航測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)PPT課件

1、航測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)航攝概述： 國(guó)際攝影測(cè)量與遙感學(xué)會(huì)（ ISPRS ）在1988年對(duì)攝影測(cè)量與遙感下的定義為：“攝影測(cè)量與遙感乃是對(duì)非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達(dá)進(jìn)行記錄、量測(cè)和解譯的過(guò)程獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)”。應(yīng)用從飛機(jī)上對(duì)地表面所攝得的像片為基礎(chǔ)，根據(jù)其幾何特征和物理特征進(jìn)行量測(cè)和分析，從而確定地面上物體的形狀、大小、空間位置及相互關(guān)系。 攝影測(cè)量分類：可以從不同角度對(duì)攝影測(cè)量學(xué)進(jìn)行分類：按距離遠(yuǎn)近分有航天攝影測(cè)量、航空攝影測(cè)量、地面攝影測(cè)量、近景攝影測(cè)量和顯微攝影測(cè)量；按用途分有地形攝影測(cè)量與非地形攝影測(cè)量。按技術(shù)處理方法分，則有模擬法攝影測(cè)量、解析攝

2、影測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量。 航攝基本知識(shí)一、航測(cè)基本理論的培訓(xùn)：攝影比例尺與成圖比例尺 航攝比例尺是指空中攝影計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)的像片比例尺。其計(jì)算公式為：M=f/h(其中f為焦距、h為飛機(jī)到地面的相對(duì)高度即相對(duì)航高。) 成圖比例尺是指圖上一個(gè)單位距離在實(shí)地的距離的比例。如1:500表示圖上1米代表的是實(shí)地上500米。國(guó)內(nèi)常見(jiàn)攝影比例尺和成圖比例尺的關(guān)系2 焦距和航高焦距：物鏡中心到承片框的距離航高：是指攝影飛機(jī)在攝影瞬間相對(duì)某一基準(zhǔn)面的高度。相對(duì)航高 相對(duì)航高是指攝影機(jī)物鏡相對(duì)于某一基準(zhǔn)面的高度，常稱為攝影航高。絕對(duì)航高 它是相對(duì)于平均海平面的航高，是指攝影物鏡在攝影瞬間的真實(shí)海拔高度 。3 重疊度航向

3、重疊：航攝像片沿飛行方向上相鄰像片的重疊。航向重疊反映在航攝像片的影像上是以像幅邊長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)表示。 旁向重疊：兩相鄰航帶之間的重疊稱為旁向重疊。航測(cè)成圖要求：航向重疊不小于60%，旁向重疊不小于30%。真正射的重疊度要求：相鄰航片的重疊度不能小于85%。投影用一組假想的直線將物體向幾何面投射稱為投影，其投射線稱為投影射線，投影的幾何面通常取平面稱為投影平面，在投影平面上得到的圖形稱為該物體在投影平面上的投影。當(dāng)諸投影射線都平行于某一固定方向時(shí)，這種投影稱為平行投影。平行投影中，當(dāng)投影射線與投影平面斜交的稱為斜投影；投影射線與投影平面正交的稱為正射投影地形圖的正射投影中心投影在航攝像片上的地面構(gòu)

4、像可以認(rèn)為是由地面各點(diǎn)指向投影中心的直線投射光線所形成，這樣所得到的影像屬于中心投影。4 投影差糾正投影差糾正是糾正地面起伏引起的像點(diǎn)位移。投影差的糾正原理 起伏地區(qū)投影轉(zhuǎn)繪：按地面高程分成多個(gè)帶，再用每一帶中間截面的航高來(lái)確定投影面的高度，在整個(gè)一帶范圍內(nèi)的地物和地貌完全消除了投影差，而上下帶邊殘留的投影差能夠限制在允許的范圍內(nèi)。 微分糾正也稱正射投影技術(shù)，是以立體像對(duì)建立地面模型為基礎(chǔ)，采用糾正單元進(jìn)行糾正，獲得各糾正單元的正射投影，從而得到正射影像的像片。攝影測(cè)量基本原理光照航空像片地表地圖5 核線與核面在一個(gè)立體模型中，地面上任意一點(diǎn)與兩個(gè)攝站中心構(gòu)成的平面（核面）與左右影像面的交線稱

5、為左右核線，沿核線方向?qū)υ加跋裰匦虏杉挠跋穹Q為核線影像，（見(jiàn)下圖），由此可見(jiàn)，位于同名核線上的像點(diǎn)，不存在上下視差。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量-幾個(gè)基本概念上下視差S1S2a1a2A核面左核線右核線a2Ax(p)y(q)左右視差地表返回上頁(yè)a26分辨率 分辨率包括像片的掃描分辨率和地面分辨率，掃描分辨率常用的單位有Dpi和；地面分辨率常用的單位是米和英尺。 Dpi ： 每英寸的像素?cái)?shù)、 為像素的大小，單位一般為微米u(yù)m 。 Dpi與 的換算關(guān)系: =in/dpi*25.4影像分辨率與地面分辨率的關(guān)系： *航攝比例尺像片的掃描分辨率多以為單位。若未知掃描分辨率可在Photoshop中打開(kāi)tif，查看“圖像

6、大小”中的“分辨率”，將其單位設(shè)為“像素/厘米”，用1/分辨率*即得像片的掃描分辨率。若設(shè)為“像素/英寸”，則即為Dpi。7、內(nèi)方位元素和外方位元素內(nèi)方位元素有3個(gè)，分別為航攝儀主距f 像主點(diǎn)坐標(biāo)X0 、 Y0航測(cè)的外方位元素有6個(gè)，分別為 x y z，其中 為角元素，x y z為線元素，通過(guò)六個(gè)外方位元素的旋轉(zhuǎn)變化，恢復(fù)攝影時(shí)航片的姿態(tài)，并將航片上的同名點(diǎn)從像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到地面的真實(shí)位置坐標(biāo)。內(nèi)外方位元素如圖：內(nèi)方位元素x0y0oxysf航攝儀主距f像主點(diǎn)坐標(biāo)X0 、 Y0外方位元素 在已知內(nèi)方位元素的條件下，確定投影中心與航片在攝影瞬間的空間位置，即攝影光束的空間位置的數(shù)據(jù)，稱為外方位元素。

7、包括投影中心在地面坐標(biāo)系中的三個(gè)坐標(biāo)值Xs、Ys、Zs，攝影方向相對(duì)空間坐標(biāo)軸的兩個(gè)角度和像片繞攝影方向旋轉(zhuǎn)的一個(gè)角度。DXYZXYZSZsXsYsOOxyop航向傾角旁向傾角像片旋角8 相機(jī)在立體測(cè)圖之前，選擇正確的相機(jī)文件，至關(guān)重要。定向之前一定要檢查測(cè)區(qū)信息中相機(jī)文件的指標(biāo)是否正確。相機(jī)有多種，最常見(jiàn)的幾種相機(jī)如下：常規(guī)相機(jī)：徠卡的RC10、RC30及蔡司的RMK；數(shù)碼相機(jī)：DMC、UCD、UCX。一般來(lái)說(shuō)常規(guī)相機(jī)的焦距各有不同，創(chuàng)建相機(jī)文件時(shí)要根據(jù)所給的航攝鑒定表來(lái)判定。一般的給定的SSK加密格式的相機(jī)文件格式如下：8.1. a)常規(guī)相機(jī)文件begin camera_parameter

8、s 13412_010406 focal_length: 153.696 ；相機(jī)的焦距 ppac: -0.006 0.011 ；主點(diǎn)改正參數(shù) ppbs: 0 0 film_format: 230 230 ；相片像幅大小 fiducial: 1 -105.986 -105.994 fiducial: 2 106.011 106.005 fiducial: 3 -105.985 106.005 fiducial: 4 106.013 -105.994 ；框標(biāo)坐標(biāo) fiducial: 5 -111.985 0.01 fiducial: 6 112.016 0.008999999999999999 f

9、iducial: 7 0.012 112.008 fiducial: 8 0.007 -111.999 lens_distortion_flag: on ；以下為各項(xiàng)改正項(xiàng)及參數(shù)設(shè)置 correction_radial_coeffs: -3.126e-005 3.026e-009 -3.445e-014 coeffs: 3.126e-005 -3.026e-009 3.445e-014 correction_decentering_coeffs: -1.85e-007 9.765e-008 tangential_coeffs: 1.85e-007 -9.765e-008 io_required

10、: yes camera_type: frame media_type: film focal_length_calibration_flag: off calibrated_focal_length_stddev: 0.03 ppac_calibration_flag: off calibrated_ppac_stddevs: 0.003 0.003 self_calibration_enabled_params: 0 antenna_offsets: 0 0 -0.9end camera_parametersb)數(shù)碼相機(jī)（DMC）begin camera_parameters DMC-04

11、4 focal_length: 120 ppac: 0 0 ppbs: 0 0 film_format: 92.16 165.888 lens_distortion_flag: off io_required: yes camera_type: frame media_type: digital pixel_size: 12 12 image_size_in_pixels: 7680 13824 scanline_orientation: 4 photo_coord_sys_orientation: 1 photo_coord_sys_origin: 3840 6912 focal_lengt

12、h_calibration_flag: off calibrated_focal_length_stddev: 0.03 ppac_calibration_flag: off calibrated_ppac_stddevs: 0.003 0.003 self_calibration_enabled_params: 0 antenna_offsets: 0 0 0end camera_parameters8.2相機(jī)文件的建立在VirtuoZo中創(chuàng)建相機(jī)文件的窗口如下：VirtuoZo創(chuàng)建出的相機(jī)文件格式如下：在JX4中創(chuàng)建相機(jī)的窗口如下：JX4格式的相機(jī)文件如下： 框標(biāo)個(gè)數(shù) 框標(biāo)坐標(biāo)值 主點(diǎn)改正

13、參數(shù) 焦距 9、加密點(diǎn) （內(nèi)業(yè)控制點(diǎn)）像點(diǎn)是加密時(shí)在像片上選取的控制航片之間連接的同名點(diǎn)。常規(guī)加密一般在一個(gè)像對(duì)中選取至少6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，自動(dòng)空三選取的點(diǎn)一般會(huì)多一些。在做相對(duì)定向時(shí)，一定要檢查6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位附近是否有點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)少點(diǎn)的情況應(yīng)該及時(shí)上報(bào)。標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位圖如下：10、控制點(diǎn) 控制點(diǎn)的分類 控制點(diǎn)分為平面點(diǎn)、高程點(diǎn)、平高點(diǎn)三類。立體模型上測(cè)圖范圍的選取的原則 測(cè)圖不要超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)連線的1cm。（即不要超測(cè)），離相片邊緣1cm的范圍內(nèi)不能測(cè)圖。立體測(cè)圖控制點(diǎn)的輔助檢測(cè)控制點(diǎn)是測(cè)圖的依據(jù)，在測(cè)圖之前要將控制點(diǎn)引入矢量文件中。 1、檢查控制點(diǎn)點(diǎn)數(shù)是否滿足定向需求。 2、檢查控制點(diǎn)的切準(zhǔn)限差是否滿足測(cè)圖

14、精度要求。 二 4D產(chǎn)品介紹DLG 、DEM、 DOM 、 DRG各自作為一種產(chǎn)品歷史已經(jīng)很悠久了。由于受到計(jì)算機(jī)的發(fā)展的限制，主要受到計(jì)算機(jī)處理速度和硬盤容量的限制，發(fā)展的并不十分迅速。90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，給“4D”技術(shù)帶來(lái)了勃勃生機(jī)。一、數(shù)字線劃地圖數(shù)字線劃地圖（DLG） 數(shù)字線劃地圖（Digital Line Graphic 簡(jiǎn)稱DLG）是現(xiàn)有地形圖上基礎(chǔ)地理要素的矢量數(shù)據(jù)集，且保存要素間空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息。 二數(shù)字高程模型數(shù)字高程模型（DEM） 數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model 簡(jiǎn)稱DEM）是在高斯投影平面上規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)平面坐標(biāo)（X，Y）及其高

15、程（Z）的數(shù)據(jù)集。三數(shù)字正射影像圖數(shù)字正射影像圖（Digital Orthophoto Map 簡(jiǎn)稱DOM）是利用數(shù)字高程模型對(duì)掃描處理的數(shù)字化的航空相片/遙感相片（單片/彩色），經(jīng)逐象元進(jìn)行糾正，再按影像鑲嵌，根據(jù)圖幅范圍裁剪生成的影像數(shù)據(jù)。一般帶有公里格網(wǎng)、圖廓內(nèi)/外整飾和注記的平面圖。 四數(shù)字柵格地圖數(shù)字柵格地圖（DRG）數(shù)字柵格地圖（Digital Raster Graphic 簡(jiǎn)稱DRG）是紙質(zhì)地形圖的數(shù)字化產(chǎn)品。每幅圖經(jīng)掃描、糾正、圖幅處理及數(shù)據(jù)壓縮處理后，形成在內(nèi)容、幾何精度和色彩上與地形圖保持一致的柵格文件。二、4產(chǎn)品的特性（數(shù)字線化圖） 數(shù)據(jù)量小，便于分層，能快速的生成專題地

16、圖所以也稱為矢量專題信息（Digital Thematic Informatiom 簡(jiǎn)稱DTI）。 基本內(nèi)容：地物、地貌、屬性信息、元數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)格式: dwg/dxf、e00、dgn 獲取方法:掃描矢量化 野外獲取 攝影測(cè)量方法 常用軟件：Geoway、Autocad、Arcgis、MicrostationDEM DEM的水平間距可隨地貌類型不同而改變。根 據(jù)不同的高程精度，可分為不同等級(jí)產(chǎn)品。 基本內(nèi)容：規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)上的高程數(shù)據(jù)集和元數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)格式：bil、txt 獲取方法:攝影測(cè)量方法 掃描矢量化方法 常用軟件： VirtuoZo、Arcinfo、GeoTIN 數(shù)字高程模型DOM基本內(nèi)容：

17、數(shù)字正射影像、注記和整飾信息、元數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)格式：TIFF，GEOTIFF獲取方法:攝影測(cè)量方法、單片微分糾正。常用軟件： Orthpro、Erdas、Geoway、Photoshop、 Arcmap哈爾濱市1：5000正射影像圖DRG基本內(nèi)容：地形圖全部?jī)?nèi)容數(shù)據(jù)格式：壓縮索引色TIFF，GEOTIFF獲取方法:攝影測(cè)量方法、單片微分糾正。常用軟件： VirtuoZo、JX4、ERDAS、Geoway1：50000數(shù)字柵格地圖 三、定向的培訓(xùn) 內(nèi)定向：建立影像掃描坐標(biāo)與像點(diǎn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，求取轉(zhuǎn)換參數(shù)；相對(duì)定向：通過(guò)量取模型的同名像點(diǎn)，解算兩相鄰影像的相對(duì)位置關(guān)系；絕對(duì)定向：通過(guò)量取地面控制點(diǎn)

18、對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)，解算模型的外方位元素，將模型納入到大地坐標(biāo)系中；定向前加密模式的分析目前我們所接觸的加密模式有：SSK的加密、Virtuozo的加密、Jx4的加密、以及imageinfo的加密等，最常見(jiàn)的是SSK及VirtuoZo加密。加密文件內(nèi)容:a）SSK加密文件中包括： CSF，project工程文件； camera相機(jī)文件； model模型文件； photo像點(diǎn)文件； control控制點(diǎn)文件。 b）VirtuoZo加密文件包括： *.adj加密后的控制點(diǎn)文件； *.cmr相機(jī)文件； *.im像點(diǎn)文件。定向后生成的相關(guān)文件簡(jiǎn)介（僅針對(duì)VirtuoZo）：像對(duì)名.aop絕對(duì)定向文件，記錄

19、了每個(gè)定向 點(diǎn)的定向殘差；像對(duì)名.dat像對(duì)信息文件，記錄了生成像對(duì) 的相關(guān)信息的目錄，當(dāng)像對(duì)目錄更改時(shí)可在此直接更改，而不需要VZ重新核線；像對(duì)名.pcf記錄了該像對(duì)所有定向點(diǎn)的像點(diǎn) 坐 標(biāo)及總數(shù)，當(dāng)某定向點(diǎn)超限需要?jiǎng)h除時(shí)可在此文件中操作，但每刪除一點(diǎn)需要將像點(diǎn)總數(shù)減1。 四 基本技能的培訓(xùn)1、目錄建立的規(guī)范性 目錄建立規(guī)范性關(guān)系著數(shù)據(jù)的安全，以及彼此之間數(shù)據(jù)的交換的方便、快捷，更有利于本人不在時(shí)數(shù)據(jù)的查找。所以，每個(gè)作業(yè)員都要嚴(yán)格按照規(guī)定建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)目錄。目錄建立規(guī)范如下：D：*(人名-英文全拼)Washington #054 #063 Sangamon #064 chaotu xibu

20、 yangzhou D：對(duì)外交換 此目錄共享，以作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕粨Q空間。2、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備在每個(gè)測(cè)區(qū)開(kāi)工前，都需要做一些必要的準(zhǔn)備。根據(jù)測(cè)區(qū)的不同以及甲方提供的資料不同而有所區(qū)別。Jx4 在定向前所要準(zhǔn)備的加密文件為 Camera.use Photo.im Control .use Virtuozo在定向前所要準(zhǔn)備的加密文件為 Camera.cmr Photo.txt kzd.txtMapmatrix 可以導(dǎo)入各種格式Ssk 在恢復(fù)立體模型前所要準(zhǔn)備的文件為 CSF，project Camera Photo Control Model立體測(cè)圖共同點(diǎn):（1）設(shè)計(jì)書的理解 一定要對(duì)設(shè)計(jì)書進(jìn)行反復(fù)的理解，

21、不明之處一定要向項(xiàng)目負(fù)責(zé)人詢問(wèn)。（2）編碼表 每個(gè)項(xiàng)目都有一個(gè)編碼要求，根據(jù)儀器的不同建立各自的編碼表，編碼要統(tǒng)一，顏色設(shè)定要統(tǒng)一，這樣有利于地物類的分辨和檢查判讀。（3）原始tif的準(zhǔn)備 任務(wù)分配后，根據(jù)甲方提供的結(jié)合表將所需要的tif傳至本機(jī)。進(jìn)行vz的轉(zhuǎn)換、解壓縮、改分辨率等準(zhǔn)備工作。五 立體影像不清或被遮擋時(shí)，設(shè) 想采集測(cè)圖的判讀。1、在立體影像被樹(shù)等植被遮擋看不清地面時(shí)要設(shè)想采集，根據(jù)植被的高度判斷立體測(cè)標(biāo)切入的深度，來(lái)采集特征點(diǎn)線。 2、一般項(xiàng)目要求在干擾區(qū)內(nèi)要表示出山的形狀和整體走勢(shì)，比裸露的地形采集的特征點(diǎn)線要少。 3、在植被覆蓋區(qū)內(nèi)，有能夠看清地面的地方應(yīng)要采集大量點(diǎn)。六 立

22、體測(cè)圖一些問(wèn)題的處理和原則采集順序，一般要求先采集地物要素，然后采集地貌。雖然每個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)要求是相同的，但由于測(cè)圖人員的習(xí)慣和理解不同，表現(xiàn)在圖面上的內(nèi)容都有所差別。一幅優(yōu)質(zhì)的圖，應(yīng)該是內(nèi)容沒(méi)有丟漏、地物間的關(guān)系合理、圖面清晰、主次分明，用盡量少的點(diǎn)線特征來(lái)表現(xiàn)盡量多的地貌信息。路、水系、建筑物是一幅圖的骨干，也是質(zhì)量控制的重點(diǎn)。采集規(guī)范、合理、美觀（該平滑的地方要平滑，該正交的地方正交，弧段處要用弧連接）。地貌特征點(diǎn)的選取 特征點(diǎn)要選取在一 二類方位物、路交叉、坎或堤、山頭、洼地、鞍部等處，國(guó)際項(xiàng)目的特征點(diǎn)稱Elevation Sport，選取與國(guó)內(nèi)的區(qū)別是點(diǎn)的選取不同，在曲線空曠的地方按

23、照一定的間隔選取，在路的盡頭選取，曲線密集處不選點(diǎn)。立體測(cè)圖本著嚴(yán)肅認(rèn)真的原則，特別是3維的數(shù)據(jù)，一定要在立體下進(jìn)行，不可在編輯狀態(tài)下添加地物地貌要素，也不能隨意脫離立體隨意改動(dòng)高程點(diǎn)。否則已偽造成果處理。七 數(shù)據(jù)安全管理 對(duì)于一個(gè)測(cè)圖的作業(yè)員來(lái)說(shuō)，最痛苦的事就是丟數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)的安全至關(guān)總要。每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中的測(cè)圖數(shù)據(jù)自己一定要做好備份，Virtuozo的測(cè)圖數(shù)據(jù)一定要另存，不要覆蓋，否則容易損壞數(shù)據(jù)。中間數(shù)據(jù)（如像對(duì)、測(cè)圖數(shù)據(jù)等），要按照項(xiàng)目管理者指定的位置，及時(shí)備份數(shù)據(jù)。不要隨意刪除計(jì)算機(jī)里的數(shù)據(jù)，如清除空間一定要通知相關(guān)人員來(lái)監(jiān)督刪除數(shù)據(jù)，要做到自己的數(shù)據(jù)自己刪除。在網(wǎng)上刪除數(shù)據(jù)不能

24、恢復(fù)，所以網(wǎng)上做數(shù)據(jù)的刪除一定要謹(jǐn)慎，要由管理人員來(lái)操作。八 責(zé)任心和質(zhì)量意識(shí)的培訓(xùn) 質(zhì)量是企業(yè)的生命，所以質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心尤其總要。做為一名測(cè)繪工作者，一定要強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)，要有責(zé)任心，要對(duì)自己所做的每一項(xiàng)工作，每一幅圖負(fù)責(zé)。這也是公司考核一名作業(yè)員是否合格的最基本條件。地物要素測(cè)繪及表示永久性房屋應(yīng)逐幢表示，標(biāo)注層數(shù)和材料性質(zhì)及樓號(hào)，以墻基角為準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)繪；一幢樓房的不同層次應(yīng)分割表示，無(wú)法準(zhǔn)確分割的按形狀概略分割表示。落地陽(yáng)臺(tái)(指建房時(shí)同時(shí)建成的)、有支柱的雨棚劃入宗地內(nèi)的應(yīng)表示，未劃入宗地的不表示。室外樓梯應(yīng)表示。僅一樓是陽(yáng)臺(tái)上面是房屋結(jié)構(gòu)的，作為房屋的一部分表示。陽(yáng)臺(tái)采集坐標(biāo)為其垂直投影線位置。門廊、檐廊、柱廊、懸空通道和建筑物下通道按實(shí)際情況測(cè)繪。破壞房屋不測(cè)繪。三級(jí)以上的臺(tái)階及室外樓梯應(yīng)測(cè)繪，地下室測(cè)繪進(jìn)出口，過(guò)街地下通道測(cè)繪進(jìn)出口，過(guò)街天橋按實(shí)際形狀測(cè)繪。圍墻、柵欄測(cè)其外基部位，院門、門墩（門墩外側(cè)與圍墻距離小于15厘米可不表示）、門頂要測(cè)