摄影测量与遥感辅导.pptx
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1、2014年注册测绘师辅导-摄影测量与遥感中山大学地理科学与规划学院主讲人:张新长主讲人:张新长教授教授/博士生导师博士生导师本讲主题一、摄影测量与遥感大纲要求二、重点内容三、问答与思考四、单选与多选题试题分析五、案例分析摄影测量与遥感大纲要求1 1.摄影测量与遥感大纲摄影测量与遥感大纲要求要求摄影测量与遥感大纲要求1、根据项目要求,确定摄影测量与遥感成果的类型、规格,以及航空、航天影像资料的空间分辨率、波段组合、重叠度和获取时间等技术指标,进行技术设计。2、根据技术设计和测区情况,选择、收集合适的影像数据源,并对其进行必要的预处理。3、根据技术设计和影像资料情况,划分区域网,布设并测定像片控制
2、点。4、根据技术设计,进行影像判读和外业调绘。5、根据技术设计,利用影像、像片控制点及定位定向辅助资料,实施空中三角测量。摄影测量与遥感考试基本要求摄影测量与遥感考试基本要求(20122012)6、根据技术设计,进行数据采集、数据编辑、影像处理和数据建库,制作数字线划图、数字高程模型、数字正射影像图、三维建筑模型等数据成果。7、根据项目要求,利用多光谱、多时相遥感影像资料,制作遥感调查工作底图和专题遥感数据成果。8、根据摄影测量与遥感项目的特点和要求,对项目过程质量进行控制,并对项目成果进行整理、检查、验收和归档。实际上,是从设计、生产到检查验收的一个生产流程。2009年版的考试大纲比较,增加
3、了数据建库、三维建筑模型、遥感调查工作底图和专题遥感等内容,并强调了质量控制。重点内容2.2.重点内容重点内容投影差与倾斜误差投影差与倾斜误差 投影差:由于地面起伏,使得高于或低于某基准面上的地面点在像片上的构像点与该地面点在基准面上垂直投影点的构像之间所产生的像点位移。倾斜误差:由于像片倾斜而引起某一地面点在该像片上的构像相对于同摄站、同主距的水平像片构像所产生的一段位移。倾斜误差:像片倾斜引起的像点位移可用像片纠正的方法予以改正。投影差与倾斜误差投影差与倾斜误差 投影差的特性:1、越靠近投影边缘,投影差越大,在像底点处没有投影差2、地面点的高程或目标物体的高度越大,投影差越大3、在其他条件
4、相同的情况下,摄影机的主距越大,相应的投影差越小。正射纠正就是基于共线方程,利用像片内外方位元素定向参数以及DEM,对数字航空影像(或核线影像)进行微分纠正重采样。数字真正射影像-数字表面模型(DSM)摄影测量项目基本要求摄影测量项目基本要求技术设计:为了保证项目测绘成果(或产品)符合技术标准和满足顾客要求,就要制定一个切实可行的技术方案。摄影测量与遥感的项目设计应当包括:概述、测区自然地理概况和已有资料情况、引用的标准规范、成果(或产品)规格、设计方案、进度安排和经费预算、附录等内容。摄影测量与遥感专业技术设计应当包括:任务概述、测区自然地理概况和已有资料情况、引用的标准规范、成果(或产品)
5、规格和主要技术指标以及设计方案等。摄影测量项目基本要求摄影测量项目基本要求项目的基本要求:对“坐标系统和高程基准、分幅及编号方法、基本等高距及其成图的平面和高程精度”等有明确的规定。如“XX测区1:10000地形图测绘技术设计书”中“坐标系统、高程系统和成图规格”的一段内容为:1平面坐标系统为1980西安坐标系,中央子午线为117度;2高程系统为1985国家高程基准;3基本等高距:平地为1.0米,丘陵地为2.5米,山地为5.0米,可参考已有1:1万地形图等高距;4成图规格:按国家基本比例尺地形图分幅和编号(GB/T13989-92)进行分幅和编号。航空摄影测量航空摄影测量的技术设计过程的技术设
6、计过程航航摄准准备航航摄设计航空航空摄影影摄影影处理理质量量检查成果提交成果提交摄区基本情况分析区基本情况分析确定航确定航摄设计用用图航航摄空域申空域申请航空航空摄影技影技术设计摄影比例尺的确定影比例尺的确定航航摄分区的划分分区的划分基准面高度的确定基准面高度的确定航航线的敷的敷设航航摄基本参数的基本参数的计算算航航摄季季节和和时间的的选择航航摄仪的的选择与与检定定航航摄胶片的胶片的选择与与测定定设备的的检测航航摄试片片航空航空摄影影填写填写飞行日志行日志配置冲洗配置冲洗药液液胶片冲洗胶片冲洗像片印制像片印制飞行行质量量摄影影质量量航空摄影的流程航空摄影测量的数据获取过程航空摄影测量的数据获取
7、过程航空摄影航空摄影航测外业像控测量获取 GCPs内业加密解算像片外方位元素 Xs,Ys,Zs,测绘产品前方交会解算地面点坐标航空摄影测量航空摄影测量的质量控制过程的质量控制过程航空摄影的流程质量检查飞行质量摄影质量像片重叠度像片倾斜角像片旋偏角航线弯曲度摄站航高差航摄漏洞航线偏差影像密度及反差像点位移误差框标和数据记录清晰度、色彩等成果提交航摄分区略图航摄底片、像片航摄仪检定表航摄底片压平质量检测数据表航摄底片密度抽样测定数据表航摄飞行报告附属仪器记录数据成果质量检查报告技术总结航摄资料移交书合同规定的其他 资料航片索引图航空摄影测量的作业过程航空摄影测量的作业过程技术设计根据测区的范围、地
8、形条件和摄影测量的要求,选择航摄季节和航摄时间,确定飞行平台、航摄仪和航摄比例尺,划定航摄分区,计算航摄参数,进行技术设计。数据获取根据项目要求,确定在航空摄影中采用机载激光扫描、机载侧视雷达、低空遥感系统及定位姿态系统等技术的实施方案。质量控制根据项目要求,确定航摄影像资料质量检查的方法和技术指标,并进行航摄中间过程的质量控制和项目成果的整理、检查、验收和归档。航摄设计书航摄设计书航摄设计书的内容主要涉及的工作封面、任务说明、航摄因子计算表、飞行时间计算表、航摄材料消耗计算表、GPS领航数据表、摄区略图等。准备工作、划分航摄分区、确定分区平均平面高程、绘制摄区略图。计算航摄主要数据和编写任务
9、说明。设计用图比例尺设计用图比例尺 航摄比例尺 设计用图比例尺大于或等于1:3 5001:10 000小于1:3 500、大于1:10 0001:25 000或1:10 000小于或等于1:10 0001:50 000或1:25 000在兼顾设计精度和设计工作量的同时,设计用图比例尺和航摄比例尺的倍率在 25 倍之间。航摄比例尺的选择航摄比例尺的选择成图比例尺航摄比例尺1:5001:2 000 1:3 5001:1 0001:3 500 1:7 0001:2 0001:7 000 1:14 0001:5 0001:10 000 1:20 0001:10 0001:20 000、1:25 000
10、、1:32 0001:25 0001:25 000 1:60 0001:50 0001:35 000 1:80 0001:100 0001:60 000 1:100 000航摄分区的划分航摄分区的划分1、分区界线应与图廓线相一致;2、分区内的地形高差不得大于四分之一相对航高;3、在能够确保航线的直线型前提下,分区应尽量划大;4、当地面高差突变或有特殊要求时,分区界线可以破图廓划分5、当采用GPS辅助空三航摄时,划分分区除遵守上述各项规定外,还应确保分区界线与加密分区界线相一致或一个摄影分区内可涵盖多个完整的加密分区。航摄分区摄影基准面高度的确定航摄分区摄影基准面高度的确定 分区摄影基准面的高度
11、(h基),以分区内具代表性的高点平均高程(h高)与低点平均高程(h低)之和的二分之一求得。航线方向和航线敷设方法航线方向和航线敷设方法 航线按东西向直线飞行。特定条件下,亦可根据地形走向与专业测绘的需要飞行;常规航摄航线应与图廓线平行敷设。某些情况下,航线应沿图幅中心线敷设;按专业测绘的要求和特殊的地形条件敷设航线;水域、海区常规敷设航线时,应尽可能避免像主点落水,要确保所有岛屿覆盖完整,并能构成正常重 叠的立体像对;测图控制作业非常困难的地区,可根据用户的设计要求,敷设控制航线。采用GPS领航时,应计算出每条航线首末摄站的经纬度(即坐标)。航摄因子等计算航摄因子等计算摄影季节和航摄时间的选择
12、摄影季节和航摄时间的选择 航摄季节应选择本摄区最有利的气象条件,并要尽可能的避免或减少地表植被和其他覆盖物(如:积雪、洪水、沙尘等)对摄影和测图的不良影响,确保航摄像片能够真实地显现地面细部。选择航摄时间,既要保证具有充足的光照度,又要避免过大的阴影,一般根据摄区的太阳高度角和阴影倍数选定。航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定 l胶片航摄仪航摄仪焦距:物镜节点到焦点的距离像片主距:物镜后节点到像平面的距离像片主距长焦距:(主距:255mm)中焦距:(主距:102255mm)短焦距:(主距:102mm)像场角像场:物镜焦面上中央成像清晰的范围像场角:像场直径对物镜后节点的夹角常角:(视场
13、角:100)航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定 l胶片航摄仪航摄像片航摄像片为量测像片,有光学框标和机械框标航摄像片的大小为23cm23cm航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定 l胶片航摄仪航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定 l数码航摄仪数字航摄仪按其工作方式(或CCD器件的排列方式)可分为框幅式(面阵CCD)航摄仪和推扫式(线阵CCD)航摄仪两种。胶片与数码航摄仪的比较:成像原理相同,记录介质不同光学航摄仪的记录介质是传统的胶片感光材料,数字航摄仪的记录方式是通过电荷耦合器件(CCD)把接收到的数字影像直接记录在磁盘上。航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定
14、 l数码航摄仪框幅式(面阵框幅式(面阵CCDCCD)航摄仪:)航摄仪:DMC 面阵数字航摄仪、SWDC 面阵数字航摄仪UCD面阵数字航摄仪推扫式(线阵推扫式(线阵CCDCCD)ADS40 数字航摄仪。推扫式线阵列传感器的成像特点是每一条扫描行都有一组外方位元素。航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定 l数码航摄仪影像分辨率胶片影像分辨率:用“线对/mm”表示。反映了线条及其背景间的特定反差比数字影像分辨率:用“地面采样间隔GSD(Ground Sample Distance)”表示。航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定 l数码航摄仪检校方法实验室检校法:试验场检校法:自检校法:检
15、定应由具有相应资历的法定检验单位进行。航空摄影仪的选择与检定航空摄影仪的选择与检定检定项目和检定精度要求 单位:mm 检定项目 胶片摄影机 数字摄影机检定项目1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影规范 1:5000 1:10000 1:25000 1:50000 1:100000地形图航空摄影规范检定主距0.010.005框标坐标0.010.005框标距离0.003径向畸变差0.0030.005最佳对称主点坐标0.010.005自准直主点坐标0.010.005镜头分辨率每毫米内不少于85线对每毫米内不少于25线对快门速度1/100 s 1/1000 sCCD面阵坏点航空摄影质量检
16、查与验收航空摄影质量检查与验收-飞行质量飞行质量 航空摄影时:相邻影像(不同位置摄取的两张影像)之间有一定的重叠度称为航向重叠。应 达 到6 0%6 5%,最 小5 6%,最大7 5%互相重叠部分构成一个“立体像对”。相邻航线影像之间一定的重叠度称为旁向重叠。应达到30%35%,个别最小不应小于13%。航空摄影质量检查与验收航空摄影质量检查与验收-飞行质量飞行质量 像片旋角:一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角。要求像片旋角6像片旋角过大会减少立体像对的有效范围把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来,各张像片的主点连线不在一条直线上,而呈现为弯弯曲曲的折线,称航线弯曲 航线弯曲度航
17、线弯曲度:航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数。要求航线弯曲度2Dh2倍高程中误差时,视为倍高程中误差时,视为粗差点,需重建立体模型并修粗差点,需重建立体模型并修测和重新接边测和重新接边Q空间参考坐标系空间参考坐标系(大地基准、高程(大地基准、高程基准和地图投影)基准和地图投影)Q高程精度高程精度(格网点高程精度、相邻(格网点高程精度、相邻DEM接边精度)接边精度)Q逻辑一致性逻辑一致性(组织存储、数据格式、(组织存储、数据格式、数据文件完整和数据文件命名)数据文件完整和数据文件命名)Q附件质量附件质量(元数据、质量检查记录、(元数据、质量检查记录、验收报告及技术总结)验收报告及技术总结)Q
18、 DEM DEM 数据文件数据文件Q 原始特征点线数据文件原始特征点线数据文件Q 元数据文件元数据文件Q DEM DEM 数据文件结合表数据文件结合表Q 质量检查记录质量检查记录Q 质量检查报告质量检查报告Q 技术总结报告技术总结报告Q对内插形成的内插形成的DEM格网点逐个格网点逐个进行行编辑QDEM格网点高程格网点高程值异常,异常,则必必须在影像立体模型上,通在影像立体模型上,通过立体立体观测的方式的方式对内插形成的内插形成的DEM格网格网点逐个点逐个进行行检查、修改,使每个、修改,使每个DEM点切准地面。点切准地面。数字正射影像图数字正射影像图DOMDOM数字正射影像图DOM(Digita
19、l Orthophoto Maps)是利用航空/卫星遥感影像,经像元纠正(数字微分纠正技术),按图幅裁切成的影像图DOMDOM的制作的制作航空摄影测量法 正射参数设置正射纠正正射影像镶嵌图幅影像裁切航天遥感测量法波段选择正射纠正真正射影像即数字真正射影像图(T r u e Ortho;True Digital Ortho Map,T D O M)是在数字微分纠正过程中,需要以数字表面模型(DSM)为基础来进行数字微分纠正的影像 数字正射影像图数字正射影像图DOMDOMDOM基本要求航摄比例尺技术指标(影像分辨率、灰阶、波段)精度(平面精度)DEM精度影像色彩(色彩、反差、色调)影像数据文件格式
20、(GeoTIFF、TIFF+TFW)数字正射影像图数字正射影像图DOMDOM(TDOM)DOMDOMDOMDOM生产流程生产流程生产流程生产流程资料准备色彩调整DEM(DSM)采集影像纠正影像镶嵌图幅裁切质量检查成果整理与提交Q数字数字/数字化航摄影像数字化航摄影像Q 解析空中三角测量成果解析空中三角测量成果Q DEM 成果成果Q 技术设计书技术设计书Q影像匀光(影像内光照均匀)Q影像匀色(色调一致,色彩均匀)Q按图幅范围选取待镶嵌DOMQ相邻DOM间选编镶嵌线Q按镶嵌线裁切单幅DOMQ空间参考坐标系Q像点坐标精度Q相邻影像的镶嵌误差Q相邻影像的接边误差QDOM 质量Q逻辑一致性Q附件质量QD
21、OM 数据文件QDOM 镶嵌线数据文件Q元数据文件QDOM数据文件接合表Q质量检查记录Q质量检查(验收)报告Q技术总结报告数字正射影像图数字正射影像图DOMDOMDOMDOMDOMDOM的质量控制的质量控制的质量控制的质量控制野外检测:检查正射影像的绝对精度与等高线图或线划地图套合后进行目视检查 利用左右影像制作两幅正射影像,构成零立体,通过量测影像上同名点的视差进行检测几何精度检查和影像质量检查两个方面 影像质量检查采用目视检查方法进行,主要包括:整张影像色调是否均匀、反差及亮度是否适中、影像上是否存在斑点等。数字线划图(数字线划图(DLGDLG)-概念概念 数字线划地图(Digital L
22、ine Graphic简称DLG)是现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。数字线划图既包括空间信息也包括属性信息,可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础。数字线划图(数字线划图(DLGDLG)-生产方法生产方法 航空摄影测量法 先外后内测图方式 先内后外测图方式 内外采编一体化测图方式航天遥感测量法 地形图扫描矢量化法数字线化图缩编法数字线划图(数字线划图(DLGDLG)-基本要求基本要求1.航摄比例尺2.平面精度3.高程精度(高程点和等高线)4.高程注记点位置和数量数字线划图(数字线划图(DLGDLG)-生产
23、流程生产流程资料准备像对定向外业调绘与补测立体测图图形编辑与接边质量检查成果整理与提交Q 数字数字/数字化航摄影像数字化航摄影像Q 解析空中三角测量成果解析空中三角测量成果Q 测区较小比例尺地形图测区较小比例尺地形图Q 外业调绘片外业调绘片Q 技术设计书技术设计书Q 上工序检查验收报告上工序检查验收报告Q内定向:内定向:内定向框标点量测误差0.01mm Q相对定向:相对定向:相对定向点残余上下视差Dq0.008mmQ绝对定向:绝对定向:绝对定向点坐标残差Ds0.0002M,Dz0.75倍加密点高程中误差Q 居民地居民地(房檐改正、轮廓闭合、周围建筑关系)Q 点状地物点状地物(突出表示、可移位0
24、.2mm表示)Q 交通设施交通设施(单双线表示、可移位0.2mm表示)Q 管线管线(过城区可断开但需示意连线方向)Q 水系水系(河流遇桥等应中断、陡坎边线可代替水涯线)Q 境界境界(境界线不得中断、离线状地物0.2mm表示)Q 等高线等高线(遇建筑物等要中断、加绘示坡线)Q 植被植被(绘地类界、符号均匀配置)Q 注记注记(明确判读、字头朝北或向山顶、间隔0.2mm)Q 接边接边(线状要素合理、完整、无缝)Q 空间参考坐标系空间参考坐标系(大地基准、高程、地图投影)Q 位置精度位置精度(平面、高程、几何位移、矢量接边)Q 属性精度属性精度(分类代码和属性的正确性)Q 完整性完整性(地图基本要素完
25、整性、地形地物的遗漏)Q 逻辑一致性逻辑一致性(概念、拓扑、格式)Q 表征质量表征质量(几何及地理表达、符号、注记、整饰)Q 附件质量附件质量(元数据、图历薄完整性、正确性)Q DLG DLG 数据文件数据文件Q 回放回放 DLGDLGQ 元数据文件元数据文件Q DLG DLG 数据结合表数据结合表Q 质量检查报告质量检查报告Q 技术总结报告技术总结报告三维建筑模型的建立三维建筑模型的建立 -概念概念 基础地理信息三维模型是地貌、地上地下人工建(构)筑物等基础地理信息的三维表达,反映被表达对象的三维空间位置、几何形态、纹理及属性等信息。在报批稿的城市三维建模技术规范中,城市三维模型宜分为地形模
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