今天給各位分享測繪航空攝影公式的知識，其中也會對測繪航空攝影專業標準進行解釋，如果能碰巧解決你現在面臨的問題，別忘了關注本站，現在開始吧！
目錄一覽：
幀幅式攝影像片特性
(一)幀幅式航空像片的種類
常見的航空像片多為幀幅式,系航空攝影獲取的反映地面特征的影像像片。航空攝影指運用安裝在航空平臺上的航空攝影機,對地面進行光學成像,用感光膠片直接記錄地物反射的0.3-1.3μm波段電磁波,并取得像片的整個過程。現代遙感技術已進入空間時代,上述概念已擴展到包括從外層空間對地球、月球和太陽系其它星球進行光學攝影而獲取的各類幀幅攝影像片。
航空攝影機主光軸與鉛垂線夾角小于3°的垂直航空攝影獲取的航空像片稱水平航空像片;夾角大于3°的傾斜航空攝影獲取的為傾斜航空像片。按工作波段和所使用的膠片,航空像片可分為全色黑白、天然彩色、紅外黑白、紅外彩色、多波段航空像片等。
(二)幀幅式航空像片的地面覆蓋與影像重疊
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航空攝影主要是為地形測繪、資源及環境調查提供基本資料,需對測區進行面積覆蓋,為此進行的航空攝影稱面積航空攝影。如圖32-9,面積航空攝影由許多條平行直線性航線組成。為保證連續覆蓋和像對立體觀察,相鄰像片間需要有部分影像重疊,沿航線方向的稱航向重疊,重疊率要求達到60%或不少于53%,具有這種重疊關系的兩張相鄰像片稱立體像對;兩條相鄰航線間的影像重疊稱旁向重疊,重疊率通常為20%-30%。地形起伏強烈,重疊率相應要加大。
(三)幀幅式航空像片的空間特性
1.投影性質及比例尺
幀幅航空像片是地面的中心投影,受地面起伏和像片傾斜的影響,像片上各處影像比例尺會不一致。平坦地面的水平航空像片,影像比例尺處處一致,且與線段的方向及長短無關,為1/m=f/H,航高一定,焦距越長,影像比例尺越大,地面覆蓋范圍越小(圖3-30);焦距一定,航高越大,影像比例尺越小,地面覆蓋范圍越大(圖3-31)。在地形起伏地區,由于各影像點相對航高不一致,不同高程處的地物影像比例尺不同(圖3-32),高差越大,相對航高差越大,比例尺差別越大,只有在同一高程上的地物,影像比例尺才相同。因此,地形起伏地區的航空像片比例尺只能概略表示。航攝技術鑒定書提供的航高為航測高差儀記錄的像底點的航高,用此航高計算的比例尺稱主比例尺,通常以主比例尺代表像片比例尺。
圖3-29 面積航空攝影的地面覆蓋
圖3-30 焦距對地面覆蓋范圍的影響
圖3-31 航高對地面覆蓋范圍的影響
2.地形起伏引起的像點位移與影像畸變
根據中心投影的原理,由于地形起伏,任何高于或低于基準面的地面點投影在水平像片上的像點,相對于在基準面上垂直投影的像點,都有位置移動。由中心投影造成,在地面上平面坐標相同但高程不同的點,在像片面上的像點坐標不同,這種像點位置的移動,稱像點位移(投影差)(圖3-33)。
圖3-32 地形起伏對像片比例尺的影響
圖3-33 因地形起伏引起的像點位移
如圖3-33,T0為基準面(地底點N所在的水平面),A點高于T0,高差為Δh,A0為A在T0上的垂直投影,a、a0為A、A0在像片上的像點,線段aa0則為A點與T0高差在像平面上的像點位移(δh);同理bb0為低于T0的B點在像平面上的像點位移(-δh)。根據相似三角形對應邊成比例,導出像點位移量(hδ)的計算公式:δh=±△h·r/H,式中r是像點至像底(主)點的距離稱向徑;H為航高;Δh為地面點與T0的高差,高于T0時取“+”,低于T0時取“-”。
根據上式,像點位移的規律是:①δh與r成正比。像點距像底(主)點越遠,像點位移量越大,像幅中心部分像點位移量小,像底(主)點處r=0,為唯一沒有像點位移的點;②δ與h△h成正比。高差越大,像點位移量越大,像點位移發生在以像底(主)點為中心的輻射線,即像點與像底(主)點的連線上,當△h為正值時,δh為正值,像點背離像底(主)點向外移動(a0→a),當△h為負值時,δh為負值,像點朝向像底(主)點方向移動(b0→b);③δh與H成反比。航高越大,像點位移量越小。
3.空間分辨率
航空像片影像分辨率一般在25100線對/mm。地面分辨率與影像分辨率和比例尺有關,三者關系為:
遙感地質學
例如,一幅1:50000的航空像片,影像分辨率為40線對/mm,則其地面分辨為50000/40×1000=1.25(m)。
4.立體觀察
遙感圖像的立體觀察是目視解譯的一種重要手段。在滿足立體觀察條件時,可以將二維影像轉化為三維空間的立體光學模型,從而突出了地物的空間特性,使人眼易于辨認地物和確定空間位置。
人的雙眼具有天然的立體視覺。如圖3-34,在雙眼前各放一塊透明的玻璃片P1、P2,透過P1、P2會看到后面具有立體感的景物。假設觀察到的景物影像能夠保留在P1、P2上(如同像片),然后將景物移走,根據光的可逆性,仍會看到景物的空間形狀,但此時已不是實際景物的立體形象,而是一種人造立體一人工模擬光學立體模型。利用立體鏡等儀器觀察如P1、P2放置的航空像片立體像對便可以觀察到這種立體模型。
圖3-34 人造立體視覺原理
(四)航空像片的波譜特性
各種航空像片都是以色調或色彩以及由它們組合成的形態特征反映地物反射的0.3-1.3μm波段的電磁波信息,因此,影像色調或色彩是地物反射波譜特性的顯示,是從波譜學識別地物的重要解譯標志。
色調指黑白像片上影像黑白深淺的程度,是地物反射的電磁波與感光膠片產生光化學反應的記錄。不同地物反射波譜特性不同,在像片上呈現為不同的色調,一般在膠片感光波段或多波段的相應通道反射率高的物體,色調淺;反射率低的物體,色調深,即地物影像色調的深淺與膠片的感色性有關。色調差別用灰階(或灰度)表示,從白到黑分為白、灰白、淡灰、淺灰、灰、暗灰、深灰、淡黑、淺黑、黑十級。
黑白全色像片,消色物體影像色調與物體本色一致或接近;彩色物體影像色調與物體原色有一定的對應關系(表3-3)。
表3-3 黑白全色像片彩色地物原色與影像色調對應關系
(據朱亮璞,1981)
黑白紅外像片影像色調深淺取決于地物對近紅外波的反射強度,與人眼對物體的感受無關。健康植物,特別是闊葉樹,對近紅外波反射強度大,呈明亮的淺色調。水體因強烈吸收近紅外波而呈暗(黑)色調。
多波段黑白像片影像色調,主要取決于地物對多波段航空攝影機各通道相應波段電磁波的反射強度。這對彩色物體尤為重要,如在0.6-0.7μm通道,褐紅色土壤或巖石主要反射0.6-0.7μm的橙紅光,影像呈淺色調;而植物對此波段的光反射很弱,影像為暗色調。
天然彩色像片記錄地物選擇性反射的可見光,影像色彩與地物原色基本一致,故又稱真彩色像片。影像色彩豐富、立體感強、直觀、逼真,不同顏色地物一目了然。
彩色紅外像片影像色彩是象征性的,由其膠片結構知,它不記錄藍光,地物反射的綠光、紅光、近紅外波分別記錄成藍色、綠色和紅色(圖3-10),所以是一種假彩色像片,影像色彩與地物原色不同(圖版18)。如反射綠光且強烈反射近紅外波的綠色植物,其彩色紅外影像為品紅色。彩色紅外影像與地物原色的對比關系見表3-4。由于它所記錄的地物波譜向長波方向推移,與天然彩色影像相比,受大氣影響較小,影像色彩飽和度較高,色彩更鮮艷,層次更清楚。
表3-4 彩色紅外影像色彩與地質顏色的對比
(據李永頤,1991)
(五)幀幅式航空像片影像質量評定
地質解譯使用的航空像片,除對航空攝影測量要求的航向重疊不小于53%、旁向重疊不小于15%、像片傾斜小于3°、航偏角小于6°和航線呈直線等進行評定外,還應對其影像質量進行評定。黑白航空像片影像應該清晰、黑度適中、反差正常、色調層次豐富、色調均勻、沒有黑斑和云影、更不應有傷痕。彩色航空像片則應色別清晰、色差正常、地物各部分明度變化明顯、色彩豐富、飽和度較高。此外,應能識別與地物無關的影像,如靜電放射造成的樹枝狀花紋、指紋、顯影造成的氣泡、灰塵造成的白色斑點及定影不合適造成的黑度不均勻等現象。影像質量的檢查評定,通常是根據經驗或借助標準像片對比鑒別。
什么是測繪航空攝影？
航空攝影測量簡稱航測。
“數字測繪成果”的檢查項
數字線劃圖(DLG)、數字高程模型(DEM)、數字正射影像圖(DOM)、數字柵格地圖(DRG)。
(4D)包括：
1. 參考數據對比。與已有的成果進行對比
2. 野外實測。與野外調繪的數據對比
3. 內部檢查。
4.人機交互檢查（混淆項：結構檢查）
航線計算公式
相對航高 = 主距f * 比例尺分母m = f * m （1：m）
基準面高 = （更高點 + 更低點 ）/ 2
絕對航高 = 基準面高 + 相對航高
m = 地面分辨率 / 像元大小
Lx相片寬度；Ly相片高度；
p航向重疊度；q旁向重疊度；
攝影基線B = Lx*m*(1-p)；
航線間隔D = Ly*m*(1-q)；
分區航線條數 = 分區寬度 / D；
每航線照片數 = 航線長度（分區長度）/ B;
每航線照片數 = （航線長度 + 2B）/ B ，因為要求兩端需要超出攝區邊界不少于1條基線，因此要加上2B
相片總數 = 分區航線條數 * 每航線照片數
攝區模型數 = 分區航線條數 * （每航線照片數 - 1）
航空攝影測量的測量 ***
20世紀30年代以來，航空攝影測量的測圖 *** 主要有3種,即綜合法、全能法和分工法（或稱微分法）。
航空攝影測量的綜合法是攝影測量和平板儀測量相結合的測圖 *** 。地形圖上地物、地貌的平面位置由像片糾正的 *** 得出像片圖或線劃圖，地形點高程和等高線則用普通測量 *** 在野外測定。它適用于平坦地區的大比例尺測圖。
航空攝影測量的全能法是根據攝影過程的幾何反轉原理，置立體像對于立體測圖儀內，建立起所攝地面縮小的幾何模型，借以測繪地形圖的 *** （圖4）。在立體測圖儀上安置像片時依據內方位元素，目的是使恢復后的投影光束同攝影光束相似（也可在一定條件下變換投影光束）。由于像對的相對定向過程中并未加入控制點，只利用了像對內在的幾何特性，所以建立的幾何模型的方位是任意的，模型的比例尺也是近似值，因此必須通過絕對定向才能據以測圖。
全能法測圖的儀器是立體測圖儀。這類儀器形式繁多，根據投影系統的結構可分為3種類型：①建立實際投影光線束的光學投影式的；②從投影中心至像點一方為實際的投影光線，而從投影中心至模型點一方則用方向導桿代替的光學機械投影式的；③用一根貫穿3個萬向關節（它們分別代表像點、投影中心和模型點）的方向導桿來代替投影光線的機械投影式的。前兩種型式的儀器現已基本淘汰了。立體測圖儀的結構均須有投影系統、觀測（觀察和量測）系統和繪圖系統等幾個主要部分。使用立體測圖儀進行相對定向和絕對定向，是通過兩個投影器的角運動（少數儀器也有直線移動）和測標架上測標的安置動作來實現的。定向之后，可以通過立體觀測，利用儀器上的測標點在地面的立體模型上進行地物和地貌的測繪。有的儀器還可以處理地面攝影的像片，有的可在儀器上作空中三角測量。立體測圖儀自1930年問世以來，發展到60年代達到高峰，以后主要是發展儀器外圍設備，例如電子繪圖桌、正射投影裝置（見正射影像技術）以及坐標記錄裝置等。電子繪圖桌有多種功能，可以自動地做某些內容的繪圖工作。
航空攝影測量的分工法（微分法）是按照平面和高程分求的原則進行測圖的一種 *** 。使用的主要儀器是立體量測儀。它是根據豎直攝影像對，量測左右視差較和在右方像片上勾繪等高線的一種儀器。一個地面點在左、右兩張像片上構像點的橫坐標 x的差值稱左右視差p，而兩個地面點的左右視差之差則稱之為左右視差較Δp，這個 Δp是該兩點的高程差所引起的。在量測左右視差較Δp的過程中，借助儀器上的改正機件，自動改正由攝影外方位元素帶來的影響，使之等于理想像對的左右視差或左右視差較；而用高差公式計算高程差；然后用投影轉繪儀把在像片上勾繪的等高線以及調繪的地物，進行分帶投影轉繪成地形圖。中國設計制造的X－2型視差測圖儀是在立體量測儀的基礎上，另加平面改正機件，改進后的儀器，在使用中可把分工法測圖中的兩個步驟一次解決，從而提高了作業效率。意大利、聯邦德國也有類似的儀器。
航空攝影測量的成圖 *** 和儀器正在向著半自動化和自動化方向發展，在這方面解析測圖儀已經有了相當的成就。
航空攝影測量的理論
航空攝影測量的主題，是將地面的中心投影（航攝像片）變換為正射投影（地形圖）。這一問題可以采取許多途徑來解決。如圖解法、光學機械法（亦稱模擬法）和解析法等。在每一種 *** 中還可細分出許多具體 *** ，而每種具體 *** 又有其特有的理論。其中有些概念和理論是基礎性的，帶有某些共性，如像片的內方位元素和外方位元素，像點同地面點的坐標關系式，共線條件方程，像對的相對定向，模型的絕對定向和立體觀測原理等。
像片的內方位元素和外方位元素
內方位元素用以確定攝影物鏡后節點（像方）同像片間的相關位置。利用它可以恢復攝影時的攝影光線束。內方位元素系指攝影機主距 f和攝影機物鏡后節點在像平面的正投影位于框標坐標系中的坐標值（x0,у0）。這些數值通過對航攝機鑒定得出，故內方位元素總是已知的。確定攝影光線束在攝影時的空間位置的數據，叫做像片或攝影的外方位元素。外方位元素有6個數值，包括攝影中心S（圖2）在某一空間直角坐標系中的3個坐標值Xs、Ys、Zs和用來確定攝影光線束在空間方位的3個角定向元素，如φ、ω、k角。這些外方位元素都是針對著某一個模型坐標系O－XYZ而定義的。模型坐標系的X坐標軸近似地位于攝影的基線方向，Z坐標軸近似地與地面點的高程方向相符。在模型坐標系內所建立的立體模型必須在其后經絕對定向的過程才能取得立體模型的正確方位。
像點坐標變換式
圖2中，像點ɑ在以攝影中心S為原點，攝影主光軸z坐標軸的像空間坐標系（S-xуz）中的坐標為xɑ、уɑ、zɑ=-f。此時以S為原點再建立一個輔助坐標系（S-uvw）其中3個坐標軸u、v、w分別與模型坐標的3個坐標軸X 、Y、Z相平行。ɑ點在此輔助坐標系中的坐標設為uɑ、vɑ、wɑ，則其變換關系式為：
R為旋轉矩陣，它是由像空間坐標系與輔助坐標系的相應坐標軸間夾角的余弦（稱方向余弦）組成，而這些方向余弦都是像片的3個角定向元素的函數。這是一個重要的基本公式，因為有很多理論公式或作業公式就是在此基礎上進一步演化得出的。例如，在解析攝影測量中有廣泛應用的“共線條件方程式”，就是根據它的反算式作進一步演化得出。
相對定向
確定像片對相互位置關系的過程。模擬法相對定向是在立體測圖儀上進行。其理論基礎是使空間所有的同名光線都成對相交。當同名光線不相交時，則在儀器的觀測系統中可以觀察到上下視差（常用 Q表示）。上下視差就是兩條同名射線在空間不相交時在垂直于攝影基線方向中存在的距離。此時將投影器作微小的直線移動或轉動，就可以消除這個距離。理論上只要能夠在適當分布的 5個點處同時消除該點處的上下視差，就認為已經獲得在這個立體像對內全部上下視差的消除，從而完成了相對定向，得出立體模型。相對定向的解析法是在像片上量測各同名像點的像點坐標，例如對左像片為x1、у1，對右像片為x2、у2。根據同名射線共面條件的理論可以推導出這些量測值與相對定向元素的關系式。理論上測得5對同名像點的像點坐標值，就能夠解算出該像片對的 5個相對定向元素。同名點在左右像片上的縱坐標差（у1-у2）習慣上也稱之為上下視差，用符號q 表示。
模型的絕對定向
在攝影測量中，相對定向所建立的立體模型常處在暫時的或過渡性的模型坐標系中，而且比例尺也是任意的，因此必須把它變換至地面測量坐標系中，并使符合規定的比例尺，方可測圖，這個變換過程稱為絕對定向。絕對定向的數學基礎是三維線性相似變換，它的元素有7個：3個坐標原點的平移值，3個立體模型的轉角值和1個比例尺縮放率。
立體觀測原理
立體觀察的原理是建立人造立體視覺，即將像對上的視差反映為人眼的生理視差后得出的立體視覺（圖3）。得到人造立體視覺須具備3個條件：①由兩個不同位置（一條基線的兩端）拍攝同一景物的兩張像片（稱為立體像對或像對）；②兩只眼睛分別觀察像對中的一張像片；③觀察時像對上各同名像點的連線要同人的眼睛基線大致平行，而且同名點間的距離一般要小于眼基線（或擴大后的眼基距）。若用兩個相同標志分別置于左右像片的同名像點上，則立體觀察時就可以看到在立體模型上加入了一個空間的測標。為便于立體觀察，可借助于一些簡單的工具，如橋式立體鏡和反光立體鏡。對于那種利用兩個投影器把左右像片的影像同時疊合地投影在一個承影面上的情況，可采用互補色原理或偏振光原理進行立體觀察，并用一個具有測標的測繪臺量測。
基礎篇—測繪航空攝影、攝影測量與遙感
按照現行測繪資質標準分類，第二、三項就是測繪航空攝影（專業子項分為：一般航攝、無人飛行器航攝、傾斜航攝）、攝影測量與遙感（專業子項分為：攝影測量與遙感外業、攝影測量與遙感內業、攝影測量與遙感監理）
測繪航空攝影是指在航空器（飛機、直升機、飛艇、氣球等）上安裝航空攝影儀，從空中對地球表面進性的攝影，其目的是我了獲取指定范圍內、一定比例重疊度的航空影像。
攝影測量是利用光學或數碼攝影機攝影得到的影像，研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質和相互關系的一 門科學和技術。 攝影測量的基本原理是建立影像獲取瞬間像點與對應物點之間所存在的幾何關系。
（1）按研究對象分為：地形攝影測量和非地形攝影測量（近景攝影測量）；
（2）按攝站位置分為：航天攝影測量，航空攝影測量，地面攝影測量。
遙感泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性的技術。簡單的理解即遙遠的感知， 主要是回答觀測目標是什么（定性），分布在何處（定位），有多少（定量）的問題。
測繪航空攝影作為一種測繪手段，其主要關注的焦點是地物的幾何位置關系，主要 *** 即攝影測量（還包括機載激光掃描、機載側視雷達等手段），而攝影測量作為測繪航空攝影的一種數據獲取方式
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；攝影測量成熟的理論與 *** 對遙感技術的發展起推動作用。
航空攝影儀主要分為膠片航攝儀和數字航攝儀兩種，目前已數字航攝儀應用較為廣泛，幾種常見的數字航攝儀見下表：
數字影像的分辨率：影像分辨率是決定影像對 地物識別能力和成圖精度的重要指標。 對于數字航空影像或航天遙感影像而言，影像分辨率通常是指地面分辨率
一般以一個像素所代表地面的大小來表示，即地面采樣間隔(GSD), 單位為米／像素。 值得注意的是影像分辨率并不代表能從影像上識別地面物體的最小尺寸。
衛片與航片的區別：衛片：幅寬大、畸變小、成本小、更新快，分辨率低。
衛片解譯工作：即獲取遙感圖像三方面的信息：目標地物的大小、形狀及空間分布特點、目標地物的變化動態特點。
兩種途徑，一是目視解譯，二是計算機的數字圖像處理。
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航空攝影測量基礎知識
航空攝影測量指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片，結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業。下面為大家準備了一些航空攝影測量基礎知識，希望能幫到你!
一、航空攝影
定義：空中攝影是利用飛機或其它飛行器(如氣球、人造衛星和宇宙飛船等)，在其上裝載專門的攝影機對地面進行攝影而獲得像片，其中用飛機進行空中攝影的叫航空攝影。航空攝影具有以下優點：
(1)可以居高臨下地觀察;
(2)航片能把觀察到的各種地面特征在同一時間里客觀地記錄下來;
(3)記錄動態現象;
(4)航片是現狀的永久性記錄，且有充裕時間來仔細研究，可將外業現場搬至室內探討;
(5)提高空間分辨率。
1、攝影方式
按攝影機鏡頭主光軸的方位不同，攝影方式分為垂直攝影和傾斜攝影兩種。鏡頭主光軸處于鉛垂位置的攝影稱為垂直攝影，實際上，很難控制攝影機主光軸的鉛垂，常含有微小的傾斜角，只要傾角小于2度都稱之為垂直攝影。鏡頭主光軸偏離鉛垂直位置的傾斜角大于2度時就稱之為傾斜攝影。
2、對航空像片的要求
(1)影像呈像清晰、色調一致、反差適中。
(2)一條航線上相鄰兩張像片應有一定的重疊影像，一般要求55%-65%的重疊度。相鄰航線之間的'影像重疊，稱為旁向重疊，要求有30%左右的重疊度。
(3)航攝像片傾斜角應越小越好，一般不應大于2度，個別更大傾斜角不應超過3度。
(4)航線彎曲更大偏離值與航線全長之比不大于3%。
3、像片比例尺
像片上某兩點間的距離與地面上相應兩點的水平距離之比，叫像片比例尺。通常用表示：
——攝影鏡頭的焦距; *——鏡頭中心相對于地面的高度，稱為相對航高。
由于各種因素的綜合影響，蛇形時飛機不可能始終保持同樣的高度，地面也總有起伏，航高并不一致，因而像片上各部分的比例尺亦是不一致的。
二、地面起伏引起的像點位移
高于地面的煙囪、水塔、電桿等豎直物體，在地形圖上的位置為一點，但在航片上的影像則往往不是一點，而是一條小線段。同理，當地面點高于或低于基準面時，在像片上，其影像雖是一點，但與其在基準面上垂直投影的點的影像相比，卻產生了一段直線位移,這種像點為一稱為投影誤差。通常以測區地面的平均高稱為航高起算面，也即基準面。投影誤差分為因地形起伏引起的像點位移稱為像片投影差核對應在地面部分為地面投影差。
地形起伏引起的像點位移的規律：
(1)地面起伏所產生的投影誤差在像點與像底點的連線上;
(2)投影誤差與像點到像底點的距離成正比;
(3)像底點不產生投影誤差;
(4)地面高低起伏愈大，投影誤差愈大;
(5)航高愈大，投影誤差愈小。
關于測繪航空攝影公式和測繪航空攝影專業標準的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。
