1、補充知識補充知識 航空攝影航空攝影一、航空攝影的基本概念一、航空攝影的基本概念二、航空攝影機二、航空攝影機三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介主要內容主要內容五、色的原理五、色的原理一、航空攝影的基本概念一、航空攝影的基本概念 航空攝影航空攝影就是就是以航空飛行器以航空飛行器(飛飛機、汽球、飛艇等機、汽球、飛艇等)為平臺，用航空攝為平臺，用航空攝影機按攝影計劃攝影機按攝影計劃攝取地面物體影像的取地面物體影像的過程。過程。二、航空攝影機二、航空攝影機1、量測用攝影機、量測用攝影機1109542876113外殼外殼 鏡筒鏡筒 物鏡物鏡 濾光片濾光

2、片 暗匣暗匣 壓片機構壓片機構 卷片軸卷片軸 操縱器操縱器 坐架坐架 減震器減震器吸氣管吸氣管12341234鏡箱：鏡箱： 由外殼和鏡筒組成，光由外殼和鏡筒組成，光路部分是由物鏡和濾光片組路部分是由物鏡和濾光片組成的高質量的光學系統，濾成的高質量的光學系統，濾光片用以減少紅外線對攝影光片用以減少紅外線對攝影質量的影響，質量的影響，物鏡的焦平面物鏡的焦平面有一貼附框，上面有框標記有一貼附框，上面有框標記號，稱為框標平面。號，稱為框標平面。二、航空攝影機二、航空攝影機返回目錄返回目錄攝影時感光材料緊密貼附在承片框上，承片框四邊的中點攝影時感光材料緊密貼附在承片框上，承片框四邊的中點有一個齒形標記，

3、稱為有一個齒形標記，稱為機械框標機械框標；有的航空攝影機在；有的航空攝影機在承片框四隅各有一個用光源照明的承片框四隅各有一個用光源照明的光學框標光學框標。連接框標可構成像平面框標直角坐標系。連接框標可構成像平面框標直角坐標系。暗箱：暗箱：容納底片（容納底片（120120160米）米）; ;控制軟片按固定長度輸送控制軟片按固定長度輸送; ;使底片在曝光時刻嚴格展平于焦平面。使底片在曝光時刻嚴格展平于焦平面。坐架的功能：坐架的功能：與減震器相連，減少飛機震動的影響。與減震器相連，減少飛機震動的影響。它還能使航攝儀相對于飛行方向定向，并它還能使航攝儀相對于飛行方向定向，并 使光軸安置于鉛垂的位置。使

4、光軸安置于鉛垂的位置。操縱器：操縱器：可以啟動和終止航攝儀的工作，控制可以啟動和終止航攝儀的工作，控制攝影的曝光時間。攝影的曝光時間。二、航空攝影機二、航空攝影機攝影測量中攝影機的作用除了獲取影像外，還起攝影測量中攝影機的作用除了獲取影像外，還起著測量儀器的作用。因此，攝影測量著測量儀器的作用。因此，攝影測量對航攝儀有對航攝儀有特殊的要求特殊的要求。（目的：影像要有清晰而精確，具。（目的：影像要有清晰而精確，具有良好的判讀性和幾何特性）有良好的判讀性和幾何特性）(1)(1)、物鏡的分解力必須很高，像差要校正得好，、物鏡的分解力必須很高，像差要校正得好，特別是畸變差，直接影響到成圖精度，應該得到

5、特別是畸變差，直接影響到成圖精度，應該得到非常嚴格的控制。非常嚴格的控制。(2)(2)、物鏡的透光力要強，焦面照度要分布均勻，、物鏡的透光力要強，焦面照度要分布均勻，光學影像反差的能力要大。光學影像反差的能力要大。二、航空攝影機二、航空攝影機2 2、對航空攝影機的特殊要求、對航空攝影機的特殊要求(3)(3)、結實耐用，要有良好的減震作用，防止影、結實耐用，要有良好的減震作用，防止影像的模糊。像的模糊。(4)(4)、不允許有、不允許有像點移位像點移位，因此必須有像移補償，因此必須有像移補償裝置。并且，航攝儀的快門必須有較寬的曝光裝置。并且，航攝儀的快門必須有較寬的曝光時間變更范圍（時間變更范圍（

6、1/1001/1001/10001/1000秒）。秒）。( (5)5)、壓平系統應使航攝軟片完全吻合于貼附框、壓平系統應使航攝軟片完全吻合于貼附框平面。平面。(6)(6)、內方位元素必須精確確定內方位元素必須精確確定。(7)(7)、像距為定值（主距、像距為定值（主距) ) 。(8)(8)、抗溫差、抗過載。、抗溫差、抗過載。二、航空攝影機二、航空攝影機像片的內方位元素（像片的內方位元素（x x0 0,y,y0 0,f,f0 0）二、航空攝影機二、航空攝影機二、航空攝影機二、航空攝影機3 3、航攝儀的分類、航攝儀的分類按攝影機主距長度分：按攝影機主距長度分：短焦距（短焦距（150mm300mm30

7、0mm）按像場角分：按像場角分：窄角（窄角（5050）常角（常角（50507575）寬角（寬角（7575100100）特寬角（特寬角（100100120120）超寬角（超寬角（120120）222221.RC系列（徠卡）:瑞士威特（wild）廠RC10：23cmX23cm、四種焦距、自動測光、檢影器RC20：RC10的基礎上加了FMC（64mm/s)RC30：RC20的基礎上加了ASCOT2.RMK型航攝儀 德國奧普托（Opton）廠生產 五個不同焦距的物鏡 像幅：23cm23cm，自動測光系統3.MRB型航攝儀:德國蔡司廠22.6cmx22.6cm 、三種焦距、FMC（30mm/s）、自動測

8、光、GPS導航 UCD UCD數字航攝儀是目前世界上最先進的大幅面、高精度數字航攝儀是目前世界上最先進的大幅面、高精度數字航攝系統之一，具備高分辨率、高幾何精度和成像性能，數字航攝系統之一，具備高分辨率、高幾何精度和成像性能，能夠連續攝影并高速轉移和存儲大量數字航攝影像。能夠連續攝影并高速轉移和存儲大量數字航攝影像。其主要性能參數如下：其主要性能參數如下： 全色波段影像尺寸：全色波段影像尺寸：1150011500* *75007500點點 全色波段像素大小：全色波段像素大小：9 9m m 實際物理幅面：實際物理幅面：103.5mm103.5mm* *67.5mm67.5mm 全色波段鏡頭焦距：

9、全色波段鏡頭焦距：100mm100mm 快門速度：快門速度：1/5001/5001/601/60 曝光速度（可調）：一景曝光速度（可調）：一景/0.75/0.75秒秒 （最快）（最快） 機載設備容量：大于機載設備容量：大于1.5TB1.5TB（能存儲無壓縮影像（能存儲無壓縮影像27752775張）張） 影像的幾何精度：小于影像的幾何精度：小于2 2m m 像移補償（像移補償（FMCFMC）：）：TDITDI控制，最大控制，最大5050個像素個像素UCDUCD數字航攝儀特點數字航攝儀特點三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求1 1、航空攝影、航空攝影 攝區劃分攝區劃分航線不宜過長地形大

10、致相同三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求航空攝影航空攝影三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求機載數碼成像系統機載數碼成像系統三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求量測相機的特點：量測相機的特點：1.1.像距是一個固定的已知值（主距）像距是一個固定的已知值（主距）2.2.像機的承片框上具有框標標志像機的承片框上具有框標標志3.3.像片的內方位元素是已知值像片的內方位元素是已知值4.4.像機鏡頭的畸變差要小，分辨力要高，透光率要強，像機鏡頭的畸變差要小，分辨力要高，透光率要強， 應具有良好的光學特性應具有良好的光學

11、特性5.5.鏡箱與暗箱是分開的，一般具有多個暗箱鏡箱與暗箱是分開的，一般具有多個暗箱1 1、航攝傾角、航攝傾角 航攝傾角（像片傾角）航攝傾角（像片傾角）: : 攝影主光軸與鉛垂方向的夾 角 。 03要求二、航空攝影的基本要求二、航空攝影的基本要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求二、航空攝影的基本要求二、航空攝影的基本要求按航空攝影傾角分類按航空攝影傾角分類(1)(1)豎直航空攝影豎直航空攝影 (2)(2)傾斜航空攝影傾斜航空攝影03031.1.像片上各部分攝影比例尺不一致，越接近地平線，比例尺越小像片上各部分攝影比例尺不一致，越接

12、近地平線，比例尺越小2.2.地形起伏地區，面向航攝儀的斜坡變長增長，背向縮短地形起伏地區，面向航攝儀的斜坡變長增長，背向縮短3.3.由于空中蒙霧度的影響，靠近地平線一邊影像分辨率和清晰度由于空中蒙霧度的影響，靠近地平線一邊影像分辨率和清晰度都降低，減少了像片使用面積都降低，減少了像片使用面積軍事偵察和空中廣告軍事偵察和空中廣告三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求二、航空攝影的基本要求二、航空攝影的基本要求豎直航空攝影豎直航空攝影：（用戶需求）：（用戶需求）面積航空攝影、條狀地帶航空攝影和獨立地塊航空攝影面積航空攝影、條狀地帶航空攝影和獨立地塊航空攝影面積航空攝影：測繪地形圖、大面積

13、資源調查面積航空攝影：測繪地形圖、大面積資源調查條狀地帶航空攝影條狀地帶航空攝影: :公路、鐵路、輸電線路定線；公路、鐵路、輸電線路定線； 江河流域規劃治理江河流域規劃治理獨立地塊航空攝影：大型工程建設和礦山勘探部門獨立地塊航空攝影：大型工程建設和礦山勘探部門2 2、攝影比例尺、攝影比例尺 HHmmHHmmHfm%5%51即要求（理想情況）三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求攝影比例尺的選擇攝影比例尺的選擇比例尺類別比例尺類別航攝比例尺航攝比例尺成圖比例尺成圖比例尺大比例尺大比例尺1:2000 1:30001:2000 1:30001 1： 500 500 1:4000 1:600

14、01:4000 1:60001 1：1 0001 0001:8000 1:12000 1:8000 1:12000 1 1：2 0002 0001:5 0001:5 000中比例尺中比例尺1:15 000 1:20 000(1:15 000 1:20 000(像幅像幅 2323* *23) 23) 1:10 000 1:25 0001:10 000 1:25 0001:25 000 1:35 000(1:25 000 1:35 000(像幅像幅 23232323）1:10 0001:10 000小比例尺小比例尺1:20 000 1:30 0001:20 000 1:30 0001:25 000

15、1:25 0001:35 000 1:55 0001:35 000 1:55 0001:50 0001:50 000三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求 相對航高：相對航高：攝影機相對某一基準面的高度。（通常基準面 取測區地表平均高程平面，有 ） 絕對航高：絕對航高：攝影機相對平均海水面的高度。 3 3、像片的重疊度、像片的重疊度 像片的重疊度：像片的重疊度：當相鄰的兩張像片拍攝景區有重疊時， 重疊部分占整張像片的比例。 要求要求 航向重疊度 旁向重疊度 mfH )3015(15)6560(53000000000000yxpp平均絕對hHH三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基

16、本要求像片重疊度像片重疊度三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求式中 l 像幅邊長 b 像片基線長度 B 攝影基線長度%100)1 (%100%100%xXXXxLBLBLLXPlPmBx%)1 (三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求(100)?xHpppH 可得攝影重疊度的參考計算式攝影重疊度的參考計算式高差:HxxLPB%)1 (mLlHfx1又 可見，由于地形起伏的影響，為了達到用可見，由于地形起伏的影響，為了達到用戶要求的重疊度戶要求的重疊度px，平均基準面上的重疊，平均基準面上的重疊度度px必須大于必須大于px ，即必須在用戶規定的重，即必須在用戶規定的重疊度基

17、礎上增加地形起伏引起的重疊度改疊度基礎上增加地形起伏引起的重疊度改正數。正數。 4 4、航線彎曲度、航線彎曲度 航線彎曲度：航線彎曲度：航線兩端像片的像主點間的直線距離l與偏離該直線最遠的像主點到直線的距離 之比 00003%100%RLR要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求 5 5、像片旋轉角、像片旋轉角 像片旋轉角：像片旋轉角：相鄰 兩張像片的像主點連線 與像幅沿航線方向的兩 框標連線間的夾角。06k要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求要求：要求：l 攝區邊界的圖廓，航向超出圖廓線不少于一條基線，旁向超出圖廓線不少于整張像片的50，最少不少于306 6、飛行

18、質量、飛行質量-滿幅滿幅三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求7 7、曝光時間與曝光時間間隔、曝光時間與曝光時間間隔曝光時間：由于曝光時間內航攝儀相對于地面運動，導致影像線性模線性模糊糊。aa aWtSSAWtHfSSHfaaASSSaa三、航空攝影及其基本要求三、航空攝影及其基本要求攝影質量檢查項目：攝影質量檢查項目：1.負片影像是否清晰，框標影像是否齊全、像幅四周指示器件的影像（如水準氣泡）是否清晰可辨。2.因太陽高度角的影響，地物陰影長度是否超過攝影規范的規定，地物陰暗和明亮部分的細部能否辨認清楚。3.航攝負片上是否存在云影、劃痕

19、、折傷和乳劑脫落等。4.負片黑度是否符合要求，影像反差和蒙翳不得大于規范要求。5.航帶的直線性、航帶間的平行性、像片影像的重疊度、航高差和攝影比例尺等都要檢查評定，不得超出規定指標。航空攝影技術過程航空攝影技術過程用戶單位航攝單位航攝委托書申請升空權航空主管部門簽訂技術合同制定技術計劃航空攝影與處理檢查驗收送審1234567ADS40ADS40推掃式傳感器推掃式傳感器與與RC30RC30框幅式相機的區別框幅式相機的區別四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介三個全色線陣CCD，每個為2X12000像素四個多光譜線陣CCD，每個為12000像素像素尺寸為6.5m視場角64數據率45MB/秒數據壓

20、縮率2-20重量 70公斤輸入電壓：28V耗電量：820W-920WADS40ADS40（Leica/Helava）四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介ADS 圖像圖像 - 柏林柏林-Alexanderplatz 1: 70000日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS圖像圖像 - 柏林柏林-Alexanderplatz 1: 35000日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS圖像圖像 - 柏林柏林-Alexan

21、derplatz 1: 17500日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS圖像圖像 - 柏林柏林-Alexanderplatz 1: 8000日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS圖像圖像 - 柏林柏林-Alexanderplatz 1: 4000日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS圖像圖像 - 柏林柏林-Alexande

22、rplatz 1: 2000日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS圖像圖像 - 柏林柏林-Alexanderplatz 1: 1000日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS圖像圖像 - 柏林柏林-Alexanderplatz 1: 500日期日期: 1999.4.23飛行高度飛行高度:9,840 英尺3,000 米地面采樣地面采樣 距離距離:GSD 25 cmADS40 - 傳感器系統構成傳感器系統構成OI40操

23、作平臺SH40傳感頭MM40存貯器DO64CU40控制單元IMU集成在 SH40傳感頭GPS集成在 CU40控制單元FCMS飛行控制管理系統（軟件）POS 位置及高度計算機集成在CU40PAV30不包括在標準配置中 PAV30SH40探頭探頭特性特性n 3 個個全色線陣全色線陣CCD，每個為，每個為 2 x 12000 象元象元, 交錯交錯3.25 mn 4 個多光譜線陣個多光譜線陣CCD，每個，每個 12,000 象元象元n 象元大小象元大小: 6.5 m x 6.5 mn 視場角視場角 (FOV)/寬度角寬度角: 64 n 焦距焦距: 62.77 mmn 立體角立體角: 16, 26, 4

24、2SH40探頭探頭鏡頭成像面電子部分視頻攝象機IMU溫度系統前蓋玻璃濾鏡及三色分色器 成像面成像面CCD非對稱放置非對稱放置不對稱的優點不對稱的優點n可選擇不同的立體角可選擇不同的立體角14.2, 28.4, 42.6n調整處理不同單一的數學公調整處理不同單一的數學公式式交錯的交錯的全色線陣全色線陣近紅外近紅外RGB后視后視前視前視28.4 14.2聚焦面聚焦面交錯的線陣交錯的線陣 CCD 交錯的交錯的 CCD 線陣線陣CCD 單線陣單線陣兩個兩個 12KCCD 線陣，交錯線陣，交錯 1/2 象素象素一個一個 12K CCD線陣線陣20 cm bars50 cm barsSiemens Sta

25、r diameter 8 m20 cm bars50 cm barsSiemens Star diameter 8 m校正影像1級高分辨率校正影像1級No aliasing effectsAliasing effects三線陣推掃式掃描三線陣推掃式掃描組成后視線組成后視線組成下視線組成下視線組成前視線組成前視線后視后視下視下視前視前視四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介ADS40ADS40與與RC30RC30影像的概念不同影像的概念不同重疊航空像片重疊航空像片前視前視下視下視后視后視連續推掃連續推掃不連續視野圖像不連續視野圖像機載數字傳感器機載數字傳感器 ADS40航空相機航空相機 RC3

26、0四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介影像重疊影像重疊機載數字傳感器機載數字傳感器 ADS40航空相機航空相機 RC30所有目標記錄三次所有目標記錄三次對于對于60%60%重疊度的飛行只有重疊度的飛行只有60%60%的目標在三張照片上的目標在三張照片上 不是所有目標記錄三次不是所有目標記錄三次四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介DMCDMCDigital Mapping Camera(Z/I imaging)四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介 DMCDMC是是ZeissZeiss和和Z/IZ/I在在20002000年共同推出年共同推出的一款機載面陣的一款機載面陣CCDCCD數碼相

27、機。它用數碼相機。它用多個多個小面陣小面陣CCDCCD相機，通過影像拼接技術和專相機，通過影像拼接技術和專用后處理軟件，形成了具有虛擬投影中心用后處理軟件，形成了具有虛擬投影中心的大面陣的大面陣CCDCCD相機，相機，畫面尺寸和視場基本畫面尺寸和視場基本與目前的膠片攝影機相當，是一種有發展與目前的膠片攝影機相當，是一種有發展前景的航空用數字傳感器。前景的航空用數字傳感器。四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介四、幾種航攝相機簡介太陽光通過三棱鏡變為七色光太陽光通過三棱鏡變為七色光日光日光紅紅橙橙黃黃綠綠青青藍藍紫紫五、色的原理五、色

28、的原理五、色的原理五、色的原理顏色的性質顏色的性質q所有顏色都是對某段波長有選擇地反射而對其它波長吸收的結果q 顏色的性質由明度、色調、飽和度來描述明度（Lightness, 強度, Intensity）色調（Hue）飽和度(Saturation)五、色的原理五、色的原理明度（明度（Lightness, Lightness, 強度強度, Intensity, Intensity）是人眼對光源或物體明亮程度的感覺。物體反射率越高，明度就越高。白比灰，黃比紅光源：亮度越大，明度越高黑白圖象：灰度、灰階五、色的原理五、色的原理灰度（明度）、灰階灰度（明度）、灰階五、色的原理五、色的原理色彩彼此間相互

29、區分的特性。可見光波段的不同波長刺激人眼產生了不同色彩（紅紫）的感覺。從紅到紫是可見光譜上存在的顏色，每種顏色對應一個波長值，是光譜色。有時刺激人眼的光波不是單一波長，而是一些波長的組合，也可構成一些顏色，但它們找不到對應的波長值，不叫光譜色。色調（色調（HueHue）五、色的原理五、色的原理彩色純潔的程度，即光譜中波長段是否窄，頻率是否單一的表示。對于光源，發出的若是單色光就是最飽和的彩色。黑白色只用明度描述，不用色調、飽和度描述。飽和度飽和度(Saturation)(Saturation)五、色的原理五、色的原理三原色與三補色三原色與三補色 1、三原色三原色 攝影中把紅色光紅色光、綠色綠色

30、 光光、藍色光藍色光稱為三原色光， 相應的顏色稱為三原色。 紅光紅光 + 綠光綠光 + 藍光藍光 = 白光白光五、色的原理五、色的原理2、三補色、三補色 任何兩種色光相加后如能產生白光，這兩 種色光就互稱為補色光補色光。 紅光紅光+青光青光 = 白光白光 綠光綠光+品光品光 = 白光白光 藍光藍光+黃光黃光 = 白光白光三補色等量相加為黑色。三補色等量相加為黑色。五、色的原理五、色的原理色光的組成原理色光的組成原理1、加色法、加色法 加色法加色法是指利用色光相加原理，直接用紅紅、綠綠、藍藍三種原色光以不同比例混合來得到所需色光的方法。如如 ：紅紅 + 綠綠 黃黃、紅紅 + 藍藍 品品、 藍藍 + 綠綠 青青 等。等。如果感光材料能恢復原物各部分的原色比例，便可得到與原物彩色相同的有色影像。五、色的原理五、色的原理2、減色法、減色法 從某一混合色光中減去一種或幾種色光而得到另一種色光的方法。 白光白光 藍光藍光 = 黃光黃光 白光白光 綠光綠光 = 品光品光 白光白光 紅光紅光 = 青光青光 白光白光 紅光紅光 綠光綠光 = 藍光藍光 白光白光 紅光紅光 藍光藍光 = 綠光綠光原色濾光片：只能透過可見光的1/3， 補色濾光片：可透過可見光的2/3。五、色的原理五、色的原理六、中心投影透視變換成圖六、中心投