遥感在资源与环境中的应用-第五章.ppt

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1、第五章第五章 航空遥感航空遥感航空摄影的种类航空摄影的种类第一节第一节 航空摄影的种类航空摄影的种类1.1.航空摄影的种类航空摄影的种类（1 1）按象片倾斜角分类）按象片倾斜角分类 ：象片倾斜角：是航空摄影机主光轴与通过镜头中心的铅垂线间的夹角象片倾斜角：是航空摄影机主光轴与通过镜头中心的铅垂线间的夹角。垂直摄影：垂直摄影：3 3，得到水平象片，各部分比例尺大致相同，可量测距离。，得到水平象片，各部分比例尺大致相同，可量测距离。倾斜摄影：倾斜摄影：3 3，得到倾斜象片，变形大，但摄取面积大。，得到倾斜象片，变形大，但摄取面积大。水平象片 倾斜象片OSSff垂直摄影倾斜摄影O（2 2）按摄影的实

2、施方式分类：）按摄影的实施方式分类：单片摄影：为特定目标或小地单片摄影：为特定目标或小地 块进行的摄影，一般获得一张块进行的摄影，一般获得一张 （或一对）象片。（或一对）象片。航线摄影：沿一条航线对地面航线摄影：沿一条航线对地面 上狭长地带或线状地物（铁路、上狭长地带或线状地物（铁路、公路）进行连续的摄影。公路）进行连续的摄影。一般地，航线的长度限制为一般地，航线的长度限制为 60 60120km120km。面积摄影：沿数条平行航线对面积摄影：沿数条平行航线对 广大区域进行的连续的摄影。广大区域进行的连续的摄影。航线摄影航线摄影面积摄影面积摄影 对于航线摄影和面积摄影而言，象片之间存在着一定的

3、重叠，包括：对于航线摄影和面积摄影而言，象片之间存在着一定的重叠，包括：航向重叠：在同一条航线上相邻两张象片间的重叠。航向重叠：在同一条航线上相邻两张象片间的重叠。重叠度为重叠度为53%53%60%60%。目的是用于相邻象片地物的互相衔接和立体观察。目的是用于相邻象片地物的互相衔接和立体观察。旁向重叠：相邻航线间相邻象片的重叠。旁向重叠：相邻航线间相邻象片的重叠。重叠度为重叠度为15%15%30%30%。用于象片镶嵌等。用于象片镶嵌等。面积摄影a 航向重叠b 旁向重叠（3 3）按感光胶片和所用的波段分类：）按感光胶片和所用的波段分类：普通黑白摄影：用全色黑白感光片，感受可见光范围内各种色光，普

4、通黑白摄影：用全色黑白感光片，感受可见光范围内各种色光，用途广。用途广。黑白红外摄影：用黑白红外感光片和近红外滤光片组合起来摄影，黑白红外摄影：用黑白红外感光片和近红外滤光片组合起来摄影，记录近红外短波段（记录近红外短波段（0.76m0.76m1.4m1.4m）和可见光范围）和可见光范围 的信息。的信息。对水体和植被反映明显，具有较大的反差和地面分辨率。对水体和植被反映明显，具有较大的反差和地面分辨率。天然彩色摄影：用彩色感光片，记录可见光波段的信息。天然彩色摄影：用彩色感光片，记录可见光波段的信息。信息量比黑白象片丰富得多。信息量比黑白象片丰富得多。彩色红外摄影：用彩红外感光片，记录绿、红、

5、近红外（彩色红外摄影：用彩红外感光片，记录绿、红、近红外（0.50.50.9m0.9m）信息。一般在摄影机物镜上套一个黄色滤光片，以消除蓝、信息。一般在摄影机物镜上套一个黄色滤光片，以消除蓝、紫光。在彩红外摄影中：紫光。在彩红外摄影中：绿光感光绿光感光蓝色蓝色 红光感光红光感光绿色绿色 近红外感光近红外感光红色红色 红外线对大气层的穿透力强，彩红外象片一般比天然彩色象片鲜艳得多。红外线对大气层的穿透力强，彩红外象片一般比天然彩色象片鲜艳得多。多光谱摄影：用摄影机镜头、滤光片、感光片的几种不同组合，同时对一多光谱摄影：用摄影机镜头、滤光片、感光片的几种不同组合，同时对一 个地区进行几个不同波段的

6、摄影，得到多个波段的航片，从个地区进行几个不同波段的摄影，得到多个波段的航片，从 而得到合成象片。而得到合成象片。（4 4）按比例尺分类）按比例尺分类 ：大比例尺航空摄影：比例尺大于大比例尺航空摄影：比例尺大于1/11/1万万 中比例尺航空摄影：中比例尺航空摄影：1/31/3万万 比例尺比例尺1/11/1万万 小小比例尺航空摄影：比例尺航空摄影：1/101/10万万 比例尺比例尺1/31/3万万 超小比例尺航空摄影：超小比例尺航空摄影：1/251/25万万 比例尺比例尺1/101/10万万北北京京林林业业大大学学校校园园航航空空照照片片北北京京林林业业大大学学校校园园航航空空照照片片2.2.航

7、空象片的大小和标志航空象片的大小和标志（1 1）象幅大小）象幅大小:1818 18cm18cm，2323 23cm23cm，3030 30cm30cm等。等。（2 2）标志）标志:水准器：记录象片的倾斜度水准器：记录象片的倾斜度 压平线：感光胶片弯曲度产生的象片变形压平线：感光胶片弯曲度产生的象片变形 时时 表：记录象片的拍摄时刻表：记录象片的拍摄时刻 框框 标：对称的两个框标的连线的交点为象片的中心点标：对称的两个框标的连线的交点为象片的中心点 象片编号：记录航摄区的位置、摄影时间、图幅、航线顺序等。象片编号：记录航摄区的位置、摄影时间、图幅、航线顺序等。气压表：记录拍摄瞬间的气压或相对于设

8、计航高的高差。气压表：记录拍摄瞬间的气压或相对于设计航高的高差。第五章第五章 航空遥感航空遥感航空摄影的种类航空摄影的种类74220374压平线金属框标水准气泡编号时表航空象片上的标志框标压平线压平线压平线：像片四边井字形直线叫压平线，其弯曲度说明摄影时感光胶片未压平而产生的影像变形情况。.第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性第二节第二节 航空象片的特性航空象片的特性1.1.航空象片的特性：航空象片的特性：航航空空象象片片的的影影象象是是由由地地物物反反射射（或或发发射射）的的光光线线进进入入航航空空摄摄影影机机的的镜镜头头，使感光材料产生光化学反应而形成的。使感光材料产

9、生光化学反应而形成的。（1 1）物理特性：）物理特性：包包括括地地物物的的反反射射特特性性、感感光光材材料料性性能能和和摄摄影影机机镜镜头头的的分分辨辨率率等等，是是影影响色调的主要因素。响色调的主要因素。地物的反射特性：地物的反射特性：地物的反射率：象片上物体的色调，主要取决于物体的反射率，地物的反射率：象片上物体的色调，主要取决于物体的反射率，用亮度系数用亮度系数P P表示：表示：P=B/B P=B/B0 0 其中，其中，B B是物体表面的亮度，是物体表面的亮度，B B0 0是相同照度下绝对白色的理想物体表面的亮度。是相同照度下绝对白色的理想物体表面的亮度。绝对白体常用硫酸钡纸或氧化镁纸做

10、标准反射面。绝对白体常用硫酸钡纸或氧化镁纸做标准反射面。P P越大，象片上的色调越浅。全黑的物体越大，象片上的色调越浅。全黑的物体P=0P=0，全白的物体，全白的物体P=1P=1。第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性 影响亮度系数的因素：影响亮度系数的因素：不同类别物体的亮度系数差别很大；不同类别物体的亮度系数差别很大；同类物体，干湿程度不同，同类物体，干湿程度不同，P P亦不同，湿度大则亦不同，湿度大则P P小；小；粗糙度大，则粗糙度大，则P P小，反之则大；小，反之则大；颜色从白颜色从白黄黄红，蓝红，蓝绿，紫绿，紫黑时，亮度系数从黑时，亮度系数从1 1逐渐下降到逐渐下

11、降到0 0。感光材料性能对象片的影响：感光材料性能对象片的影响：感光度：确定曝光时间的主要因素。感光度：确定曝光时间的主要因素。反差：黑白差，反差大时，层次少，明暗差别明显。反差：黑白差，反差大时，层次少，明暗差别明显。乳剂分辨力：线对乳剂分辨力：线对/mm/mm，1 1毫米宽度内能识别出的最细的平行线对数目。毫米宽度内能识别出的最细的平行线对数目。航空摄影时需选择感光度高、反差适中、有较高分辨率的感光材料。航空摄影时需选择感光度高、反差适中、有较高分辨率的感光材料。象片分辨率：感光乳剂分辨率和摄影机镜头分辨率决定了系统分辨率，象片分辨率：感光乳剂分辨率和摄影机镜头分辨率决定了系统分辨率，一般

12、在一般在2510025100线对线对/mm/mm。同一张象片上，中心部分比边缘部分分辨率高。同一张象片上，中心部分比边缘部分分辨率高。第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性（2 2）几何特性：几何特性：中心投影：中心投影：空间任意点空间任意点A A均通过一固定点（投影中心）投影到一平面上，投影中均通过一固定点（投影中心）投影到一平面上，投影中 心心S S、投影平面、投影平面P P和空间点和空间点A A三者之间的关系任意。三者之间的关系任意。投影中心与点投影中心与点A A的连线为一平面所截，交点为的连线为一平面所截，交点为A A的中心投影，平面为的中心投影，平面为 投影平面，

13、镜头中心为投影中心。投影平面，镜头中心为投影中心。航片是地面的中心投影。航片是地面的中心投影。垂直投影：垂直投影：所有投影光线互相平行且垂直地投影到投影面上。所有投影光线互相平行且垂直地投影到投影面上。中心投影和垂直投影中心投影和垂直投影ABCDabcd中心投影中心投影ABCDabcd正射投影正射投影航片是中心投影，即摄影光线交于同一点地图是正射投影，即摄影光线平行且垂直投影面。中心投影与垂直投影的区别：中心投影与垂直投影的区别：投影距离影响比例尺投影距离影响比例尺，即，即航高影响比例尺：航高影响比例尺：，f f：焦距，：焦距，H H：航高；：航高；地形起伏引起象点位移，产生投影误差，从而引起

14、比例尺变化；地形起伏引起象点位移，产生投影误差，从而引起比例尺变化；投影面倾斜产生倾斜误差，引起象片上各部分比例尺不一致。投影面倾斜产生倾斜误差，引起象片上各部分比例尺不一致。所以，所以，航片比例尺的变化与航高、地形起伏和象片倾斜情况有关。航片比例尺的变化与航高、地形起伏和象片倾斜情况有关。应用航片时，需要统一比例尺：应用航片时，需要统一比例尺：地形起伏引起投影误差地形起伏引起投影误差纠正投影误差纠正投影误差 象片倾斜引起倾斜误差象片倾斜引起倾斜误差消除倾斜误差消除倾斜误差 在在一一定定的的航航高高下下，当当象象片片水水平平，地地面面平平坦坦时时，中中心心投投影影和和垂垂直直投投影影的的成成果

15、果是是相同的。相同的。投影距离（航高）对比例尺的影响(a)P1b1a1o1P2b2a2o2AOBP2b2a2o2AOBb1o1a1f1P1f2S1S2H2H1(b)正射投影正射投影:比例尺比例尺和投影距离无关和投影距离无关中心投影中心投影:焦距固定，航高改焦距固定，航高改变，其比例尺也随之改变变，其比例尺也随之改变地形起伏对正射投影地形起伏对正射投影地形起伏对正射投影地形起伏对正射投影无影响无影响无影响无影响对中心投影引起投影差对中心投影引起投影差对中心投影引起投影差对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同航片各部分的比例尺不同航片各部分的比例尺不同航片各部分的比例尺不同BACabcACAB

16、CabcCA投影面倾斜对比例尺的影响P0baAOBSPa0b0o2.2.航空象片的主要点和线：航空象片的主要点和线：由于航片一般会有一定倾斜，故有一些具有特殊性质的象点：由于航片一般会有一定倾斜，故有一些具有特殊性质的象点：象主点（象主点（O O）：主光轴）：主光轴SOSO与象面的交点，即象片中心点。与象面的交点，即象片中心点。象底点（象底点（n n）：）：S S的铅垂线与象面的交点。的铅垂线与象面的交点。等角点（等角点（c c）：倾斜角）：倾斜角 的分角线与象面的交点。的分角线与象面的交点。主垂面：主垂面：包含主垂线与主光轴的平面。包含主垂线与主光轴的平面。主纵线（主纵线（VVVV）：主垂面

17、与象面的交线，通过象主点和象底点。）：主垂面与象面的交线，通过象主点和象底点。主横线（主横线（h ho oh ho o）：与主纵线垂直且通过象主点。）：与主纵线垂直且通过象主点。等比线（等比线（h hc ch hc c）：通过等角点且垂直于主纵线，等比线上比例尺不变。）：通过等角点且垂直于主纵线，等比线上比例尺不变。第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性航空象片的主要点和线航空象片的主要点和线第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性3.3.象片比例尺计算和象片纠正：象片比例尺计算和象片纠正：（1 1）象片比例尺）象片比例尺(摄影比例尺）：摄影比例尺）：求小

18、区域和点的比例尺：求小区域和点的比例尺：h h为地形起伏，为地形起伏，H H0 0为平均高程面。为平均高程面。右图中以右图中以T T0 0为起始面，其航高为为起始面，其航高为H H0 0，则有：则有：航测部门提供的航高为象主点的航高，航测部门提供的航高为象主点的航高，称为称为“主比例尺主比例尺”。求平均比例尺：求平均比例尺：d d1 1，d d2 2，ddn n通过象片中心。通过象片中心。fH0geacbdEGCDABST2T0T1h2h1第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性（2 2）投影差：）投影差：Saa Saa0 0SASA0 0 A A0 0 又又 SaoAA S

19、aoAA0 0 A A0 0 同理，同理，ao ao、bobo为象点到象主点的距离，即为象点到象主点的距离，即r r。；以。；以 h h表示表示 aa aa0 0 、bbbb0 0，则有：则有：ShaaABA0A0hbB0b0a0bofHOB0T0第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性 投影差规律（对于水平象片）：投影差规律（对于水平象片）：投影差大小与象点距离象底点的距离成正比，距象底点愈远，投影差大小与象点距离象底点的距离成正比，距象底点愈远，h h愈大，愈大，象底点无象点位移；象底点无象点位移；h h与与h h成正比，成正比，h h 0 0时，时，h h 0 0，象点

20、离开中心点向外移动；，象点离开中心点向外移动；h h 0 0时，时，h h 0 0，象点向着象底点移动；，象点向着象底点移动；h h与与H H成反比，成反比，H H愈大，愈大，h h愈小。愈小。第五章第五章 航空遥感航空遥感 航空象片的特性航空象片的特性（3 3）倾斜误差：）倾斜误差：其中，其中，a=aaa=aa0 0，即象点，即象点a a的位移。的位移。r rc c=ca=ca，象点到等角点的距离，向径。，象点到等角点的距离，向径。，等比线与象点向径间的夹角。，等比线与象点向径间的夹角。，象片倾斜角，象片倾斜角 f f，焦距，焦距 倾斜误差分布规律：倾斜误差分布规律：倾斜误差的方向在象点与等

21、角点的连线上；倾斜误差的方向在象点与等角点的连线上；a a与与r rc c2 2（向径）成正比，即离等角点愈远，倾斜误差愈大；（向径）成正比，即离等角点愈远，倾斜误差愈大；当当=0=0 或或=180=180 时，时，a=0a=0，即在等比线上象点不因象片倾斜而产生位移；，即在等比线上象点不因象片倾斜而产生位移；当当=90=90 或或=270=270 时，时，SinSin=1=1，即在主纵线上象点的倾斜误差最大；，即在主纵线上象点的倾斜误差最大；当当 在在0 0180180 时，时，a a 0 0，象点向着等角点方向移动；，象点向着等角点方向移动；当当 在在180180360360 时，时，a

22、a 0 0，象点背着等角点方向移动。，象点背着等角点方向移动。所以，水平象片上的矩形在倾斜象片上变为梯形。所以，水平象片上的矩形在倾斜象片上变为梯形。第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片的特性航空象片的特性注意：注意：一般使用水平象片，象主点与象底点、等角点重合；一般使用水平象片，象主点与象底点、等角点重合；象片由于地形起伏边缘部分误差大；象片由于地形起伏边缘部分误差大；工作中只使用中间部分，即使用面积。由航向重叠和旁向重叠部分的中线工作中只使用中间部分，即使用面积。由航向重叠和旁向重叠部分的中线 所围成。所围成。（4 4）象片比例尺测定：）象片比例尺测定：平坦地区：在象片四个角上选明显地物

23、点，连接对角线，平坦地区：在象片四个角上选明显地物点，连接对角线，量出量出d d1 1，d d2 2及及D D1 1、D D2 2，则，则1/M=1/M=（d d1 1/D/D1 1+d+d2 2/D/D2 2）/2/2。丘陵地区：分区（由于象片各处比例尺不一样），一区内选测点，量丘陵地区：分区（由于象片各处比例尺不一样），一区内选测点，量d d1 1，d d2 2。N1N1N3N4N2N1d1d2d2d1使用面积 ibacd0c0b0a0VconhchcddabVc第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片判读航空象片判读第三节第三节 航空象片判读航空象片判读1.1.判读标志：判读标志：形状、大

24、小、色调、阴影、纹理（组合图案）形状、大小、色调、阴影、纹理（组合图案）2.2.判读方法：判读方法：直接判定、对比分析（与已有的标准象片比较）、逻辑推理。直接判定、对比分析（与已有的标准象片比较）、逻辑推理。3.3.判读过程：判读过程：准备工作：准备工作：资料准备：选择比例尺、航片收集、说明资料、地形图、专题图等。资料准备：选择比例尺、航片收集、说明资料、地形图、专题图等。工具准备：立体镜、放大镜、直尺、透明聚酯薄膜、比例规等。工具准备：立体镜、放大镜、直尺、透明聚酯薄膜、比例规等。象片图制作：将相邻象片进行拼接，制作象片图。可以分为以下三类：象片图制作：将相邻象片进行拼接，制作象片图。可以分

25、为以下三类：象片镶嵌图：相邻象片重叠部分进行拼接；象片镶嵌图：相邻象片重叠部分进行拼接；象片略图：用使用面积镶嵌（切割）；象片略图：用使用面积镶嵌（切割）；象片平面图：用纠正过的象片拼接而成（已消除了倾斜误差和投影象片平面图：用纠正过的象片拼接而成（已消除了倾斜误差和投影 差），用控制点拼接。差），用控制点拼接。第五章第五章 航空遥感航空遥感航空象片判读航空象片判读 圈定使用面积圈定使用面积 熟悉地理概况熟悉地理概况 建立判读标准建立判读标准室内判读：应遵照以下原则：室内判读：应遵照以下原则：先整体，后局部；先整体，后局部；从已知到未知；从已知到未知；由宏观到微观：如在中小比例尺象片上，先判读水系，后确定分水岭位由宏观到微观：如在中小比例尺象片上，先判读水系，后确定分水岭位 置，再判读农田、居民点和道路。置，再判读农田、居民点和道路。野外校核：野外调查验证。野外校核：野外调查验证。转绘成图：网格法、光学转绘法。转绘成图：网格法、光学转绘法。