| | 航空摄影测量【aerial photogrammetry】指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片,结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业。
航空摄影测量单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换,立体测图的基本原理是投影过程的几何反转。航空摄影测量的作业分外业和内业。外业包括:①像片控制点联测,像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点,也可选用像片上明显地物点(如道路交叉点等),用测角交会、测距导线、等外水准、高程导线等普通测量方法测定其平面坐标和高程。②像片调绘,在像片上通过判读,用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素;测绘没有影像的和新增的重要地物;注记通过调查所得的地名等。③综合法测图,在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。内业包括:①加密测图控制点,以像片控制点为基础,一般用空中三角测量方法,推求测图需要的控制点、检查其平面坐标和高程。②测制地形原图。
测图的方法主要有综合法、全能法、分工法(微分法)。综合法是摄影测量与平板仪结合测图方法,属单张像片测图,根据纠正后的航摄像片,确定地面点的平面位置,用平板仪测地面点高程和等高线。适用于平坦地区的大比例尺测图。全能法是置立体像对于立体测图仪内,构成缩小的地面几何模型,在立体模型上测地面点的平面位置、高程和等高线,获得地形图的方法,主要适用于山地。分工法是按照平面和高程分求的原则进行测图的方法,在立体测图仪器上测定地面点高程和测绘等高线,地面点平面位置确定与综合法相同,适用丘陵地区。 | | hangkong sheying celiang
航空摄影测量
aerophotogrammetry
根据在航空飞行器上拍摄的地面像片,获取地面信息,测绘地形图。主要用于测绘1:1000~1:100000各类比例尺的地形图。航摄像片是航空摄影测量的基本资料,是用画幅式航摄机,按照严格的航摄要求摄得的(见航空摄影)。
原理 单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换,而摄影过程的几何反转则是立体测图的基本原理。广义来说,前一情况的基本原理也是摄影过程的几何反转。20世纪30年代以后,摄影过程的几何反转都是应用各种结构复杂的光学机械的精密仪器来实现的。50年代,开始应用数学解析的方式来实现。图1 摄影过程的几何反转原理就是用光学投影方法实现摄影几何反转的示意图。图摄影过程的几何反转原理中假设两张相邻的航摄像片覆盖了同一地面AMDC,它们在左片P□上的构像为□□m□d□c□,右片P□上的构像为□□m□d□c□,两摄站点S□和 S□间的距离为基线B。如将这两张像片装回与摄影镜箱相同的投影器内,后面用聚光器照明,就会投射出同摄影时相似的投影光束。再把这两个投影光束安置在与摄影时相同的空间方位,并使两投影中心间的距离为b(b为按测图比例尺缩小的摄影基线),此时所有的同名投影光线都应成对相交,从而得出一个地面的立体模型A'M 'D 'C '。这时, 用一个空间的浮游测标(可作三维运动)去量测它,就可画得地形图。
理论 航空摄影测量的主题,是将地面的中心投影(航摄像片)变换为正射投影(地形图)。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法(亦称模拟法)和解析法等。在每一种方法中还可细分出许多具体方法,而每种具体方法又有其特有的理论。其中有些概念和理论是基础性的,带有某些共性,如像片的内方位元素和外方位元素,像点同地面点的坐标关系式,共线条件方程,像对的相对定向,模型的绝对定向和立体观测原理等。
像片的内方位元素和外方位元素 内方位元素用以确定摄影物镜后节点(像方)同像片间的相关位置。利用它可以恢复摄影时的摄影光线束。内方位元素系指摄影机主距 f和摄影机物镜后节点在像平面的正投影位于框标坐标系中的坐标值(□0,□0)。这些数值通过对航摄机鉴定得出,故内方位元素总是已知的。确定摄影光线束在摄影时的空间位置的数据,叫做像片或摄影的外方位元素。外方位元素有6个数值,包括摄影中心S(图2像片内方位元素和外方位元素示意图)在某一空间直角坐标系中的3个坐标值 X□、Y□、Z□和用来确定摄影光线束在空间方位的3个角定向元素,如□、ω、k角。这些外方位元素都是针对着某一个模型坐标系O-XYZ而定义的。模型坐标系的X坐标轴近似地位于摄影的基线方向,Z坐标轴近似地与地面点的高程方向相符。在模型坐标系内所建立的立体模型必须在其后经绝对定向的过程才能取得立体模型的正确方位。
像点坐标变换式 图2 像片内方位元素和外方位元素示意图中,像点□在以摄影中心S为原点,摄影主光轴z坐标轴的像空间坐标系(S-□□z)中的坐标为□□、□□、z□=-f。此时以S为原点再建立一个辅助坐标系(S-u□□)其中3个坐标轴□、□、□分别与模型坐标的3个坐标轴X 、Y、Z相平行。□点在此辅助坐标系中的坐标设为□□、□□、□□,则其变换关系式为:
□□R为旋转矩阵,它是由像空间坐标系与辅助坐标系的相应坐标轴间夹角的余弦(称方向余弦)组成,而这些方向余弦都是像片的 3个角定向元素的函数。这是一个重要的基本公式,因为有很多理论公式或作业公式就是在此基础上进一步演化得出的。例如,在解析摄影测量中有广泛 | | - : aerial photogrammetry, aerophotogrammetry, aerial survey
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