《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 第十章航空摄影测量的基本知识 Unit 10 The basic knowledge of an aerial survey 西安理工大学工程管理系韩群柱 Project Management Department of XI'an University of Technology Han Qunzhu 2005年1月22日 22.1.2005 场士子 XI'An University of Technology
第十章 航空摄影测量的基本知识 Unit 10 The basic knowledge of an aerial survey 西安理工大学工程管理系 韩群柱 Project Management Department of XI’an University of Technology Han Qunzhu 2005年1月22日 22.1.2005
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 航测成图的简要过程 ●●● ●●●● The brief process of aerial survey 口航摄像片的基本知识 Basic Knowledge of aerial photos 口航摄像片的判读 The ma ing of r elief Ma 口像片的立体观察 m航测资料茬求莉工程中的应用 Applying data of aerial survey in Irrigation Projects 口卫星像片简介 Brief introduction of aerial photos 场士子 XI'An University of Technology
航摄像片的基本知识 Basic Knowledge of aerial photos 航摄像片的判读 The Mapping of Relief Map 像片的立体观察 Solid observation of photos 航测资料在水利工程中的应用 Applying data of aerial survey in Irrigation Projects 航测成图的简要过程 The brief process of aerial survey 卫星像片简介 Brief introduction of aerial photos
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● §10.1航测成图的简要过程 ●●●● 8 10. 1 The brief process of aerial survey 、航空摄影 Aerophotography 航空摄影就是利用装在飞机底部的航摄机,在空中按一定高度沿预定 的航线,对地面进行连续摄影,如图10-1。所用感光软片需严格压平,像片 的像幅(影像范围的大小)一般为为23cm×23cm,并要求四个边框的四角及 四边框的中央各有一框标,左右边框中央框标的连线为像片坐标系的x轴、上 下边中央框标的连线为Y轨交点口为坐标系原点,如图(10-2)所示。另外像 幅外有圆水准器,说明摄影时光轴倾斜情况,还有摄影瞬时的时刻,日期及 摄影次序号码等记录。 10-1航空影示图 图10-2航鞭健片框标 场士子 XI'An University of Technology
§10.1 航测成图的简要过程 §10.1 The brief process of aerial survey 一、航空摄影 Aerophotography 航空摄影就是利用装在飞机底部的航摄机，在空中按一定高度沿预定 的航线，对地面进行连续摄影，如图10-1。所用感光软片需严格压平，像片 的像幅（影像范围的大小）一般为为23cm ×23cm，并要求四个边框的四角及 四边框的中央各有一框标，左右边框中央框标的连线为像片坐标系的x轴、上 下边中央框标的连线为Y轨交点口为坐标系原点，如图（10-2）所示。另外像 幅外有圆水准器，说明摄影时光轴倾斜情况，还有摄影瞬时的时刻，日期及 摄影次序号码等记录。 1
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 二、外业控制测量 Dominating scale outside 在像片上选取合乎要求的少数明显地物点作为测图控制点,其实地 相应的点用前、后方交会、导线测量、三角测量、水准测量和三角高程 测量的方法,与国家控制点连测,以求得其平面位置及高程。 三、像片的调绘 Painting of photos 利用像片进行判读、调查和绘注等工作的总称。它是持像片到现场 进行实地调查,查明像片上地物的名称(如河流名称)及行政区划界线 等,并补测像片上未显示出的地物,描绘和注记在像片上。 四、室内加密控制 Encrypting domination inside 加密控制点是在野外少量实测控制点的基础上,为了满足每张航摄 像片上必须有一定数量的控制点(一般要求有4-6个点),而进行的, 目前都采用电算加密的方法。 五、测制成图 Measuring and paintin 航测成图的方法,通常有: 场士子 XI'An University of Technology
在像片上选取合乎要求的少数明显地物点作为测图控制点，其实地 相应的点用前、后方交会、导线测量、三角测量、水准测量和三角高程 测量的方法，与国家控制点连测，以求得其平面位置及高程。 三、像片的调绘 Painting of photos 利用像片进行判读、调查和绘注等工作的总称。它是持像片到现场 进行实地调查，查明像片上地物的名称（如河流名称）及行政区划界线 等，并补测像片上未显示出的地物，描绘和注记在像片上。 四、室内加密控制 Encrypting domination inside 加密控制点是在野外少量实测控制点的基础上，为了满足每张航摄 像片上必须有一定数量的控制点（一般要求有4一6个点），而进行的， 目前都采用电算加密的方法。 五、测制成图 Measuring and painting 航测成图的方法，通常有： 二、外业控制测量 Dominating scale outside
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● .综合法 是摄影测量与地形测量相结合的一种方法。它是由单张像片或像片平 面图确定地物的平面位置,在野外用一般地形测量方法在像片上测绘等高 线,并进行调绘,最后制作成地形图。它适用于平坦地区 2.全能法 目前常用的内业测图方法。它是将航摄像对(互有重叠的两相邻像片) 装在立体测图仪上,建立与地面相似而缩小的立体地面模型,而后对模型 进行量测,同时确定地面点的平面位置和高程,测绘地形图。 §10.2航摄像片的基本知识 8 10.2 Basic Knowledge of aerial photos 、航摄像片是地面的中心投影 Aerial photos are the center projections of the ground 航摄像片是航摄仪在空中对地面根据中心投影原理摄成的像片。所谓 中心投影就是空间任一点(物点)与一固定点(拇影由心)群成一吉线 被一平面(投影面)所截。 场士子 XI'An University of Technology
1.综合法 是摄影测量与地形测量相结合的一种方法。它是由单张像片或像片平 面图确定地物的平面位置，在野外用一般地形测量方法在像片上测绘等高 线，并进行调绘，最后制作成地形图。它适用于平坦地区。 2.全能法 目前常用的内业测图方法。它是将航摄像对（互有重叠的两相邻像片） 装在立体测图仪上，建立与地面相似而缩小的立体地面模型，而后对模型 进行量测，同时确定地面点的平面位置和高程，测绘地形图。 §10.2 航摄像片的基本知识 § 10.2 Basic Knowledge of aerial photos 一、航摄像片是地面的中心投影 Aerial photos are the center projections of the ground 航摄像片是航摄仪在空中对地面根据中心投影原理摄成的像片。所谓 中心投影就是空间任一点（物点）与一固定点（投影中心）联成一直线， 被一平面（投影面）所截
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● 则此直线与投影面的交点(像点)叫做该空间点的中心投影。如图10-3, ●●●● 地面上A、B、C.各地物点,通过航摄仪的物镜中心s,在感光软片 尸上构成的像点为a,b,c 等点,即为地物点A、B、C 等点 的中心投影。s为投影中心,软片P为投影面。 软片尸上的形象与地面情况相反,称为负片:经过晒印的像片与地 面情况一致,称为正片。航摄像片就是晒印的像片,它相当于在负片相 对位置的平面P,两者只是投影的影像相反,几何性质完全一样。 航摄像片与地形图的差别 The differences between aerial photos and relief maps 航摄像片是地面的中心投影,地形图则 是地面在水平面上的垂直投影,因而两 者产生了差异。航空摄影测量测制地形 图的主要任务就是将中心投影的航摄像 片转化为垂直投影的地形图。了解中心 投影的特征和两种投影造成的差异,是 学习航测原理的基础 图1。一3 促影原理 场士子 XI'An University of Technology
则此直线与投影面的交点（像点）叫做该空间点的中心投影。如图10-3， 地面上A、B、C......各地物点，通过航摄仪的物镜中心s，在感光软片 尸上构成的像点为a ,b ,c......等点，即为地物点A、B、C ......等点 的中心投影。s为投影中心，软片P为投影面。 软片尸上的形象与地面情况相反，称为负片：经过晒印的像片与地 面情况一致，称为正片。航摄像片就是晒印的像片，它相当于在负片相 对位置的平面P'，两者只是投影的影像相反，几何性质完全一样。 二、航摄像片与地形图的差别 The differences between aerial photos and relief maps 航摄像片是地面的中心投影，地形图则 是地面在水平面上的垂直投影，因而两 者产生了差异。航空摄影测量测制地形 图的主要任务就是将中心投影的航摄像 片转化为垂直投影的地形图。了解中心 投影的特征和两种投影造成的差异，是 学习航测原理的基础
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 地形图是利用平行光束对物体垂直投影到水平面上,缩小后获得物 体的位置。因此,投影面上任意两点间的距离与相应空间两点间的水平 距离之比是厂个常数,即测图比例尺 航摄像片是地面的中心投影,当被摄的地面呈水平状态和摄影的像 片处于水平位置时,像片上图像的形状与地面上的形状完全相似,此时 航摄像片具有平面图的性质。像片上任意两点的距离与地面相应两点的 距离的比值也是常数,由图10-4中相似三角形的关系,可得出航摄像片 的比例尺等于f比H(f为航摄仪的焦距,H为航高)如果把航摄像片再经 过一定比例尺的缩放,并在缩放的像片上注记村庄、道路、房屋、河流 等地物的名称,就可成为一张像片平面图,而且这种平面图比用白纸测 的平面图更真实、更形象。但摄影时飞行高度可能有变化,航高H随之 变化,地面也有高低起伏,即使在一张像片上比例尺也各处不同;同时 摄影时,像片也可能不水平,地面点在像片上的位置将产生位移,像片 上的影像,就失去平面图的性质。 三、像点位移 Displacement of dots (一)投影误差 由于地面起伏引起像点在像片上的位移所产坐的以差,称为投影误差。 XI'An University of Technology
地形图是利用平行光束对物体垂直投影到水平面上，缩小后获得物 体的位置。因此，投影面上任意两点间的距离与相应空间两点间的水平 距离之比是厂个常数，即测图比例尺。 航摄像片是地面的中心投影，当被摄的地面呈水平状态和摄影的像 片处于水平位置时，像片上图像的形状与地面上的形状完全相似，此时 航摄像片具有平面图的性质。像片上任意两点的距离与地面相应两点的 距离的比值也是常数，由图10-4中相似三角形的关系，可得出航摄像片 的比例尺等于f比H（f为航摄仪的焦距，H为航高)如果把航摄像片再经 过一定比例尺的缩放，并在缩放的像片上注记村庄、道路、房屋、河流 等地物的名称，就可成为一张像片平面图，而且这种平面图比用白纸测 的平面图更真实、更形象。但摄影时飞行高度可能有变化，航高H随之 变化，地面也有高低起伏，即使在一张像片上比例尺也各处不同；同时 摄影时，像片也可能不水平，地面点在像片上的位置将产生位移，像片 上的影像，就失去平面图的性质。 三、像点位移 Displacement of dots （一）投影误差 由于地面起伏引起像点在像片上的位移所产生的误差，称为投影误差
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●● 如图10-5,MM’水平面为所选择的某一高程基准面(也作为垂直投影的水平面)。 图10-4平坦地区航摄恤片比尺图10-5地面起伏时像点的位移 场士子 XI'An University of Technology
如图10-5, MM’水平面为所选择的某一高程基准面（也作为垂直投影的水平面）
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● 地面点A、B在水平像片上的中心投影为a,b,而A、B的垂直投影A0、Bo在像片 上的中心投影则为a。、b。,其差值口a。、bb。即为地面起伏引起的像点 位移,也即投影误差,可由下式求得: δh=rh/H (10-1) (二)倾料误差 由于像片倾斜引起像点位移所产生的误差,称为倾斜误差。 如图10-6,设在同一摄影站对同一地面摄取一张水平像片P1及一张倾斜 像片P2,倾斜像片的倾角a是主垂线Sn与主光轴SO2的夹角,SC为a的角等分线, 它与像平面的交点C称为等比点;过主光轴SO2与主垂线Sn的垂直面与像片的交 线。V1V1、V2V2称为主纵线,过c点垂直于主纵线的直线hchc称为等比线,即 两像片的交线。显然,在等比线上的像点既在倾斜像片上又在水平像片上, 不产生位移。地面上A点在水平像片P1及倾斜像片P2上的像点分别为a1及a2, 即像点由a1,位移到a2,可以用它们到等比点c的距离来计量倾斜误差。令a1c rc,ag=r,则倾斜误差δa。为 8a=r--rc (10-2) 由图10-6,可知倾斜误差的规律。 (1)等比线上的像点,没有倾斜误差 (2)倾斜误差产生在以等角点为辐射中 差愈大。 场士子 XI'An University of Technology
地面点A、B在水平像片上的中心投影为a,b，而A、B的垂直投影Ao、Bo在像片 上的中心投影则为a。、b。，其差值口aa。、bb。即为地面起伏引起的像点 位移，也即投影误差，可由下式求得： δh＝rh／H （10-1） （二）倾料误差 由于像片倾斜引起像点位移所产生的误差，称为倾斜误差。 如图10-6，设在同一摄影站对同一地面摄取一张水平像片P1及一张倾斜 像片P2，倾斜像片的倾角a是主垂线Sn与主光轴SO2的夹角，SC为a的角等分线， 它与像平面的交点C称为等比点；过主光轴SO2与主垂线Sn 的垂直面与像片的交 线。V1v1 、v2v 2 称为主纵线，过c点垂直于主纵线的直线hc hc称为等比线，即 两像片的交线。显然，在等比线上的像点既在倾斜像片上又在水平像片上， 不产生位移。 地面上A点在水平像片Pl及倾斜像片P2上的像点分别为a1及a2， 即像点由a1,位移到a2,可以用它们到等比点c的距离来计量倾斜误差。令a1 c ＝rc，a2c=r，则倾斜误差δa 。为 δa ＝r--rc （10-2) 由图10-6，可知倾斜误差的规律。 （1）等比线上的像点，没有倾斜误差。 （2）倾斜误差产生在以等角点为辐射中心的辐射线上，离等角点愈远误 差愈大
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●●● (3)倾斜像片在水平像片上面部分,8a为负(因为rc>r),即像点向辐 射中心位移,反之,在水平像片下面部分,8a为正(re<r),像点向边缘位 移对称于等角点的像点,其倾斜误差的大小相等,符号相反。 (4)地面上的图形在水平像片上所得的影像与地面图形完全相似,而在倾 斜像片上则会变形。如图10-7,abcd为地面正方形ABCD在水平像片上的图像, 是一缩小了的正方形。若将倾斜像片(参见图10-6)绕hchc转a角使与水平像片 迭置,则在倾斜像片上的图形 a2b2.变为梯形。因此,即使在同一张倾斜像片 上各处比例尺都不一致。 图10-7倾斜儉片慷点位移规律 图1o-6慷片輒斜哇起健点的位穑 场士子 XI'An University of Technology
（3）倾斜像片在水平像片上面部分, δa为负（因为rc＞r），即像点向辐 射中心位移，反之，在水平像片下面部分， δa为正(rc＜r），像点向边缘位 移对称于等角点的像点，其倾斜误差的大小相等，符号相反。 （4）地面上的图形在水平像片上所得的影像与地面图形完全相似，而在倾 斜像片上则会变形。如图10-7, a1b1c1d1为地面正方形ABCD在水平像片上的图像， 是一缩小了的正方形。若将倾斜像片（参见图10-6)绕hchc转a角使与水平像片 迭置，则在倾斜像片上的图形a2b2C2d2变为梯形。因此，即使在同一张倾斜像片 上各处比例尺都不一致