圖像 也可直接使用DLG 軟件制作處理 用的較少 測(cè)繪航空攝影 第一章 航空攝影儀第二章 航空攝影技術(shù)第三章 航空攝影工作的實(shí)施 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 1 膠片航攝儀的結(jié)構(gòu)與分類 1 結(jié)構(gòu)單鏡頭框幅式膠片航空攝影機(jī) 低畸變透鏡 固定而精確的主距 定焦鏡頭 框幅一般23 23cm 以前有18 18cm 2 分類長(zhǎng)焦距 f 255mm常角 100度焦距短 則視角大 投影差大 像對(duì)同名地物點(diǎn)投影差之差大 高程精度高 一般f 156mm 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 2 感光材料及其特性 黑白 彩色 彩紅外 紅外等 特性 感光度 反差系數(shù) 寬容度 灰霧密度 顆粒度 顯影動(dòng)力曲線 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 3 感光膠片的沖洗 顯影 定影 水系 干燥 專用航攝膠片沖洗儀 無(wú)劃痕 靜電斑痕 折傷 不能引起變形 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 4 航攝儀的輔助設(shè)備 1 航攝濾光片通過(guò)消除或減弱某一波普帶的作業(yè) 盡可能消除空中蒙霧亮度的影像 提高景物的反差 對(duì)焦平面的照度分配不均勻進(jìn)行補(bǔ)償 2 影像位移補(bǔ)償裝置 簾式快門(mén) 而非中心快門(mén) 同時(shí)相機(jī)反飛行方向移動(dòng) 抵償飛機(jī)的運(yùn)動(dòng) 3 自動(dòng)曝光系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)整光圈或曝光時(shí)間 第一章 航空攝影儀1 1 膠片航攝儀1 1 5 常用的兩種膠片航攝儀 1 RC型航攝儀RC10 RC20 RC30 23 23mm像幅 鏡頭焦距數(shù)種 RC20有像移補(bǔ)償裝置 RC30有陀螺穩(wěn)定平臺(tái) 云臺(tái) GPS導(dǎo)航接口 2 RMK23 23 5個(gè)不同焦距鏡頭 第一章 航空攝影儀1 2 數(shù)碼航攝儀 1 框幅式 面陣CCDDMC UltraCam D SWDC 2 推掃式 線陣CCDADS40 第一章 航空攝影儀1 2 數(shù)碼航攝儀1 2 1 DMC數(shù)碼航攝儀 美國(guó)Z I公司4個(gè)全色鏡頭 4個(gè)多光譜鏡頭 融合匹配 虛擬焦距120mm CCD像元0 012mm 7680 13824 7680 0 012 92mm13824 0 012 165 88mm 12bits地面分辨率計(jì)算 8000航攝比例尺 0 012mm像元尺寸 96mm地面分辨率 價(jià)格千萬(wàn)元左右 第一章 航空攝影儀1 2 數(shù)碼航攝儀1 2 2 UltraCam D數(shù)碼航攝儀 奧地利Vexcel公司開(kāi)發(fā) 同屬于多鏡頭組成的框幅式數(shù)字航攝儀 黑白 彩色 彩紅外 11500 7500 第一章 航空攝影儀1 2 數(shù)碼航攝儀1 2 3 SWDC系列數(shù)字航攝儀 四維數(shù)字相機(jī)劉先林 單鏡頭 雙鏡頭 四鏡頭 基于多臺(tái)非量測(cè)相機(jī) 經(jīng)相機(jī)檢校和拼接 特點(diǎn) 鏡頭可更換 幅面大 視場(chǎng)角大 基高比大 高程精度高 第一章 航空攝影儀1 2 數(shù)碼航攝儀1 2 4 ADS40數(shù)字航攝儀 Leica瑞士徠卡三行線陣CCD 線中心投影 每條掃描線都有其獨(dú)立的攝影中心 成果是無(wú)縫的條帶狀影像 三對(duì)CCD 對(duì)前視 下視 后視三個(gè)方向用時(shí)獲取影像 第一章 航空攝影儀1 3 航攝影像的分辨率1 3 1 膠片影像的分辨率 空間分辨率是攝影機(jī)系統(tǒng)拍攝影像質(zhì)量的綜合反映 影響因素 膠片和鏡頭的分辨率 像移 大氣 膠片沖洗 膠片分辨率 可量測(cè) 單位 線對(duì) mm 類似條碼的影像 等間距 第一章 航空攝影儀1 3 航攝影像的分辨率1 3 2 數(shù)字影像的分辨率 地面采樣間隔 數(shù)碼相機(jī) 膠片掃描數(shù)據(jù) 第一章 航空攝影儀1 4 航攝儀的檢定 攝影測(cè)量相機(jī)的檢查與校正 包括相機(jī)的內(nèi)方位元素 鏡頭畸變差及其他參數(shù)的檢校 是攝影測(cè)量作業(yè)過(guò)程的重要部分 是后續(xù)解析計(jì)算的保障 檢校內(nèi)容 1 像主點(diǎn)坐標(biāo) x0 y0 與主距f2 物鏡光學(xué)畸變差或畸變系數(shù)3 底片壓平裝置的測(cè)定4 框標(biāo)間距及框標(biāo)坐標(biāo)系垂直型的測(cè)定 數(shù)碼相機(jī) 上述1 2項(xiàng) 像元大小 調(diào)焦后主距變化和畸變差變化的測(cè)定檢校方法 光學(xué)實(shí)驗(yàn)室 試驗(yàn)場(chǎng) 第二章 航空攝影技術(shù)2 1 航空攝影的概念和分類2 1 1 航空攝影概念 要求使用構(gòu)造精密的航空攝影機(jī) 畸變差小 解像力高 像幅大 主光軸盡可能垂直地面 機(jī)載GPS控制飛行方向 路線 曝光時(shí)間 IMU控制角姿態(tài) 第二章 航空攝影技術(shù)2 1 航空攝影的概念和分類2 1 2 航空攝影的分類 1 按傾角小于2 3度 豎直航空攝影低傾斜 高傾斜 包括地平線影像 透視感強(qiáng)2 按方式路線面積航空攝影 線狀條帶航空攝影3 按比例尺大比例尺 大于等于10000中比例尺 10000 50000小比例尺 小于等于50000 第二章 航空攝影技術(shù)2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 1 航攝像片傾角 攝影物鏡的主光軸偏離鉛垂線的夾角 稱航攝像片傾角 目前可保持在3度以內(nèi) 稱為豎直攝影或近似垂直攝影 像片平面接近水平 航空攝影測(cè)量的基本要求 作業(yè)方便 第二章 航空攝影技術(shù)2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 1 航攝像片傾角 攝影物鏡的主光軸偏離鉛垂線的夾角 稱航攝像片傾角 目前可保持在3度以內(nèi) 稱為豎直攝影或近似垂直攝影 像片平面接近水平 航空攝影測(cè)量的基本要求 作業(yè)方便 第二章 航空攝影技術(shù)2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 2 航攝比例尺 航攝比例尺 攝影機(jī)主距 相對(duì)航高 第二章 航空攝影技術(shù)2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 3 像片重疊度 完全覆蓋 構(gòu)成立體相對(duì) 航向56 65 旁向30 35 若像片23 23cm 航向重疊60 攝影機(jī)焦距150mm 相對(duì)航高8000米 則 航攝比例尺 3000m 0 150m 20000 基線長(zhǎng)度 0 23m 20000 1 60 1840m 基高比 1840 3000 0 61 第三章 航空攝影工作的實(shí)施3 1 航攝準(zhǔn)備3 1 3 航線敷設(shè)方法 一般東西向直線飛行航線平行于圖廓線 覆蓋完全 水域 海區(qū)避免像主點(diǎn)落水 荒漠 高山等困難地區(qū)可敷設(shè)架構(gòu)航線 第二章 航空攝影技術(shù)2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 4 航線彎曲與航跡角 同一航線 相鄰像片的主點(diǎn)連線不在一條直線上 形成折線 稱航線彎曲 規(guī)定航線彎曲度不大于3 航線彎曲度 最大偏移距離 首末像主點(diǎn)連線長(zhǎng)度 第二章 航空攝影技術(shù)2 2 豎直航空攝影的基本要求2 2 5 像片旋偏角 飛機(jī)的實(shí)際方向與飛行的地面軌跡之間存在的夾角 稱像片旋偏角 懸偏角過(guò)大 影像立體相對(duì)的范圍 也影響立體觀測(cè)效果 第二章 航空攝影技術(shù)2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 1 小像幅航空攝影 像幅小于70 70mm 一般飛機(jī)是輕型的 不足 飛行姿態(tài)不穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn) 成本低 機(jī)動(dòng)性好 起降容易 適用范圍 小范圍成圖 精度要求較低的項(xiàng)目 其中 更小的還有無(wú)人機(jī)航攝 第二章 航空攝影技術(shù)2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 2 多光譜攝影 分波段記錄地物影像 有多光譜攝影 多光譜掃描兩種 各波段記錄 可經(jīng)過(guò)后期的合成處理 假彩色成果 人眼分辨灰度能力為16級(jí) 分辨彩色能力256級(jí) 第二章 航空攝影技術(shù)2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 3 機(jī)載SAR成像 微波遙感 全天候全天時(shí) 對(duì)一些物體有一定的穿透能力 主要獲取高程數(shù)據(jù) 第二章 航空攝影技術(shù)2 3 非常規(guī)航空攝影2 3 4 航天攝影 衛(wèi)星或其他航天飛行器 膠片需要回收 像移補(bǔ)償 比例尺小 第二章 航空攝影技術(shù)2 4 GPS在空中攝影中的應(yīng)用 2 4 1 GPS輔助空中攝影1 導(dǎo)航 精度較低 單點(diǎn)定位即可 重疊度 比例尺 2 GPS輔助空三需要精度高 高精度的相位差分GPS動(dòng)態(tài)定位技術(shù) 2 4 2 IMU DGPS可直接提供外方位元素 第三章 航空攝影工作的實(shí)施3 1 航攝準(zhǔn)備 任務(wù)委托 簽訂合同 航攝技術(shù)計(jì)劃制定 航攝申請(qǐng)與審批航空攝影實(shí)施 攝影處理 資料檢查驗(yàn)收 計(jì)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容 航攝區(qū)域范圍確定 劃分?jǐn)z區(qū) 確定航攝基準(zhǔn)面 航線敷設(shè)方法 航攝目的 內(nèi)容 攝區(qū)編碼 代號(hào) 成圖比例尺 分區(qū)情況 任務(wù)量 第三章 航空攝影工作的實(shí)施3 1 航攝準(zhǔn)備3 1 1 確定航攝設(shè)計(jì)用圖 1 最近出版的基本比例尺地形圖2 成圖比例設(shè)計(jì)用圖比例 1 10001 10000 1 100001 25000 50000 1 1000001 100000 250000 第三章 航空攝影工作的實(shí)施3 1 航攝準(zhǔn)備3 1