第三章航空遥感与航空相片介绍
3 航空遥感
§2、航空摄影的种类
§2、航空摄影的种类
（3）按感光胶片和所用的波段分类： 普通黑白摄影：用全色黑白感光片，感受可见光范围内各种色光，用途广。 黑白红外摄影：用黑白红外感光片和近红外滤光片组合起来摄影，记录近 红外短波段（0.76μm～1.4μm）和可见光范围的信息。 对水体和植被反映明显，具有较大的反差和地面分辨率。 天然彩色摄影：用彩色感光片，记录可见光波段的信息。 信息量比黑白象片丰富得多。 彩色红外摄影：用彩红外感光片，记录绿、红、近红外（0.5～0.9μm） 信息。一般在摄影机物镜上套一个黄色滤光片，以消除蓝、 紫光。在彩红外摄影中： 绿光感光蓝色 红光感光绿色 近红外感光红色 红外线对大气层的穿透力强，彩红外象片一般比天然彩色象片鲜艳得多。 多光谱摄影：用摄影机镜头、滤光片、感光片的几种不同组合，同时对一 个地区进行几个不同波段的摄影，得到多个波段的航片，从 而得到合成象片。
编号 压平线
框标
框标
编号 水准器 时钟
水准器
时钟
§4、航空像片的特性
三. 航空像片的特性：
航空像片的影象是由地物反射（或发射）的光线进入航空摄影机的镜头， 使感光材料产生光化学反应而形成的。 1、物理特性： 包括地物的反射特性、感光材料性能和摄影机镜头的分辨率等，是影 响色调的主要因素。 地物的反射特性： 地物的反射率：像片上物体的色调，主要取决于物体的反射率， 用亮度系数P表示： P=B/B0 其中，B是物体表面的亮度， B0是相同照度下绝对白色的理想物体表面的亮度。 绝对白体常用硫酸钡纸或氧化镁纸做标准反射面。 P越大，象片上的色调越浅。全黑的物体P=0，全白的物体P=1。
第三章 航空遥感与航测成图
本章主要内容
• • • • • 航空遥感简介 航空摄影的种类 航摄的基本要求 航空像片的特性 航空像片的观测与判读
遥感3.1
优缺点：像片中包含地物的面积较垂直投影大，在
军事观察和作地质地理观察时，常使用这类摄影。
但在航空测量及成图中这类像片只能作为补充资料
使用。
3.1 航 空 摄 影
三、航空摄影的种类
（二）按摄影的实施方式分类 1. 单片航空摄影
指对某一特定目标而进行的专门摄影，一般只
摄影一张（或一个像对）的像片，常用于科学 研究或军事侦察。
感光材料包括摄影底片（感光片）和像纸（印像 片）。摄影底片主要由感光乳剂层和片基构成。感 光乳剂层由Agcl、明胶和增感染料组成，它涂抹在 片基之上构成底片。
曝光时，Agcl产生光化学反应，形成肉眼看不到的
潜影，在显影液还原作用下促使产生大量的还原银
粒，逐渐显现出明显的影像。凡是感光越强的地方，
银离子还原的越多，颜色越黑。
（二）按摄影的实施方式分类 2.航线摄影（带状航空摄影）
指沿一条航线，对地面狭长地区或沿线状地物
（铁路或公路）进行的连续摄影。航线的方向和 长度要视工作任务加以确定。为了使相邻像片的 地物能相互衔接以及满足立体观察的需要，相邻 像片间需要有一定的重叠称航向重叠。航向重叠
一般应达到60%，至少不小于53%，具有这种重
3.1 航 空 摄 影
三、航空摄影的种类
（一）按航摄仪主光轴与主垂线的关系可以 将航空摄影分为：垂直摄影和倾斜摄影 主光轴：指航摄仪中透过镜头中心并垂直像 平面（焦平面）的投影线。
主垂线：指通过镜头中心的地面铅垂线。
1. 垂直摄影
指主光轴保持铅垂方向或者说航摄仪的主光轴与通 过透镜中心的地面铅垂线（称主垂线）之间的夹角 不超过±3°。垂直摄影所获得的航空像片称水平航 空像片。
第3.3章航空遥感数据
三、航空像片的特性
地形的起伏和投影面的倾斜会引起航 片上像点的位置的变化，叫像点位移。 1)位移量与地形高差h成正比； 2)位移量与像主点的距离r成正比； 3)位移量与摄影高度（航高）成反比。 航空像片用亮度系数来表示地物的反 射率。
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四、航空像片的分辨率
是衡量胶片分辨地物细部能力的一种 指标。 用单位距离内能分辨的线宽与间隔相 等的平行细线的数目来表示。 主要取决于航摄相机的镜头分辨率和 感光乳剂的分辨率。但景物的反差、 大气的光学条件、飞机的震动也影响 航片的分辨率。
BACK
感光特性曲线
底片的密度（D）
曝光量（H）的对数
BACK
本节结束
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二、航空像片的感光片性能
感光材料是胶片(…)和印像纸的通称。由感光乳 剂层和片基组成。黑白片有单层感光乳剂，彩色 感光材料的乳剂层上使影像表达出所摄物体 片有三层感光乳剂。 各部分在光量方面差别的能力，称为乳剂的反差， 遥感中常用的胶片是全色片、天然彩色片、 感光特性曲线 感光材料的性能指标： 即黑白差。感光材料特性曲线的直线段斜率为反 彩色红外片等。它们的感光范围各不相同。 （1差系数。 ） 感光度：感光的快慢程度。 （2） 反差(…)：最大光学密度与最小光学密度 之差。 （3） 解像力（分辨率）：对景物细微部分的表 现能力，用线对/毫米(A/mm)表示。 航摄选用感光度高、反差适中、有较高分辨率的 感光材料。
八、光机扫描航空图像
光学机械扫描成像仪是借助于遥感平台沿
航向运动和仪器本身光学机械舷向扫描来 获取地面航向条带图像的一种仪器，简称 光机扫描仪。 目前常用的有红外扫描仪和多光谱段扫描 仪。光机扫描仪的工作波长范围比摄影机 宽得多，可达0.3～14μm (包括近紫外、 可见光、近红外、中红外和远红外)。 高光谱航空遥感成为航空遥感的全新技术。
测绘技术中的航空摄影测量与航空遥感技术对比分析
测绘技术中的航空摄影测量与航空遥感技术对比分析引言：测绘技术在现代社会中扮演着不可或缺的角色。
在测绘领域中，航空摄影测量和航空遥感技术是两个重要的手段。
本文将对这两种技术进行对比分析，探讨其优势与应用领域，从而为测绘工作者和科研人员提供参考。
一、航空摄影测量技术的概述航空摄影测量技术是指通过航空器搭载相机，通过摄影测量原理获取地面点的三维位置和形态信息的一种技术手段。
这种技术已经有近一个世纪的历史，并且在测绘、地理信息系统、城市规划等领域得到了广泛应用。
传统的航空摄影测量技术主要通过航片测量方法获取地面点的空间坐标，但其依赖于密集的控制点和准确的地面控制数据，成本较高且操作复杂。
二、航空遥感技术的概述航空遥感技术则是指利用航空器搭载的遥感传感器，以电磁波辐射的反射、发射或散射特性获取地表信息的一种技术手段。
航空遥感技术相比于航空摄影测量技术在数据获取方式和数据处理手段上具有一定的差异。
航空遥感技术利用光电传感器、热红外传感器等设备获取地表信息，并通过图像处理算法提取出有价值的地理信息。
三、航空摄影测量与航空遥感技术的对比1. 数据获取方式：航空摄影测量技术通过航空器搭载相机进行数据获取，主要获取的是地面物体的形态信息；而航空遥感技术则通过遥感传感器进行数据获取，主要获取地物的光谱、热红外等特征信息。
2. 数据处理手段：航空摄影测量技术主要通过摄影测量原理进行数据处理，包括航片的解译、立体量测等；而航空遥感技术则主要借助图像处理算法进行数据处理，包括图像分类、特征提取等。
3. 数据应用领域：航空摄影测量技术在测绘、地理信息系统等领域得到了广泛应用，尤其在3D建模、地图制作等方面发挥了重要作用。
航空遥感技术则在遥感地学、环境监测、农业资源调查等方面具有较大的应用潜力。
四、航空摄影测量与航空遥感技术的融合随着科技的发展，航空摄影测量与航空遥感技术的融合应用日益广泛。
航空摄影测量技术可以提供高精度的地物控制数据，而航空遥感技术则能够提供大范围、高频次的遥感影像数据。
遥感第3章--遥感成像原理与遥感图像特征
遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他：里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为：可见光传感器、红外传感器 和微波传感器，从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器，微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
（1）主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
（2）被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫 描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片：8~14μｍ。
热红外像片典型特征：热阴影；
高速运动热物体的“拖迹”；
（参见教材P144 ）
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点： (1) 投影方式：绝大部分采用中心投影方式成像； (2) 视觉感受：大部分为大中比例尺像片，像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨，从航空像片上可看到地物顶 （冠）的形态； (3) 阴影：本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2）况利下用，数波理统段计太方多法，，分选辨择率相关太性高小，、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵，，形方成差海大量，数信据息量，大反。而会“掩盖”地物
辐射特性，不利于快速探测和识别地物。
《遥感导论》第3章 航空遥感与航空相片
第三章航空遥感与航空相片aerial photograph第一节航空摄影一、传感器概述1、定义：探测和记录地物电磁波辐射信息的仪器。
2、组成：收集系统、探测系统、信息处理、信息输出3、分类：主动式、被动式（摄影方式、扫描方式）4、传感器的性能：镜头分辨率、波谱分辨率二、航空摄影机1、摄影机的成相原理：透镜成相原理（倒象）2(1)分幅式摄影机(2)全景摄影机：扫描摄影机，分：缝隙式摄影机、镜头转动式(3)多光谱摄影机：多相机组合、多镜头组合、光束分离型二、影象的形成1、感光—负像；接触印晒—正像：2、感光材料：(1)组成：感光乳剂（photographic emulsion）层、片基(2)分类：黑白、彩色；负片、正片(3)感光材料性能：曝光（exposure）量：H=E.t光学密度：D=lgQ 阻光率：Q=E入/E透感光度：感光时间的快慢反差contrast：感光材料的乳剂层上使影象表达出所摄物体各部分在光量方面有差别的能力，称为反差。
D=D max-D min软性片、中性片、硬性片乳剂分辨率：感光材料区分景物细微部分的能力，通常以1mm 宽度内能够清楚分辨出的平行线对数表示。
三、1、(1)(2)2(1)像对(2)、航线摄影：沿一条航线进行的连续摄影航向重叠（longitudinal overlap）：为了使同一条航线上相邻相片的地物能相互衔接以及满足立体观察的需要，相邻相片间需要有一定的重叠，称为….。
53-60%(3)、面积摄影：沿数条航线进行的连续摄影旁向重叠（lateral overlap）：为了使相邻两条航线上相邻相片的地物能相互衔接，相邻相片间需要有一定的重叠，称为….。
15-30%面积摄影条件：方向、长度3、感光材料的类型和探测波段分类(1)、全色黑白摄影：0.40-0.76；黑白胶片(2)、红外(infrared)黑白摄影：0.40-0.9；黑白胶片(3)、彩色摄影：0.40-0.76；彩色胶片(4)、彩色红外摄影：0.5-0.9；彩色胶片(5)、多波段（光谱）摄影：0.5-0.6，0.6-0.7，0.7-0.8四、航空相片的标志1、规格：2、框标：O3、时表4、水准器5、压平线6、相片编号:第二节航空相片的几何特性一、航空相片属于中心投影高斯-克吕格投影: Gauss-Kruger projection: 简称“高斯投影”。
航空照片,卫星遥感
一、航空像片目视判读航空像片目视判读是凭借人眼观察或借助简单仪器对航片进行分析和量测，以获取所需要的地面各种信息的过程。
在航空像片上，不同地物有其不同的影像特征，这些特征是判断地物的依据，我们称作判读标志。
判读标志是地物自身性质、形态等特征在像片上的反映。
因而根据判读标志可以直接从像片上辨认出地物的属性及其空间分布等特征。
一般地，把影像形状、大小、色调与阴影作为常用的航片判读标志。
1、形状任何地物都具有一定的几何形状。
由于地物各部分反射光线的强弱不同，所以在像片上反映出相应的形状，依据影像的形状特征，就可以辨认出其相应的地物。
例如：居民地的房屋影像一般均表现为规则的方块形状，河流常呈弯曲的条带状，公路常呈笔直的线状且灰度浅亮，湖泊常呈不规则的封闭区间，等等。
2、大小地物影像的（尺寸）大小，不仅能反映地物的一些数量特征，而且还能据此判断地物的性质。
例如单轨铁路和双轨铁路从形状上往往不易区分，但量算它们的宽度，则容易区分。
由于地形和像面倾斜影响，同一航片上，同样尺寸的地物，位于高处者影像尺寸大些；像面倾斜时，不同部位的地物大小也不一样。
3、色调色调在黑白航片上指影像的黑白深浅程度。
它是地物对入射光线反射率高低的客观记录，像片上的色调从白到黑逐渐变化，一般可划分为级：白、灰白、浅灰、灰、深灰、浅黑、黑。
例如：居民地的色调和周围山地或植被的色调、铁路和公路的色调与形状、河流深浅的色调，等等。
4、阴影地物的阴影可分为本身阴影和投落阴影两部分。
本身阴影（简称本影）是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像；投落阴影（简称落影）是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在像片上的构像。
在像片判读中，本影有助于获得地物的立体感；在利用落影长度判断地物高度时，应注意太阳高度角的变化，以及该地物所处的地形位置。
5、组合图案当地物较小或像片比例尺较小时，像片上往往不易观察到单个地物的影像，但当这些细小的地物群体影像构成一种特殊纹理的组合图案时，根据图案花纹可以判断不同的群体。
第三章航空遥感与航空相片
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1）像主点 通过投影中心S，垂直于像平面的直线So叫做航摄 仪的主光轴(主光线)，它与像平面的交点o叫做像主点，像主点 在地面上的相应点O叫地主点。
正射(垂直)投影
定义：当一束通过空间点的平行光 线垂直相交于一平面时，其交点称 为空间点的正射投影，或者垂直投 影，该平面称投影面。
特点：正射投影构成的图形与实物 形状完全相似，不受投影距离的影 响，有统一的比例尺，并且比例尺 放大或缩小不改变图形的形状。
3.2 航摄像片的几何特征
① 投影性质---投影类型
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
航线弯曲度
航线弯曲程度用弯曲度来表示，它等于整条航线的长度 Ｌ与最大弯曲的矢距δ之比。
航线弯曲度％＝100 ×δ/L 一般要求航线弯曲度不超过３％。
3.1 航空摄影及其资料
① 航空摄影----航摄质量评定
像片旋角(航偏角)
相邻像片两像主点的连线与航线方向两框标连线之间的夹角， 称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过5°，最大不超过8°。
中心投影
定义：空间任意点与某一固定点连 成的直线或其延长线被一平面所截， 则直线与平面的交点称为空间点的 中心投影。固定点S称为投影中心， 直线称为投影线，平面称投影面或 像平面。 特点：中心投影构成的影像与地面 形状不完全相似，没有统一的比例 尺，比例尺的大小取决于投影中心 S、空间点M与投影面P之间的关系。
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1）像主点 通过投影中心 S，垂直于像平面的直线 So叫做航摄 仪的主光轴(主光线)，它与像平面的交点o叫做像主点，像主点 在地面上的相应点O叫地主点。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影---航摄质量评定
底片压平质量
压平程度由压平线进行检
空 中 摄 影
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
空 中 摄 影
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
摄影处理
空中摄影后即时进行摄 影处理，就是对空中曝光 后的胶片进行冲洗，得到 影像稳定的航摄底片。待 底片晾干后，在底片的药 膜上写明测区代号、图号、 摄影日期、航摄仪类型、 航摄仪主距、像片编号等。
按镜头像场角(2β)分
狭角航摄仪：2β＜30°； 常角航摄仪：30°≤ 2β ＜70°； 宽角航摄仪：70°≥ 2β ＜100°； 特宽角航摄仪： 2β ≥100°。
按镜箱结构分
普通单镜头航摄仪； 单镜头多波段航摄仪； 多镜头航摄仪； 多镜箱航摄仪。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影---航摄仪
地面摄影处理
航摄质量评价
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
航摄的准备工作
1）划分摄影分区(航线不宜太长、同一摄影区内地形要大致类同) 2）确定摄影比例尺（精度要求、经济性） 3）选择航空摄影机（平坦地区长焦距摄影机、丘陵地区用短焦距） 4）计算航高、摄影基线和航线间距 5）准备航摄软片，编制领航图，确 定曝光时间和曝光间隔，以及飞 机航行速度。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
空中摄影
选择天气晴朗、能见度好，气流平稳的条件进行空中摄影。 摄影时间一般在上午九时至下午四时之间。飞机在进入测区航摄 以前，应先试飞一段距离， 利用飞机上的仪表和地面
方位标准校正好方向和位
置后，飞入测区正式摄影。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航空摄影过程
查。压平线是航摄仪承影框前， 离四周 2 － 2.5cm 处拉的四条金 属线。摄影后，底片上留有该 四条线的影像。如果压平线直， 则说明底片是压平的，反之则 为没有压平。一般要求压平线 弯曲不得大于0.05
－0.1mm。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
航摄仪
航摄仪是专供航空摄影的 传感器，在很大程度上决定着 航摄像片的质量。它的基本构 造和普通摄影机相同。由镜头、
航摄飞机
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
像片倾斜角
在空中摄影曝光的一 瞬间，像平面与水平面的 夹角称影片的倾斜角。为 满足精度要求，像片的倾 斜角一般应小于 2 °，最 大不得超过3°。 倾斜角的大小可根据 像片上的圆形水准器影像 中气泡所处的位置来确定， 气泡偏离中心几圈就表示 倾斜角为几度。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
航线弯曲度
航线弯曲程度用弯曲度来表示，它等于整条航线的长度 Ｌ与最大弯曲的矢距δ之比。 航线弯曲度％＝100 ×δ/L 一般要求航线弯曲度不超过３％。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
像片旋角(航偏角)
相邻像片两像主点的连线与航线方向两框标连线之间的夹角，
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
飞行质量评定项目和标准如下： 像片重叠度
航 向 重 叠
像片重叠是指相邻像片相同影像的重复现象，其中同一航 线上两相邻像片的重叠称航向重叠，相邻航线之间两相邻像片 的重叠称旁向重叠。 像片重叠的程度常用重叠度 来表示，为重叠长度与像片 边长之比。
遥感技术导论
第三章 航空遥感与航空相片
第一节 航空摄影 第二节 航空像片的几何特性 第三节 航空像片的立体观察与测量
1
航空遥感是指平台为飞机或气球所进行的遥感，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。
2
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
定义：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，目的是得到符合质量 要求的像片产品。
镜箱、暗盒三部分和附加装置
组成。
按像幅大小分
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影---航摄仪 按镜头焦距(f)分
长焦距航摄仪：f＞300mm； 中焦距航摄仪：300≥f＞150mm； 短焦距航摄仪：150≥f＞70mm； 超短焦距航摄仪：f≤70mm。
小像幅航摄仪：像幅＜18×18cm2； 标准像幅航摄仪：像幅18×18cm2； 大像幅航摄仪：像幅＞18×18cm2。
旁 向 重 叠
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
像片重叠度
航向重叠度： 旁向重叠度：
p%＝100 × lx/Lx q%＝100 × ly/Ly
为了保证像片的连续性，满足立体观测和制图精度的需 要，航空摄影一般规定：航向重叠度为 60 ％，不得小于 53 ％； 旁向重叠度为30％，不得小于15％。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影----航摄质量评定
评定航摄质量包括底片的影像质量和飞行质量两方面。 影像质量要求：影像清晰，色调一致，反差适中；反差系数 0.5＜γ＜1.3，最大密度1.8＞Dmax＞1.0，灰雾度D0＜0.3； 阴影云影不过大；底片无损伤、斑痕、霉点及虚模影像等。
灰雾度
阴影云影
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
分类： 1 ）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； 2 ）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。现在主要应用的是区域垂直航空摄影。
3.1 航空摄影及其资料 ① 航空摄影
航空摄影过程
航摄准备工作 空中摄影
称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过5°，最大不超过8°。
像片旋角检查方法：先标出两张同航线相邻像片的像主点O1 和O2，然后将两像主点 相互转刺得O2′和O1′， 连结O1O2′，O2O1′和航 片航向框标线。量测同 一张航片上两条线之间 的夹角即为航片的旋角。
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