數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué)講義

1、word數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué)教案西安科技大學(xué) 測(cè)量工程系 第一篇 攝影測(cè)量根底第一章緒論主要內(nèi)容：攝影測(cè)量學(xué)的定義，攝影測(cè)量學(xué)的分類(lèi)，攝影測(cè)量要解決的根本問(wèn)題，航空攝影測(cè)量的成圖方法，攝影測(cè)量的成圖作業(yè)工序，攝影測(cè)量的開(kāi)展歷程。重點(diǎn)：攝影測(cè)量學(xué)的定義、分類(lèi)，攝影測(cè)量要解決的根本問(wèn)題，航空攝影測(cè)量測(cè)圖方法，攝影測(cè)量的開(kāi)展歷程。難點(diǎn)：學(xué)時(shí)安排：授課 2，實(shí)驗(yàn) 0。一、攝影測(cè)量學(xué)：是對(duì)研究的對(duì)象進(jìn)行攝影，根據(jù)所獲得的構(gòu)像信息，從幾何方面和物理方面加以分析研究，從而對(duì)所攝對(duì)象的本質(zhì)提供各種資料的一門(mén)學(xué)科。二、分類(lèi)：(一)、按研究對(duì)象：1、地形攝影測(cè)量：研究的對(duì)象是地區(qū)外表的形態(tài)，以物體與構(gòu)像之間的幾何關(guān)系為

2、根底，最終根據(jù)攝影像片測(cè)繪出攝影區(qū)域的地形圖。2、非地形攝影測(cè)量一般是指近景攝影測(cè)量，顧名思義，研究的對(duì)象在體積和面積上較小，攝影機(jī)到攝影目標(biāo)的距離較近，一般小于300m，測(cè)量的精度相應(yīng)地要求較高。根本理論也是根據(jù)物體與構(gòu)像之間的幾何關(guān)系，但在處理技術(shù)上有著其特殊性。測(cè)量成果乃是表示研究對(duì)象的一系列特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)值，即研究對(duì)象的數(shù)字模型可繪制所攝物體的立面圖、平面圖和顯示立體形態(tài)的等值圖。(二)、按攝影站的位置：1、航天攝影測(cè)量 ：利用航天器和人造衛(wèi)星、高空飛機(jī)進(jìn)行攝影。2、航空攝影測(cè)量：指的是地形攝影測(cè)量，從航攝飛機(jī)上對(duì)地面進(jìn)行攝影，目的在于測(cè)繪地形圖。3、地面攝影測(cè)量：包括地面立體攝影測(cè)

3、量和近景攝影測(cè)量。前者在測(cè)繪特殊地區(qū)的地形圖時(shí)常采用，后者是對(duì)科學(xué)技術(shù)專(zhuān)題科目進(jìn)行研究時(shí)采用。4、水中攝影測(cè)量是將攝影機(jī)置于水中，對(duì)水下地表進(jìn)行攝影以繪制水下地形圖，這屬于雙介質(zhì)攝影測(cè)量。三、攝影測(cè)量要解決的根本問(wèn)題：將中心投影的像片轉(zhuǎn)換為正射投影的地形圖。四、航空攝影測(cè)量繪制地形圖的方法：1、綜合法：是攝影測(cè)量和地面地形測(cè)量相結(jié)合的測(cè)圖方法。地面點(diǎn)的平面位置應(yīng)用攝影測(cè)量方法以單張航攝像片為測(cè)圖單元來(lái)解求，而點(diǎn)位高程或地貌在野外實(shí)地測(cè)定。這種方法適用于大比例尺平坦地區(qū)的測(cè)圖，尤其是對(duì)高程精度要求很高而航測(cè)方法難以到達(dá)的情況下，綜合法測(cè)圖能得出滿(mǎn)意的成果。2、分工法(微分法)：待求點(diǎn)的平面位置和

4、高程雖都是應(yīng)用攝影測(cè)量方法，但卻是分別測(cè)定的。這種測(cè)圖方法的理論和為此而設(shè)計(jì)的儀器，當(dāng)時(shí)是針對(duì)測(cè)繪比例尺為1：250001：50000地形圖的，在測(cè)圖方法的原理上帶有近似性。該方法現(xiàn)以淘汰不用了。3、全能法：是以攝影過(guò)程的幾何反轉(zhuǎn)來(lái)建立攝區(qū)的立體模型，借助地區(qū)立體模型的量測(cè)以代替地面地形測(cè)量，一次完成點(diǎn)位高程和平面位置的測(cè)圖。五、航空攝影測(cè)量作業(yè)階段：1、航空攝影：在航攝飛機(jī)上安裝航空攝影機(jī)，從空中對(duì)測(cè)區(qū)地面作有方案的攝影，以取得適合航測(cè)制圖要求的航攝像片。2、航測(cè)外業(yè)：在野外實(shí)地進(jìn)行像片聯(lián)測(cè)和判讀調(diào)繪。像片聯(lián)測(cè)的目的是利用地面控制點(diǎn)把航攝像片與地面聯(lián)系起來(lái)；像片的判讀調(diào)繪是在像片上補(bǔ)繪未反映

5、出的地物、地類(lèi)界等，并搜集地圖上必需有的地名、注記等地圖元素。3、航測(cè)內(nèi)業(yè)：依據(jù)航攝像片和航測(cè)外業(yè)成果在室內(nèi)專(zhuān)用的航測(cè)儀器上測(cè)繪地形圖。六、航空攝影測(cè)量的開(kāi)展階段：1、模擬攝影測(cè)量：20世紀(jì)初，由維也納軍事地理研究所制成了“立體自動(dòng)測(cè)圖儀，后來(lái)由德國(guó)卡爾蔡司廠進(jìn)一步開(kāi)展，成功地制造了實(shí)用的“立體自動(dòng)測(cè)圖儀(stereoautograph)。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的開(kāi)展，到6070年代，這種類(lèi)型的儀器開(kāi)展到了頂峰。由于這些儀器均采用光學(xué)投影器或機(jī)械投影器或光學(xué)-機(jī)械投影器“模擬攝影過(guò)程，用它們交會(huì)被攝物體的空間位置，所以稱(chēng)其為“模擬攝影測(cè)量?jī)x器。著名攝影測(cè)量學(xué)者UV Helava于1957年在他的論文中

6、談到：“能夠用來(lái)解決攝影測(cè)量主要問(wèn)題的現(xiàn)有的全部的攝影測(cè)量測(cè)圖儀，實(shí)際上都是以同樣的原理為根底的，這個(gè)原理可以稱(chēng)為模擬的原理。這一開(kāi)展時(shí)期也被稱(chēng)為“模擬攝影測(cè)量時(shí)代。2、解析攝影測(cè)量：Helava于1957年提出了攝影測(cè)量的一個(gè)新的概念，就是“用數(shù)字投影代替物理投影。所謂“物理投影就是指“光學(xué)的、機(jī)械的，或光學(xué)-機(jī)械的模擬投影?！皵?shù)字投影就是利用電子計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)地進(jìn)行共線方程的解算，從而交會(huì)被攝物體的空間位置。意大利的OMI公司與美國(guó)的Bendix公司合作，于1961年制造出第一臺(tái)解析測(cè)圖儀AP/1。這個(gè)時(shí)期的解析測(cè)圖儀多數(shù)為軍用。直到1976年在赫爾辛基召開(kāi)國(guó)際攝影測(cè)量學(xué)會(huì)大會(huì)上，由7家廠商展

7、出了8種型號(hào)的解析測(cè)圖儀，解析測(cè)圖儀才逐步成為攝影測(cè)量的主要測(cè)圖儀。到80年代，解析測(cè)圖儀的開(kāi)展更為迅速。它不再是一種專(zhuān)門(mén)由國(guó)際上一些大的攝影測(cè)量?jī)x器公司生產(chǎn)的儀器，國(guó)內(nèi)也有生產(chǎn)。3、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的開(kāi)展起源于攝影測(cè)量自動(dòng)化的實(shí)踐，即利用相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化測(cè)圖。最早涉及到攝影測(cè)量自動(dòng)化的研究可追溯到1930年，但并未付諸實(shí)施。直到1950年，由美國(guó)工程兵研究開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室與Bausch and Lomb光學(xué)儀器公司合作研制了第一臺(tái)自動(dòng)化攝影測(cè)量測(cè)圖儀。美國(guó)于60年代初，研制成功DAMC系統(tǒng)全數(shù)字自動(dòng)化測(cè)圖系統(tǒng)。武漢測(cè)繪科技大學(xué)王之卓教授于1978年提出了開(kāi)展全數(shù)字自動(dòng)化測(cè)圖系統(tǒng)

8、的設(shè)想與方案，并于1985年完成了全數(shù)字自動(dòng)化測(cè)圖軟件系統(tǒng)WUDAMS。因此，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是攝影測(cè)量自動(dòng)化的必然產(chǎn)物。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用的開(kāi)展以及數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、專(zhuān)家系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)等學(xué)科的不斷開(kāi)展，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的內(nèi)涵已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)攝影測(cè)量的范圍，現(xiàn)已被公認(rèn)為攝影測(cè)量的第三個(gè)開(kāi)展階段。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與模擬、解析攝影測(cè)量的最大區(qū)別在于：它處理的原始信息不僅可以是像片，更主要的是數(shù)字影像或數(shù)字化影像；它最終是以計(jì)算機(jī)視覺(jué)代替人眼的立體觀測(cè)，因而它所使用的儀器最終將只是通用計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)外部設(shè)備。七、作業(yè)：1、何謂攝影測(cè)量學(xué)？2、攝影測(cè)量學(xué)要解決的根本問(wèn)題是什么？3、航空攝影

9、測(cè)量的測(cè)圖方法有哪幾種？第二章攝影與空中攝影主要內(nèi)容：物鏡的特性、量測(cè)攝影機(jī)的特征及景深和超焦點(diǎn)距離，感光材料的特性及黑白感光材料的攝影處理，空中攝影的實(shí)施及彩色攝影的根本知識(shí)。重點(diǎn)：物鏡的特性、量測(cè)攝影機(jī)的特征及景深和超焦點(diǎn)距離。難點(diǎn)：量測(cè)攝影機(jī)的特征及景深和超焦點(diǎn)距離學(xué)時(shí)安排：授課 8，實(shí)驗(yàn) 6。2-1攝影機(jī)概述攝影機(jī)：一、攝影物鏡：作用：聚集所攝物體發(fā)射的光線，使在像框平面上取得亮度較大的清晰影像。單透鏡像差：包括球面像差、慧形像差、像散、像場(chǎng)彎曲、畸變和色差。圖2.1 單透鏡像差1、球面像差：是指在光軸上一物點(diǎn)發(fā)出的單色光線，經(jīng)透鏡后，通過(guò)透鏡中心局部的光線與通過(guò)透鏡邊緣局部的光線不能

10、相交于一點(diǎn)，而是在像面上形成一個(gè)模糊的光斑。這種構(gòu)像誤差顯然是由于透鏡的球面所引起的，所以稱(chēng)為球面像差。凸透鏡和凹透鏡的球面像差的方向相反，故可用適當(dāng)?shù)亟M合凸透鏡和凹透鏡的方法來(lái)消除球面像差。2、彗形像差：與球面像差相類(lèi)似，這種像差是由于發(fā)光的物點(diǎn)不在主光軸上，而是處于離開(kāi)主光軸的位置上，那么發(fā)出的光線通過(guò)透鏡各局部以后，在像面上構(gòu)成的影像不重合于一點(diǎn)，而是一些從小到大彼此重疊的圓圈，結(jié)果使點(diǎn)狀光源的影像變成一個(gè)彗星形狀的光斑，這樣的像差稱(chēng)為彗形像差。物點(diǎn)離光軸越遠(yuǎn)，那么彗形像差越嚴(yán)重。彗形像差修正也是采用球面像差的修正方法。同時(shí)也可借助光圈，限制透鏡邊緣局部的光線通過(guò)，使之縮小。3、像散：這

11、種像差是在于非近軸的物點(diǎn)發(fā)出的光束，即與透鏡主光軸成某一角度的傾斜光束，通過(guò)透鏡后，不是會(huì)聚于一個(gè)像點(diǎn)，而是形成兩條焦線F1和F2，前者是由各徑向光束形成的焦點(diǎn)連線，后者是由各子午光束形成的焦點(diǎn)連線。這兩條焦線相互垂直，它們之間的距離在主光軸上的投影長(zhǎng)度稱(chēng)為像散差。正透鏡和負(fù)透鏡的像散情況是相反的。因此，像散也可以利用正透鏡和負(fù)透鏡并選擇其曲率半徑 、折射率、厚度以及間距等加以適當(dāng)組合的方法來(lái)修正。像散是最難消除的一種像差，只有當(dāng)其他像差都消除得相當(dāng)好的時(shí)候，再精密地修正像散，才有較好的效果。4、像場(chǎng)彎曲：一個(gè)透鏡組在消除了球面像差、彗形像差以及像散以后，兩個(gè)像面可以重合在一個(gè)新曲面上。在這曲

12、面上，成像情況最好，但由于是曲面，故在攝影上實(shí)用意義不大。這一缺陷我們稱(chēng)為像場(chǎng)彎曲。像場(chǎng)彎曲隨著像散增加而增加，并與入射光線與主光軸的傾角有關(guān)；但像場(chǎng)彎曲與物距無(wú)關(guān)。修正像散和像場(chǎng)彎曲的物鏡稱(chēng)為正光物鏡。5、畸變：它與其他幾種像差不同，其他像差所表現(xiàn)的都是影像產(chǎn)生模糊不清，而畸變所表現(xiàn)的卻是使直線物體變成了彎曲影像，也應(yīng)是說(shuō)，像與物不相似，這種現(xiàn)象稱(chēng)為畸變。所謂畸變差應(yīng)是指實(shí)際像點(diǎn)到主光軸的距離與理想像點(diǎn)到主光軸的距離之差。畸變與光圈設(shè)置的位置有關(guān)。如果光圈置在透鏡的物方，那么正方形網(wǎng)格的影像變成桶形，稱(chēng)負(fù)畸變；反之，光圈置于透鏡之像方，那么變成枕形，稱(chēng)正畸變。6、色差：由物點(diǎn)發(fā)出的一束白色光

13、線，通過(guò)透鏡以后，在檢影毛玻璃上構(gòu)像不是一個(gè)清晰的點(diǎn)，而是帶有彩色圓環(huán)的光斑，這種現(xiàn)象稱(chēng)為色差。色差是由于玻璃對(duì)各種波長(zhǎng)光線的折射率不同所引起的。正負(fù)透鏡的色差情況是相反的，利用折射率大的火石玻璃制的負(fù)透鏡與折射率小的冕玻璃制的正透鏡組合起來(lái)，可以使色差修正到實(shí)際上感覺(jué)不到的程度。為了消除或減小像差，攝影物鏡都是由幾個(gè)透鏡組合而成的一個(gè)光學(xué)系。(主)光軸：通過(guò)諸透鏡光軸的軸。主平面(H、H)：平行光軸的投射光線經(jīng)物鏡后產(chǎn)生折射，將投射光線與折線光線分別延長(zhǎng)與反向延長(zhǎng)得交點(diǎn)h，過(guò)h作垂直光軸的平面H。主點(diǎn)(s、s)：主平面與光軸的交點(diǎn)。焦點(diǎn)(F、F)：平行光軸的投射光線經(jīng)物鏡后產(chǎn)生折射，該折射線

14、與光軸的交點(diǎn)。焦距(f、f)：主點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離。焦面：過(guò)焦點(diǎn)垂直光軸的平面。注：以上概念除光軸外都存在像方和物方兩個(gè)概念。節(jié)點(diǎn)(K、K)：投射光線與成像光線與光軸的交角u和u相等時(shí)，投射光線與成像光線與光軸的交點(diǎn)。當(dāng)物空間和像空間的介質(zhì)相同時(shí)，一對(duì)節(jié)點(diǎn)正好與一對(duì)主點(diǎn)重合。且像方焦距等于物方焦距f = f。綜上所述，物鏡的特征由物鏡的一對(duì)主點(diǎn)、一對(duì)焦點(diǎn)和一對(duì)節(jié)點(diǎn)描述。二、物鏡的成像公式：高斯公式：(2-1)其中：D為物點(diǎn)A到物方主平面H的距離，稱(chēng)為物距； d為像點(diǎn)a到像方主平面H的距離，稱(chēng)為像距； f為物鏡的焦距。牛頓公式：x xf 2(2-2)其中：x和x分別為物點(diǎn)到物方焦點(diǎn)和像點(diǎn)到像方焦點(diǎn)的

15、距離。所以：D = xfd xf三、光圈和光圈號(hào)數(shù)為了限制邊緣光線進(jìn)入，在物鏡透鏡組中間設(shè)置一個(gè)孔徑光闌，即所謂光圈。光圈的作用為了改善像差引起的影像變形，通常光圈置于物鏡透鏡組之間，此時(shí)進(jìn)入物鏡的光束直徑并不等于光圈的實(shí)際孔徑，將此時(shí)的光束直徑稱(chēng)為有效孔徑。平行光束經(jīng)物鏡成像于焦面上，單位面積上的照度與孔徑面積成正比，即與有效孔徑的平方成正比。此外，在進(jìn)入物鏡的光通量不變時(shí)，物鏡的焦距愈大，承受光通量的面積隨焦距的平方成正比地增大，那么單位面積上影像的照度將隨焦距的平方成反比地減弱。(見(jiàn)圖2.2)。因此，取有效孔徑與物鏡焦距之比作為說(shuō)明影像照度的因數(shù)，稱(chēng)為相對(duì)孔徑(/f )。由于相對(duì)孔徑大都

16、小于1，改用相對(duì)孔徑的倒數(shù)來(lái)說(shuō)明進(jìn)入物鏡的光通量較為方便。相對(duì)孔徑的倒數(shù)稱(chēng)為光圈號(hào)數(shù)，以k =/f表示。構(gòu)像的亮度與相對(duì)孔徑成正比，與光圈號(hào)數(shù)成反比。攝影時(shí)欲在感光材料的單位面積上取得一定值的曝光量H，因曝光量H等于照度E與曝光時(shí)間t的乘積，即H = E t，故有：而得如果曝光時(shí)間改變一倍，即t2/t1=2，那么相應(yīng)光圈號(hào)數(shù)之比k2/k1=，應(yīng)改變倍，因此物鏡筒光圈環(huán)上標(biāo)志的光圈號(hào)數(shù)的排列順序是以為公比的等級(jí)數(shù)。光圈號(hào)數(shù)每改變一檔，相應(yīng)的曝光時(shí)間應(yīng)改變一倍，就能保持相同的曝光量。光圈號(hào)數(shù)愈大，相應(yīng)的相對(duì)孔徑減小，能增強(qiáng)縱深景物影像的清晰度。所以很多相機(jī)均為光圈優(yōu)先。四、景深和超焦點(diǎn)距離用攝影機(jī)

17、攝取有限距離景物時(shí)，根據(jù)構(gòu)像公式(2-1)，在攝取某一物距為D的物點(diǎn)A時(shí)，只有在像距為d時(shí)才能得到清晰的像點(diǎn)a。物距大于或小于D的景物如B和C，在像片平面上的構(gòu)像形成一個(gè)模糊的圓圈，稱(chēng)為模糊圓。如果模糊圓的直徑小于某一定值時(shí)，由于人眼觀察的分辨能力有限，這個(gè)模糊圓的構(gòu)像看起來(lái)仍然是一個(gè)清晰的點(diǎn)。如此，雖然對(duì)光于點(diǎn)A，但在遠(yuǎn)景B和近景C之間這一段間隔內(nèi)所有景物，在像面上仍可認(rèn)為獲得了清晰的構(gòu)像。此時(shí)，遠(yuǎn)景與近景之間的縱深距離稱(chēng)為景深(Depth of FieldD.F)。遠(yuǎn)景的物距稱(chēng)為遠(yuǎn)景距離D1，近景的物距稱(chēng)為近景距離D2。，得，而代入DB那么fDA，可忽略不計(jì)，并以代入，那么得遠(yuǎn)景距離：(2

18、-3)同樣可得近景距離：(2-4)那么景深：D.F=D1D2(2-5)根據(jù)景深公式有：1.景深與物距有關(guān)。物距越大，景深越大；物距越小，景深越小。與D成正比。2.景深與光圈號(hào)數(shù)有關(guān)。光圈號(hào)數(shù)越大，景深越大。與k成正比。3.景深與焦距有關(guān)。短焦距攝影機(jī)比長(zhǎng)焦距攝影機(jī)所得的景深大。與f成反比。超焦點(diǎn)距離：當(dāng)物鏡向無(wú)限遠(yuǎn)物體對(duì)光時(shí)，不僅遠(yuǎn)處的物體構(gòu)象清晰，而且在離開(kāi)物鏡不小于某一距離H的所有物體，其構(gòu)象都很清晰，這個(gè)距離H就稱(chēng)為超焦點(diǎn)距離或稱(chēng)為無(wú)限遠(yuǎn)起點(diǎn)。根據(jù)公式(2-4)令D2=H，D=，代入上式那么得：(2-6)如以超焦點(diǎn)距離H為參數(shù)，遠(yuǎn)景和近景距離可用另一種形式的公式表示：(2-7)(2-8)

19、景深公式那么為：(2-9)五、像場(chǎng)和像場(chǎng)角視場(chǎng)：將物鏡對(duì)光于無(wú)窮遠(yuǎn)，在焦面上會(huì)看到一個(gè)照度不均勻的明亮圓。這個(gè)直徑為ab的明亮圓的范圍稱(chēng)為視場(chǎng)。(看見(jiàn)P.9 Fig.2-6視場(chǎng)角：物鏡的像方主點(diǎn)與視場(chǎng)直徑所張的角2。像場(chǎng)：在視場(chǎng)面積內(nèi)能獲得清晰影像的區(qū)域。像場(chǎng)角：物鏡的像方主點(diǎn)與像場(chǎng)直徑所張的角2。六、攝影機(jī)快門(mén)快門(mén)是控制曝光時(shí)間的機(jī)件，快門(mén)從翻開(kāi)到關(guān)閉所經(jīng)歷的時(shí)間稱(chēng)為曝光時(shí)間，或稱(chēng)快門(mén)速度。常用的快門(mén)有兩種形式：中心快門(mén)和焦面快門(mén)。中心快門(mén)：優(yōu)點(diǎn)是在啟閉快門(mén)的整個(gè)過(guò)程中，感光材料全像幅同時(shí)曝光。缺點(diǎn)是速度不能很快。焦面快門(mén)：優(yōu)點(diǎn)是感光材料各局部的曝光量是相同的，且速度可以很快。缺點(diǎn)是當(dāng)攝影機(jī)

20、與所攝物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)引起影像的變形和位移。2-2各類(lèi)攝影機(jī)簡(jiǎn)介攝影機(jī)按使用目的一、普通攝影機(jī)普通攝影機(jī)按所用膠卷代號(hào)有120型攝影機(jī)和 135型攝影機(jī)。120型膠卷為 682，可拍 66的像片12張。135型膠卷為 3.5150，可拍 2436像片 36張。二、量測(cè)攝影機(jī)這類(lèi)攝影機(jī)的物鏡應(yīng)具有良好的光學(xué)特性，要求畸變差小、分辨率高和透光力強(qiáng)；且它的機(jī)械結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定可靠；應(yīng)具備攝影過(guò)程的高度自動(dòng)化。相對(duì)于非量測(cè)攝影機(jī)，量測(cè)攝影機(jī)應(yīng)具備二個(gè)特征：攝影機(jī)軸：物鏡后節(jié)點(diǎn)作框標(biāo)平面的垂線。像主點(diǎn)：攝影機(jī)軸在框標(biāo)平面上的垂足。攝影機(jī)主距(像片主距)：物鏡后節(jié)點(diǎn)到像主點(diǎn)之間的垂距。航空攝影機(jī)的焦距是物鏡

21、主(節(jié))點(diǎn)到焦點(diǎn)間的距離，是光學(xué)概念。航空攝影機(jī)的主距是主(節(jié))點(diǎn)到像主點(diǎn)間的距離，考慮到畸變差等因素，二者間存在微小差值，且主距是個(gè)幾何概念。攝影機(jī)內(nèi)方位元素：攝影機(jī)主距f和像主點(diǎn)的框標(biāo)坐標(biāo)x0、y0。攝影機(jī)內(nèi)方位元素確定了攝影機(jī)的物鏡相對(duì)于框標(biāo)架的關(guān)系，也就是確定了攝影時(shí)物方空間諸物點(diǎn)經(jīng)物鏡到構(gòu)像點(diǎn)的諸投射光線綜合組成的攝影光線束。此外，因航片面積大(1818、2323甚至3030)，又是高速下攝影，所以壓平機(jī)構(gòu)也是航空攝影機(jī)上的一個(gè)重要部件，要求壓平精度到達(dá)0.01以?xún)?nèi)。2-3黑白片感光材料感光材料按影像顯示的色調(diào)可分為：黑白片和有色片兩大類(lèi)。黑白片的影像以黑白灰度來(lái)顯示所攝物體。有色片

22、上的影像的彩色大致與所攝物體天然色接近。紅外片是利用物體發(fā)射的紅外線對(duì)感光材料感光來(lái)顯示物體。以黑白色調(diào)顯示影像的稱(chēng)為黑白紅外片，以某種彩色顯示影像的稱(chēng)為有色紅外片(假彩色)。感光材料主要由片基和涂于其上的感光乳劑層組成。因此，感光材料按片基材料分有：硬片(玻璃)、軟片(透明塑料)和相紙(紙)。一、黑白感光材料的結(jié)構(gòu)黑白片感光材料有黑白負(fù)性感光材料和黑白正性感光材料。負(fù)性感光材料也叫底片，用于攝影機(jī)對(duì)景物進(jìn)行攝影。曝光并經(jīng)攝影處理后，影像的黑白灰度恰好與所攝物體明暗情況相反。正性感光材料多為相紙，影像的黑白灰度正好與所攝物體明暗相一致。黑白負(fù)片感光材料的結(jié)構(gòu)看見(jiàn)P.13 Fig.2-10。感光

23、材料的片基為感光材料的根底，是感光乳劑層的支持體。乳劑層是感光材料獲得景物影像的感光層。感光乳劑的成分主要是鹵化銀和明膠。鹵化銀二、感光材料的感光特性曲線設(shè)光線以光通量為F0投射于某一負(fù)片變黑局部，而透過(guò)變黑局部的光通量為F，那么T=F/F0T為變黑局部的透光率或透明度。透光率或透明度的倒數(shù)稱(chēng)為阻光率O，即：O=F0/F攝影學(xué)中用D=lgO或D=lg1/T來(lái)表示感光材料的變黑程度，稱(chēng)為光學(xué)密度，簡(jiǎn)稱(chēng)密度、黑度或灰度。感光材料特性曲線如P.15 Fig.2-11。橫軸表示曝光量的對(duì)數(shù)值lgH，縱軸表示相應(yīng)的灰度D=lgO。整條曲線可分成以下各局部：(1)直線局部ab，平行于橫軸，表示不管曝光與否

24、感光材料所固有存在的最低灰度D0，稱(chēng)為灰霧或朦霧。(2)曝光缺乏局部bc，曲線，曝光量增加而密度反映不夠且不一致。景物影像的黑白層次表現(xiàn)為較大的、不成比例的壓縮，景物明暗的比照與景物密度的比照不相對(duì)應(yīng)，色調(diào)失真。此為較暗的景物所表現(xiàn)的失真。(3)曝光正確局部cd，直線，曝光量的增加與相應(yīng)的灰度變化成直線比例關(guān)系。此時(shí)諸景物影像相互間的灰度就能正確反映出諸景物的明暗情況。cd間的曝光量范圍L=lgHd-lgHc稱(chēng)為感光材料的寬容度或攝影寬度。景物反差：景物最大亮度與最小亮度之比。即，或用對(duì)數(shù)形式為 。(曝光量與相應(yīng)亮度對(duì)應(yīng)。)影像反差：影像最大密度與最小密度之差。即D=D最大-D最小。反差系數(shù)：

25、特性曲線直線局部某兩點(diǎn)的密度差與其所對(duì)應(yīng)的曝光量對(duì)數(shù)差之比。即：故感光材料按反差系數(shù)分(4)曝光過(guò)度局部de，曲線，類(lèi)同于bc曲線局部，卻因曝光量過(guò)度引起影像的黑白灰度與曝光量不成比例，色調(diào)失真。為亮度大的景物所表現(xiàn)的失真。(5)影像反轉(zhuǎn)局部ef，曲線，表現(xiàn)曝光量增大，相應(yīng)的密度反而降低。位于e的D最大的數(shù)值代表該感光材料在本次攝影處理?xiàng)l件下的最大密度數(shù)值。三、黑白負(fù)性感光材料的感光性能(一)感光材料的光譜感光帶增感就是增強(qiáng)乳劑層對(duì)光線的感受能力。增感有化學(xué)增感和光學(xué)增感。見(jiàn)圖2.3?；瘜W(xué)增感目的：使乳劑中鹵化銀對(duì)原感光范圍增強(qiáng)感光性能。光學(xué)增感目的：使乳劑中鹵化銀擴(kuò)大感光的光譜范圍。曲線P表

26、示未增感乳劑的光譜感光性；曲線Q表示化學(xué)增感后乳劑的光譜感光性；曲線R表示光學(xué)增感后乳劑的光譜感光性。黑白負(fù)性感光材料按光譜的感光帶可分為：1.色盲(盲色)片(250-500)：沒(méi)有加增感染料，只感受波長(zhǎng)500納米以下的藍(lán)紫光。2.正色片(300-580)：感受到波長(zhǎng) 580納米，但在500 525納米局部有一下降。3.分色片(300-640)：感受 640納米以?xún)?nèi)的可見(jiàn)光。4.全色片(300-700)：對(duì) 700納米以下的可見(jiàn)光都感受，但在500 550納米處有一下降。5.全紅外片(至730)及紅外片(至840)。能對(duì)光譜的近紅外局部感光。(看見(jiàn)P.17 F.2-13)(二)黑白負(fù)性感光材料

27、的感光度感光度：感光材料對(duì)光化作用的敏感程度。俗稱(chēng)感光速度。感光度與曝光量成反比，即感光度愈高的感光材料，欲獲得一定光學(xué)密度所需的曝光量愈少：S=K/HD。其中HD表示在一定攝影處理下取得某一定光學(xué)密度D所需的曝光量；K為任意常數(shù)；S為感光材料的感光度。感光度常見(jiàn)的系統(tǒng)有德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(ASA)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2923-82)。我國(guó)地面使用的黑白負(fù)性感光材料所采用的標(biāo)準(zhǔn)(GB)與德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)相同：D0為灰霧密度(包括片基密度)，這是認(rèn)為D=D0+0.1這個(gè)光學(xué)密度是攝影的最低有效密度。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(ASA)：如果某感光

28、材料要取得D=D0+0.1密度時(shí)所需的曝光量HD=0.004lxs(勒克斯秒)，那么：SGB=24；而SISO=200。SGB按 3增減(lg2=0.3)，SISO按 100增減。我國(guó)航空攝影所用黑白負(fù)性感光材料的感光度的定義與此不同。(看見(jiàn)P.18)2-4黑白片攝影處理過(guò)程攝影處理包括：顯影(develop)、定影(fix)和水洗和枯燥等步驟。一、感光材料的顯影處理目的：將曝光后感光材料乳劑層中的潛像經(jīng)顯影液的復(fù)原作用轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的影像。(一)顯影液成分：顯影劑、促進(jìn)劑、保護(hù)劑和抑制劑。1、顯影劑：顯影劑是一種復(fù)原劑，是顯影液中的主要成分，其作用是使感光乳劑層中的曝光的鹵化銀復(fù)原為金屬銀，使景

29、物潛像成為可見(jiàn)的銀像。其復(fù)原能力幾十億倍于光化作用。曝光：顯影：綜合兩式得：作為顯影劑的復(fù)原劑必須復(fù)原能力適中，具有良好的選擇復(fù)原性，能溶解于水且它本身及其氧化物不具有毒性。常用的顯影劑有米吐?tīng)?顯影速度快，影像反差小，陰暗局部細(xì)節(jié)顯出好，宜作負(fù)片顯影的主要顯影劑)、幾奴尼(在弱堿中顯影速度慢，但在強(qiáng)堿性溶液中，有較快的顯影速度，同強(qiáng)堿及高濃度溴化鉀一起，可配成高反差及快速顯影液)和菲尼酮(顯影速度快，單獨(dú)使用時(shí)，影像密度和反差都小。與幾奴尼合用，可配制各種影調(diào)的顯影液)等。2、保護(hù)劑：其作用是減緩顯影液被空氣氧化。常用的保護(hù)劑為亞硫酸鈉。3、促進(jìn)劑：除少婁顯影劑(如米吐?tīng)?在中性溶液中具有足

30、夠的顯影能力外，一般顯影劑都需要在堿性溶液中才有足夠的顯影能力。故堿作為促進(jìn)劑。常用的促進(jìn)劑為碳酸鈉Na2CO3。一般而言，顯影液的ph值值越大，顯影作用就越強(qiáng)，影像的顆粒粗、反差大。4、抑制劑：也就是防灰霧劑，在大多數(shù)顯影液內(nèi)都要加這種藥劑。其主要功用是防止灰霧的產(chǎn)生，改善顯影液的選擇性能。常用的抑制劑是溴化鉀(KBr)。(二)顯影液的配方和顯影處理顯影液按顯影速度分為快速顯影液、普通顯影液和微粒顯影液。一般感光材料的顯影處理采用普通顯影液和微粒顯影液。配方見(jiàn)P.19表2-1?？焖亠@影液顯影時(shí)間為幾秒鐘到一分鐘，甚至可到一秒鐘之內(nèi)。但只有使用耐高溫(50 60)的特殊感光材料，才能做到這樣的

31、快速顯影。因此顯影速度的加快，不僅是由于顯影液的成分關(guān)系，而且主要是由于顯影液溫度升高的作用。普通顯影液按照顯影后影像的反差系數(shù)可分為：硬性、中性和軟性三種。正常顯影溫度為18 20，顯影時(shí)間約 6 8min。要加快顯影速度，可以在普通顯影液中參加苛性鈉。微粒顯影液的顯影速度較慢，但能取得顆粒細(xì)膩的影像。它的含堿量少，ph值值小。顯影時(shí)間為 10 20min，甚至更長(zhǎng)一些。顯影時(shí)應(yīng)注意初顯時(shí)間，即感光片浸入顯影液后到開(kāi)始出現(xiàn)影像的這段時(shí)間，在正常顯影下應(yīng)為 30 40s。二、感光材料的定影處理目的：溶解去感光材料上顯影后殘留的鹵化銀感光物質(zhì)，使其不再具有感光性能，穩(wěn)定顯影后的影像。(一)定影液

32、的成分：銀鹽溶解劑、中和劑、穩(wěn)定劑和堅(jiān)膜劑。1、銀鹽溶解劑：銀鹽溶解劑是定影液的主要作用成分，用以溶解去顯影后感光材料上剩余的感光銀鹽。最常用的是硫代硫酸鈉，俗稱(chēng)大蘇打。其化學(xué)作用為：AgBr + Na2S2O3 NaBr + NaAgS2O3NaAgS2O3 + Na2S2O3 Na3Ag(S2O3)2該反響是連續(xù)進(jìn)行的，隨著定影時(shí)間的延長(zhǎng)，又可產(chǎn)生以下可溶性絡(luò)鹽：2 AgBr + 3Na2S2O3 Na4Ag2(S2O3)3+ 2NaBr3 AgBr + 4Na2S2O3 Na5Ag3(S2O3)4+ 3NaBrNaAgS2O3為難溶于水的絡(luò)鹽，再與硫代硫酸鈉作用生成可溶于水的Na3Ag(

33、S2O3)2。這表示只有在硫代硫酸鈉的含量遠(yuǎn)超過(guò)溶解鹵化銀的需要量時(shí)，才能生成可溶于水的絡(luò)鹽。硫代硫酸銨(NH4)2S2O3是很好的銀鹽溶解劑，但價(jià)格貴，所以只用于快速定影液中。由于價(jià)格貴，吸濕性大，所以在攝影實(shí)踐中不直接使用它，而是在硫代硫酸鈉溶液中加氯化銨，使之發(fā)生復(fù)分解作用而獲得硫代硫酸銨。氰化鉀(KCN)也是很好的銀鹽溶解劑，但它有劇毒。2、中和劑：由于硫代硫酸鈉溶液呈堿性，顯影后乳劑層中含有的顯影液在定影時(shí)仍會(huì)繼續(xù)起顯影作用。為此在定影液中參加一定量的酸，使感光材料在轉(zhuǎn)入定影液后能迅速終止顯影作用。常用的有硼酸、醋酸等。3、穩(wěn)定劑：硫代硫酸鈉遇酸會(huì)分解出硫(硫離作用)。Na2S2O3

34、 + H2SO4 Na2SO4 + SO2 + H2O + S為此在定影液中參加穩(wěn)定劑，以期起保護(hù)硫代硫酸鈉的定影作用。常用的穩(wěn)定劑是亞硫酸鈉。在配制定影液時(shí)應(yīng)先將穩(wěn)定劑亞硫酸鈉與中和劑硼酸或醋酸混合后，再倒入到硫代硫酸鈉溶液中。4、堅(jiān)膜劑：感光材料在攝影處理過(guò)程中，經(jīng)顯影、定影和隨后的水洗，乳劑層內(nèi)明膠吸水而膨脹，可能導(dǎo)致感光乳劑層局部地從片基上脫落。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，在定影液中參加堅(jiān)膜劑。常用的堅(jiān)膜劑是鉀礬(俗稱(chēng)明礬KAl(SO4)212H2O鉻礬KCr(SO4)212H2O。它們必須在酸性溶液中才具有堅(jiān)膜作用。含鉀礬的定影液，ph值值在4 6之間能很好地堅(jiān)膜，而含鉻礬的定影液ph值值須

35、在3 4之間才能很好地堅(jiān)膜。鉀礬的壽命長(zhǎng)，較經(jīng)濟(jì)，一般配方多采用它；鉻礬堅(jiān)膜能力較強(qiáng)，適宜于高溫情況下使用。此外，堅(jiān)膜劑還有福爾馬林，它具有強(qiáng)堅(jiān)膜作用，而且在堿性溶液中也有堅(jiān)膜能力。因此福爾馬林堅(jiān)膜定影液可以沒(méi)有酸，缺點(diǎn)是這種定影液不易保存，故一般都把福爾馬林單獨(dú)配成堅(jiān)膜液使用。(二)定影液的配方和定影處理配方見(jiàn)P.20。對(duì)于負(fù)片，感光材料呈透明后，再繼續(xù)定影一倍時(shí)間即可。在新鮮定影液中定影約需 15 20min。三、水洗和枯燥(一)水洗目的：洗去乳劑層上大量的硫代硫酸鈉和銀的絡(luò)鹽。方法1、靜水法：將負(fù)片或正片放在盛滿(mǎn)清水的槽和盆中清洗。一般是最初每隔五分鐘換水一次，更換 2 3次水以后，便每

36、隔十分鐘換一次，又經(jīng) 3 4換水后，便可認(rèn)為水洗完畢。2、流水法：把負(fù)片或像片放在一個(gè)有水流經(jīng)過(guò)的槽內(nèi)支清洗。流水速度不可太快。一般負(fù)片在流水中水洗的時(shí)間不應(yīng)少于十五分鐘，像片水洗的時(shí)間不得少于三十分鐘。(二)枯燥負(fù)片或像片經(jīng)過(guò)水洗以后，必須放在空氣流通而且清潔的地方或者專(zhuān)門(mén)的枯燥架上晾干。晾干前，應(yīng)把負(fù)片或像片上的水滴用易吸水的柔軟體(如海棉、泡沫塑料或毛巾等)吸去，以免在像片上產(chǎn)生水漬，同時(shí)也可防止像片因不均勻枯燥所造成的局部變形?？菰锏攸c(diǎn)的清晰度和濕度對(duì)枯燥速度有決定性的影響。在相對(duì)濕度很大的空氣里，象片是不易枯燥的。如果濕度太小而溫度太高，乳劑外表會(huì)很快形成一層枯燥薄膜，致使乳劑層內(nèi)部

37、的水分難以蒸發(fā)出來(lái)，所以也不利于枯燥。一般的負(fù)片和像片只要在比擬枯燥的房間，常溫下晾干就可以了。2-5空中攝影空中攝影是使用航空攝影機(jī)進(jìn)行的。航空攝影機(jī)按攝影機(jī)主距的長(zhǎng)度分為短焦距(300)航空攝影機(jī)。航空攝影機(jī)的像幅都采用正方形。像幅有：1818、2323及 3030。早期 1818的像幅較多，現(xiàn)根本采用 2323的像幅。航空攝影機(jī)按像場(chǎng)角可分為窄角(250)、常角(75250)、寬角(100275)和特寬角(1202100)航空攝影機(jī)。航空攝影機(jī)主距、像幅和像場(chǎng)角三者的關(guān)系：或(如圖2.4)航空攝影是航測(cè)生產(chǎn)的一局部，為了取得地形攝影測(cè)量的原始資料，需要對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行有方案的攝影?？罩袛z影應(yīng)當(dāng)

38、這樣進(jìn)行，使所得的一系列像片相互間有一定的聯(lián)系，并且沒(méi)有漏洞地覆蓋著整個(gè)指定面積。為了使航攝像片條例以后航測(cè)加工的需要，所有的航攝像片都要求能到達(dá)規(guī)定的重疊度通常航向?yàn)?0%，旁向?yàn)?0%。為了保證到達(dá)上述要求，空中攝影時(shí)，所有前后相鄰的航攝像片都要按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行曝光；而對(duì)于保持旁向重疊，那么要求能精確地進(jìn)入相鄰航線，并使航線保持直線而且相互平行。這些都是屬于飛行方面的質(zhì)量要求。對(duì)于影像質(zhì)量方面有以下幾點(diǎn)要求：1、航攝像片上所有地面景物的細(xì)節(jié)必須充分地顯露，并具有適當(dāng)?shù)拿芏龋?、相鄰地物的影像和同一地物的細(xì)節(jié)影像都應(yīng)具有明顯的、眼睛能覺(jué)察到的反差；3、亮度相同的物體，不管它構(gòu)像于像幅中的

39、任何位置，都應(yīng)獲得相同的色調(diào)和密度。為此，攝影物鏡的分解力必須很高，像差要校正得好，特別是畸變差，應(yīng)使它降低到最小值；另外物鏡的透光力要強(qiáng)、焦面照度要分布均勻、光學(xué)影像反差的能力要大；安放航攝儀的座架應(yīng)具有良好的減震作用，以防止由于飛機(jī)的震動(dòng)而引起不許可的影像模糊；航攝儀的壓平系統(tǒng)應(yīng)使航攝軟片在曝光瞬間完全吻合于貼附框平面。為了能輕松而方便地操縱航攝儀工作，現(xiàn)代航攝儀都要求能自動(dòng)化地工作。一、空中攝影前的準(zhǔn)備工作(一)航攝分區(qū)的劃分當(dāng)航空攝影測(cè)量的區(qū)域較大和測(cè)區(qū)內(nèi)地形較為復(fù)雜，需要將測(cè)區(qū)劃分為假設(shè)干個(gè)攝影分區(qū)。攝區(qū)的原那么應(yīng)照顧到空中攝影領(lǐng)航技術(shù)的水平，航線不宜過(guò)長(zhǎng)；同一攝區(qū)內(nèi)地形要大致類(lèi)同，

40、可采用同一航空攝影機(jī)以相同航高進(jìn)行攝影，以利于用同一種航測(cè)制圖方法成圖。攝區(qū)的分界線通常與圖幅的圖廓相一致。航攝分區(qū)的設(shè)計(jì)可在較小比例尺的舊圖上規(guī)劃。(二)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備1、攝影比例尺確實(shí)定攝影比例尺是指航攝設(shè)計(jì)中的像片比例尺。它取決于成圖比例尺、測(cè)圖方法和成圖的要求精度；另一方面還應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性和航攝像片往后的使用可能性。成圖比例尺與攝影比例尺關(guān)系見(jiàn)下表成圖比例尺攝影比例尺1200015000110000150001100001200001100001160001400001250001300001600002、航空攝影機(jī)的選擇依據(jù)成圖方法、成圖比例尺和地形條件。目前根本上都是采用全能法成圖，且

41、為數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，故主距的影響可不作重點(diǎn)考慮，主要根據(jù)地形條件來(lái)選擇航空攝影機(jī)，要防止空中攝影時(shí)產(chǎn)生死角。3、攝影航高確實(shí)定在選定了攝影比例尺和航空攝影機(jī)之后，就可以計(jì)算出攝影航高H=mf。航高也就是航攝飛機(jī)在攝影瞬間相對(duì)于地面的高度。由于確定航高的起算基準(zhǔn)面的不同，航高可分為：(1)相對(duì)航高攝影瞬間航攝飛機(jī)相對(duì)于某一所取基準(zhǔn)面的高度，包括：機(jī)場(chǎng)航高相對(duì)于飛機(jī)場(chǎng)的相對(duì)航高。攝影航高相對(duì)于攝影分區(qū)平均高程基準(zhǔn)面的設(shè)計(jì)航高。真實(shí)航高相對(duì)于某地面點(diǎn)的相對(duì)航高。(2)絕對(duì)航高相對(duì)于平均海水面的航高。絕對(duì)航高攝影航高h(yuǎn)平均mf(h最大h最小) /2或機(jī)場(chǎng)航高絕對(duì)航高機(jī)場(chǎng)高程 mf(h最大h最小) /2h機(jī)

42、場(chǎng)4、航向重疊、旁向重疊和攝影基線航向重疊(p)：沿飛行方向上相鄰像片所攝地面的重疊區(qū)。旁向重疊(q)：兩相鄰航帶攝區(qū)之間的重疊。攝影基線(B)：相鄰像片攝影站(投影中心)之間的空間連線。重疊度會(huì)受攝影機(jī)軸發(fā)生微小傾斜和地面起伏的影響，考慮到像片傾斜小于 2和保證攝區(qū)最高地面處的航向重疊度不少于53%，像片航向重疊度可參考下式計(jì)算：p：60 65%；h：攝區(qū)最高點(diǎn)相對(duì)于攝區(qū)平均高程面的高程；H：攝影航高。旁向重疊與航向重疊類(lèi)似。6、曝光時(shí)間和曝光間隔由于航攝飛機(jī)連同航攝儀在曝光時(shí)間內(nèi)相對(duì)于地面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致地面點(diǎn)在像片上的影像出現(xiàn)線性模糊。看見(jiàn)P.25 Fig.2-16那么式中：，M為成圖比

43、例尺分母，m為攝影比例尺分母；W：航攝飛機(jī)的地速，單位為h；(1h10000003600s0.0036s)0：圖面上允許的線性模糊值，單位為；t最大：允許的最大曝光時(shí)間，單位為s。曝光間隔是指航帶攝影時(shí)相鄰像片順序曝光相隔的時(shí)間。用以控制航向重疊。BW三航線領(lǐng)航圖航線領(lǐng)航圖是在空中攝影作業(yè)過(guò)程中專(zhuān)為領(lǐng)航攝影員導(dǎo)航飛機(jī)進(jìn)入設(shè)計(jì)的航線和指導(dǎo)空中攝影的專(zhuān)用圖。領(lǐng)航圖是從現(xiàn)有舊圖中選擇適當(dāng)比例尺地圖編制的。在領(lǐng)航圖上繪出航攝分區(qū)、航帶和航線中心線的視準(zhǔn)標(biāo)志。如圖2.5所示。 (四)航攝軟片的準(zhǔn)備從領(lǐng)航圖上量出攝區(qū)的長(zhǎng)度LA和寬度LC，那么每條航帶的像片數(shù)攝區(qū)的航帶數(shù)航攝分區(qū)的像片總數(shù)全攝區(qū)的航攝像片總

44、數(shù)其中k為平安系數(shù)，取k1.2。航攝卷片長(zhǎng)為lk，像幅邊長(zhǎng)為l，那么每卷軟片的像片數(shù)目為n0.9lkl。全攝區(qū)需要航攝軟片的卷數(shù)為二、攝影測(cè)量對(duì)航空攝影的要求航空攝影成果是航測(cè)成圖的根本原始資料，其質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響成圖過(guò)程的繁簡(jiǎn)、成圖的工效、成圖的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及成圖的精度。因此，攝影測(cè)量對(duì)航空攝影提出了一系列的質(zhì)量要求，這些要求包括兩個(gè)方面，即攝影質(zhì)量的要求和飛行質(zhì)量的要求。關(guān)于攝影質(zhì)量的要求前面已表達(dá)，這里著重談一談飛行質(zhì)量的問(wèn)題。(一)保持航攝比例尺的精度在同一航高進(jìn)行空中攝影，所得的像片比例尺根本上是一致的。如果相鄰航攝像片的比例尺相差太大，那么會(huì)影響像片的立體觀察。為此對(duì)保持像片比例

45、尺的精度必須提出一定要求。航攝像片比例尺是由航攝儀焦距和航高決定的，即：。對(duì)一架航攝儀而言，焦距是固定的常數(shù)，因而航高的變化就會(huì)引起像片比例尺的變化。假設(shè)航高變化為H，像片比例尺分母的相應(yīng)變化為，那么：以代入得：或?qū)懗桑簽榱吮ＷC量測(cè)精度和不超出儀器結(jié)構(gòu)的許可活動(dòng)范圍，像片比例尺分母的相對(duì)誤差一般不應(yīng)超過(guò)5%，故航高H的相對(duì)誤差也不應(yīng)超過(guò)5%。另外，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定同一航線內(nèi)，最大航高與最小航高之差不應(yīng)超過(guò)50米。分區(qū)實(shí)際航高與預(yù)定航高之差，不應(yīng)超出預(yù)定航高的5%，航高在 1000米以下時(shí)，相差不超過(guò) 50米。(二)像片重疊度的要求像片重疊度是以像幅邊長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)表示的。像片重疊局部是保證立體觀測(cè)和像片

46、連接用的。在航線方向必須有三張相鄰像片的公共重疊局部-三度重疊局部(見(jiàn)圖2.6中斜線條局部)，以便于攝影測(cè)量選定控制點(diǎn)(攝影測(cè)量控制點(diǎn)離像片邊緣要大于1)，故三度重疊中，第一、三兩張像片的重疊不能太少。因?yàn)橄衿瑯O邊局部的影像清晰度太差，會(huì)影響量測(cè)精度，但也不宜過(guò)多，過(guò)多了，不但浪費(fèi)軟片，而且對(duì)測(cè)圖也不利，最好是60% 65%(對(duì)于 2323的像幅為58% 63%)。旁向重疊度要求不大，只需要保證相鄰航線的像片之間到達(dá)成圖所必須的連接，一般情況是30%(2323的像幅為24%)。實(shí)際上，由于種種原因，航空攝影并不能保證航向重疊和旁向重疊到達(dá)規(guī)定的百分?jǐn)?shù)，也就是說(shuō)，實(shí)際所得的航攝成果，存在一定的重

47、疊度誤差。根據(jù)攝影測(cè)量成果的最低要求，規(guī)定航向重疊度最小不能小于55%(2323的像幅為53%)，旁向重疊度最小不能小于15%(2323的像幅為12%)。(三)對(duì)像片傾斜角的要求航攝儀光軸與通過(guò)物鏡中心的鉛垂線所夾的角(圖2.7)稱(chēng)為像片的傾斜角。像片傾斜角將引起像點(diǎn)位移，有時(shí)還使儀器在使用上受到限制，另外，像片傾斜角對(duì)重疊度也有影響，所以為了航測(cè)作業(yè)的便利和提高成圖的精度，應(yīng)使傾斜角減少到最低限度。要求像片傾斜角一般應(yīng)小于2，個(gè)別最大不能超過(guò) 3。(四)對(duì)航線彎曲度的要求航線彎曲度是航線長(zhǎng)度L與最大彎曲矢距之比(圖2.8)。其值不得超過(guò)3%，即：。這個(gè)限制是根據(jù)內(nèi)業(yè)成圖儀器的活動(dòng)范圍規(guī)定的。

48、因?yàn)楹骄€彎曲太大(超過(guò)3%)，那么當(dāng)一段航線的像片安置到儀器上去時(shí)，就有可能超過(guò)儀器的許可活動(dòng)范圍。(五)對(duì)像片旋偏角的要求相鄰像片的主點(diǎn)連線與像幅沿航線方向兩框標(biāo)連線之間的夾角(圖2.9)稱(chēng)為像片的旋偏角，以表示之。旋偏角是由于空中攝影時(shí)，航攝儀定向不準(zhǔn)所產(chǎn)生。產(chǎn)生像片旋偏角后，會(huì)使重疊度受到影響。一般要求角不超過(guò) 6，最大不超過(guò)8(不得連續(xù)三片)。(六)對(duì)航跡的要求航跡是航線在地面上的投影。一般要求航跡應(yīng)與圖幅上下兩側(cè)的圖廓線平行。但實(shí)際飛行結(jié)果，航跡往往與圖廓線形成一夾角，這個(gè)夾角稱(chēng)為航跡角。航跡應(yīng)盡可能的小。假設(shè)過(guò)大，一那么會(huì)增加航攝工作量，二那么會(huì)使以后航測(cè)加密控制點(diǎn)和測(cè)圖工作增加困

49、難。(七)圖廓的保證空中攝影時(shí)要超出圖廓線多攝一局部，一那么便于航測(cè)成圖時(shí)接邊，二那么可防止圖廓處產(chǎn)生漏洞。特別要注意緊接攝影區(qū)域邊界的圖幅，要考慮鄰接的非攝區(qū)圖幅在以后測(cè)圖時(shí)因地物特征的變化所造成的接邊困難。因此，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：1攝區(qū)邊界的圖廓，航向超出圖廓線不少于一條基線，旁向超出圖廓線一般不少于整張像片的50%，最少不少于整張像片的30%；大像幅常規(guī)飛行，旁向超出圖廓線最少不少于整張像片的24%。2、攝區(qū)內(nèi)各分區(qū)之間相接時(shí)，如航攝方向相同，旁向正常接飛，航向各超出分區(qū)線一般不少于一條基線，最少不少于半條基線。航攝方向不同時(shí)，基線保證同上，旁向超出分區(qū)線一般不少于整張像片的30%，最少不少于整

50、張像片的20%；大像幅一般不少于整張像片的24%，最少不少于整張像片的16%。2-6航空攝影的攝影處理空中攝影曝光后的航攝軟片要求即時(shí)給予攝影處理，并對(duì)空中攝影的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。攝影處理工作包括：航攝軟片的負(fù)片處理、負(fù)片曬印正片過(guò)程、像片鑲輯圖的制作、像片索引圖復(fù)制和空中攝影質(zhì)量的評(píng)定。一、航攝軟片的負(fù)片處理航攝軟片是成卷攝影的，軟片長(zhǎng)達(dá)60m 120m，必須使用專(zhuān)用回轉(zhuǎn)顯影器進(jìn)行攝影處理。二、正片曬印、像片鑲輯圖和像片索引圖外業(yè)攝影處理曬印正片的目的是制作像片鑲輯圖和檢查空中攝影的成果質(zhì)量。航攝卷片晾干后，在每卷軟片首端藥膜面上注記攝區(qū)代號(hào)或圖幅號(hào)碼、攝影日期、航空攝影機(jī)型號(hào)和主距按航帶逐片在

51、右上角順序編號(hào)。正片曬印采用接觸印曬，經(jīng)正片攝影處理，得到影像黑白色調(diào)與景物明暗相應(yīng)的航攝像片。在大圖板上根據(jù)相鄰像片重疊局部的構(gòu)像，將航攝像片按攝影分區(qū)或圖幅，從左向右、人上向下，貿(mào)出像片號(hào)碼依次疊拼，用圖釘固定，稱(chēng)為像片鑲輯圖。在鑲輯圖上大致地標(biāo)出圖幅的圖廓、注記攝區(qū)代號(hào)或圖號(hào)、攝影年月、航攝比例尺等。然后將它復(fù)照縮小，得到鑲輯圖的負(fù)片，從而曬印出鑲輯復(fù)照?qǐng)D(看見(jiàn)P.28 Fig.2-18)，也稱(chēng)為像片索引圖。索引圖用來(lái)檢查飛行質(zhì)量、擬訂航測(cè)作業(yè)方案，并便于索取航攝資料。三、空中攝影質(zhì)量的評(píng)定評(píng)定空中攝影質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)航測(cè)內(nèi)外業(yè)的需要提出的，分為攝影質(zhì)量的評(píng)定和飛行質(zhì)量的評(píng)定兩方面。在攝

52、影質(zhì)量方面主要的是要保證負(fù)處上影像清晰，陰暗局部和明亮局部的細(xì)部都能分辨清楚，影像應(yīng)具有正常的密度和反差。在飛行質(zhì)量方面主要是航線的直線性、航帶間的平行性以及航向重疊度和旁向重疊度。決不允許航帶叉開(kāi)，出現(xiàn)漏攝現(xiàn)象，即使再次補(bǔ)攝，也將會(huì)使航測(cè)工作帶來(lái)困難。空中攝影的質(zhì)量直接影響攝影測(cè)量的內(nèi)外業(yè)工作量和成果的精度，在空中攝影和攝影處理后，要按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查并交付空中攝影成果。2-7彩色攝影一、色的根本知識(shí)(一)物體的顏色物體分發(fā)光體和非發(fā)光體兩大類(lèi)。發(fā)光體發(fā)出的光一般含有多種光譜成分，光譜成分的綜合而形成一定的色。光線投射到非發(fā)光體的外表將分成吸收光線、反射光線和透射光線三局部。假設(shè)物體對(duì)白色可見(jiàn)光

53、譜成分的所有光具有同樣的吸收能力，稱(chēng)為非選擇吸收性。如物體對(duì)白色可見(jiàn)光譜成分的光具有不同的吸收能力，即對(duì)某種光的吸收能力強(qiáng)些，對(duì)另一些光的吸收能力弱些，那么說(shuō)該物體具有選擇吸收性。根據(jù)物體對(duì)光的選擇吸收性和反射性能的不同，就顯現(xiàn)出物體的顏色。非透明體的色取決于物體外表反射光線的光譜成分，透明體在透光觀察中那么取決于物體透射光線的光譜成分。綜上所述，物體的色是隨著照射光線的光譜成分和物體對(duì)光譜成分固有不變的吸收、反射和透射的能力而定。(二)濾光片濾光片是染成某種顏色的平行平面透明片，屬于選擇吸收性透明體。隨著濾光片染色的不同，對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有特定的吸收或允許透過(guò)的性質(zhì)。光透過(guò)濾光片后就會(huì)改變?cè)?/p>

54、光譜成分。選擇使用某種顏色的濾光片，就會(huì)取得需要的光譜成分的透射光。濾光片按照光譜透光特性可分為：1、單色濾光片很狹窄的光譜帶能透過(guò)。2、選擇濾光片允許通過(guò)的光譜帶比單色濾光片要寬些。如彩色分色的紅、綠、藍(lán)光譜帶濾光片分別允許紅、綠、藍(lán)光譜帶通過(guò)，即屬此類(lèi)。3、補(bǔ)償濾光片限制短波光譜段透過(guò)或局部透過(guò)。4、減色濾光片只吸收很狹窄光譜局部的光。(三)人眼觀察的光感和色感眼是人們觀察外界的視覺(jué)器官。物體發(fā)出的光線刺激眼球視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維末梢產(chǎn)生光感和色感。視神經(jīng)錐體視神經(jīng)細(xì)胞二、色的形成白色光的七色光譜依據(jù)人眼的色感可概括地分成三個(gè)光譜段：藍(lán)、綠和紅，稱(chēng)為主色或原色；而其余各色認(rèn)為是三原色按成分不同程

55、度的光學(xué)綜合而得的間色。白藍(lán)綠紅綠紅黃藍(lán)紅品紅綠藍(lán)青因而：藍(lán)黃白黃白藍(lán)黃品紅紅綠品紅白品紅白綠品紅青藍(lán)紅青白 青白紅 黃青綠上列諸式的光學(xué)混合如圖2-22和圖2.10所示。補(bǔ)助主色(光)混合組成白色(光)的那個(gè)色(光)稱(chēng)為補(bǔ)色(光)。有時(shí)將主色(光)和其補(bǔ)色(光)互稱(chēng)為互補(bǔ)色(光)。(一)加色法今將三原色：藍(lán)、綠和紅(光)按同等比例投影到白色承影面上，那么承影面的反射光線將會(huì)感覺(jué)為白色(圖2-22)。如將二原色(光)同等比例光學(xué)混合，那么感覺(jué)出的光的顏色是第三原色的補(bǔ)色。顯然，改變?nèi)幕旌媳壤龑?huì)得到不同色列的間色(光)。這種利用原色混合而得出間色的方法稱(chēng)為加法成色。(二)減色法從互補(bǔ)色(光)混合相加得白色(光)的概念，也可以看成補(bǔ)色(光)是由白光中減去主色(光)而取得。當(dāng)白光通過(guò)黃色濾光片后得到黃色的透射光，這可以認(rèn)為是黃色濾光片具有吸收黃色(光)本能的緣