利用航空遥感象片量算面积的精度分析
航空像片的判读
航空像片判读的重要性
航空像片判读是地理信息获取的重要 手段之一，广泛应用于城市规划、土 地利用、资源调查、环境保护等领域 。
通过航空像片判读，可以快速获取大 范围的地物信息，提高地理信息获取 的效率和精度，为相关领域的决策和 规划提供科学依据。
航空像片判读的历史与发展
航空像片判读起源于20世纪初，随着航空技术的发展和遥感技术的普及，航空像片判读的技术和方法也不断得到改进和完善 。
城市规划与建设
城市空间布局分析
城市环境质量评估
通过航空像片判读，可以对城市空间 布局进行分析，为城市规划和建设提 供依据。
通过航空像片判读，可以对城市环境 质量进行评估，如城市绿化、环境污 染等，为城市环境治理提供依据。
城市基础设施识别
航空像片可以识别城市基础设施，如 道路、桥梁、建筑物等，为城市规划 和建设提供基础数据。
无人机低空摄影测量技术的应用与推广
无人机低空摄影测量技术具有灵 活、快速、低成本等优势，能够
获取高分辨率的航空像片。
随着无人机技术的不断发展，无 人机低空摄影测量技术的精度和 稳定性不断提高，应用范围不断
扩大。
无人机低空摄影测量技术能够广 泛应用于农业、林业、地质、环 境监测等领域，为相关领域提供
目前，航空像片判读已经实现了数字化、自动化和智能化，通过计算机技术和人工智能技术的结合，可以快速、准确地提取 地物信息，提高判读的精度和效率。同时，随着遥感技术的不断发展，航空像片的分辨率和覆盖范围也不断提高，为地物信 息的获取提供了更加丰富的数据源。
02
航空像片判读的基本知识
航空像片的类型与特点
类型
光学航空像片、雷达航空像片、 多光谱航空像片、高光谱航空像 片等。
低空无人机航空摄影测量技术在土地规划设计中的应用
低空无人机航空摄影测量技术在土地规划设计中的应用发布时间：2021-11-30T07:32:09.123Z 来源：《科学与技术》2021年25期作者：李欢[导读] 土地整治与规划是保证社会经济得以顺利发展的重要前提，土地规划涉及到地块分割、权属划分等内容，同时也关系到社会稳定与国家粮食安全。
需要在整治规划期间，采取有效的技术工作提供帮助。
李欢中煤航测遥感集团有限公司，陕西西安，邮编：710600摘要：土地整治与规划是保证社会经济得以顺利发展的重要前提，土地规划涉及到地块分割、权属划分等内容，同时也关系到社会稳定与国家粮食安全。
需要在整治规划期间，采取有效的技术工作提供帮助。
其中低空无人航空摄影测量技术，作为当前先进的测量技术，应用在实际规划设计中，能够有效发挥技术优势，保障信息实时采集。
本文针对低空无人机航拍技术优势，结合土地资源现状进行规划设计研究，推动土地资源利用率，保障城市建设可持续发展。
关键词：低空无人机；航空摄影测量技术；土地规划设计引言：由于国家土地整治工作涉及到的内容较多，需要保证测量技术能够推动工作顺利开展，推动国民经济发展。
利用低空无人机为测量工作提供准确的地理信息，为土地规划工作奠定基础。
借助低空无人机的优势，有效协调土地资源问题，满足现代化发展过程中，对于土地的管理需求，保障工作开展的科学性。
一、土地资源以及低空无人机航测（一）土地资源现状土地资源是人们生存发展的重要载体，对其进行规划，能够保证土地资源得到科学管理，保障群众的利益。
土地综合利用，需要借助大量的测量数据进行分析，对各个区域的规划现状进行判断。
作为发展中国家，国内土地资源呈现出较为严峻的态势。
基于此，需要针对现状采取更科学的政策，对现有的土地资源进行科学规划。
保证基于土地资源规划发展，切实发挥政策的效用。
当前土地资源规划过程中，存在用地面积有效，后备资源不足，资源地区分布不均衡等现象，严重影响规划工作开展。
（二）低空无人机测量研究低空无人机航空摄影测量依靠遥感技术，能够带给地形地貌测绘新发展。
(完整版)摄影测量作业部分答案
1.什么是摄影测量学，摄影测量发展的三个阶段摄影测量学是对研究的物体进行摄影，测量和解译所获得的影像，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学。
三个阶段：模拟、解析、数字摄影测量。
2.根据成图的需要，规定了摄影比例尺后，如何选择航空摄影机与航摄高度？答：采用特宽角航摄机，航高值就小，采用常角或窄角航摄机，航高值就大。
（航高的大小将决定飞机实际升限和最小安全高度的限制，另外，测图的高程测定精度与航高有关（高程中误差与航高成正比））大比例尺单像测图，应选用常角或窄角航摄机，小比例尺立体测图应选用特宽角航摄机。
3.什么是航摄像片的内外方位元素，各有何作用？答：内方位元素包括三个参数，即摄影中心S到像片的垂距(主距)f及像主点o在像框标坐标系中的坐标00,y x，用其来恢复摄影光束。
确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素，一张的外方位元素包括六个参数，其中有三个是直线元素，用于描述摄影中心的空问坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。
4.摄影测量中常用的坐标系有哪些，各有何作用？答：摄影测量中常用的坐标系有两大类。
一类是用于描述像点的位置，称为像方空间坐标系；另——类是用于描述地面点的位置．称为物方空间坐标系。
(1)像方空间坐标系①像平面坐标系像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置，通常采用右手坐标系，xy轴的选择按需要而定．在解析和数字摄影测量中，常根据框标来确定像平面坐标系，称为像框标坐标系。
②像空间坐标系为了便于进行空间坐标的变换，需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。
以摄影中心S为坐标原点，xy,轴与像平面坐标系的xy轴平行，z轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系s-xyz③像空间辅助坐标系像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，但这种坐标的待点是每张像片的像空间坐标系不统一，这给计算带来困难。
为此，需要建立一种相对统一的坐标系．称为像空间辅助坐标系，用s-XYZ表示。
中国国土面积计算数学
中国国土面积计算数学
中国国土面积计算数学方法主要有以下几种：
1. 直接计算法：通过实地测量和地图量算，直接得出土地面积。
这种方法适用于小范围、小面积的测量。
2. 航测法：利用航空摄影和遥感技术，通过像片量算得出土地面积。
这种方法精度高、速度快，适合于大面积、山地、沙漠等地区的测量。
3. 数据库法：利用地理信息系统（GIS）技术，建立土地资源数据库，通过数据库查询和分析得出土地面积。
这种方法精度高、信息量大，适合于土地资源调查和管理。
4. 模型法：利用数学模型和遥感技术，对土地资源进行预测和分析，得出土地面积。
这种方法精度较高，可以用于土地利用规划和管理。
需要注意的是，由于地形地貌、气候、植被等因素的影响，计算出的土地面积可能会存在一定的误差。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的计算方法，并进行误差分析和修正。
航空遥感调查方法
§3 —2
土地资源航空遥感调查的准备工作
一、航片的准备
1. 准备 航片
准备1.5—2套，其中1套供为底图，另一 套作像片索引图。每套的航片张数为：
N A (1 K ) / a (1 p) (1 q) M
2
调查区 总面积 测区边 界重叠 系数 (20%) 像 片 像 幅 航向 重叠 系数 (60%) 旁向 重叠 系数 (30%)
注
判读结果均要描绘在透明 纸上(把透明纸蒙在航片上) 。
节目录Leabharlann §3 —4土地资源航空遥感调查的外业调绘 —土地利用现状—
一、外业调绘的内容 二、选站点、定点和定向 三、地类调绘 五、境界与权属界调绘 七、填写外业调绘记载表 九、外业调绘的检查验收 四、线状地物调绘 六、外业补测 八、调绘整饰
§3—4
调绘面积线一般应根据所用的转绘方法，在相邻航片 或隔号航片上绘出。调绘面积的角顶点必须为相邻航 片的公用点(一般为明显地物点)，不得出现漏洞和重 叠现象。 调绘面积一般应位于相邻或隔片两航片重叠中线附 近，偏离中线不得大于1厘米。 描绘调绘面积线时，平坦地区一般采用直线或折线； 丘陵地、山地，一般东南边采用直线或折线，西北边 就必须采用圆滑曲线，并用立体观察绘出。 调绘面积线要求距离航片边缘不得小于1厘米。 调绘面积线应尽量避免割裂居民点和其他重要的地 物，避免与道路、沟渠、管线等地物影像重合，并不 得用航片压平线作调绘面积线。
2. 航 片 质 量 判 定
影像 质量 的评 定 飞行 质量 的评 定
框 标
像片 编号
像主点
水准仪 压平线
§3 —2
二、航片的整理
根据已确定的作业任务，首先在地形图上标 出工作范围，并参照镶辑复照图按航线、航 片顺序整理航片。 将地形图的图廓线，用红色特种铅笔转标到 本辐航片上(有关的航片上)。 以图幅为单位把全幅航片，按航片顺序从上到 下从左到右，字头朝北，用黑色墨水编写图幅 号、航线号、航片号。并将航片的主点转标于 地形图上。 在标有像主点的地形图基础上绘制调查地区 的航片接合草图，使其相互接合，以便于工 作。
(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。
利用无人机航空像片进行大比例尺测图的探讨
由于测 区天气状 况较 差，在设计的两个架次 飞行 完成后 ， 又补飞一个架次 。 所获取 的航空影像存 在以下问题 ： （） １影像 光线照度 不够 ， 当时为阴雨天气 ， 线强度 较弱 ， 光
影像 曝 光量 明 显 不足 ；
２２ 无 人机 摄影 测 量 系统 的 独特优 势 ．
与传统 的航空摄影测量 系统 比较 ， 无人 机摄影测量 系统具 有 以下几 个独 特的优势： ①灵 活快速响应： 空飞行， 低 空域 申请 便利 ； 车载系统可迅速 到达监 测区附近设站 ， 可进 行云下飞行 ，
降低 了对天气 条件 的要求 ； 飞行系统 升空准备 时间短 、 作简 操 单、 运输便 利 ； 平 台构建 、 ② 维护 以及 作业 的成本极低 ； 因其 ③
飞行 高度低 ， 能够 获取大 比例尺高精 度影像 ， 局部信息 获取 在
（） ２ 地面雾霾严 重， 影像反差不大； （） 影 较 多 ， 影 完 成 后 ， ３云 摄 出现 约 １％的 影 像 被 云 遮 挡 ， ５ 无法使用。后对 云影影像 的航片进行 了补飞 。
方面 有着 巨大的优势 ； 能够获取 高重叠度 的影像 ， 强了后 ④ 增
福 建武夷 山市一个实例 ，讨论 了基于无人机航 空像片进行 １ ： １０ ０ ０比例尺测图的作业流程和涉及 的关键技术 ， 并对其应用于
１ １０ ：０ ０比例 尺航 空摄 影测 量 生 产 的可 行 性 进 行 了分 析 和 论 证 。
３２ 航 空摄 影 ．
本测 区按东西 向共敷 设 １ ５条航线 ，每条航线长度 ６５ ｉ， ．ｋ ｎ 航摄里程约 １０ ｍ， ５ ５张航片 （ 图 ２ 。像元尺寸为 ６ｚ ０ｋ 共 ８ 见 ） １ ． ｍ， 鉴定焦距为 ４ ．１ ８ ｍ。本项 目设计相对航高为 ５０ 地面实 ５ ０ｒ ７ ａ ５ ｍ， 际分辨率不大于 ８ｍ。 ｃ
2019年注册测绘师考试测绘案例分析真题_真题(含答案与解析)-交互
2019年注册测绘师考试测绘案例分析真题(总分-26, 做题时间150分钟)案例分析题某测绘单位承接了某城市区域建设状况调查任务。
1.测区概况测区位于该市城乡结合部，地势比较平坦，经济发达，交通便利，山水林田湖及居民地交错分布。
近年来，测区内新建了大量建筑物。
部分为密集高层建筑，以及一些树本遮挡的低矮建筑。
为了摸清建设现状，查证是否存在违规占用基本农田现象，开展调查工作。
2.已有资料（1）2018年1月1∶2000全要素地形图数据（DLG），采用2000国家大地坐标系、高斯投影；（2）2018年1月1∶10000DEM数据，5m格网间距，采用2000国家大地坐标、高斯投影；（3）2017年12月1∶10000基本农田数据，为基本农田的分布范围及类型的图斑，采用1980西安坐标系、高斯投影；（4）2019年6月获取的1m分辨率卫星影像数据；（5）全市卫星导航定位服务系统(CORS)，实时定位精度厘米级；（6）全市平面、高程控制网。
3.已有设备及软件双频GNSS接收机、全站仪、水准仪、遥感影像处理系统、地理信息系统软件、地图制图软件等。
4.任务要求（1）新增建筑物1∶2000矢量图制作。
充分利用已有资料，尽量减少外业工作量，测量获得2018年1月以后新建的建筑物范围，精度满足1∶2000成图要求，采用2000国家大地坐标和高斯投影。
（2）全测区占用基本农田建筑物分布图制作。
利用已有资料及测量成果，分析并提取占用基本农田的建筑物，制作一幅全测区范围的分布图，比例尺为1∶10000，图上表示占用基本农田的建筑物图斑，以影像为背景，适当选取表示道路、水系、境界、居民地及地名等要素。
SSS_TEXT_QUSTI充分利用已有资料、设备和软件，制作新增建筑物1∶2000矢量图，简述其作业步骤。
分值: -7答案:（1）资料准备：2018年1月，1∶2000全要素地形图数据(DLG)、2019年6月获取的1m分辨率卫星影像数据、2018年1月，1∶10000DEM数据，5m格网间距。
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利用航空遥感象片量算面积的精度分析
随着航天、航空和计算机技术的不断发展和完善,遥感技术被广泛地应用于城市环境调查、城市土地利用现状、森林和草场现状调查、城市绿化现状调查、土壤状况调查、地质环境综合评价等领域中。
直接应用遥感象片进行面积量算必然存在着误差,本文从理论和实例对此两方面来分析讨论由航空遥感象片上直接进行面积量算的精度,以便根据精度要求来确定直接使用航片量算面积的范围和条件。
1 面积量算的方法和误差来源
1.1 由航片上量算面积的主要方法
(1) 规则几何图形直接面积量算法这种方法的应用限制较为严格,所量测的面积必须是正方形、矩形、梯形、三角形和圆形等规则几何图形。
(2) 光电测积法根据所使用的设备不同,光电测积法又分为数字化仪法和电子扫描计算面积。
这种方法需要特殊的仪器设备。
(3) 求积仪量算法利用机械求积仪或电子求积仪量算面积,这种方法应用的比较广泛。
(4) 格网法应用透明格网蒙图,然后人工查格网数来计算面积。
这种方法简单直观,但由于精度低不常用。
1.2 由航片上量算面积的主要误差来源
由航片上量算面积的误差来源有很多方面,归纳起来,主要有以下几大类:
(1) 仪器误差包括尺长误差,仪器标称误差和格网误差等等。
(2) 操作误差主要是对点误差、分辩误差、读数误差和计算取位误差等。
(3) 航片误差主要有航片倾斜误差、投影误差以及选取航片比例尺误差等。
除了以上三大类误差以外,还有航片变形等很多因素也能使所量算的面积产生误差,由于影响值不是很大,本文就不一一讨论了。
2 面积量算的精度分析
2.1 仪器误差对面积量算的影响
通常所使用的求积仪和光电测积仪等电子仪器都标有标称精度,而一般来讲,这些精度对普通面积量算的影响并不大,也很容易计算,本文就不再详细分析这项误差。
尺长误差和格网误差属系统误差,可根据检查校正或加改正数进行改正。
2.2 操作误差对面积量算的影响
设某象点的操作误差为m;对点或瞄迹误差为m e;人眼分辩误差为m v;读数误差为m r(电子仪器数字显示没有此项误差)。
由误差传播定律得
象点与象点之间的相对误差为
此相对误差可作象点与象点之间的边长误差或对点误差。
设某图斑是由边长为L1,L2,…,L n的近似等边中心多边形,则面积值P为
P=K(L21+L22+…+L2n) (1)
其中,
微分上式并转为中误差得
m2P=4K2(L21+L22+…+L2n)m2L(2)
式中,m L=m L1=m L2=…=m Ln为对点相对误差(边长中误差)
设多边形周长为S,则代入(2)式得
(3)
操作误差对面积的影响用相对中误差表示
(4)
由(4)式可见,操作误差对面积的影响(相对中误差)与对点误差成正比,与对点数的平方根成正比,而与所测面积的周长成反比。
所以,图斑的形状不同,操作误差对面积的影响也不相同。
2.3 航片倾斜误差对面积量算的影响
根据航摄象片上的有关几何要素可算航片上任一象点的倾斜误差纠正值,其理论公式为
(5)
式中γc为象点距等角点(可近似为象主点)的距离向径;f为航摄仪的主焦距;α为航片的倾角;φ为象点到等角点方向线和等比线所夹的方向角。
航片倾斜所产生的象点误差,使得在航片上直接量算面积会产生误差,而这项误差的大小和航片的几何要素密切相关。
所以由不同航片上量算面积的误差也不相同,很难用一个数学表达式来计算分析。
本文采用一种对比分析的方法以实例讨论分析这项误差的大小。
图1为某航片示意图,该航片内高差起伏很小。
故高差投影差可忽略不计。
在等角点C(几
乎和象主点O重合)附近选一矩形面积A、B、E、D。
量得面积为S ABED=594720平方米。
然后又在航片东南角选一梯形面积MNQP,量得面积S MNQP=186327平方米。
为了比较计算,分别设航片的倾角为0.5°、1°、2°,然后根据航片要素和(5)式计算各角点的倾斜误差,再计算经改正后各点所围成的面积。
计算数据见表1、表2。
图1 航片倾斜差对面积影响计算图
表1 航片倾斜差对面积影响计算表
表2 航片倾斜差对面积影响计算表
Q 151 43.5 0.90 151 43.5 1.80 151 43.5 3.60 S (m2) 189080 191923 197409
ΔS (m2) 2753 5596 11082
从表中计算结果可以分析出:四边形ABED是具有代表意义的中向径区域,当航片倾角为0.5°、1°、2°时,面积的相对误差分别为。
而位于航片东南角的梯形面积MNQP的向径较长,因而受航片倾斜误差的影响也最大,在航片倾角为0.5°、1°、2°的情况下,相对面积误差分别为:。
由此可见,直接从原航片上量测面积的精度不是很高。
量算面积必须考虑向径的大小,一张23 cm×23 cm的航片,最大距离向径为162.6 mm。
如果设航向重叠为60%,旁向重叠为30%,则最大向径可缩小为122.2mm。
所以,在量算面积时应充分利用航片的中心部分。
2.4 投影差对面积量算的影响
在高差较大的区域进行面积量算时,必须考虑投影差影响。
在航片倾角为α的情况下,投影差的严密计算公式是:
(6)
式中,Δh——地面点相对于基准面的高差
H——相对于基准面的航高。
在近似垂直投影时,航片倾角α是一个很小的数值(不大于3°),一般情况下,方括号内的数值不会对作业产生很大的影响。
因此可用公式
(7)
作为作业中的实用公式。
由(7)式可以计算各个象点的投影差改正值。
然后根据纠正后的点计算面积,与原量算的面积比较即可求出投影差对面积的影响。
但在计算面积边缘象点的投影差改正值时,应注意改正的符号和方向。
测图规范规定,因地面起伏所产生的投影误差不得超过±0.4 mm。
根据这一限差可得不进行投影差改正的高差极限值为
(8)
式中,M为成图比例尺分母;f为摄影机主距;r为象点向量;Δh为航片投影差。
取2倍投影差为极限误差,则有
(9)
将Δh=±0.4 mm;f=152 mm;航片最远向径122.2 mm;成图比例尺分母10000代入(9)式,求出高差极限值Q为±9.95 m。
也就是说,当地面高差大于10 m时,应进行投影改正。
3 对比分析实例
为了进一步讨论各项误差对面积量算的综合影响,分别对原航片和纠正后象平面图进行面积量算,并作对比分析。
为了比较试验,在某航片上选择了平坦(高差小于15 m),山坡(高差为60 m)和山地(高差为160 m)三个具有代表性区域作为对比试验区。
试验中,使用日本产测机舍KP-90型电子求积仪,分别量测六次面积,每次面积量测采用六个测回取平均数作为被测区域面积的最后结果。
量测结果见表3。
表3 面积量算对比分析表
注:电子求积仪量测面积的实测中误差为±2603 m2
从以上结果可看出:随着高差的增大,投影差对面积的影响值也增大,从原航片上直接量测面积的误差也明显地加大。
4 分析结论
综上所述,尽管由航片上直接量测面积的误差是由多方面因素综合影响的,但主要的误差来源于航片的倾斜误差和高差投影误差,其中尤以高差投影差的影响最大。
所以,在平坦地
区内,如果能充分利用航片的中心部分,缩小向径,完全可以从原始航片上量测精度要求不是很高的面积。
在高差较大的山地作业时,则不能直接从航片上量算面积,而必须经过投影改正,但要注意改正的方向和高差的符号。
除此之外,还必须十分注意航片的比例尺,绝不能以平均航高和航摄仪主距之比作为航片的比例尺,而应经过实测以确定比较精确的航片比例尺。