1、攝影測量與遙感盧戰偉 2011.02 測繪綜合能力考試目的：考察測繪專業人員運行測繪專業技術理論，分析、判斷和解決測繪項目實施過場中專業技術問題的能力，以及處理測繪專業之間綜合性問題的能力。 考試目的 測繪案例分析考試目的：考察測繪專業人員運用測繪管理和法律法規、測繪綜合能力科目在實務應用時提現的綜合分析能力及實際執業能力。 1、確定的成圖方法選擇坐標系統和高程基準，確定分幅及編號方法，確定基本等高距，確定成圖的平面和高程精度。2、確定的測區，進行攝區劃分，提出滿足成圖要求的攝影質量要求及攝影比例尺，獲取影像資料；確定對影像資料進行輻射分辨率調整和整體勻色的技術要求，確定影像資料的處理方法。3

2、、實施航空攝影測量的航區劃分、像控點選刺及測量和外業調繪等工作。4、對數字線劃圖、數字高程模型、數字正射影像圖和數字柵格地圖的生產提出成圖技術要求，實施解析空中三角測量、內業測圖和編輯等工作，并進行質量管理。攝影測量與遙感考試基本要求5、確定在航空攝影測量中采用機載激光掃描、定位定向系統等技術的實施方案。6、選擇合適的衛星傳感影像和影像波段、分辨率、覆蓋范圍。7、確定衛星影像的處理方法，確定影像融合及幾何校正策略，確定控制點和檢查點的精度指標，確定衛星影像的重采樣、影像鑲嵌和整體勻色方法，確定分幅裁切規則。8、確定各種產品的數量格式。攝影測量與遙感考試基本要求1、根據項目要求，編制航攝計劃。選

3、擇合適的航攝季節和航攝時間；根據測區的范圍、地形、飛行平臺等的具體情況，劃定攝區、確定航攝分區及航攝基準面，以及航線敷設方法。2、根據成圖比例尺、測圖精度測圖儀器設備和測圖方法等選擇航攝儀，并進行檢定；確定航攝比例尺、焦距、像幅以及需要配備的航攝附屬儀器。3、根據項目的精度和提供成果的要求，選擇確定采用光學航攝或者數碼航攝。4、根據航攝儀器的具體情況組織試飛或者試攝，確定和調整有關參數。5、確定飛行質量和攝影質量的檢查要求，并根據情況按航攝規范的相關要求進行質量控制，對影像進行驗收。測繪航空攝影考試基本要求重點內容：圍繞4D測繪產品的生產，掌握數字攝影測量、基本掌握遙感圖像處理，重點掌握航空、

4、航天影像獲取、處理以及 4D 生產技術流程和規定。 數據獲取：測繪航空攝影、衛星影像、LiDAR 航測外業：像控點布設、選刺及測量，外業調繪航測內業：（攝影測量三個發展階段）4D 測繪產品的數字攝影測量方法，重點掌握DLG、DEM、DOM測繪產品：4D測繪產品（技術要求與標準）攝影測量與遙感要點1. 緒論2. 航空攝影3. 攝影測量基礎4. 遙感基礎5. 處理系統6. 航測外業7. 4D產品生產講解內容緒論1攝影測量Aa1a2先 攝影后 測量攝影測量學（Photogrammetry）是利用光學或數碼攝影機獲取的影像，經過處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、性質和相互關系的一門學科。攝影測量的

5、定義利用攝影手段獲取目標物的影像數據，研究影像的成像規律，對所獲取影像進行量測、處理、判讀，從中提取目標物的幾何的或物理的信息，并用圖形、圖像和數字形式表達測繪成果的學科。它的主要研究內容有：獲取目標物的影像，對影像進行處理，將所測得的成果用圖形、圖像或數字表示。 攝影測量主要的攝影對象是地球表面，用來測繪國家各種基本比例尺的地形圖，為各種地理信息系統與土地信息系統提供基礎數據。 攝影測量的定義航天攝影測量航空攝影測量地面攝影測量地 形攝影測量非地形攝影測量模擬攝影測量解析攝影測量數字攝影測量按攝站位置按研究對象按處理方法攝影測量的分類地形測量領域 各種比例尺圖件 （地形圖、專題圖、特種地圖、

6、正射影像地圖、景觀圖） 建立各種數據庫 提供基礎數據（地理信息系統和土地信息系統）攝影測量的任務主要任務包括： 定量的（幾何處理）：解決是多少的問題 定性的（解譯處理）：解決是什么的問題非地形測量領域生物醫學、公安偵破、古文物、古建筑、變形監測、軍事偵察、礦山工程從1851年法國陸軍上校勞賽達提出并進行交會攝影測量算起，攝影測量學已經走過了 160 年的歷程： 攝影測量的發展歷程模擬攝影測量(1851-1960s)解析攝影測量(1950s-1980s)數字攝影測量(1970s-現在）攝影測量三個發展階段的特點攝影測量的發展歷程發展階段原始資料投影方式儀器操作方式產品模擬攝影測量像片物理投影模擬

7、測圖儀人工操作模擬產品解析攝影測量像片數字投影解析測圖儀機助作業員操作模擬產品數字產品數字攝影測量數字化影像數字影像數字投影數字計算機自動化操作+人工干預模擬產品數字產品逐步由計算機視覺代替人眼的立體觀測。攝影測量的發展歷程模擬攝影測量解析攝影測量數字攝影測量技術進步技術革命解算像片外方位元素 Xs, Ys, Zs, , , 前方交會解算地面點坐標航空影像像控測量獲取 GCPs航空攝影航測外業內業加密4D產品生產攝影測量的作業過程遙感是指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性的一門學科。遙感的定義遙感的產生1957 年第一顆人造衛星發射升空1962 年“遙感(Remote Sensing)”

8、名詞誕生1972 年美國陸地資源衛星（Landsat）發射成功，星上搭載了多光譜掃描儀（MSS）等新型傳感器，獲得了大量的地球表面數字影像可見光遙感紅外遙感微波遙感多光譜遙感航天遙感航空遙感地面遙感主動式遙感被動式遙感按電磁波長按運載工具按傳感器遙感的分類遙感技術是建立在物體反射或發射電磁波的原理基礎之上的，主要由遙感圖像獲取技術和遙感信息處理組成。攝影測量與遙感的關系遙感技術為攝影測量提供了多種數據來源，從而擴大了攝影測量的應用領域?？蚍焦鈱W攝影機：黑白（傳統）框幅式光學攝影機：彩色、彩紅外條帶式光學攝影機：縫隙、全景光機掃描儀：紅外、多光譜、高光譜CCD掃描儀：線陣列、面陣列合成孔徑雷達

9、：SAR、InSAR提供：多時相、多光譜、多分辨率的影像信息。攝影測量與遙感的關系攝影測量成熟的理論與方法對遙感技術起推動作用：解析攝影測量理論可以用于遙感圖像的高精度幾何定位和幾何糾正；數字影像匹配理論可以用于多源、多時相、多分辨率遙感影像的融合和幾何配準；DEM、地形測量和專題圖等數據庫是支持和改善遙感圖像分類的有效信息；像片判讀和遙感圖像分類的自動化和智能化是攝影測量與遙感技術的共同研究課題。 攝影測量學的發展歷史就是遙感的發展歷史，而遙感技術則是傳統攝影測量學發展的必然趨勢，兩者的有機結合已成為對地觀測的重要手段，是地理信息系統技術中數據采集和更新的重要手段！攝影測量與遙感的結合198

10、8年ISPRS在日本京都第16屆大會上定義： 攝影測量與遙感（Photogrammetry and Remote Sensing） 是對非接觸傳感器系統獲得的影像及其數字表達進行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環境的可靠信息的一門工藝、科學和技術。攝影測量與遙感的結合攝影測量與遙感的特點定位：在何處？定量：有多少？定性：是什么？無需接觸物體本身獲得被攝物體信息；由二維影象重建三維目標；面采集數據方式；同時提取物體的幾何與物理特性。攝影測量與遙感的特點航空攝影2航空攝影基本概念ZSS航空攝影基本概念航空攝影基本概念像片存在傾斜位移和投影差，而地圖則沒有。投影方式：地圖為正射投影，航片為中心投

11、影比 例 尺：地圖有統一比例尺，航片無統一比例尺表示方法：地圖為線劃圖，航片為影像圖表示內容：地圖需要綜合取舍幾何差異：航攝像片可組成像對立體觀察攝影測量的主要任務之一：把地面按中心投影規律獲取的攝影比例尺航攝像片轉換成以測圖比例尺表示的正射投影地形圖航攝像片與地形圖的區別膠片航攝儀座架暗箱鏡筒操縱器我國目前使用的有RC型RMK型鏡頭質量要求分解力高、畸變小、透光力強、焦面照度分布均勻、光學影像反差能力大?？扉T具有較寬的曝光時間變更范圍和曝光系數。具有良好的減震，以防止震動而引起影像模糊。要有精密的壓平裝置。要有精密的內方位元素和框標標志。要有完整的自動控制裝置。應有足夠的附加記錄，為測量處理

12、提供必要的技術參數?？偟囊螅撼上袂逦?、分解力高、透光力強、 幾何精度好、操作簡便特 別 是：膠片航攝儀框幅式航空攝影機航空攝影航攝儀焦距：物鏡節點到焦點的距離像片主距長焦距：(主距：255mm)中焦距：(主距：102255mm)短焦距：(主距：102mm)FSf像片主距：物鏡后節點到像平面的距離膠片航攝儀像場：物鏡焦面上中央成像清晰的范圍像場角常角：(視場角：100)像場角：像場直徑對物鏡后節點的夾角2b膠片航攝儀航攝像片為量測像片，有光學框標和機械框標航攝像片的大小為23cm23cm航攝像片膠片航攝儀感光材料膠片航攝儀盲色片：只能感受波長500nm以下的藍紫光正色片：只能感受波長580nm

13、以下的綠光分色片：只能感受波長640nm以下的可見光全色片：只能感受波長700nm以下的可見光全色紅外片：可感受波長750nm的紅外光日光型：適用于R/G/B光譜成分且色溫在5500K左右燈光型：適用于B光譜成分較少且色溫在3200K左右日燈光兩用型：適用于色溫在4000K左右黑白感光材料彩色感光材料(光照)彩色負片：記錄原景物顏色的補色影像彩色正片：將彩色負片拷貝或放大成透明正片彩色反轉片：記錄原景物顏色的影像 彩色感光材料(用途)感光特性膠片航攝儀感光度：感光材料對光的敏感程度 反差系數：景物反差與影像反差的比值寬容度：能按比例記錄景物亮度的曝光量最大范圍 灰霧密度：未曝光試片顯影后所產生

14、的密度 顯影動力學曲線：感光特性隨顯影時間而改變的特性曲線 膠片沖洗顯影：將已曝光的鹵化銀變成可見的由銀粒組成的影像 定影：固定顯出的影像 水洗：用水洗掉乳劑層中殘留的可溶性銀絡合物 干燥：使膨脹了的明膠層中水分蒸發 膠片航攝儀輔助設備濾光片：消除空中蒙霧亮度的影響 像移補償裝置：減少影像的模糊 自動曝光系統：自動調整光圈或曝光時間 膠片航攝儀當代航空攝影相機數字航攝儀SWDC 面陣數字航攝儀DMC 面陣數字航攝儀UCD面陣數字航攝儀由4次分別曝光的9個小面陣拼接成的大面陣中心投影數字航空影像數字航攝儀ADS40 數字航攝儀數字航攝儀 基于線陣傳感器 全色、RGB和近紅外 三線陣推掃式掃描 P

15、OS系統集成了GPS 和IMU（前視下視后視）近紅外紅綠蘭全色多光譜Leica ADS40線陣推掃式數字航空影像數字航攝儀影像分辨率航攝影像膠片影像分辨率：用“線對/mm”表示。反映了線條及其背景間的特定反差比數字影像分辨率：用“地面采樣間隔GSD （Ground Sample Distance）”表示。航攝儀的檢定檢校方法實驗室檢校法:試驗場檢校法:自檢校法:航攝儀的檢定ZSS航空攝影概念攝影瞬間攝影機的主光軸近似與地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于3，夾角為像片傾角鉛垂線像片SA攝影機主光軸像片航空攝影基本要求像片傾斜角f為攝影機主距，H為航高視攝影像片水平、地面取平均高程時，像片上的線段l

16、與地面上相應的水平距L 之比為攝影比例尺aASEPfH攝影比例尺航空攝影基本要求航攝比例尺分母測圖比例尺分母比例尺類型航攝比例尺測圖比例尺數字影像分辨率 /cm大比例尺 1:2000 1:3500 1:50047 1:3500 1:7000 1:1000714 1:7000 1:14000 1:20001428中比例尺 1:100001:20000 1:50002040 1:200001:32000 1:100004080小比例尺 1:250001:60000 1:25000501201:50000 1:5000070160航空攝影基本要求123Lxlx航向重疊度航空攝影基本要求應達到60%6

17、5%，最小應有56%h=h基-h-1-1Lyly旁向重疊度航空攝影基本要求h=h基-h應達到30%35% ，最小應有13%把一條航線的航攝像片根據地物影像拼接起來，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現為彎彎曲曲的折線，稱航線彎曲 航線彎曲度：航線最大彎曲矢量與航線長度之比的百分數。要求航線彎曲度3%Ll航線彎曲航空攝影基本要求o2 一張像片上相鄰主點連線與同方向框標連線間的夾角。要求像片旋角6像片旋角過大會減少立體像對的有效范圍o1像片旋角航空攝影基本要求豎直航空攝影：像片傾角 1/10000中比例尺航空攝影：1/100001/50000小比例尺航空攝影： 1/50000按攝影比例尺航空攝

18、影分類非常規航空攝影 輕型機小像幅航空攝影（像幅小于70mm70mm） 無人機小像幅航空攝影 多光譜航空攝影 機載SAR成像（側視雷達、全景雷達） 航天攝影 GPS輔助航空攝影 POS輔助航空攝影航空攝影流程航攝準備航攝設計空中攝影攝影處理質量檢查成果提交 攝區基本情況分析 確定航攝設計用圖 航攝空域申請航空攝影技術設計書航空攝影流程航攝準備航攝設計空中攝影攝影處理質量檢查成果提交 攝影比例尺的確定 航攝分區的劃分 基準面高度的確定 航線的敷設 航攝基本參數的計算 航攝季節和時間的選擇 航攝儀的選擇與檢定 航攝膠片的選擇與測定航空攝影流程比例尺類型航攝比例尺測圖比例尺數字影像分辨率 /cm大比

19、例尺 1:2000 1:3500 1:50047 1:3500 1:7000 1:1000714 1:7000 1:14000 1:20001428中比例尺 1:100001:20000 1:50002040 1:200001:32000 1:100004080小比例尺 1:250001:60000 1:25000501201:50000 1:5000070160攝影比例尺的確定航空攝影流程航攝分區的劃分分區界線應與圖廓線相一致；分區內的地形高差不得大于四分之一相對航高；在能夠確保航線的直線型前提下，分區應盡量劃大；當地面高差突變或有特殊要求時，分區界線可以破圖廓劃分?；鶞拭娓叨鹊拇_定分區攝影

20、基準面的高度（h基），以分區內具代表性的高點平均高程（h高）與低點平均高程（h低）之和的二分之一求得。航空攝影流程航線方向和航線敷設航線按東西向直線飛行。特定條件下，亦可根據地形走向與專業測繪的需要飛行；常規航攝航線應與圖廓線平行敷設。某些情況下，航線應沿圖幅中心線敷設；按專業測繪的要求和特殊的地形條件敷設航線；水域、海區常規敷設航線時，應盡可能避免像主點落水，要確保所有島嶼覆蓋完整，并能構成正常重 疊的立體像對；測圖控制作業非常困難的地區，可根據用戶的設計要求，敷設控制航線。航空攝影流程航空攝影流程攝影季節和航攝時間的選擇航攝季節應選擇本攝區最有利的氣象條件，并要盡可能的避免或減少地表植被和

21、其他覆蓋物(如：積雪、洪水、 沙塵等)對攝影和測圖的不良影響，確保航攝像片能夠真實地顯現地面細部。選擇航攝時間，既要保證具有充足的光照度，又要避免過大的陰影，一般根據攝區的太陽高度角和陰影倍數選定。航空攝影流程航攝準備航攝設計空中攝影攝影處理質量檢查成果提交 設備的檢測 航攝試片 航空攝影 填寫飛行日志 配置沖洗藥液 膠片沖洗 像片印制 像片重疊度 像片傾斜角 像片旋偏角 航線彎曲度 攝站航高差 航攝漏洞 航線偏差 影像質量 航攝分區略圖 航片索引圖 航攝底片、像片 航攝儀檢定表 航攝底片壓平質量檢測數據表 航攝底片密度抽樣測定數據表 航攝飛行報告 附屬儀器記錄數據 成果質量檢查報告 技術總結

22、 航攝資料移交書 合同規定的其他資料攝影測量基礎3地形起伏引起的像點位移spacbABCB0BbAA0sEpb0aa0像片傾斜引起的像點位移當像片傾斜、地面起伏時，地面點在航攝像片上構像相對于理想情況下的構像所產生的位置差異稱像點位移像點位移等比線上的像點沒有傾斜誤差像底點沒有投影誤差描述攝影中心與像片之間相互位置關系的參數內方位元素（x0,y0,f）可恢復攝影光束xypfx0y0So像片的內方位元素AYXZoZsXsYs外方位線元素：描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的位置(Xs、Ys、Zs)外方位角元素：描述像片在攝影瞬間的空間姿態像片的外方位元素s確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置（在地面

23、空間坐標系中）和姿態的參數共線條件方程表示攝影中心、像點及其對應物點位于一條直線的幾何方程XYZa (x,y)xyzS(Xs, Ys, Zs)A(X,Y,Z)共線條件方程的應用單像空間后方交會和多像空間前方交會攝影測量中的數字投影基礎光束法平差的基本數學模型利用DEM制作數字正射影像圖利用DEM進行單張像片測圖像點坐標量測像平面坐標系 像點坐標量測攝影材料變形攝影物鏡畸變大氣折光地球彎曲單像坐標量測儀立體坐標量測儀人工屏幕量測自動匹配量測系統誤差改正像點坐標量測偏離了三點共線條件立體測圖原理aAA”aAS1S2立體像對分像條件兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼基線應大致平行兩像片的比例尺應

24、相近（差別2倍高程中誤差時，視為粗差點，需重建立體模型并修測和重新接邊數字正射影像圖DOM（Digital Orthophoto Maps）是利用航空/衛星遙感影像，經像元糾正（數字微分糾正技術），按圖幅裁切成的影像圖DOM的概念正射參數設置正射糾正正射影像鑲嵌圖幅影像裁切航空攝影測量法 波段選擇正射糾正航天遙感測量法DOM的制作野外檢測：檢查正射影像的絕對精度與等高線圖或線劃地圖套合后進行目視檢查 利用左右影像制作兩幅正射影像，構成零立體，通過量測影像上同名點的視差進行檢測DOM的質量控制DOM基本要求航攝比例尺技術指標（影像分辨率、灰階、波段）精度（平面精度）DEM精度影像色彩（色彩、反差

25、、色調）影像數據文件格式（GeoTIFF、TIFF+TFW）DOM生產流程資料準備色彩調整DEM 采集影像糾正影像鑲嵌圖幅裁切質量檢查成果整理與提交 數字/數字化航攝影像 解析空中三角測量成果 DEM 成果 技術設計書 影像勻光（影像內光照均勻） 影像勻色（色調一致，色彩均勻） 空間參考坐標系 像點坐標精度 相鄰影像的鑲嵌誤差 相鄰影像的接邊誤差 DOM 質量 邏輯一致性 附件質量 DOM 數據文件 DOM 鑲嵌線數據文件 元數據文件 DOM 數據文件結合表 質量檢查記錄 質量檢查報告 技術總結報告按圖幅范圍選取待鑲嵌DOM相鄰DOM間選編鑲嵌線按鑲嵌線裁切單幅DOM數字線劃圖DLG（Digital Line Graphs）是現有地形圖上基礎地理要素分層存儲的矢量數據集DLG的概念航空攝影測量法 先外后內測圖方式 先內后外測圖方式 內外采編一體化測圖方式航天遙感測量法 地形圖掃描矢量化法數字線化圖縮編