摄影测量知识点要点.pdf
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1、第一章 1、传统摄影测量学定义:摄影测量学是利用光学摄影机获取的像片,经过处理以获取被摄 物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科。 2、摄影测量与遥感的定义:摄影测量与遥感是从非接触成像及其他传感器系统,通过记录、 量测、分析与表达等处理,获取地球及其环境和其他物体可靠信息的工艺、科学与技术。(其 中, 摄影测量侧重于提取几何信息,遥感侧重于提取物理信息。也就是说,摄影测量是从非 接触成像系统, 通过记录、 量测、分析与表达等处理,获取地球及其环境和其它物体的几何、 属性等可靠信息的工艺、科学与技术) 3、摄影测量的分类 按距离远近:航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄
2、影测量、显微摄影 测量 按用途:地形摄影测量、非地形摄影测量 按处理手段:模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量 4、地形摄影测量的主要任务:测绘各种比例尺的地形图及城镇、农业、林业、地质、交通、 工程、 资源与规划等部门需要的各种专题图,建立地形数据库,为各种地理信息系统提供三 维基础数据 5、非地形摄影测量的主要任务:用于工业、建筑、考古、医学、生物、体育、变形观测、 事故调查、公安侦破与军事侦察等方面 6、数字地图:DLG(数字线划地图)、DOM (数字正射影像)、DEM (数字高程模型)、DRG (数字栅格地图) 7、摄影测量的特点: 无需接触物体本身获得被摄物体信息(较少受到周围环
3、境与条件的限制) 由二维影像重建三维目标 面采集数据方式 同时提取物体的几何与物理特性 8、摄影测量学的三个发展阶段:模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量 9、模拟摄影测量:利用光学/ 机械投影方法实现摄影过程的反转,用两个/ 多个投影器模拟 摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型,通过对该模型的量测得 到地形图和各种专题图 10、模拟摄影测量的特征: 形成了较完整的摄影测量学的基本概念 依据相片变为地形图的作业过程及需要,生产了大量复杂、昂贵的摄影测量仪器 根据仪器及测量原理的不同,形成了较完整的相片变为地形图的测绘方法 11、模拟立体测图仪分为:光学投影、光学- 机
4、械投影、机械投影 12、 1957 年,海拉瓦博士提出解析测图仪的思想,标志着解析摄影测量的开始 13、解析摄影测量: 以电子计算机为主要手段,通过对摄影像片的量测和解析计算来研究和 确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系,并提供各种摄影测量产品的一门科 学。 14、解析测图仪与模拟测图仪的主要区别:前者使用的是数字投影方式,后者使用的是模拟 的物理投影方式。 仪器设计和结构上的不同:前者是由计算机控制的坐标量测系统,后者使用纯光学、机械 型的模拟测图装置 操作方式的不同:前者是计算机辅助的人工操作,后者是完全手工操作 15、数字摄影测量: 基于摄影测量的基本原理,通过对所获取的数字
5、/ 数字化影像进行处理, 自动(半自动) 提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息,从而获得各种形式的数字 产品和目视化产品 16、数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别:它他处理的原始数据是数字影像或数 字化影像它最终是以计算机视觉代替人的立体观测,因而它所使用的仪器最终将只是通过计 算机及其相应外部设备;其产品是数字形式的,传统的产品只是该数字产品的模拟输出 17、按对影像进行数字化的方式,数字摄影测量分为:混合数字摄影测量系统(早期)和全 数字摄影测量系统(现在) 18、摄影测量三个发展阶段的特点 19、当代数字摄影测量的若干典型问题 辐射信息 (当前数字摄影测量与解析摄影测量、模
6、拟摄影测量根本的差别之一在于对影 像辐射信息的计算机数字化处理) 数据量与信息量(传统的航空摄影,在航向上的重叠度一般为60% ,旁向重叠度一般为 30% ) 速度与精度 (对影像进行量测是摄影测量的基本任务之一,它可分为单像量测与立体量 测,着同样是数字摄影测量的基本任务) 自动化与影像匹配(自动化是当代数字摄影测量最突出的特点,是否具有自动化 (或半 自动化)的能力,是当代数字摄影测量与传统摄影测量的根本区别) 影像解译 第二章 1、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 2、航空摄影机:光学航空摄影机,数码航空摄影机 3、良框标连接交点为相片几何中心,近似为像
7、主点, 即航摄机物镜主光轴在相片上的垂足。 两框标连线要成正交,组成框标坐标系,其焦点就是坐标系原点。摄影机主光轴与像平面的 交点称为像片主点, 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f , 一般认为航空摄影机物镜焦距与像片主距相等。这是航空摄影与一般摄影的不同之处。 航摄仪焦距:物镜中心到焦点的距离 像场:物镜焦面上中央成像清晰的范围 像场角:像场直径对物镜中心的夹角 3、常角:视场角100 4、航摄机按摄影机物镜的焦距和像场角分为: 短焦距航摄机:焦距F150mm ,相应的像场角为2100 中焦距航摄机:焦距150mm F300mm ,相应的像场角为70 2 100
8、长焦距航摄机:焦距F300mm ,相应的像场角为270 5、航摄像片为量测像片,有光学框标和机械框标。光学航空摄影机获取的像片的像幅一般 有 18cm18cm, 23cm23cm、30cm30cm 7、航空数码相机的三种类型:单面阵航空数码模型多面阵航空数码相机三线阵航空 数码相机ADS40 8、空中摄影采用竖直摄影方式,即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直 9、竖直摄影:主光轴在曝光时总会有微小的倾斜,按规定要求像片倾角为23,这种 摄影方式称为竖直摄影 10、航向重叠:同一条航线内相邻像片之间的重叠度 %100% x x x L p p 旁向重叠:两相邻航带像片之间的影像重叠 %100
9、% y y y L p p (l 表示像幅边长,p 表示航向和旁向重叠影像部分的边长) 11、像片重叠度: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 12、像片的重叠部分是立体观察和像片连接所必须的条件。在航向方向必须要三张相邻像片 有公共重叠影像,这一公共重叠部分称之为三度重叠部分 12、摄影基线:航向相邻两个摄影站间的距离 13、摄影比例尺:视摄影像片水平、地面取平均高程时,像片上的线段l 与地面上相应的水 平距L 之比(由于摄影像片有倾角,地面又起伏,所以摄影比例尺在像片上处处不相等) H f L l m 1 (m为像片比例尺分母,f
10、 为摄影机主距,H为平均高程面的摄影高度或称航高) 14、航高分为相对航高和绝对航高 相对航高:摄影机物镜相对于某一基准面的高度,常称为摄影航高,是相对于被摄区域 内地面平均高程基准面的设计航高,是确定航摄飞机飞行的基本数据,H=m*f 绝对航高:相对于平均海平面的高度,是指摄影机物镜在摄影瞬间的真实海拔高度, H绝=H+H地 15、航高差异 5%,同一航带内最大与最小航高之差30m,摄影区域内实际航高与设计航 高之差 50m 16、航空摄影与成图比例尺的关系 18、航带弯曲: 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 19、航线弯曲
11、度:航带两端像片主点之间的直线距离L 与偏离该直线最远的像主点到该直 线垂距比的倒数,一般采用百分比表示,即:要求航线弯曲度3% 20、像片旋偏角: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, 一般用表示。(是由于摄影时航摄机定向不准确产生的。像片旋角过大会减少立体像对的 有效范围。 旋偏角不但会影响像片的重叠度,而且还给航测内业作业增加困难)一般要求小 于 6,个别最大不应大于8,而且不能连续三片有超过6的情况。 21、空中摄影基本要求: 像片倾角小于30 航向重叠60% ,旁向重叠30%; 行高差异 5%,同一航带内最大与最小行高30m ,实际行高与设计行高50m; 航
12、线弯曲度3%; 像片旋角 60 22、投影:用一组假想的直线将物体向几何面投射 23、投影射线:投影的直线 24、 投影平面:投影的几何面 25、 23、投影分为: 中心投影:投影射线会聚于一点(航摄像片是地面的中心投影) 平行投影:影射线平行于某一固定方向的投影 24、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(地面与地形图的投影关系) 25、中心投影和垂直投影的区别 垂直投影比例尺和投影距离无关;中心投影焦距固定,航高改变, 其比例尺也随之改变 垂直投影总是水平的,不存在倾斜问题 地形起伏对垂直投影,无影响,对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同 26
13、、像点位移: 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 27、地形图的特点 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,等于图比例尺 图上任意一点引画的两条方向线间的夹角等于地面上对应的水平角 28、地图与航片的区别 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 表示内容:地图需要综合取舍 几何差异:航摄像片可组成像对立体观察 29、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 30、透视投影:将空间点、线作中心投影,在投影平面P上得
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