目录 第7章航空遥感及其航测知识.·1 S7.1航空摄影及其资料.…1 7.1.1航空摄影 7.1.2航空摄影资料. 5 S7.2航摄像片的几何特征。…6 7.2.1投影性质 ..6 7.2.2航摄像片的特征点线. 8 7.2.3航摄像片的像点位移 9 7.2.4航摄像片的方向偏差 13 7.2.5航摄像片的比例尺 14 S7.3航摄像片的立体观测与纠正转绘.· 16 7.3.1航摄像片的立体观察 .16 7.3.2航摄像片的立体量测 19 7.3.3航摄像片的纠正与转绘. .22
目 录 第 7 章 航空遥感及其航测知识 .................. 1 §7.1 航空摄影及其资料 ............................ 1 7.1.1 航空摄影....................................................................................................... 1 7.1.2 航空摄影资料................................................................................................ 5 §7.2 航摄像片的几何特征 ........................... 6 7.2.1 投影性质....................................................................................................... 6 7.2.2 航摄像片的特征点线..................................................................................... 8 7.2.3 航摄像片的像点位移..................................................................................... 9 7.2.4 航摄像片的方向偏差................................................................................... 13 7.2.5 航摄像片的比例尺....................................................................................... 14 §7.3 航摄像片的立体观测与纠正转绘 ................. 16 7.3.1 航摄像片的立体观察................................................................................... 16 7.3.2 航摄像片的立体量测................................................................................... 19 7.3.3 航摄像片的纠正与转绘................................................................................ 22
第7章航空遥感及其航测知识 航空遥感是指载体为飞机或气球所进行的遥感，它是遥感技术一个非常重要的组成部 分。目前主要是应用各种摄影方法获取影像资料，进行专业分析应用。本章主要对航空摄 影、航摄像片及其特征，航摄像片立体观测、纠正等航测知识进行重点介绍，为以后的专 业解译和应用打下基础。 §7.1航空摄影及其资料 7.1.1航空摄影 航空摄影是将航摄仪安装在飞机上，按照一定的要求对目标物摄影，获取影像资料的 过程。其目的是得到并向用户提供合乎质量要求的像片产品。 航空摄影根据摄影的地区和范围，分为单站摄影、路线摄影和区域摄影。根据摄影机 的主光轴在摄影瞬间的位置，分为垂直航空摄影和倾斜航空摄影。前者在摄影时主光轴偏 离铅垂线不大于3°，一般为1·~2·：倾斜摄影此角大于3°。现在主要应用的是区 域垂直航空摄影。 1航空摄影过程 航空摄影工作主要包括三个过程：航摄的准备工作、空中摄影、地面摄影处理和航摄 质量评价。 (1)航摄的准备工作 在航空摄影前，根据航摄目的和任务要求，进行以下工作： ①划分摄影分区当航摄区域较大或地形复杂时，需将摄区分为若干个分区摄影。划 分的原则是照顾空中摄影领航技术的水平。航线不宜太长，同一摄区内地形要大致类同， 可采用同一航摄仪以相同的航高进行摄影。分区的分界线应与地形图图幅的图廓相一致。 ②确定摄影比例尺主要根据成图比例尺、成图的方法和精度要求进行，另外还要考 虑到经济性以及往后的多用途性。 ③选择航空摄影机主要根据测区的地形、成图比例尺和测图技术而定。一般对于平 坦地区应该选用长焦距的摄影仪，丘陵地区则选用短焦距的宽角航摄机。 ④计算航高、摄影基线和航线间距首先根据比例尺，航摄仪焦距计算航高，根据航 向重叠和旁向重叠计算出摄影基线和航线间距。 ⑤准备航摄软片，编制领航图，确定曝光时间和曝光间隔，以及飞机航行速度 (2)空中摄影 空中摄影应选择在天气晴朗、能见度好，气流平稳的条件下进行。摄影时间一般在上 1
1 第 7 章 航空遥感及其航测知识 航空遥感是指载体为飞机或气球所进行的遥感，它是遥感技术一个非常重要的组成部 分。目前主要是应用各种摄影方法获取影像资料，进行专业分析应用。本章主要对航空摄 影、航摄像片及其特征，航摄像片立体观测、纠正等航测知识进行重点介绍，为以后的专 业解译和应用打下基础。 §7.1 航空摄影及其资料 7.1.1 航空摄影 航空摄影是将航摄仪安装在飞机上，按照一定的要求对目标物摄影，获取影像资料的 过程。其目的是得到并向用户提供合乎质量要求的像片产品。 航空摄影根据摄影的地区和范围，分为单站摄影、路线摄影和区域摄影。根据摄影机 的主光轴在摄影瞬间的位置，分为垂直航空摄影和倾斜航空摄影。前者在摄影时主光轴偏 离铅垂线不大于 3°，一般为１°～２°；倾斜摄影此角大于３°。现在主要应用的是区 域垂直航空摄影。 1 航空摄影过程 航空摄影工作主要包括三个过程：航摄的准备工作、空中摄影、地面摄影处理和航摄 质量评价。 (1)航摄的准备工作 在航空摄影前，根据航摄目的和任务要求，进行以下工作： ①划分摄影分区 当航摄区域较大或地形复杂时，需将摄区分为若干个分区摄影。划 分的原则是照顾空中摄影领航技术的水平。航线不宜太长，同一摄区内地形要大致类同， 可采用同一航摄仪以相同的航高进行摄影。分区的分界线应与地形图图幅的图廓相一致。 ②确定摄影比例尺 主要根据成图比例尺、成图的方法和精度要求进行，另外还要考 虑到经济性以及往后的多用途性。 ③选择航空摄影机 主要根据测区的地形、成图比例尺和测图技术而定。一般对于平 坦地区应该选用长焦距的摄影仪，丘陵地区则选用短焦距的宽角航摄机。 ④计算航高、摄影基线和航线间距 首先根据比例尺，航摄仪焦距计算航高，根据航 向重叠和旁向重叠计算出摄影基线和航线间距。 ⑤准备航摄软片，编制领航图，确定曝光时间和曝光间隔，以及飞机航行速度。 (2)空中摄影 空中摄影应选择在天气晴朗、能见度好，气流平稳的条件下进行。摄影时间一般在上
午九时至下午四时之间。飞机在进入测区航摄以前，应先试飞一段距离，利用飞机上的仪 表和地面方位标准校正好方向和位置后，飞入测区正式摄影，如图7-1所示。 A.曝光条件 航重叠了单张象片的覆益 立体摄形面积 B,获取的象片 岛然塑感产生 旁向重叠 图7-1航空摄影过程与像片重叠关系的示意图 (3)摄影处理 每次空中摄影后立即时进行摄影处理，就是对空中曝光后的胶片进行冲洗，得到影像 稳定的航摄底片。待底片晾干后，在底片的药膜上写明测区代号、图号、摄影日期、航摄 仪类型、航摄仪主距、像片编号等。最后进行航摄质量评定。 2航摄质量评定 航空摄影的质量好坏，直接影响到成图精度和专业应用的效果。为了确保质量，每次 摄影完成后，应立即对航空摄影成果进行质量评定和验收
2 午九时至下午四时之间。飞机在进入测区航摄以前，应先试飞一段距离，利用飞机上的仪 表和地面方位标准校正好方向和位置后，飞入测区正式摄影，如图 7-1 所示。 图 7-1 航空摄影过程与像片重叠关系的示意图 (3)摄影处理 每次空中摄影后立即时进行摄影处理，就是对空中曝光后的胶片进行冲洗，得到影像 稳定的航摄底片。待底片晾干后，在底片的药膜上写明测区代号、图号、摄影日期、航摄 仪类型、航摄仪主距、像片编号等。最后进行航摄质量评定。 2 航摄质量评定 航空摄影的质量好坏，直接影响到成图精度和专业应用的效果。为了确保质量，每次 摄影完成后，应立即对航空摄影成果进行质量评定和验收
评定航摄质量包括底片的影像质量和飞行质量两方面。影像质量主要要求影像清晰 色调一致，反差适中：反差系数0.5<Y<1.3,最大密度1.8>Dmax>1.0,灰雾度D< 0.3:阴影云影都不过大：底片无损伤、斑痕、霉点以及虚模影像等。 飞行质量评定项目和标准包括下面内容： (1)像片重叠度 像片重叠是指相邻像片相同影像的重叠。其中同一航线上两相邻像片的重叠称航向重 叠，相邻航线之间两相邻像片的重叠称旁向重叠。像片重叠的程度常用重叠度来表示，为 重叠长度与像片边长之比。如图7-1所示 航向重叠度： p%= k×100 (7-1) 旁向重叠度： _y×100 y (7-2) 为了保证像片的连续性，满足立体观测和制图精度的需要，航空摄影一般规定：航向重叠 度为60%，最小不得小于53%：旁向重叠度为30%，最小不得小于15%。 (2)像片倾斜角 在空中摄影曝光的一瞬间，像平面与水平面的夹角称影片的倾斜角。为满足精度要求 像片的倾斜角一般应小于2·，最大不得超过3·。倾斜角的大小可根据像片上的圆形水 准器影像中气泡所处的位置来确定，气泡偏离中心几圈就表示倾斜角为几度。 (3)航线弯曲度 在空中摄影时，要求飞机按预定航线直线飞行，以防造成漏摄和重叠不够。但是由于 各种原因，航线经常是弯曲的，其弯曲程度用弯曲度来表示，它等于整条航线的长度L与 最大弯曲的矢距6之比，如图7-2所示。 航线弯曲度%= 7×100 (7-3) 一般要求航线弯曲度不超过3%。 检查时，以航线为单元，将航片按重叠地 物拼起来。把首尾两张航片的像主点连成直线 然后检查各像主点到直线的矢距6，以最大的 图7-2航线弯曲度 矢距6与直线的长度L按上式计算。 (4)像片旋角（航偏角） 相邻像片两像主点的连线与航线方向像幅 3 图7-3像片旋角
3 评定航摄质量包括底片的影像质量和飞行质量两方面。影像质量主要要求影像清晰， 色调一致，反差适中；反差系数 0.5＜γ＜1.3，最大密度 1.8＞Ｄmax＞1.0，灰雾度 D0＜ 0.3；阴影云影都不过大；底片无损伤、斑痕、霉点以及虚模影像等。 飞行质量评定项目和标准包括下面内容： (1)像片重叠度 像片重叠是指相邻像片相同影像的重叠。其中同一航线上两相邻像片的重叠称航向重 叠，相邻航线之间两相邻像片的重叠称旁向重叠。像片重叠的程度常用重叠度来表示，为 重叠长度与像片边长之比。如图 7-1 所示： 航向重叠度： p%＝ Lx lx ×100 (7-1) 旁向重叠度： q%＝ Ly ly ×100 (7-2) 为了保证像片的连续性，满足立体观测和制图精度的需要，航空摄影一般规定：航向重叠 度为 60％，最小不得小于 53％；旁向重叠度为 30％，最小不得小于 15％。 (2)像片倾斜角 在空中摄影曝光的一瞬间，像平面与水平面的夹角称影片的倾斜角。为满足精度要求， 像片的倾斜角一般应小于２°，最大不得超过３°。倾斜角的大小可根据像片上的圆形水 准器影像中气泡所处的位置来确定，气泡偏离中心几圈就表示倾斜角为几度。 (3)航线弯曲度 在空中摄影时，要求飞机按预定航线直线飞行，以防造成漏摄和重叠不够。但是由于 各种原因，航线经常是弯曲的，其弯曲程度用弯曲度来表示，它等于整条航线的长度Ｌ与 最大弯曲的矢距δ之比，如图 7-2 所示。 航线弯曲度％＝ L ×100 (7-3) 一般要求航线弯曲度不超过３％。 检查时，以航线为单元，将航片按重叠地 物拼起来。把首尾两张航片的像主点连成直线， 然后检查各像主点到直线的矢距δ，以最大的 矢距δ与直线的长度Ｌ按上式计算。 (4)像片旋角(航偏角) 相邻像片两像主点的连线与航线方向像幅 图 7-2 航线弯曲度 图 7-3 像片旋角
上两框标连线之间的夹角，称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过5°，最大不超过8°。 如图7-3所示。 像片旋角检查方法是先标出两张同航线相邻像片的像主点0，和0，然后将两像主点相 互转刺得0，'和0，'，连结00.'，00'和航片航向框标线。量测同一张航片上两条线之 间的夹角即为航片的旋角。 (5)底片压平质量 为避免影像产生不必要的变形，要求摄影时底片必须压平。压平程度由压平线进行检 查。压平线是航摄仪承影框前，离四周2-2.5℃m处拉的四条金属线。摄影后，底片上留有 该四条线的影像。如果压平线直，则说明底片是压平的，反之则为没有压平，一般要求压 平线弯曲不得大于0.05一0.1mm 3航摄仪 航摄仪是专供航空摄影的传感器，在很大程度上决定着航摄像片的质量。它虽然是 种专门的摄影机，但其基本构造和普通摄影机相同。由镜头、镜箱、暗盒三部分和附加装 置组成（如图7-4）。 航摄仪种类众多，分类方法也很多 计有以下几种： 「供片卷 下受片卷销 ①按像幅大小划分小像幅航摄 仪：像幅<18×18cm:标准像幅航摄仪 像幅18×18cm:大像幅航摄仪：像幅 >18×18cm2 作平 支座 ②按镜头焦距()划分长焦距航 摄仪：f>300m:中焦距航摄仪：300 ≥f>150mm:短焦距航摄仪：150≥f> 70mm:超短焦距航摄仪：f≤70mm。 ③按镜箱结构划分普通单镜头航 摄仪、单镜头多波段航摄仪、多镜头航 摄仪、多镜箱航摄仪等。 波光片 ④按镜头像场角2B)的大小别分 狭角航摄仪：2B<30°：常角航摄仪： 图7-4单镜头航摄仪的主要结构示意图 30°≤2B<70°：宽角航摄仪：70°≥ 2B<100°：特宽角航摄仪：2B≥1001 4航摄飞机 航摄飞机， 一般利用现有的各种型号飞机，也有专门的航空遥感飞机。航摄飞机应具 备航速均匀，航高不变，飞行平稳，视野良好，续航时间长，飞行距离远等性能。目前， 由于镜头分辨率和胶片性能的提高，多向高空航摄方向发展
4 上两框标连线之间的夹角，称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过 5°，最大不超过 8°。 如图 7-3 所示。 像片旋角检查方法是先标出两张同航线相邻像片的像主点 O1 和 O2，然后将两像主点相 互转刺得 O2′和 O1′，连结 O1O2′，O2O1′和航片航向框标线。量测同一张航片上两条线之 间的夹角即为航片的旋角。 (5)底片压平质量 为避免影像产生不必要的变形，要求摄影时底片必须压平。压平程度由压平线进行检 查。压平线是航摄仪承影框前，离四周 2－2.5cm 处拉的四条金属线。摄影后，底片上留有 该四条线的影像。如果压平线直，则说明底片是压平的，反之则为没有压平，一般要求压 平线弯曲不得大于 0.05－0.1mm。 3 航摄仪 航摄仪是专供航空摄影的传感器，在很大程度上决定着航摄像片的质量。它虽然是一 种专门的摄影机，但其基本构造和普通摄影机相同。由镜头、镜箱、暗盒三部分和附加装 置组成(如图 7-4)。 航摄仪种类众多，分类方法也很多， 计有以下几种： ①按像幅大小划分 小像幅航摄 仪：像幅＜18×18cm2；标准像幅航摄仪： 像幅 18×18cm2；大像幅航摄仪：像幅 ＞18×18cm2。 ②按镜头焦距(f)划分 长焦距航 摄仪：f＞300mm；中焦距航摄仪：300 ≥f＞150mm；短焦距航摄仪：150≥f＞ 70mm；超短焦距航摄仪：f≤70mm。 ③按镜箱结构划分 普通单镜头航 摄仪、单镜头多波段航摄仪、多镜头航 摄仪、多镜箱航摄仪等。 ④按镜头像场角(2β)的大小划分 狭角航摄仪：2β＜30°；常角航摄仪： 30°≤2β＜70°；宽角航摄仪：70°≥ 2β＜100°；特宽角航摄仪：2β≥100°。 4 航摄飞机 航摄飞机，一般利用现有的各种型号飞机，也有专门的航空遥感飞机。航摄飞机应具 备航速均匀，航高不变，飞行平稳，视野良好，续航时间长，飞行距离远等性能。目前， 由于镜头分辨率和胶片性能的提高，多向高空航摄方向发展。 图 7-4 单镜头航摄仪的主要结构示意图