航摄像片和其航测知识
航测知识
航空摄影测量（aerial photogrammetry）指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。
航空摄影测量单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换，立体测图的基本原理是投影过程的几何反转。
航空摄影测量的作业分外业和内业。
外业包括：①像片控制点联测，像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上明显地物点（如道路交叉点等），用测角交会、测距导线、等外水准、高程导线等普通测量方法测定其平面坐标和高程。
②像片调绘，在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；测绘没有影像的和新增的重要地物；注记通过调查所得的地名等。
③综合法测图，在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
内业包括：①加密测图控制点，以像片控制点为基础，一般用空中三角测量方法，推求测图需要的控制点、检查其平面坐标和高程。
②测制地形原图。
航空摄影测量需要进行外业和内业两方面的工作。
航测外业工作包括：①像片控制点联测。
像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上的明显地物点（如道路交叉点等），用普通测量方法测定其平面坐标和高程。
②像片调绘。
是图像判读、调查和绘注等工作的总称。
在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；测绘没有影像的和新增的重要地物；注记通过调查所得的地名等。
通过像片调绘所得到的像片称为调绘片。
调绘工作可分为室内的、野外的和两者相结合的3种方法。
③综合法测图。
主要是在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
航测内业工作包括：①测图控制点的加密。
以前对于平坦地区一般采用辐射三角测量法，对于丘陵地和山地则采用立体测图仪建立单航线模拟的空中三角网，进行控制点的加密工作。
20世纪60年代以来，模拟法空中三角测量逐渐地被解析空中三角测量代替（见空中三角测量）。
②用各种光学机械仪器测制地形原图。
航测，现在也叫摄影测量与遥感。
航空摄影测量基础知识
航空摄影测量基础知识航空摄影测量基础知识航空摄影测量指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。
下面为大家准备了一些航空摄影测量基础知识，希望能帮到你!一、航空摄影定义：空中摄影是利用飞机或其它飞行器(如气球、人造卫星和宇宙飞船等)，在其上装载专门的摄影机对地面进行摄影而获得像片，其中用飞机进行空中摄影的叫航空摄影。
航空摄影具有以下优点：(1)可以居高临下地观察;(2)航片能把观察到的各种地面特征在同一时间里客观地记录下来;(3)记录动态现象;(4)航片是现状的永久性记录，且有充裕时间来仔细研究，可将外业现场搬至室内探讨;(5)提高空间分辨率。
1、摄影方式按摄影机镜头主光轴的方位不同，摄影方式分为垂直摄影和倾斜摄影两种。
镜头主光轴处于铅垂位置的摄影称为垂直摄影，实际上，很难控制摄影机主光轴的铅垂，常含有微小的倾斜角，只要倾角小于2度都称之为垂直摄影。
镜头主光轴偏离铅垂直位置的倾斜角大于2度时就称之为倾斜摄影。
2、对航空像片的要求(1)影像呈像清晰、色调一致、反差适中。
(2)一条航线上相邻两张像片应有一定的重叠影像，一般要求55%-65%的重叠度。
相邻航线之间的影像重叠，称为旁向重叠，要求有30%左右的重叠度。
(3)航摄像片倾斜角应越小越好，一般不应大于2度，个别最大倾斜角不应超过3度。
(4)航线弯曲最大偏离值与航线全长之比不大于3%。
3、像片比例尺像片上某两点间的距离与地面上相应两点的`水平距离之比，叫像片比例尺。
通常用表示：——摄影镜头的焦距; *——镜头中心相对于地面的高度，称为相对航高。
由于各种因素的综合影响，蛇形时飞机不可能始终保持同样的高度，地面也总有起伏，航高并不一致，因而像片上各部分的比例尺亦是不一致的。
二、地面起伏引起的像点位移高于地面的烟囱、水塔、电杆等竖直物体，在地形图上的位置为一点，但在航片上的影像则往往不是一点，而是一条小线段。
无人机航测技术与应用课件：航空摄影测量基础
航摄像片的特点
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称像点位移
航摄像片与地形图的区别 1）投影方式的不同：地形图为正射投影，航摄像片为中心投影
AC B
c ab
c ba S
B
A
C
2）航片存在两项误差：像片倾斜引起的像点位移，地形起
伏引起的像点位移
s
5.2双像解析摄影测量
5.2.1共线方程 4共线方程
X
Y
Z1
X A X s YA Ys Z A Zs
X
Y
Z
1
X A
YA ZA
Xs Ys Zs
X x a1 a2 a3 x
Y Z
R y f
bc11
b2 c2
b3 c3
y f
5.2双像解析摄影测量
y
RT
Y
a2
b2
c2
Y
f Z a3 b3 c3Z
其中R是一个正交矩阵，它由9个方向余弦构成
5.2双像解析摄影测量
5.2.1共线方程 3空间直角坐标系的旋转变换
a1 a2 a3 cos Xx cos Xy cos Xz
R b1
b2
b3
c
osYx
cosYy
航摄知识点整理
第一章1.摄影测量的定义——研究影像的获取，处理，提取和成果表达的一门信息科学。
2.摄影测量的三个发展阶段：1.模拟摄影测量阶段2.解析摄影测量阶段3.数字摄影测量阶段不同：原始资料不同：1.模拟摄影测量阶段——光学像片2.解析摄影测量阶段以光学像片为主、数字像片为辅3.数字摄影测量阶段——数字像片仪器设备不同：1.模拟摄影测量阶段——模拟测图仪2.解析摄影测量阶段——解析测图仪3.数字摄影测量阶段——全数字摄影测量工作站投影方式不同：1.模拟摄影测量阶段——模拟2.解析摄影测量阶段——模拟+数字3.数字摄影测量阶段——模拟操作方式不同：1.模拟摄影测量阶段——作业员2.解析摄影测量阶段——机身作业员3.数字摄影测量阶段——自动化+作业员干预第二章1.航空摄影的飞行质量：（1）像片倾斜角——小于3度（2）航摄比例尺与航高——|H（设计）-H（实际）|<30m同一航线内各摄影站的航高差不得大于50m （3）相片重叠度——旁向重叠度=x/Lx 一般规定为60%，53%=<(x/Lx)=<75%航向重叠度=y/Ly 一般规定为30%，15%=<(y/Ly)=<50% （4）航线弯曲度——L/D*100% 不得大于3%（5）像片旋偏角——一般不得大于6度，个别允许到10度，不允许连续3张超过6度2.量测用相机特点：（1）像距是一个固定值，几乎等于摄影机物镜的焦距（2）像面上有框标标志（3）内方位元素已知第三章1.航摄像片是地面的中心投影2.航摄像片与地形图的区别：（1）投影方式——航片：中心投影地形图：正射投影（2）比例尺——航片：平均比例尺地形图：固定比例尺（3）表达方式——航片：影像、无取舍地形图：地形图图示或规定的符号、有取舍2 .合面（真水平面）、合线（真水平线）、像主点、地主点、像底点、地底点、合点点、主合点3.中心投影作图法4.摄影测量中常用的坐标系统：像平面坐标系像空间坐标系像空间辅助坐标系——1.首张左片航线方向为X轴2.以首张航片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系3.以摄影基线B为X轴摄影测量坐标系地面测量坐标系5.内方位元素——（X0,Y0,f）6.内方位元素——（Xs，Ys，Zs）φ，ω，κ7.共线方程式第四章1.同名射线（同名光线、相应光线）：地面点A的投射线AS1、AS2同名像点：同名射线分别与两像面的交点a1，a2核面：通过摄影基线的平面垂核面：通过像底点的核面，一个立体相对有一个垂核面主核面：过像主点的核面，有左核面和右核面核点：基线或其延长线与像平面的交点核线：核面与像平面的交线，与垂核面、主核面相对应有垂核线、主核线2.单眼观察、双眼观察3.像对立体观察的效果：正立体反立体零立体4.连续像对相对方位元素系统：把立体像对中的左像片平面当做一个假定的水平面，而求右片相对于左片的相对方位。
(完整word版)航空摄影测量
航空摄影测量一．前言及单张相片的航测解析1．摄影测量学：利用各种非接触型的传感器，获取模拟的或数字的影象,然后解析和数字化提取所需要的信息，在空间信息系统里数字的加以存储，管理，分析和表达,再通过可视化和符号化形成产品2．摄影比例尺：航摄相片上的一段线的长度l，与实际地面上的相应线段长度L的比，1/m=l/L ，此时视相片为水平，地面取平均高程。
也等于摄象机主距f和平均地面高H的比，即1/m=f/H 3．空中摄影测量采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄象机的铅垂线垂直于地面，偏离垂线夹角应小于3度,夹角称相片斜角4．航向重叠：同航向要求重叠度60%。
旁向重叠：相邻航带间重叠度要求24%。
5．航摄影象是地物上的各点通过航摄机的物镜投射到相片上的一点,称为中心投影。
6．摄影测量的几何处理任务是通过相片上像点的位置确定相应地面点的空间位置，这就需要坐标转换来确定地面点.描述像点位置的坐标系为相方坐标系，描述地面点位置的坐标系为物方坐标系。
7．用摄影测量的方法研究地物的几何和物理信息时，必须建立该物体与相片之间的数学关系，首先需要确定的是摄影瞬间摄影中心与相片在地面坐标系中的位置和姿态。
内方位元素：表示摄影中心与相片之间相关位置的参数外方位元素:表示摄影中心和相片在地面坐标系中的位置和姿态的参数。
8．像点偏移:地面点在相片上的投影因相片倾斜或地面不平而移位或多边形形变.二．双像解析摄影测量1．人造立体视觉需要满足的条件:两张相片必须是两个位置对同一景物摄取的相对。
每只眼睛只能观察一张相片。
两相片上的同名景物连线必须与眼基线大致平行。
两相片的比例尺相近（差别<15％），否则需要用zoom模块进行调节。
2．用解析的方法处理立体相对（定向—恢复地面目标的空间坐标)，常用方法：①利用相片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空间坐标(绝对坐标）②利用相对的内在几何关系，进行相对定向，建立与地面相似的立体模型，计算出模型点的空间坐标，再通过绝对定向，将模型进行平移，旋转，缩放，以纳入到规定的地面坐标系中，解析出地面目标的绝对空间坐标。
摄影测量要点
摄影测量要点一、航空摄影测量的定义以分析、判读和量测航摄像片为基础，确定所摄地面目标的性质和空间位置的学科称之。
二、成图过程1.航空摄影：2.航测外业：（1）控制测量：测定少量控制点，用于满足内业电算加密。
（2）像片调绘3.航测内业（1）航测内业加密。
（2）航测内业测图三、航摄资料航摄资料是指航摄像片以及在航摄过程中所取得的其他数据像片、主距、摄影航高，像片重叠度，像片倾角，航线弯曲度，像片比例尺、航摄鉴定表、像片索引图等1．影象清晰、色调一致、反差适中、灰雾小2．不应有云影、阴影和雪影的影响。
3．不应有斑点、擦痕、折伤、发黄及药膜损伤等现象。
4．摄影标志清晰可辨四、摄影标志像片大小和摄影标志1.像幅大小:18*18cm，23*23cm，30*30cm等。
2.摄影标志:水准器：记录像片的倾斜度压平线：感光胶片弯曲度产生的像片变形时表：记录像片的拍摄时刻框标：对称的两个框标的连线的交点为像片的中心点像片编号：记录航摄区的位置、摄影时间、图幅、航线顺序等（三）航测成图对航摄像片现势性的要求现势性：航摄像片的现势性是指进入测区作业时，实地情况与摄影时比较发生变化的程度。
成图截止时间现势性与摄影时间到作业时间间隔的关系现势性与测图地区的关系（四）航测成图对飞行质量的要求1.对像片倾角的要求航空摄影时尽量使倾斜角α小，一般不超过2°。
2.对航摄比例尺的要求（1）按成图的精度要求选择航摄比例尺（2）根据图面综合取舍的需要选择航摄比例尺（3）按像片判读的要求选择航摄比例尺（4）像片比例尺的测定a.视距法：在距像主点1cm范围内的明显地物点上设站，选4个尽量同高且与测站连线近似正交的明显地物点，在像片上量取各长度，在实地用视距法测出相应长度，则可求出像片平均比例尺。
也可在像片上任意点设站，选择与测站大致同高，且与测站连线近似正交的两个明显地物点，在像片上量取其长度，在实地用视距法测出对应长度，则该测站范围内的像片平均比例尺可通过计算求出。
第三章 航摄像片解析
航摄像片的内、外方位元素
摄影测量的主要课题是根据像点解求地面点的空间位 置(平面坐标和高程)，这就需要知道摄影物镜(投影中心) 与像片面的相对位置，以及知道或解求出摄影瞬间摄影机 的空间位置。 一、内方位元素 内方位元素：确定物镜后节点和像片面相对位置的数 据。包括像主点在像片框标坐标系中的x0 坐标、y0和像片 主距f。 摄影时地面上诸点与投影中心之间形成的摄影光束 可由像片上各相应像点和投影中心之间的关系来确定。在 摄影测量作业中，当恢复了像片的内方位元素，诸像点与 投影中心之间形成的投影光束就与摄影时的摄影光束完全 相似，即恢复了摄影时的光束(形状)。像片的内方位元素 通常是已知的，在航空摄影机的鉴定表中均有记载。
(二)以u轴为主轴的ω’、φ’、κ’转角系统 ω’表示旁向倾角。摄影机轴So在vw平面 上的投影同w轴之间的夹角。 φ’表示航向倾角。摄影机轴So同它在vw 平面上的投影之间的夹角。 κ’表示像片旋角。像片面上的x轴同Suo 平面在像片上的迹线之间的夹角。
五、地面坐标系 指地图投影坐标系，也就是国家测图 所采用的高斯－克吕格三度带或六度带投 影的平面直角坐标系和高程系，两者组成 的空间直角坐标系是左手坐标系。 在今后要叙述的解析空中三角测量中， 大体上讲都要根据量出的像点坐标通过几 种过渡性坐标系依次进行坐标变换，最后 求出加密点的地面坐标。
§3-5
四、物方空间坐标系 描述物点(包括地面控制点和地面模型点)在 物方空间位置所建立的空间直角坐标系。 一般的讲可以地面上任意点A为坐标原点， 坐标轴系与像空间辅助坐标轴系相平行，也是一 种空间右手直角坐标系，如图3-15中的A－XPYPZP。 这也是一种过渡性的坐标系，也称摄影测量坐标 系。随着摄影测量课题解求方法的不同，还有其 它过渡性坐标系，这里不一一列举。摄影测量坐 标系这一名称，在不同的书刊中含义也不完全相 同。
第六章 航摄像片及其航测知识分解
如果空间直线延长后通过 投影中心时，它的像则是 一个点，图中的EF直线便 如此。
空间曲线的像一般还是曲线，但若空间曲线在一个平面上，
而该平面又通过投影中心，它的象则为直线。
3）像片的特征点线
像主点：航空摄影机主光轴与像面的交点。 像底点：通过镜头中心的铅垂线与像面的交点。 等角点：主光轴与主垂线所夹的角。 主纵线：包含主光轴和主垂线的平面称为主垂面，它与 像平面的交线，即通过像主点和像底点的直线。
位移量的规律： 位移量与像点距离像主点的距离成正比，即 距像主点愈远，位移量愈大。像片中心部分 位移量小，像主点是唯一不因高差而引起位 移的点。 位移量与高差成正比，高差愈大，位移量愈 大。高差为正时，投影差为正，即影像离开 中心点向外移动，反之则反。 位移量与航高成反比，航高愈高，位移量愈 小。
2) 空中摄影
2. 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。 影像质量主要要求影像清晰，色调一致，反 差适中；反差系数0.5＜y＜1.3，最大密度 1．8＞D无损伤、斑痕、霉点以及 虚模影像等。
飞行质量评定内容： 1） 航空像片的基本标志 框标
地面起伏引起的像点位移——投影误差
由于地面起伏， 高于或低于基准 面的地面点，在 像片上的像点对 于它在基准面上 的垂直投影点的 像点所产生的直 线位移，叫做投 影误差。
地面点A对基准面T0 的高差为△A，A0为A 点在基准面上的垂直 投影，A、A0两点在 像片P0上的影像分别 为a和a0，线段a0a就 是由于地面点对基准 面的高差所引起的保 点位移，即投影误差。
2. 中心投影
1）中心投影 中心投影就是空 间任意直线均通 过一固定点（投 影中心）投影到 一平面（投影平 面）上而形成的 透视关系。
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目录
6.1 航空摄影及其资料 6.2 航摄像片的几何特征 6.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘（自 学）
6.1 航空摄影及其资料
1. 航空摄影过程
航空摄影工作主要包括三个过程： ➢航摄的准备工作 ➢空中摄影 ➢地面摄影处理和航摄质量评价
航摄像片和其航测知识
1）航摄的准备工作 ✓划分摄影分区。 ✓确定摄影比例尺。 ✓选择航空摄影机。 ✓计算航高、摄影基线和航线间距。 ✓准备航摄软片，编制领航图，确定曝光时 间和曝光间隔等。
面的高差所引起的保
点位移，即投影误差。
位移量的规律： ❖ 位移量与像点距离像主点的距离成正比，即
距像主点愈远，位移量愈大。像片中心部分 位移量小，像主点是唯一不因高差而引起位 移的点。 ❖ 位移量与高差成正比，高差愈大，位移量愈 大。高差为正时，投影差为正，即影像离开 中心点向外移动，反之则反。 ❖ 位移量与航高成反比，航高愈高，位移量愈 小。
B、从地形图上 和像片上量测地物
长度。
水平像片的比例尺
①当地面平坦而水平，像片水平时，像片的比例尺 各处相等。
主比例尺
②当地面起伏较大时，水平像片上各处的比例尺并不相 等，只有在同一高度上的影像才具有相同的比例尺。
规律：地面高程大 者，比例尺大，反 之则小。
5） 像点位移
航摄像片上地物的像点位置相对于其在 地形图上的位置产生了变化，这种变化称为像 点位移，也就是误差。位移的结果使得地物在 像片上的影像形状发生变形。引起像点位移的 原因很多，如像片倾斜、地面起伏、感光片变 形、镜头畸变、大气折射以及地球曲率等，其 中最土要的是像片倾斜和地面起伏。
航摄像片和其航测知识
5）航向弯曲度 <3%
6) 像片旋角
相邻像片两像主点的连线与航线方向像幅上 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°。
6.2 摄影像片的几何特征
1. 正射（垂直）投影
正射投影的特点： 1）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；2） 有统一的比例尺，并且 比例尺放大或缩小都不 改变图形的形状； 3）没有阴影。
航摄像片和其航测知识
当△h为正值时(即地 面点高于基准面)， 像点由原位置背离 像底点方向移动(即 a0 →a)； 当△h为负值时(即地 面点低于基准面)， 像点则由原位置向 着像底点方向移动 (即b0→b)。
如果空间直线延长后通过 投影中心时，它的像则是 一个点，图中的EF直线便 如此。
➢空间曲线的像一般还是曲线，但若空间曲线在一个平面上， 而该平面又通过投影中心，它的象则为直线。
3）像片的特征点线
❖ 像主点：航空摄影机主光轴与像面的交点。 ❖ 像底点：通过镜头中心的铅垂线与像面的交点。 ❖ 等角点：主光轴与主垂线所夹的角。 ❖ 主纵线：包含主光轴和主垂线的平面称为主垂面，它与
斜角为几度。
3）航高 通常所说的航高H， 也称相对航高， 是指航摄仪物镜 中心到测区平面 平均高度的垂直 距离。 而绝对航高H0是指 航摄仪物镜中心 到大地水准面的 垂直距离。
4）像片重叠度
相邻两像片之间要有一定程度的重叠。像片重叠多 少用像片重叠宽度与像幅边长之比来表示，叫像片的重 叠度，通常以百分数表示。根据计算方式不同有航向重 叠和旁向重叠。
地面起伏引起的像点位移——投影误差
由于地面起伏， 高于或低于基准 面的地面点，在 像片上的像点对 于它在基准面上 的垂直投影点的 像点所产生的直 线位移，叫做投 影误差。
地面点A对基准面T0 的高差为△A，A0为A 点在基准面上的垂直
投影，A、A0两点在 像片P0上的影像分别 为a和a0，线段a0a就 是由于地面点对基准
航摄像片和其航测知识
飞行质量评定内容： 1） 航空像片的基本标志
框标 时表 框标 压平线 水准器 航片编号
框标
航摄像片和其航测知识
压平线
压平线： 像片四边井 字形直线叫压平线， 其弯曲度说明摄影时 感光胶片未压平而产 生的影像变形情况。.
2） 航片倾斜角
飞机在进行航空摄影时，航 摄仪的主轴oO在曝光的 一瞬间与铅垂线nN所夹的角， 叫做航片倾角，或像片倾斜 角，通常用α表示。 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
. 中心投影
1）中心投影
中心投影就是空 间任意直线均通 过一固定点（投 影中心）投影到 一平面（投影平 面）上而形成的 透视关系。
根据摄影机主光轴与地面的关系分为垂直 摄影和倾斜摄影。
2）中心投影成象特征
➢ 在中心投影上点的像还是 点。
➢ 直线的像一般还是直线， 但如果直线垂直于地面， 且直线的延长线通过投影 中心时，则该直线的象就 是一个点。若直线的延长 线不通过投影中心，这时 直线的投影仍然是直线， 但该垂直线目标的长度和 变形取决于目标在像片中 的位置。近像片中心，直 线的长度被缩短，在像片 的边缘，直线的长度被夸 大。
航摄像片和其航测知识
2) 空中摄影
2. 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。 影像质量主要要求影像清晰，色调一致，反 差适中；反差系数0.5＜y＜1.3，最大密度 1．8＞Dmax＞1.0，灰雾度D。＜0.3；阴影云 影都不过大；底片无损伤、斑痕、霉点以及 虚模影像等。
像平面的交线，即通过像主点和像底点的直线。
4）像片的比例尺
胶片
D
E
像主点 ❖ 概念：像片上两点 之间的距离与地面
平面
f
上相应两点实际距
透镜 C
离之比。
❖ 公式：
主 光 轴
H
1/m=f/H=ab/AB
❖ 航高未知时1/m的
求取：
A
Nadir B
A、已知地面目 标的大小。
f DE H AB ACB DCE
①航向重叠
沿航线方向相邻两
像片之间的重叠，
称航向里叠。航向
航 线
重叠度：qx%x/Lr
方
一般航向重叠度为
向
60％——65％，最
小不得小于53％；
②旁向重叠 相邻两航线间的重叠，叫旁向重叠。旁向重叠 度：qy% y/Ly 。旁向重叠度一般为30％一35 ％，最小不得小于15％。
•航向重叠 60%-53 % •旁向重叠 30%-15 %