2014攝影測(cè)量與遙感-綜合知識(shí)參考課件.pptx

1、攝影測(cè)量與遙感攝影測(cè)量與遙感,鄧 非,主要內(nèi)容,歷年考試題目分析 考試大綱分析 測(cè)繪航空攝影 攝影測(cè)量與遙感 案例分析,3,考試題目分析測(cè)繪航空攝影、攝影測(cè)量與遙感部分,內(nèi)容比例： 單項(xiàng)選擇題：第29至44題，16/80 占1/5 多項(xiàng)選擇題：第88至91題，4/20 占1/5 案例分析題：第3題，1/7 分?jǐn)?shù)：18/120,4,考試大綱分析測(cè)繪航空攝影、攝影測(cè)量與遙感部分,考試內(nèi)容分析： （1）側(cè)重測(cè)繪航空攝影、攝影測(cè)量基礎(chǔ)，特別是基本概念 （2）遙感內(nèi)容偏少； （3）案例分析題基本覆蓋了攝影測(cè)量主要工作流程 （4）部分內(nèi)容超出了大綱要求,5,考試大綱分析測(cè)繪航空攝

2、影,1.根據(jù)測(cè)區(qū)的范圍、地形條件和攝影測(cè)量要求，選擇航攝季節(jié)和航攝時(shí)間，確定飛行平臺(tái)、航攝儀和航攝比例尺，劃定航攝分區(qū)，計(jì)算航攝參數(shù)，進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。 2.根據(jù)項(xiàng)目要求，確定在航空攝影中采用機(jī)載激光掃描、機(jī)載側(cè)視雷達(dá)、低空遙感系統(tǒng)以及定位定姿系統(tǒng)等技術(shù)的實(shí)施方案。 3.根據(jù)項(xiàng)目要求，確定航攝影像資料質(zhì)量檢查的方法和技術(shù)指標(biāo)，并進(jìn)行航攝中間過程的質(zhì)量控制和項(xiàng)目成果的整理、檢查、驗(yàn)收和歸檔。,6,考試題目分析攝影測(cè)量與遙感,1.根據(jù)項(xiàng)目要求，確定攝影測(cè)量與遙感成果的類型、規(guī)格，以及航空、航天影像資料的空間分辨率、波段組合、重疊度和獲取時(shí)間等技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。 2.根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)和測(cè)區(qū)情況，選擇、

3、收集合適的影像數(shù)據(jù)源，并對(duì)其進(jìn)行必要的預(yù)處理。 3.根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)和影像資料情況，劃分區(qū)域網(wǎng)，布設(shè)并測(cè)定像片控制點(diǎn)。 4.根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行影像判讀和外業(yè)調(diào)繪。,7,考試題目分析攝影測(cè)量與遙感,5.根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)，利用影像、像片控制點(diǎn)及定位定向輔助資料，實(shí)施空中三角測(cè)量。 6.根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)編輯、影像處理和數(shù)據(jù)建庫，制作數(shù)字線劃圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖、三維建筑模型等數(shù)據(jù)成果。 7.根據(jù)項(xiàng)目要求，利用多光譜、多時(shí)相遙感影像資料，制作遙感調(diào)查工作底圖和專題遙感數(shù)據(jù)成果。 8.根據(jù)攝影測(cè)量與遙感項(xiàng)目的特點(diǎn)與要求，對(duì)項(xiàng)目過程進(jìn)行質(zhì)量控制，并對(duì)項(xiàng)目成果進(jìn)行整理、檢查、驗(yàn)收和歸檔。

4、,8,2013年考試大綱分析測(cè)繪航空攝影 、攝影測(cè)量與遙感,重點(diǎn)內(nèi)容：圍繞4D測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)，掌握數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、基本掌握遙感圖像處理，重點(diǎn)掌握航空、航天影像獲取、處理以及生產(chǎn)技術(shù)流程和規(guī)定。 數(shù)據(jù)獲取：測(cè)繪航空攝影、衛(wèi)星影像、LiDAR 航測(cè)外業(yè)：像控點(diǎn)布設(shè)、選刺及測(cè)量，外業(yè)調(diào)繪 航測(cè)內(nèi)業(yè)：攝影測(cè)量三個(gè)發(fā)展階段，4D測(cè)繪產(chǎn)品的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法，重點(diǎn)掌握DEM、DOM 測(cè)繪產(chǎn)品：測(cè)繪產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),9,第7章 測(cè)繪航空攝影,測(cè)繪航空攝影概要 測(cè)繪航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì) 測(cè)繪航空攝影工作的實(shí)施 航空攝影中的新技術(shù)應(yīng)用 航攝成果的檢查驗(yàn)收,10,7.1 測(cè)繪航空攝影概要,考點(diǎn)分析： 根據(jù)項(xiàng)目的精度和提供成果的要

5、求，選擇確定采用光學(xué)航攝或者數(shù)碼航攝。 根據(jù)成圖比例尺、測(cè)圖精度、測(cè)圖儀器設(shè)備和測(cè)圖方法等選擇航攝儀，并進(jìn)行檢定；確定攝影比例尺、焦距、像幅以及需要配備的航攝附屬儀器。,11,7.1.1 測(cè)繪航空攝影概要-基本概念,測(cè)繪航空攝影： 在航空器（飛機(jī)、直升機(jī)、飛艇、氣球等）上安裝航空攝影儀，從空中對(duì)地球表面進(jìn)行的攝影。航空攝影系統(tǒng)主要包括：航空攝影平臺(tái)和航攝儀 測(cè)繪航空攝影的目的： 為了獲取指定范圍內(nèi)、一定比例尺和重疊度的航空影像。 航空攝影任務(wù)的實(shí)施過程一般包含：任務(wù)委托、簽訂合同、航攝技術(shù)計(jì)劃制定、航攝申請(qǐng)與審批、空中攝影實(shí)施、攝影處理、資料檢查驗(yàn)收等環(huán)節(jié)。,12,7.1.2 航空攝影儀 航空

6、攝影儀可分為：膠片航攝儀和數(shù)碼航攝儀。 7.1.2.1 膠片航攝儀 1. 膠片航攝儀的結(jié)構(gòu) 鏡箱體 暗匣 座架：避震，整平，改正偏流 控制器：操縱航攝儀工作 航攝儀的特點(diǎn)： 像幅大小：23cm23cm 焦平面上有貼附框 航攝儀有系列焦距和濾光片,框標(biāo)類型 1）機(jī)械 2）光學(xué),13,膠片航攝儀的結(jié)構(gòu),檢影望遠(yuǎn)鏡 氣泡整平 改正偏流 調(diào)整重疊度,14,膠片航攝儀分類 單鏡頭分幅攝影機(jī)是目前應(yīng)用較多的航空攝影機(jī)，它裝有低畸變透鏡。 1）根據(jù)攝影機(jī)主距f值的不同，航空攝影機(jī)可分為長(zhǎng)焦距（255mm）、中焦距（102-255mm）和短焦距（102mm） 。 焦距（f）物鏡后節(jié)點(diǎn)N到后主焦點(diǎn)F的距離。 攝

7、影比例尺： 1/m =f / H 航攝中分： 大比例尺航空攝影 1/m1/1萬 中比例尺航空攝影 1/2.5萬1/m 1/1萬 小比例尺航空攝影 1 /m 1/5萬,15,航空攝影機(jī)的分類 航空攝影對(duì)于攝影機(jī)主距的選擇，估計(jì)像片上投影差的大小以及攝影基高比對(duì)高程測(cè)定精度的影響，一般情況下，對(duì)于大比例尺單像測(cè)圖（如正射影像制作），應(yīng)選用常角或窄角航攝機(jī)；對(duì)于立體測(cè)圖，則應(yīng)選用寬角或特寬角航攝機(jī)。,16,1) 感光材料及其特性,黑白感光材料 基本結(jié)構(gòu):乳劑層 、片基、附加層 按感色性分 感色性感光材料對(duì)光譜敏感的范圍與能力。 色盲片 正色片 分色片 全色片 全色紅外片 紅外片,2. 感光材料特征及

8、膠片沖洗,17,黑白攝影處理 a)顯影使?jié)撓褡兂煽梢娪跋瘛?潛像的顯影是氧化還原反應(yīng)。,曝光后,顯影后,感光中心,潛像,可見影像,4）航攝膠片的沖洗,b）定影固定已顯出的影像，即將剩余的鹵化銀（未曝光的）全部溶解轉(zhuǎn)化為可溶性絡(luò)鹽。 c）水洗與干燥,18,彩色攝影處理 a）彩顯將已曝光的鹵化銀還原成金屬銀，其顯影劑氧化產(chǎn)物與成色劑起作用生成染料。 b）漂白將金屬銀及黃色濾光層溶解為可溶性銀鹽。 c）定影將未曝光的鹵化銀溶解，將可溶性銀鹽溶解。 d）水洗,4) 航攝膠片的沖洗,19,1）航攝濾光片 2）像移補(bǔ)償裝置 3）航攝儀自動(dòng)曝光系統(tǒng) 1）航攝濾光片 航攝濾光片與地面攝影用的濾光片比較 航攝濾

9、光片有特殊要求 波譜透射曲線不同 航攝濾光片的密度由中心向邊緣逐漸遞減，以補(bǔ)償焦平面上的照度分布不均勻。 航攝中濾光片的選擇與應(yīng)用 根據(jù)空中蒙霧亮度的強(qiáng)弱，選擇濾光片的顏色； 根據(jù)地面景物的波譜特性盡可能選擇淺顏色或UV鏡； 根據(jù)地物信息，應(yīng)與景物波譜特性和航攝膠片的感色性匹配。,3. 航攝儀輔助設(shè)備,20,基本要求 a）測(cè)光表的光譜敏感范圍與航攝儀的色差校正范圍一致，為400900nm; b）程序控制 各種航攝儀感光度的安置和測(cè)光模式 a）曝光計(jì)算,3）航攝儀的自動(dòng)測(cè)光系統(tǒng),21,4.常用的兩種膠片航攝儀,1) RC型航攝儀(瑞士（威特廠） RC型航攝儀常用的有RC-10、RC-20和RC-

10、30等型號(hào)，每種型號(hào)又配有幾種焦距的物鏡筒，像幅均為23cm*23cm。 2）RMK型航攝儀（德國(guó)（奧普托） RMK-cc24 RMK-TOP RMK型航攝儀有5個(gè)不同焦距的攝影物鏡，像幅均為23cm*23cm。,22,7.1.2.2 數(shù)字航攝儀,從 2000 年 ISPRS 阿姆斯丹大會(huì)上，首次展示了大幅面的數(shù)碼航空攝影相機(jī)以來，數(shù)碼量測(cè)航空相機(jī)的發(fā)展受到了很大的重視。它基本上有兩種形式： 1）推掃式（線陣CCD）：線陣； 2）框幅式（面陣CCD）：多個(gè)（4個(gè)）面陣組合、單鏡頭大面陣 DMC、UltraCam-D和SWDC系列航攝儀等，而推掃式數(shù)字航攝儀主要有ADS系列航攝儀。,23,1.

11、Z/I DMC 面陣數(shù)碼相機(jī),DMC 是由4臺(tái)分離的傾斜攝影小面陣影像經(jīng)過糾正、拼接而成一個(gè)大面陣影像。 DMC 有四個(gè)全色波段和多光譜波段,飛行方向,F/R飛行方向的右側(cè) B/R后方的右側(cè) F/L飛行方向的左側(cè) B/L后方的左側(cè),全色影像包括了重疊部分 虛線是有效影像,24,DMC 相機(jī)技術(shù)參數(shù),25,輻射分辨率為：12比特4096級(jí) 記錄一個(gè)亮度值所用的比特?cái)?shù),DMC 數(shù)碼航攝儀,26,2. Vexcel 的UltraCamX 數(shù)碼航攝相機(jī) 奧地利,27,28,由 4次分別曝光的9個(gè)小面陣拼接成的大面陣,29,DMC與UCX數(shù)碼相機(jī)的差異相同點(diǎn)： 都是由4個(gè)（全色波段）相機(jī)構(gòu)成大幅面黑白影

12、像4個(gè)（紅、綠、蘭紅外）多光波大幅面彩色影像,DMC,UCD,數(shù)碼航攝儀,30,3. SWDC系列數(shù)字航攝儀,2006,2008,2010,31,Leica ADS40 線陣,（前視下視后視）近紅外紅綠蘭 全色多光譜 利用三個(gè)航空攝影條帶進(jìn)行攝影測(cè)量,4. ADS系列數(shù)字航攝儀,ADS40數(shù)字影像航空攝影儀系統(tǒng),32,ADS系列數(shù)字航攝儀包括：ADS40/ADS80機(jī)載數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)，使用全球定位系統(tǒng)（GPS）和高精度慣性測(cè)量系統(tǒng)（IMU）技術(shù)。 鏡頭采用中心投影設(shè)計(jì)，它的全色波段采用了三對(duì)CCD線陣對(duì)前視、下視和后視三個(gè)方向同時(shí)獲取RGB和近紅外波段陣列安置于全色陣列之間，記錄目標(biāo)的多

13、光譜信息，可以利用一次飛行獲得前視、底視、后視的具有100%三度重疊、連續(xù)無縫的全色立體影像、彩色影像和彩紅外影像。,33,7.1.2.3 航攝影像的分辨率 1）數(shù)字影像的分辨率 影響分辨率是覺得影像對(duì)地物識(shí)別能力和成圖精度的重要指標(biāo)。 對(duì)于數(shù)字航空影像或航天遙感影像而言，分辨率通常是指地面分辨率，一般以一個(gè)像素所代表地面的大小來表示。 2）膠片影像的分辨率 膠片攝影分辨率指衡量攝影機(jī)成像系統(tǒng)對(duì)黑白相間、寬度相等的線狀目標(biāo)影像分辨的能力。 3）掃描影像的分辨率 掃描分辨率是指影像掃描儀在實(shí)現(xiàn)圖像的模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，通過掃描元件將掃描對(duì)象表示成像素所采用的最小面元單位。,34,4. 航攝儀的檢定 1）

14、攝影機(jī)檢校的內(nèi)容 a. 像主點(diǎn)位置與主距的測(cè)定； b. 攝影物鏡光學(xué)畸變差或畸變系數(shù)大小的測(cè)定； c. 底片壓平裝置的測(cè)定； d. 框標(biāo)間距以及框標(biāo)坐標(biāo)系垂直性的測(cè)定。 2）攝影機(jī)檢校的方法 航空攝影測(cè)量的攝影機(jī)檢校方法主要包括：實(shí)驗(yàn)室檢校法和試驗(yàn)場(chǎng)檢校法兩大類。 每條航線最少10像對(duì)，不少于兩條航線； 周邊布設(shè)不少于6個(gè)平高控制點(diǎn)，點(diǎn)位距像片邊緣不小于1.5cm 地形具有一定起伏，高差不大于相對(duì)航高1/41/5,35,7.1.3 測(cè)繪航空攝影基本要求 1. 航攝像片傾角 航攝像片傾角：航攝機(jī)向地面攝影時(shí)，攝影物鏡的主光軸偏離鉛垂線的夾角。,氣泡,時(shí)鐘,高度表,記事板,像片傾角一般不大于20，

15、個(gè)別最大不大于40,36,7.1.3 測(cè)繪航空攝影基本要求 2. 航攝比例尺 航攝像片的比例尺：像片上的一個(gè)單位距離所代表的實(shí)際地面距離。 攝影比例尺越大，像片的地面分辨率越高，越有利于影像的解譯和提高成圖的精度。,對(duì)于平坦地區(qū)：S = 攝影機(jī)主距 / 相對(duì)航高 = f / H 實(shí)際攝影比例尺在像片上處處不等。,37,qx、qy根據(jù)規(guī)范中的上下限檢查 qx ：60%65% 個(gè)別最大不得大于75% 最小不得小于56%。 若 56%qx53% 且其相鄰像對(duì)的航向重疊度不小于58%，能確保測(cè)圖定向和測(cè)繪工作邊距像片邊緣不小于1.5cm時(shí)，可視為合格。 qy：30%35% 個(gè)別最小不得小于13%,3.

16、 像片重疊度,1)航向重疊度,2)旁向重疊度,38,最大彎曲矢距（）與航線長(zhǎng)度（L）之比,航線彎曲度,規(guī)范規(guī)定：,航線彎曲度=,4. 航線彎曲與航跡角,航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物經(jīng)線疊拼起來，每張像片的主點(diǎn)連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線。,39,相鄰像片的主點(diǎn)連線與像幅沿航線方向的兩框標(biāo)連線之間的夾角稱像片的旋偏角。 實(shí)際航空攝影時(shí)，可通過設(shè)置攝影儀在其座架中的旋轉(zhuǎn)角從而消除或減小旋偏角，以達(dá)到理想的立體覆蓋效果。,規(guī)范規(guī)定（2005年10月）： 1/m 1:7000，相對(duì)航高1200m時(shí)，60，最大不超過80 1:35001/m 1:7000，80，最大不超過100

17、1/m 1:3500，100，最大不超過120 當(dāng)采用數(shù)字測(cè)圖法時(shí)可在上述各項(xiàng)規(guī)定的基礎(chǔ)上，相應(yīng)放寬20執(zhí)行。 在一條航線上，達(dá)到或接近最大旋偏角的像片數(shù)不得超過三片，且不得連續(xù)。 在一個(gè)攝區(qū)內(nèi)出現(xiàn)最大旋偏角的像片不得超過攝區(qū)像片總數(shù)的4%。,5. 像片旋偏角,40,7.2 測(cè)繪航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì),7.2.1 任務(wù)分析 測(cè)繪航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)是：航攝項(xiàng)目開始實(shí)施前，針對(duì)航空攝影的需要，依據(jù)航空攝影合同、航空攝影規(guī)范和飛行有關(guān)規(guī)定，以航空攝影最小單元確定飛行的基本要素的過程。 7.2.1.1 設(shè)計(jì)分析 1. 資料收集 2. 方案選擇 3. 確定主要設(shè)計(jì)因子,41,7.2.1.2 航攝主要技術(shù)要求 1

18、. 航攝設(shè)計(jì)用圖的選擇 設(shè)計(jì)用圖應(yīng)選擇可靠、出版時(shí)間較近的地形圖作為航攝設(shè)計(jì)用圖。 設(shè)計(jì)用圖的比例尺一般應(yīng)根據(jù)測(cè)圖比例尺來選擇，在兼顧設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)工作量的同時(shí)，保證設(shè)計(jì)用圖比例尺和航攝比例尺的倍率在2一5倍之間。 航攝設(shè)計(jì)用途的選擇原則如下： 1）應(yīng)是攝區(qū)新近出版的基本比例尺地形圖； 2）一般根據(jù)成圖比例尺按下表選擇，也可按照現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行選擇。,42,2. 航攝比例尺的選擇 前提：確保測(cè)圖精度 原則：利于縮短成圖周期、降低成本、提高測(cè)繪綜合效率 航攝比例尺一般按下表選擇，也可根據(jù)的目的、攝區(qū)的具體條件由航攝單位與用戶商定。,43,航空攝影時(shí)，應(yīng)根據(jù)測(cè)圖方法、儀器設(shè)備、成圖比例尺和測(cè)

19、圖精度等要求綜合選擇與其相匹配的航攝儀。,3. 航攝儀的確定,44,光學(xué)航攝儀和數(shù)碼航攝儀,光學(xué)和數(shù)碼航攝儀,三種主要的數(shù)碼航攝儀,45,根據(jù)成圖比例尺選擇攝影比例尺及航高，劃分航攝分區(qū)。航攝分區(qū)劃分時(shí)，要遵循以下原則： 分區(qū)界線應(yīng)與圖廓線一致。 分區(qū)內(nèi)的地形高差一般不大于1/4的相對(duì)航高；當(dāng)航攝比例尺大于或等于1：7000時(shí)，一般不應(yīng)大于1/6相對(duì)航高。 分區(qū)內(nèi)的地物勁舞反差、地貌類型應(yīng)盡量一致。 根據(jù)成圖比例尺確定分區(qū)最小跨度。 當(dāng)?shù)孛娓卟钔蛔?、地形特征顯著不同時(shí)，在用戶認(rèn)可的情況下，可以破圖幅劃分航攝分區(qū)。 劃分分區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮航攝飛機(jī)側(cè)前方安全距離與安全高度。 當(dāng)采用GPS輔助空三航攝時(shí)

20、，應(yīng)確保一個(gè)分區(qū)可涵蓋多個(gè)完整的加密分區(qū)。,4. 航攝分區(qū)的確定,46,劃分?jǐn)z影分區(qū),1/m1:7000時(shí) h最高-h最低H攝/4,1/m1:7000時(shí) h最高-h最低H攝/6,47,繪制分區(qū)截面圖,3.1 航攝準(zhǔn)備,48,1）H攝= f m,2）h平=1/2(h最高+h最低),3）h = h最高-h平,計(jì)算（對(duì)某一攝影分區(qū)而言）,4）H絕=H攝+h平 H低=H絕-h最大,5）,6）攝影基線,航線間距,49,7）每一條航線的相片數(shù),8）分區(qū)航線數(shù),9）攝影分區(qū)總相片數(shù),10允許最長(zhǎng)曝光時(shí)間,50,5. 航線敷設(shè)方法 航線敷設(shè)時(shí)，要遵循以下原則： 航線應(yīng)東西向直線飛行。 常規(guī)方法敷設(shè)航線時(shí)，航線

21、應(yīng)平行于圖廓線。 水域、海區(qū)航攝時(shí)，航線敷設(shè)要盡可能避免像主點(diǎn)落水。 荒漠、高山區(qū)隱蔽地區(qū)等測(cè)圖控制作業(yè)特別困難的地區(qū)，可以敷設(shè)架構(gòu)航線。 根據(jù)合同要求航線按圖幅中心線或按相鄰兩排成圖圖幅的公共圖廓線敷設(shè)時(shí)，應(yīng)注意計(jì)算最高點(diǎn)對(duì)攝區(qū)邊界圖廓保證的影響和與相鄰航線重疊度的保證情況，當(dāng)出現(xiàn)不能保證的情況時(shí)，應(yīng)調(diào)整航攝比例尺。 采用GPS領(lǐng)航時(shí)，應(yīng)計(jì)算出每條航線首末攝站的經(jīng)緯度。 GPS輔助空三航攝時(shí)，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求。,51,6. 航攝時(shí)間的確定 在合同規(guī)定的航攝作業(yè)期限內(nèi)選擇最佳的航攝季節(jié)，綜合考慮以下主要因素： 攝區(qū)晴天日數(shù)多。 大氣透明度好。 光照充足。 地表植被機(jī)器覆蓋物對(duì)攝影和

22、成圖的影響最小。 彩紅外、真彩色攝影，在北方一般避開冬季。 航攝時(shí)間的選定原則如下： 既要保證具有充足的光照度，又要避免過大的陰影，一般按下表執(zhí)行。 沙漠、戈壁等地面反光強(qiáng)烈的地區(qū)，在當(dāng)?shù)卣缜昂?小時(shí)之內(nèi)不應(yīng)攝影。,52,c. 彩紅外和真彩色攝影應(yīng)在色溫45006800K范圍內(nèi)進(jìn)行；雨后綠色植被表面水滴未干時(shí)不應(yīng)進(jìn)行彩紅外攝影。 航攝時(shí)間的選定原則,53,7.2.2 技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫 1.項(xiàng)目概況 1）任務(wù)來源及基本概況； 2）攝區(qū)地理位置、地貌、地物情況、氣象情況、執(zhí) 行任務(wù)的有利與不利因素； 3）飛行空域狀況； 4）特別需要說明的其他事項(xiàng)，如國(guó)界、禁區(qū)等。 2. 攝區(qū)基本技術(shù)要求及技術(shù)依據(jù)

23、 3.項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì) 項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)包括：航攝分區(qū)設(shè)計(jì)、航線設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)、攝影時(shí)間等。,54,4.實(shí)施方案 項(xiàng)目實(shí)施方案包括以下內(nèi)容： 1）飛行保障。 2） 軟硬件設(shè)備選擇（航攝儀及數(shù)據(jù)處理設(shè)備等）。 3） 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及精度要求（重疊度、旋偏角、航高、航線彎曲度、像片傾角、太陽高度角、影像質(zhì)量等）。 4） 質(zhì)量控制（飛行質(zhì)量、攝影質(zhì)量、補(bǔ)攝與重?cái)z的技術(shù)要求及控制方法、采取的主要質(zhì)量保障措施等）。 5）成果提交。 6）人員及進(jìn)度安排。,55,7.3 測(cè)繪航空攝影工作的實(shí)施,7.3.1 航攝準(zhǔn)備 1）航攝實(shí)施前，應(yīng)制定詳細(xì)的飛行計(jì)劃，且針對(duì)可能出現(xiàn)的緊急情況制訂緊急預(yù)案。 2）航攝應(yīng)遵照民航、

24、通航和空域管理部門的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 3）使用機(jī)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)按照機(jī)場(chǎng)的相關(guān)規(guī)定飛行。 4）航攝實(shí)施前對(duì)工程使用的設(shè)備、材料進(jìn)行認(rèn)真檢查，并做好檢查記錄。 5）派出經(jīng)驗(yàn)豐富的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人現(xiàn)場(chǎng)組織安排和指揮生產(chǎn)，不錯(cuò)過航攝天氣，確保飛行質(zhì)量、攝影質(zhì)量與生產(chǎn)工期。 6）攝影盡量協(xié)調(diào)、安排在碧空天氣進(jìn)行，確保影像清晰、色調(diào)均勻、層次豐富。,56,7.3.2 航攝工作的實(shí)施 1）每次起飛之前，需仔細(xì)檢查系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常。 2） 進(jìn)入攝區(qū)前，要組織飛行員和攝影員進(jìn)行航線設(shè)計(jì)的技術(shù)講評(píng)。 3） 嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定的太陽高度角要求選擇航攝時(shí)間。 4） 在航攝飛行時(shí)，要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行。 5）飛行時(shí)，應(yīng)保持

25、航高，最大航高與最小航高之差不大于規(guī)范限值。 6）飛行結(jié)束后，要對(duì)旁向重疊、范圍保證等元素進(jìn)行注意檢查，凡不符合要求的產(chǎn)品，必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)攝或重?cái)z。 7）漏洞補(bǔ)攝必須按原設(shè)計(jì)航跡進(jìn)行，補(bǔ)攝航線的兩端應(yīng)超出漏洞之外不少于一條基線。 8）每次飛行結(jié)束后，應(yīng)填寫航攝飛行記錄表。,57,7.4 航空攝影中的新技術(shù)應(yīng)用,7.4.1 GPS在空中攝影中的應(yīng)用 1. 航攝飛行導(dǎo)航 航空攝影飛行必須按航攝計(jì)劃中的要求，在一定的高度沿設(shè)計(jì)航線飛行，以保證所得的影像具有一定的攝影比例尺、旁向重疊度及航向重疊度。 2. GPS輔助空中三角測(cè)量中的導(dǎo)航與定位 GPS輔助空中三角測(cè)量的目的是利用GPS精確的測(cè)定攝影曝光

26、瞬間航攝儀物鏡中心的位置，將所測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用于攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)加密，以盡可能減少對(duì)地面控制點(diǎn)的數(shù)量要求。,58,7.4.2 機(jī)載激光掃描技術(shù)的應(yīng)用 三維激光掃描測(cè)量技術(shù)克服了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的局限性，采用非接觸主動(dòng)測(cè)量方式直接獲取高精度三維數(shù)據(jù)，能對(duì)任意物體進(jìn)行掃描，且沒有白天和黑夜的限制，快速將現(xiàn)實(shí)世界的信息轉(zhuǎn)化成可以處理的數(shù)據(jù)。 它具有掃描速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高、主動(dòng)性強(qiáng)、全數(shù)字特征等特點(diǎn)。,59,7.4.3 機(jī)載側(cè)視雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用 側(cè)視雷達(dá)具有以下特點(diǎn)： 1）具有全天候工作性能； 2）分辨率高，所攝像片清晰； 3）覆蓋面積大，提供信息快，把飛行中連續(xù)拍攝的照片拼接起來可構(gòu)成大面積的地形圖； 4）不

27、易受干擾； 5）具有分辨地面固定和活動(dòng)目標(biāo)的能力。 機(jī)載和星載SAR影像的應(yīng)用主要體現(xiàn)在地形的立體測(cè)繪方面。 雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)（InSAR）可以用來提供大范圍的數(shù)字高程模型（DEM）。,60,7.4.4 低空遙感系統(tǒng)的應(yīng)用 低空遙感系統(tǒng)是一種高機(jī)動(dòng)性、低成本的小型化、專用化遙感系統(tǒng)。,缺點(diǎn)： 安全性能有待改進(jìn)，容易出現(xiàn)事故 受風(fēng)力影響較大，飛行抖動(dòng)厲害，影像姿態(tài)和重疊度不穩(wěn)定，最終給影像自動(dòng)化匹配和空三帶來巨大困難 像幅小，生產(chǎn)效率低,優(yōu)點(diǎn)： 不需機(jī)場(chǎng)，升降靈活、方便實(shí)施各類緊急任務(wù)； 設(shè)備便于攜帶，轉(zhuǎn)移方便，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)； 平臺(tái)構(gòu)建、維護(hù)以及作業(yè)的成本極低； 低空攝影，影像空間分辨率高； 受天氣

28、影響較小，空中飛行靈活，適用于中小區(qū)域的快速作業(yè)； 一般情況下，不必申請(qǐng)空域； 能夠獲取高重疊度的影像，有利于提高后續(xù)數(shù)據(jù)處理的可靠性和精度；,61,UAV與常規(guī)航空攝影測(cè)量的比較,姿態(tài)不穩(wěn)定，需要新的初始值計(jì)算方法 姿態(tài)不穩(wěn)定，基于灰度的相關(guān)系數(shù)匹配失效 重疊度增大，增加觀測(cè)值個(gè)數(shù)，增加解算穩(wěn)定和可靠性,傳統(tǒng)攝影測(cè)量 航向重疊60% 旁向重疊30% 姿態(tài)角 3 無人機(jī)攝影測(cè)量 航向重疊70-85% 旁向重疊35-55% 航偏角可達(dá)10 以上,差異,需要解決的問題,62,7.4.5 定位定姿系統(tǒng)的應(yīng)用 定位定姿系統(tǒng)是IMU/DGPS組合的高精度位置與姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，利用裝在飛機(jī)上的GPS接收機(jī)和

29、設(shè)在地面上的一個(gè)或多個(gè)基站上的GPS接收機(jī)同步而連續(xù)地觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào)。 機(jī)載POS系統(tǒng)一般由以下幾部分組成： 1）慣性測(cè)量裝置。 2）GPS接收機(jī)。 3）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 4）數(shù)據(jù)后處理軟件。,63,7.5 航攝成果的檢查驗(yàn)收,7.5.1 質(zhì)量控制 1.飛行質(zhì)量檢查 飛行質(zhì)量檢查主要包括以下方面：像片重疊度；像片傾斜角；像片旋偏角；航線彎曲度；航高保持；攝區(qū)、分區(qū)、圖廓覆蓋保證；圖幅中心線和旁向兩相鄰圖幅公共圖廓線敷設(shè)航線的飛行質(zhì)量；控制航線；漏洞補(bǔ)攝；飛行記錄填寫等。 2.攝影質(zhì)量檢查 膠片影像質(zhì)量檢查包括：影像的密度、反差、像點(diǎn)位移誤差、框標(biāo)和數(shù)據(jù)記錄、反差、清晰度、色彩等的檢查。 數(shù)碼影

30、像質(zhì)量檢查包括： 影像的清晰度、層次的豐富性，色彩發(fā)差和色調(diào)柔和情況，影像有無缺陷，拼接影像品有無模糊、重影和錯(cuò)位、像點(diǎn)位移誤差等。,64,7.5.2 成果整理 膠片航攝一般包括：航空攝影原始底片、數(shù)碼航攝儀的原始數(shù)據(jù)資料、航攝像片、攝區(qū)完成情況圖、攝區(qū)航線、像片索引圖、航攝儀技術(shù)參數(shù)檢定報(bào)告、航空攝影底片壓平質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告、航空攝影底片密度檢測(cè)報(bào)告、航攝鑒定表、像片中心結(jié)合圖、航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)書、航空攝影飛行記錄、航攝底片感光測(cè)定報(bào)告及底片攝影處理沖洗報(bào)告、像片中心點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)、附屬儀器記錄數(shù)據(jù)等。 數(shù)碼航攝一般包括：影像數(shù)據(jù)、航線示意圖、航攝相機(jī)在飛行器上安裝方向示意圖、航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)書、航

31、空攝影飛行記錄、相機(jī)檢定參數(shù)文件、航攝資料移交書、航攝軍區(qū)批文、航攝資料審查報(bào)告、其他相關(guān)資料等。,65,第8章 攝影測(cè)量與遙感8.1 攝影測(cè)量與遙感概要,攝影測(cè)量的任務(wù) 攝影測(cè)量的基本含義：基于像片的量測(cè)和解譯，它是利用光學(xué)或數(shù)碼攝影機(jī)攝影得到的影像，研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)和相互關(guān)系的一門科學(xué)和技術(shù)。 攝影測(cè)量的基本原理：嚴(yán)格建立像片獲取瞬間所存在的像點(diǎn)與對(duì)應(yīng)物點(diǎn)之間的幾何關(guān)系,66,攝影測(cè)量的分類 按照研究對(duì)象不同，分為：地形攝影測(cè)量和非地形攝影測(cè)量?jī)纱箢悾?按攝影站的位置或傳感器平臺(tái)，分為：航天(衛(wèi)星)攝影測(cè)量、航空攝影測(cè)量、地面攝影測(cè)量等。,67,攝影測(cè)量的發(fā)展,6

32、8,遙感及其發(fā)展,遙感：通過非接觸傳感器遙測(cè)物體的幾何與物理特性的技術(shù)。攝影測(cè)量是遙感的前身。遙感技術(shù)主要由遙感圖像獲取技術(shù)和遙感信息處理技術(shù)兩大部分組成。 按電磁波波段的工作區(qū)域，分為: 可見光遙感、紅外遙感、微波遙感和多波段遙感等。 按傳感器的運(yùn)載工具，分為: 航天遙感、航空遙感(高空、中空、低空)和地面遙感； 按傳感器工作方式，分為: 主動(dòng)方式和被動(dòng)方式兩種。,69,攝影測(cè)量與遙感的結(jié)合,攝影測(cè)量與遙感的結(jié)合，體現(xiàn)在解析攝影測(cè)量尤其是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量對(duì)遙感技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用： （1）遙感圖像的高精度幾何定位和幾何糾正就是解析攝影測(cè)量現(xiàn)代理論的重要應(yīng)用； （2）數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中的影像匹配理論可用

33、來實(shí)現(xiàn)多時(shí)相、多傳感器、多種分辨率遙感影像的融合和幾何配準(zhǔn)； （3）自動(dòng)定位理論可用來快速、及時(shí)地提供具有“地學(xué)編碼”的遙感影像； （4）攝影測(cè)量的主要成果（DEM、地形測(cè)量數(shù)據(jù)庫和專題數(shù)據(jù)庫）是支持和改善遙感圖像分類效果的有效信息； （5）像片判讀和影像分類的自動(dòng)化和智能化則是攝影測(cè)量與遙感技術(shù)共同研究的課題。,70,8.2 攝影測(cè)量基礎(chǔ),單張航攝像片解析 像點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè) 立體測(cè)圖的原理與方法 攝影測(cè)量解析計(jì)算基礎(chǔ) 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ),71,航攝像片與地圖的區(qū)別 航攝像片是地面景物的中心投影構(gòu)像，地圖是地面景物的正射投影。 只有當(dāng)?shù)孛鎳?yán)格水平且像片也嚴(yán)格水平時(shí)，上述兩種投影結(jié)果才等效。,S,正

34、射投影,中心投影,72,像片傾斜引起的像點(diǎn)位移 一般情況下，航空攝影所獲取的像片是傾斜的，即使地面嚴(yán)格水平，航攝像片上的目標(biāo)物體也會(huì)因?yàn)橄衿瑑A斜而產(chǎn)生變形或像點(diǎn)位移。 可用像片糾正的方法予以改正。,S,f,H,P,P0,A,a0,73,地面起伏引起的投影差 航空攝影的對(duì)象主要是地球表面，地球表面有起伏，包括自然地地形起伏和有人工建筑物。植被等引起的起伏。由于地球表面起伏所引起的像點(diǎn)位移稱為像片上的投影差。,74,投影差具有以下性質(zhì)： （1）越靠近像片邊緣，投影差越大，在像底點(diǎn)處 沒有投影差； （2）地面點(diǎn)的高程或目標(biāo)物的高度越大，投影差也越大； （3）在其他條件相同的情況下，攝影機(jī)的主距越大，

35、相應(yīng)的投影差越小。,75,飛行方向,1、框標(biāo)坐標(biāo)系(o-xy),常用的坐標(biāo)系統(tǒng),o,大地坐標(biāo)系是指高斯平面坐標(biāo)和高程所組成的左手空間系； 描述地面點(diǎn)的空間位置； 攝影測(cè)量的成果最終轉(zhuǎn)化到該坐標(biāo)系中。,3、 大地坐標(biāo)系,用于表示像點(diǎn)量測(cè)坐標(biāo)。,76,2、像空間坐標(biāo)系 s-xyz 表示像點(diǎn)在像方空間位置 的空間直角坐標(biāo)系。,原點(diǎn)、軸向、作用,常用的坐標(biāo)系,(x,y,-f),(x,y,-f),O,77,三個(gè)直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(Xs、Ys、Zs)。三個(gè)角元素(、)，表示攝影光束空間姿態(tài)(像片在攝影瞬間空間姿態(tài)的要素）,78,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大

36、地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測(cè)量,關(guān)系?,內(nèi)方位元素,關(guān)系?,關(guān)系已知,像片的方位元素,79,在理想情況下，攝影瞬間像點(diǎn)、投影中心、物點(diǎn)位于同一條直線上，描述這三點(diǎn)共線的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱之為共線條件方程。,共線條件方程的定義,Collinearity Condition Equations,80,（3）,S,用地面點(diǎn)坐標(biāo)表示像點(diǎn)坐標(biāo)的共線條件方程,共線條件方程的推導(dǎo),81,共線方程的主要應(yīng)用 1.單像空間后方交會(huì)和多像空間前方交會(huì) 2.解析空中三角測(cè)量光束法平差中的基本 數(shù)學(xué)模型 3.構(gòu)成數(shù)字投影的基礎(chǔ) 4.利用數(shù)字高程模型與共線方程制作正射影像 5.利用DEM和共線方程進(jìn)行單幅影像制圖,82,像

37、點(diǎn)坐標(biāo)的量測(cè) 量測(cè)像點(diǎn)的像片坐標(biāo)(x,y) 傳統(tǒng)的量測(cè)方法包括單像坐標(biāo)量測(cè)儀和立體坐標(biāo)量測(cè)儀。 可通過立體影像匹配進(jìn)行自動(dòng)量測(cè)。,像點(diǎn)坐標(biāo)的系統(tǒng)誤差改正 主要由攝影材料變形、攝影物鏡畸變、大氣折光以及地球曲率等因素引起，是系統(tǒng)誤差。,83,立體像對(duì)的基本概念,S1,A,B,C,D,幾何模型,84,航向重疊60,85,視差理論,生理視差：,生理視差是產(chǎn)生立體感覺的生理基礎(chǔ)。,像對(duì)的立體觀察,視差角,86,立體觀察條件,兩張像片必須是從不同攝影站攝取的。 兩眼各看一張像片，即必須分像。 必須使同名像點(diǎn)的連線與眼基線平行，以保證兩視線在同一個(gè)視平面內(nèi)。 比例尺基本一致,像對(duì)的立體觀察,87,袖珍立體

38、鏡 反光立體鏡 立體量測(cè)觀察系統(tǒng),立體觀察工具,像對(duì)的立體觀察,3、分像方法,88,89,3、分像方法,互補(bǔ)色法,像對(duì)的立體觀察,90,3、分像方法,偏振光法,像對(duì)的立體觀察,91,3、分像方法,交替光闌法 （閃閉法、光閘法）,像對(duì)的立體觀察,92,像對(duì)的立體量測(cè),量測(cè)的內(nèi)容： 像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)、左右視差量測(cè)、上下視差量測(cè)。借助于有測(cè)量標(biāo)志的量測(cè)工具或儀器進(jìn)行。,測(cè)標(biāo),測(cè)標(biāo)的作用,測(cè)標(biāo)的種類,93,利用地面控制點(diǎn)及其在片像上的像點(diǎn)，確定像片外方位元素的方法。,1、什么叫單像空間后方交會(huì),2、單像空間后方交會(huì)的基本方法,角錐體法,利用共線條件方程解算像片的外方位元素,3、單像空間后方交會(huì)對(duì)控制點(diǎn)的要

39、求,至少有三個(gè)不在一條直線上的地面控制點(diǎn),空間后方交會(huì),94,空間前方交會(huì)定義,利用立體像對(duì)兩張像片的內(nèi)方位元素、同名像點(diǎn)坐標(biāo)和像對(duì)的相對(duì)方位元素（或外方位元素）解算模型點(diǎn)坐標(biāo)（或地面點(diǎn)坐標(biāo)）的工作。,1、利用立體像對(duì)兩張像片的相對(duì)方位元素，計(jì)算模型點(diǎn)的三維坐標(biāo)； 2、利用立體像對(duì)兩張像片的外方位元素，計(jì)算地面點(diǎn)的地面坐標(biāo)。,空間前方交會(huì),95,空間前方交會(huì)公式,B,96,相對(duì)定向理論,共面條件方程,在恢復(fù)兩張像片的相對(duì)方位元素之后，同名光線對(duì)對(duì)相交,共面條件的向量表達(dá)式,97,連續(xù)像對(duì)系統(tǒng),連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向元素：,98,單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng),單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向元素：,99,3、連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向方程,初

40、值給定 BX.,點(diǎn)數(shù)、點(diǎn)位,模型點(diǎn)的上下視差 Q,100,絕對(duì)定向理論,2、空間相似變換,101,2、空間相似變換,二絕對(duì)定向理論,102,2、空間相似變換,二絕對(duì)定向理論,103,2、空間相似變換,二絕對(duì)定向理論,104,2、空間相似變換,二絕對(duì)定向理論,105,數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ),影像數(shù)字化與影像重采樣 影像數(shù)字化包括量化和采樣 采樣：每隔一個(gè)間隔獲取一個(gè)點(diǎn)的灰度值 。 對(duì)實(shí)際連續(xù)函數(shù)模型離散化的量測(cè)過程 量化：將各點(diǎn)的灰度值轉(zhuǎn)換為整數(shù) ，將透明底片有可能出現(xiàn)的最大灰度變化范圍進(jìn)行等分，分為若干灰度等級(jí)，一般都取為 ， 時(shí)得到256個(gè)灰度級(jí)，其級(jí)數(shù)是介于0到255之間的一個(gè)整數(shù)，0為黑，25

41、5為白，每個(gè)像元素的灰度值占8bit，即一個(gè)字節(jié),106,影像的內(nèi)定向：,內(nèi)定向參數(shù)，利用四個(gè)框標(biāo)點(diǎn)平差解算,問題的提出：經(jīng)典的攝影測(cè)量已經(jīng)建立了一整套像點(diǎn)坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)坐標(biāo)間的關(guān)系，只要確定掃描坐標(biāo)系與像平面坐標(biāo)系之間的關(guān)系（內(nèi)定向）就能利用原有理論,兩種坐標(biāo)之間存在仿射變換,內(nèi)定向的目的：確定掃描坐標(biāo)系和像片坐標(biāo)系之間的關(guān)系,數(shù)字化的掃描方向,數(shù)字化的步進(jìn)方向,x,y,o,O,107,基于灰度的影像匹配（Area Based Image Matching）,全數(shù)字化攝影測(cè)量的核心問題：如何在兩幅（或多幅）影像之間自動(dòng)識(shí)別同名像點(diǎn)（影像相關(guān)）,匹配點(diǎn)確定的基礎(chǔ)：匹配測(cè)度。基于不同的理論可以

42、定義各種不同的匹配測(cè)度，因而形成了各種影像匹配方法,數(shù)字影像相關(guān)：利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的方式完成影像的相關(guān)（匹配）,108,一、相關(guān)系數(shù)法: 目標(biāo)區(qū)：以左片目標(biāo)點(diǎn)為中心選取 個(gè)像素的灰度陣列 搜索區(qū)：估計(jì)出右片上同名點(diǎn)可能出現(xiàn)的范圍，建立一個(gè) 個(gè)像素的灰度陣列,n,n,m,目標(biāo)區(qū),搜索區(qū),l,計(jì)算相關(guān)系數(shù)值：,依次在搜索區(qū)內(nèi)取出 個(gè) 像素的灰度陣列，計(jì)算其與目標(biāo)區(qū)的相似性測(cè)度相關(guān)系數(shù)，可求出(l-n+1)*(m-n+1)個(gè)相關(guān)系數(shù),109,結(jié)果：目標(biāo)區(qū)相對(duì)于搜索區(qū)不斷移動(dòng)一個(gè)整像素，當(dāng)相關(guān)系數(shù)最大時(shí)，對(duì)應(yīng)窗口的中心點(diǎn)即是目標(biāo)點(diǎn)的同名像點(diǎn),特點(diǎn)： 搜索的結(jié)果均以整像素為單位 相關(guān)系數(shù)

43、是標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)方差函數(shù)，目標(biāo)影像的灰度與搜索影像的灰度之間存在線性畸變時(shí)，仍能較好地評(píng)價(jià)它們之間的相似性程度 目標(biāo)區(qū)和搜索區(qū)都是一個(gè)二維的影像窗口，二維相關(guān),110,二、協(xié)方差法,n,n,m,目標(biāo)區(qū),搜索區(qū),可求出(l-n+1)*(m-n+1)個(gè)協(xié)方差值，當(dāng)協(xié)方差值為最大時(shí)，對(duì)應(yīng)的相關(guān)窗口的中點(diǎn)就是待定點(diǎn)的同名像點(diǎn)。,l,111,差平方和測(cè)度,n,n,m,目標(biāo)區(qū),搜索區(qū),可求出(l-n+1)*(m-n+1)個(gè)S2值，當(dāng)S2為最小時(shí)，對(duì)應(yīng)的相關(guān)窗口的中點(diǎn)就是待定點(diǎn)的同名像點(diǎn),灰度差的平方和最小,l,112,差絕對(duì)值和測(cè)度,n,n,m,目標(biāo)區(qū),搜索區(qū),可求出(l-n+1)*(m-n+1)個(gè)S值，當(dāng)S為

44、最小時(shí)，對(duì)應(yīng)的相關(guān)窗口的中點(diǎn)就是待定點(diǎn)的同名像點(diǎn),灰度差的絕對(duì)值最小,l,113,三、高精度最小二乘影像匹配,問題的引出：匹配怎樣達(dá)到子像素精度？,在相關(guān)運(yùn)算中引入變形參數(shù)，補(bǔ)償兩相關(guān)窗口之間的 輻射畸變 幾何畸變 引入的變換參數(shù)作為待定值，一同納入到最小二乘解算中，使匹配可達(dá)到1/10甚至1/100像素的高精度（子像素精度）,由德國(guó)Stuttgart大學(xué)Ackermann教授與Pertl提出,影像灰度的系統(tǒng)變形 輻射畸變（產(chǎn)生的原因） 照明及被攝物體輻射面的方向 攝影處理?xiàng)l件的差異 影像數(shù)字化過程中產(chǎn)生的誤差等 幾何畸變 ：產(chǎn)生了影像灰度分布之間的差異（相對(duì)移位、圖形變化 ） 攝影方位不同所

45、產(chǎn)生的影像畸變 由于地形坡度所產(chǎn)生的影像畸變等,114,最小二乘影像匹配的精度,相關(guān)系數(shù)法：相關(guān)系數(shù)越大，匹配質(zhì)量越好。但是無法獲得其精度指標(biāo) 最小二乘匹配算法：根據(jù)法方程式系數(shù)矩陣的逆矩陣，同時(shí)求得其精度指標(biāo),115,核線的性質(zhì)：同名像點(diǎn)必然位于同名核線上 沿核線（一維）進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,效果：沿同名核線進(jìn)行相關(guān)計(jì)算會(huì)加快搜索速度和增加影像匹配的可靠性,過程： 左核線上建立目標(biāo)區(qū)，目標(biāo)的長(zhǎng)度為n個(gè)像素 在右片上沿同名核線建立搜索區(qū)，其長(zhǎng)度為m個(gè)像素 計(jì)算相關(guān)系數(shù) :共計(jì)算 個(gè)相關(guān)系數(shù),注意事項(xiàng)：相似性測(cè)度一般是統(tǒng)計(jì)量，應(yīng)有較多的樣本進(jìn)行估計(jì)（窗口中的像素?cái)?shù)不應(yīng)太少），目標(biāo)區(qū)長(zhǎng)，灰度信號(hào)重心與幾何

46、重心不重合，產(chǎn)生相關(guān)誤差，目標(biāo)區(qū)、搜索區(qū)都取二維窗口，搜索過程只在核線上進(jìn)行,基于核線的一維影像匹配,116,攝影測(cè)量與遙感處理系統(tǒng),數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) 遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng) 機(jī)載LIDAR和車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng),117,數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng),主要功能 影像數(shù)字化 影像預(yù)處理 坐標(biāo)量測(cè) 影像定向 自動(dòng)空中三角測(cè)量 構(gòu)成核線影像 影像匹配 建立數(shù)字地面模型及其編輯 自動(dòng)繪制等高線,118,制作正射影像 正射影像鑲嵌與修補(bǔ) 數(shù)字測(cè)圖 制作影像地圖 制作透視圖、景觀圖 制作立體匹配片 GIS功能 近景攝影測(cè)量功能 遙感圖像處理功能,119,常用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介 VirtuoZo數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) 武漢大學(xué)張

47、祖勛院士主持研發(fā)，是一個(gè)功能齊全、高度自動(dòng)化的現(xiàn)代攝影測(cè)量系統(tǒng)，能完成從自動(dòng)空中三角測(cè)量(AAT)到各種比例尺4D產(chǎn)品的測(cè)繪生產(chǎn)。 JX-4數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院劉先林院士主持研發(fā)的一套半自動(dòng)化的微機(jī)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)。,120,1、LH的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站DPW770,DPW（ Digital Photogrammtric Workstations）由美國(guó)Helawa 和瑞士Leica 公司生產(chǎn)。,雙屏，3D鼠標(biāo)，手輪、腳盤，腳踏開關(guān)。,偏振顯示屏、偏振光眼鏡,3Dlabs圖形卡。,121,1、LH的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站DPW770,高精度圖像掃描儀DSW,122,2、Interg

48、raph的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站Imagestation,Imagestation 由美國(guó)Intergraph公司生產(chǎn)。,雙屏，3D鼠標(biāo)。,CrystalEyes (液晶) 立體眼鏡和發(fā)射器。,3D Labs Wildcat II 5110 立體幀緩存用于立體顯示,123,3、Leica的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站LPS,偏振顯示屏、偏振光眼鏡，3D鼠標(biāo)。,124,4、武大的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站VirtuoZo,VirtuoZo由武漢大學(xué)研制。,125,5、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院的JX4 DPW,126,三、技術(shù)設(shè)計(jì),概述 1. 攝影測(cè)量測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)的目的：制訂切實(shí)可行的技術(shù)方案，保證攝影測(cè)量測(cè)繪成果符合技術(shù)標(biāo)

49、準(zhǔn)和滿足顧客要求，并獲得最佳的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 2. 測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)分為：項(xiàng)目設(shè)計(jì)和專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)。 3. 測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)文件主要包括：項(xiàng)目設(shè)計(jì)書、專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)書以及相應(yīng)的技術(shù)設(shè)計(jì)更改文件。 4. 測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)現(xiàn)行有效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定(CH/T 1004-2005)。,127,項(xiàng)目設(shè)計(jì) 1. 任務(wù)分析 1）收集資料 2）明確引用標(biāo)準(zhǔn) 3）選擇最佳設(shè)計(jì)方案,128,2. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)書編寫基本內(nèi)容 項(xiàng)目設(shè)計(jì)書的基本內(nèi)容主要包括以下七個(gè)部分： 1）概述 2）作業(yè)區(qū)自然地理概況和已有資料情況 3）引用文件 4）成果主要技術(shù)指標(biāo)和規(guī)格 5）設(shè)計(jì)方案 6）進(jìn)度安排和經(jīng)費(fèi)預(yù)算 7）附錄 3. 設(shè)計(jì)

50、實(shí)施 項(xiàng)目設(shè)計(jì)書需經(jīng)審批后，方可實(shí)施。,129,專業(yè)設(shè)計(jì) 1. 任務(wù)分析 在實(shí)施具體設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真學(xué)習(xí)、領(lǐng)會(huì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)書要求，學(xué)習(xí)與航空攝影測(cè)量測(cè)繪成果有關(guān)的內(nèi)、外業(yè)規(guī)范，重視客戶需求、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，做好設(shè)計(jì)依據(jù)的分析和準(zhǔn)備工作。 1） 收集資料 2） 選擇最佳設(shè)計(jì)方案 3） 確定設(shè)計(jì)方案,130,2. 專業(yè)設(shè)計(jì)書編寫基本內(nèi)容 專業(yè)設(shè)計(jì)書的基本內(nèi)容主要包括以下五個(gè)部分： 1）概述 主要說明任務(wù)的來源、測(cè)區(qū)范圍、地理位置、行政隸屬、成圖比例尺、任務(wù)量以及完成期限等基本情況。 2）測(cè)區(qū)自然地理概況和已有資料情況 3）引用文件 說明專業(yè)設(shè)計(jì)書編寫過程中所引用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其他技術(shù)文件。

51、 4）成果主要技術(shù)指標(biāo)和規(guī)格 說明成果的比例尺、平面和高程基準(zhǔn)、投影方式、分幅編號(hào)及空間單元、成圖方法、圖幅基本等高距等主要技術(shù)指標(biāo)。 5）設(shè)計(jì)方案,131,5）設(shè)計(jì)方案 根據(jù)所采用的數(shù)據(jù)源，分為：按航天攝影資料或航天遙感資料做出具體設(shè)計(jì)。 攝影測(cè)量設(shè)計(jì)方案主要內(nèi)容 軟、硬件環(huán)境及要求 作業(yè)的技術(shù)路線或流程 各工序的作業(yè)要求和質(zhì)量指標(biāo) 在隱蔽地區(qū)或特殊情況下測(cè)圖，或采用新技術(shù)、新儀器測(cè)圖時(shí)，需規(guī)定具體的作業(yè)方法、技術(shù)要求、限差規(guī)定和必要的精度估算和說明 生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)和產(chǎn)品質(zhì)量檢查的主要要求 成果上交和歸檔要求 有關(guān)附件，包括設(shè)計(jì)附圖、附表和其他有關(guān)內(nèi)容,132,b. 遙感設(shè)計(jì)方案主

52、要內(nèi)容 硬件平臺(tái)和軟件環(huán)境 作業(yè)技術(shù)路線和工藝流程 規(guī)定遙感資料獲取及各工序作業(yè)要求和質(zhì)量控制 其他相關(guān)的技術(shù)、質(zhì)量要求 質(zhì)量控制環(huán)節(jié)和質(zhì)量檢查的主要要求 成果上交和歸檔要求 有關(guān)附錄,133,技術(shù)設(shè)計(jì)更改文件 航空攝影測(cè)量項(xiàng)目設(shè)計(jì)書、專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)書一經(jīng)批準(zhǔn)，不得隨意更改。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)或?qū)I(yè)設(shè)計(jì)書在實(shí)際執(zhí)行過程中，出現(xiàn)以下情況應(yīng)由設(shè)計(jì)人員及時(shí)提出并作出更改或補(bǔ)充： 1）設(shè)計(jì)方案存在不足，實(shí)施過程中導(dǎo)致結(jié)果不統(tǒng)一或依據(jù)不足 2） 按照設(shè)計(jì)要求收集到的航空、航天影像數(shù)據(jù)源，在使用的過程中存在質(zhì)量問題，不能滿足成圖要求，必須對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行調(diào)整 3） 測(cè)區(qū)實(shí)際地理環(huán)境條件導(dǎo)致無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求 4） 其他需

53、要補(bǔ)充 或更改的情況,134,四、影像資料收集與預(yù)處理,影像資料分析 航攝影像分析 根據(jù)具體成圖比例尺及相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)要求，分析確定適宜的航攝影像資料。有模擬影像和數(shù)字影像兩種。 航空攝影時(shí)間應(yīng)有利于測(cè)繪成果地物、地貌量測(cè)和判繪、影像色彩要求。,135,a. 模擬影像一般成圖比例尺與航攝比例尺、地面采樣距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示,136,b. 數(shù)字影像一般成圖比例尺與數(shù)碼相機(jī)像素地面分辨率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示,137,2. 遙感影像分析 遙感影像在測(cè)繪中主要被用來測(cè)繪地形圖、制作正射影像或各種專題圖。 常用衛(wèi)星 與影像成圖比例尺之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示。,138,收集影像數(shù)據(jù)源 航空遙感影像資料

54、1） 模擬影像資料 包括航攝原始底片、航攝像片、社區(qū)范圍圖、像片索引圖、航攝儀技術(shù)參數(shù)檢定報(bào)告、航空攝影底片壓平質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告、航空攝影底片密度檢測(cè)報(bào)告、航攝鑒定表、航攝飛行記錄、航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)書、航空攝影資料移交書等。 2）數(shù)字影像資料 包括影像數(shù)據(jù)、像片索引圖、航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)書、航攝鑒定表、航攝儀技術(shù)參數(shù)、航攝軍區(qū)批文及航空攝影資料送審報(bào)告、航空攝影飛行記錄、攝區(qū)航線和像片結(jié)合圖、社區(qū)完成情況圖、航空攝影資料移交書等。,139,2. 航天遙感影像資料 航天遙感影像資料用于地形圖測(cè)繪主要有立體像對(duì)(或條帶)、單景衛(wèi)星影像、有全色數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)(紅、綠、藍(lán)、紅外)。 分為定制的編程數(shù)據(jù)和存

55、檔數(shù)據(jù)。 航天遙感影像收集：包括數(shù)據(jù)格式、應(yīng)用級(jí)別等滿足要求的單片或立體的全色數(shù)據(jù)、多光譜數(shù)據(jù)、完整的衛(wèi)星參數(shù)等資料。,140,141,2） 數(shù)字影像 a. 影像增強(qiáng) b. 降位處理 數(shù)字影像通常為12bit或16bit 編碼。 c. 勻光處理 d. 影像旋轉(zhuǎn),142,2. 航天遙感影像預(yù)處理 1） 影像格式轉(zhuǎn)換 2） 軌道參數(shù)提取 如果使用RFM成像模型，計(jì)算所得的RFM成像模型必須以極高的精度代替原有的嚴(yán)格成像模型，其擬合中午差應(yīng)不大于0.05像素。 3） 影像增強(qiáng) 4） 去除噪聲、濾波 5） 去薄云處理 6） 降位處理 7） 多光譜波段選取 8） 勻色處理,143,采用有理函數(shù)來描述地面

56、點(diǎn)與相應(yīng)像點(diǎn)之間的幾何關(guān)系； 參數(shù)不具有可理解的物理意義； 與具體傳感器無關(guān)； 數(shù)學(xué)模型形式簡(jiǎn)單；,從軌道模型、姿態(tài)模型、成像幾何出發(fā)建立地面點(diǎn)與相應(yīng)像點(diǎn)間的幾何關(guān)系； 參數(shù)具有明顯的物理意義； 與具體傳感器有關(guān)，缺乏通用性； 易導(dǎo)致定向參數(shù)之間的強(qiáng)相關(guān)；,嚴(yán)格成像模型,要有效利用衛(wèi)星遙感影像，首先必須建立傳感器成像模型，傳感器成像模型的建立是進(jìn)行目標(biāo)定位和地形測(cè)圖的基礎(chǔ)。,144,衛(wèi)星成像數(shù)學(xué)模型,基于仿射變換的嚴(yán)格幾何模型,多項(xiàng)式模型,嚴(yán)格幾何模型,直接線性變換模型,仿射變換模型,RPC模型,基于共線方程的嚴(yán)格幾何模型,145,2 提高高分影像定位精度方案,RPC模型系統(tǒng)性誤差補(bǔ)償方案,物

57、方方案,像方方案,RPC模型系統(tǒng)誤差補(bǔ)償方案,物方平移變換,空間相似變換,像方平移變換,仿 射 變 換,區(qū)域網(wǎng)平差方案,146,2 基于有理函數(shù)的成像模型,有理函數(shù)模型（Rational Function Model，簡(jiǎn)稱RFM）將像點(diǎn)坐標(biāo)表示為以相應(yīng)地面點(diǎn)空間坐標(biāo)為自變量的多項(xiàng)式的比值，具體形式如下式所示：,147,五、區(qū)域網(wǎng)劃分與像片控制測(cè)量,區(qū)域網(wǎng)劃分 基本概念 區(qū)域網(wǎng)：根據(jù)航空攝影分區(qū)和地形條件，沿圖廓線整齊劃分的方形或矩形區(qū)域內(nèi)，采用一定的控制測(cè)量布點(diǎn)方案而構(gòu)成的空中三角測(cè)量平差網(wǎng)。 區(qū)域網(wǎng)的劃分 根據(jù)成圖精度的要求，按攝影資料及地形條件可將區(qū)域網(wǎng)劃分為：平面區(qū)域網(wǎng)和平高區(qū)域網(wǎng)。,148,像片控制測(cè)量 基本概念 像片控制測(cè)量：在實(shí)地測(cè)定用于空三加密或直接用于測(cè)圖定向的像片控制點(diǎn)平面位置和高程的測(cè)量工作。 像片控制測(cè)量的布點(diǎn)方案分為： 1）全野外布點(diǎn)方案 通過野外控制測(cè)量獲得的航片像片控制點(diǎn)不需內(nèi)業(yè)加密，直接提供內(nèi)業(yè)測(cè)圖定向或糾正使用。 2）非全野外布點(diǎn)方案 按航線數(shù)分為單航線和區(qū)域網(wǎng)兩種 3）特殊情況的布點(diǎn)方案,149,基本作業(yè)流程 基