| | 航空攝影測量【aerial photogrammetry】指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片,結合地面控製點測量、調繪和立體測繪等步驟,繪製出地形圖的作業。
航空攝影測量單張像片測圖的基本原理是中心投影的透視變換,立體測圖的基本原理是投影過程的幾何反轉。航空攝影測量的作業分外業和內業。外業包括:①像片控製點聯測,像片控製點一般是航攝前在地面上布設的標志點,也可選用像片上明顯地物點(如道路交叉點等),用測角交會、測距導綫、等外水準、高程導綫等普通測量方法測定其平面坐標和高程。②像片調繪,在像片上通過判讀,用規定的地形圖符號繪註地物、地貌等要素;測繪沒有影像的和新增的重要地物;註記通過調查所得的地名等。③綜合法測圖,在單張像片或像片圖上用平板儀測繪等高綫。內業包括:①加密測圖控製點,以像片控製點為基礎,一般用空中三角測量方法,推求測圖需要的控製點、檢查其平面坐標和高程。②測製地形原圖。
測圖的方法主要有綜合法、全能法、分工法(微分法)。綜合法是攝影測量與平板儀結合測圖方法,屬單張像片測圖,根據糾正後的航攝像片,確定地面點的平面位置,用平板儀測地面點高程和等高綫。適用於平坦地區的大比例尺測圖。全能法是置立體像對於立體測圖儀內,構成縮小的地面幾何模型,在立體模型上測地面點的平面位置、高程和等高綫,獲得地形圖的方法,主要適用於山地。分工法是按照平面和高程分求的原則進行測圖的方法,在立體測圖儀器上測定地面點高程和測繪等高綫,地面點平面位置確定與綜合法相同,適用丘陵地區。 | | hangkong sheying celiang
航空攝影測量
aerophotogrammetry
根據在航空飛行器上拍攝的地面像片,獲取地面信息,測繪地形圖。主要用於測繪1:1000~1:100000各類比例尺的地形圖。航攝像片是航空攝影測量的基本資料,是用畫幅式航攝機,按照嚴格的航攝要求攝得的(見航空攝影)。
原理 單張像片測圖的基本原理是中心投影的透視變換,而攝影過程的幾何反轉則是立體測圖的基本原理。廣義來說,前一情況的基本原理也是攝影過程的幾何反轉。20世紀30年代以後,攝影過程的幾何反轉都是應用各種結構復雜的光學機械的精密儀器來實現的。50年代,開始應用數學解析的方式來實現。圖1 攝影過程的幾何反轉原理就是用光學投影方法實現攝影幾何反轉的示意圖。圖攝影過程的幾何反轉原理中假設兩張相鄰的航攝像片覆蓋了同一地面AMDC,它們在左片P□上的構像為□□m□d□c□,右片P□上的構像為□□m□d□c□,兩攝站點S□和 S□間的距離為基綫B。如將這兩張像片裝回與攝影鏡箱相同的投影器內,後面用聚光器照明,就會投射出同攝影時相似的投影光束。再把這兩個投影光束安置在與攝影時相同的空間方位,並使兩投影中心間的距離為b(b為按測圖比例尺縮小的攝影基綫),此時所有的同名投影光綫都應成對相交,從而得出一個地面的立體模型A'M 'D 'C '。這時, 用一個空間的浮遊測標(可作三維運動)去量測它,就可畫得地形圖。
理論 航空攝影測量的主題,是將地面的中心投影(航攝像片)變換為正射投影(地形圖)。這一問題可以采取許多途徑來解决。如圖解法、光學機械法(亦稱模擬法)和解析法等。在每一種方法中還可細分出許多具體方法,而每種具體方法又有其特有的理論。其中有些概念和理論是基礎性的,帶有某些共性,如像片的內方位元素和外方位元素,像點同地面點的坐標關係式,共綫條件方程,像對的相對定嚮,模型的絶對定嚮和立體觀測原理等。
像片的內方位元素和外方位元素 內方位元素用以確定攝影物鏡後節點(像方)同像片間的相關位置。利用它可以恢復攝影時的攝影光綫束。內方位元素係指攝影機主距 f和攝影機物鏡後節點在像平面的正投影位於框標坐標係中的坐標值(□0,□0)。這些數值通過對航攝機鑒定得出,故內方位元素總是已知的。確定攝影光綫束在攝影時的空間位置的數據,叫做像片或攝影的外方位元素。外方位元素有6個數值,包括攝影中心S(圖2像片內方位元素和外方位元素示意圖)在某一空間直角坐標係中的3個坐標值 X□、Y□、Z□和用來確定攝影光綫束在空間方位的3個角定嚮元素,如□、ω、k角。這些外方位元素都是針對着某一個模型坐標係O-XYZ而定義的。模型坐標係的X坐標軸近似地位於攝影的基綫方向,Z坐標軸近似地與地面點的高程方向相符。在模型坐標係內所建立的立體模型必須在其後經絶對定嚮的過程才能取得立體模型的正確方位。
像點坐標變換式 圖2 像片內方位元素和外方位元素示意圖中,像點□在以攝影中心S為原點,攝影主光軸z坐標軸的像空間坐標係(S-□□z)中的坐標為□□、□□、z□=-f。此時以S為原點再建立一個輔助坐標係(S-u□□)其中3個坐標軸□、□、□分別與模型坐標的3個坐標軸X 、Y、Z相平行。□點在此輔助坐標係中的坐標設為□□、□□、□□,則其變換關係式為:
□□R為旋轉矩陣,它是由像空間坐標係與輔助坐標係的相應坐標軸間夾角的餘弦(稱方向餘弦)組成,而這些方向餘弦都是像片的 3個角定嚮元素的函數。這是一個重要的基本公式,因為有很多理論公式或作業公式就是在此基礎上進一步演化得出的。例如,在解析攝影測量中有廣泛 | | - : aerial photogrammetry, aerophotogrammetry, aerial survey
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