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航空遙感

定義：航空遙感是以中低空遙感平臺為基礎(chǔ)進行攝影（或掃描）成像的遙感方式。

優(yōu)點：空間分辨率高、靈活性大、適合于微觀研究。

不足：費用昂貴。

3.1航空遙感系統(tǒng)一、航空遙感平臺

（一）氣球；（二）飛機；二、航空攝影方式攝影前準備工作；空中攝影的實施**（一）按攝影機主光軸與鉛垂線的關(guān)系分主光軸：通過物鏡中心并與主平面（或焦平面)垂直的直線稱為主光軸。像主點：主光軸與感光片的交點稱為像主點。

航攝傾角與像點傾角：主光軸與鉛垂線的夾角a。

1.垂直航空攝影:a≦3o

2.傾斜航空攝影：a>3o（二）按攝影所用的波段分

1.普通黑白攝影；2.天然彩色攝影；3.黑白紅外攝影；

4.彩色紅外攝影；5.多光譜攝影；6.機載側(cè)視雷達；**SabBASoOOo**（三）按攝影實施方式分

1.單片攝影為特定目標或小塊地區(qū)進行的攝影，一般獲得一張、一對或數(shù)張不連續(xù)的像片。

2.單航線攝影

沿一條航線對地面上狹長地帶或線狀地物（如鐵路、公路、河流、管道等）進行的連續(xù)攝影。

航向重疊：60%，不得小于53%。

3.多航線攝影（面積攝影）

沿數(shù)條互相平行的直線航線對一個廣大區(qū)域進行的連續(xù)的、布滿區(qū)的攝影。

航向重疊：60%，旁向重疊:15%-30%;****（四）按航攝比例尺分1.大比例尺航空攝影：1：1萬；2.中比例尺航空攝影：1：1萬—1：3萬；3.小比例尺航空攝影：1:3萬—1：1：10萬；4.超小比例尺航空攝影：像片比例尺1：10萬–1：25萬；三、航空遙感特點

1.航空遙感空間分辨率高、信息量大。

2.航空遙感靈活，適用于一些專題遙感研究。

3.航空遙感作為實驗性技術(shù)系統(tǒng)，是各種星載遙感儀器的先行檢驗者。

4.信息獲取方便。**四、航空遙感的產(chǎn)品1.鑲輯復(fù)照圖：相鄰航片按照同名地物近似地拼疊起來，然后將其縮小復(fù)照即可。2.像片略圖：也稱像片草圖。它是按照像片之間重疊部分的同名地物點進行拼接鑲輯，然后把重疊部分切去，舍去像片的邊角，用每張像片的中心部分拉合成一個圖幅整體。（未糾正）3.像片平面圖：由經(jīng)過糾正的航片拼輯、鑲嵌而成的航空影像圖。4.正射航空影像圖：它是用正射投影儀將普通的航片經(jīng)過了投影改造成為正射投影片，用其組合而成的航空影像圖。消除了地形引起一誤差，標注有等高線等。**五、航片上的標志像幅規(guī)格：18

18cm2,23

23cm2****3.2航空像片的幾何特征與物理特性一、航空像片的投影原理（一）中心投影定義：凡空間任意點A（物點）與一固定點S（投影中心）連成的直線或延長線（即中心光線）被一個平面（像平面）所截，則此直線與平面的交點a（像點）稱為A點的中心投影。**

從投影上而言，航空像片（正片）的位置，等于以投影中心為圓心，以焦距f為半徑，將P旋轉(zhuǎn)至P’（下圖），P’即為正像的位置。**二、航空像片的比例尺

(一）定義：航空像片上某一線段長度與地面相應(yīng)線段長度之比，稱為像片比例尺，用1/M表示，并有下式：式中：f為焦距，H為飛行器相對航高。（二）影響航空像片比例尺的因素**

1.與焦距和航高的關(guān)系：航空像片的比例尺與物鏡焦距成正比，與相對航空成反比。若焦距固定不變，相對航高越高，比例尺就越小。

2.受地形因素的影響

（1）平坦地區(qū)：攝像時像片處于水平位置，則像片的比例尺可以近似看成處處一致。例如：f=70mm,H=3500mm,則像片比例尺為1：50000

一般在航空攝影時，焦距是固定的，比例尺主要隨著航高而變化。****

1.與焦距和航高的關(guān)系：航空像片的比例尺與物鏡焦距成正比，與相對航空成反比。若焦距固定不變，相對航高越高，比例尺就越小。

2.受地形因素的影響

（1）平坦地區(qū)：攝像時像片處于水平位置，則像片的比例尺可以近似看成處處一致。例如：f=70mm,H=3500mm,則像片比例尺為1：50000

一般在航空攝影時，焦距是固定的，比例尺主要隨著航高而變化。****（2）地形復(fù)雜地區(qū)

由于地形起伏使得每一地物點的航高不同，實際比例尺與不一樣。舉例說明：在用RC-5拍攝的像片,已知航高2600m，焦距210mm,紅松K36號樣地的海拔高為500m，紅松K40號樣地海拔高為290m，則K36的比例尺分母為：****三、航空像片上特殊的點線

S為投影中心，E為地面，P為像面，E與P所夾兩面角a,即為攝影時的傾角。

1.像主點：主光軸OS與像平面垂直的交點o,地面上的相應(yīng)點稱為地主點O；

2.像底點：通過鏡頭中心S的鉛垂線(NSn)與像面的交點**

3.等角點：主光軸SO與主垂線NSn夾角a（即像片傾角）的二等分線與像平面及地面的交點，都稱等角點。用c和C表示。

4.主縱線：包括主光軸與鉛垂線的平面（W）與像平面的交線（vv’)為主縱線；地面上為VV’。**

5.主橫線：在像片上凡與主縱線垂直的線，稱為像水平線hh’，通過像主點的像水平線為主橫線hoh’o.

6.等比線：像平面上通過等角點c的像水平線，稱為等比線hch’c.

7.真水平線：通過鏡頭中心S所作的水平面與像片面的交線hih’i.**

8.主合點：主縱線與真水平線的交點I.

9.透視軸：延長像片面與地平面相交的直線的透視軸TT’.**(二）特殊點、線間的關(guān)系**四、航空像片的物理特性（一）基本概念

1.色調(diào)：地物電磁輻射能量在像片上的模擬記錄，在黑白像片上表現(xiàn)為灰度，在彩色像上表現(xiàn)為色彩。

2.色彩：彩色像上某一部分的顏色稱為此部分的色彩。

3.灰階：灰度分成若干個等級，每一等級稱為一級灰階。一般用2n(n是正整數(shù)）表示灰階序號0,1,2,3,…2n-1。

4.亮度系數(shù)：在相同照度下，某物體表面亮度與絕對白色的理想物體表面亮度之比。表示地物發(fā)射（或反射）光的能力。其中：L----為某物體表面亮度；L0----為絕對白色物體表面亮度。**（二）影響航空像片色調(diào)的因素

1.地物表面亮度：其取決于攝影時照度和地物自身的亮度系數(shù)。

（1）照度：太陽輻射到地表的強度，即像片上的灰度色調(diào)。（2）地物亮度系數(shù)：當照度一定時，地物亮度系數(shù)決定著地物在黑白航空像片上的相應(yīng)影像的色調(diào)。亮度系數(shù)越大，色調(diào)越淺。

2.感光材料：感光度

3攝影技術(shù)：曝光量的選擇、感光片的沖洗及印像、放大技術(shù)等。**3.3像片視差和立體觀測一、像片視差產(chǎn)生的原因與糾正

像點位移：根據(jù)中心投影的原理，無論是帶有起伏的地形，還是高出地面的任何物體，反映到航空像上的像點與其平面位置相比，一般都會產(chǎn)生位置的移動，這種像點位置的移動，叫做像點位移。主要由像片傾斜、地面點相對于基準面的高差和物理因素等產(chǎn)生的。**（一）像片傾斜引起的像點移位

P為傾斜像片，P0為水平像片；a,a0為同一面點在P和P0上的任意點位；c為等角點；

**將傾斜像片繞等比線hch’c旋轉(zhuǎn)到與水平像片重合形成疊合圖形。

Ca和Ca0共線，但長度不等。**（二）地形起伏引起的像點位移投影差：由于地面起伏變化，投影在像片上的像點產(chǎn)生的直線移位。其與地形起伏和像片傾斜都有關(guān)系。**根據(jù)相似三角形原理，可得投影差的公式：其中：r為像點a到像主點的距離；H為攝影航高；h為地面離差；**1.投影差分布規(guī)律（1）對相對高差相等的點，h也相等；r=0時，h=0；像主點無像點移動；（2）h與h成正比，h>0，像點背離像主點方向移位，h>0；h<0，像點朝向像主點方向移位，h<0。（3）h與航高H成反比。**2.投影差的改正（1）像片上改正：投影差在像上的改正是指從含有投影差的像點a向a0改正。改正方向：h>0，像點a朝向像主點方向改正；h<0,像點a背離像主點方向改正。（2）圖版上改正：投影差在圖版上的改正是指從沒有投影差的圖上點A0向A’改正。改正方向為h>0，圖上點A0背朝底點方向改正,h>0;反之…**3.根據(jù)像點位移值測量目標的高度根據(jù)公式：可得：

例如：一張航空像片，已知攝影高度為400m，在航空像片上量出目標頂點至像點的距離為2.8cm，目標的像點位移值為0.15cm，則目標高度為:

h=400*0.15/2.8=21.43(m)****二、航空像片的立體觀察（一）航空像片立體觀察的原理

瞳孔如同光圈，視網(wǎng)膜如同底片，接受物體的影像信息。

交會角**生理視差的形成：人們是從眼基線的兩個端點來觀察物體（右眼從右邊觀察物體，左眼從左邊觀察物體），因此兩眼的觀察角度就不同，在兩眼網(wǎng)膜上所產(chǎn)生的物體影像就有差別，即形成了生理視差。**生理視差是產(chǎn)生立體視覺和判斷景物遠近的原因。立體觀察是根據(jù)立體視覺原理進行的。實施立體觀察，必須是在連續(xù)拍攝的兩張空中照片的重疊部分上進行的。**

人造立體視覺：空間景物在感光材料上構(gòu)像，再用人眼觀察構(gòu)像的像片產(chǎn)生生理視差，重建空間景物的立體視覺，所看的空間景物稱為立體影像，產(chǎn)生的立體視覺稱為人造立體視覺。人造立體視覺必須符合自然界立體觀察的四個條件：（1）兩張像片必須是在兩個不同位置對同一景物攝取的立體像對；（2）兩只眼睛必須只能分別觀察像對的一張像片；（3）兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼基線應(yīng)大致平行；（4）兩像片的比例尺相近（差別

15%）**（二）航空像片的立體觀察立體觀察方法：

1.人眼觀察法

2.儀器法：透鏡式立體鏡、反光式立體鏡、掃描式立體觀測儀和主體顯微鏡等。

******3.光電設(shè)備觀察

目前圖像判讀的先進設(shè)備，它具有分辨率高、適用性強、目標測量定位快等特點。其功能包括放大觀察、立體觀察、圖像處理、圖像信息整編和圖像存儲等，配有大容量計算機和多種外圍設(shè)備。立體觀察效果：1.正立體效果：立體觀察時所得到的立體效應(yīng)與實地情況相同。2.反立體效果：立體觀察時所得到的立體效應(yīng)與實地情況相反。3.零立體效果：觀察時所看到的物體影像沒有高低的差別。4.雙影：觀察時航空像片上相同物體影像不能完全重合。****三、航空像片的立體測量測量起伏地形的高差，根據(jù)像點左右視差來確定。左右視差：高低不同的地面點，在兩張重疊的航空像片所呈現(xiàn)的相應(yīng)點橫坐標之