《緒論影像獲取》

1、第一章 緒 論整理課件本章主要內(nèi)容一、攝影測量學(xué)的定義與任務(wù)二、攝影測量學(xué)的發(fā)展整理課件傳統(tǒng)攝影測量學(xué)定義攝影測量學(xué)是利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的像片，經(jīng)過處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、特性及其相互關(guān)系的一門學(xué)科整理課件攝影測量與遙感定義1988年ISPRS第16屆大會(huì)上定義：攝影測量與遙感是對(duì)非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達(dá)進(jìn)行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)整理課件各種類型傳感器被攝物體影像通過量測和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM整理課件RC30光學(xué)航攝儀整理課件DMC數(shù)字相機(jī)整理課件ADS40數(shù)字傳感器整理課件AD

2、S40機(jī)載數(shù)字傳感器RC30光學(xué)航空相機(jī)列寬 2.4 kmCCD 象元尺寸6.5 x 6.5 m地面象元尺寸 20 x20cm地面采樣間隔, GSD 20 cm影像大小 228 mm x 228 mm范例范例覆蓋范圍 2.4 km x 2.4 km焦距 153 mm像片比例尺 1 : 10,500視角 FoV 64視角對(duì)角線 90整理課件 重疊度 = 66% 地面分辨率 = 30 cmBergheim May 05, 2000 高度 = 4000 ft., 速度 = 70 m/sec.DMC 原型相機(jī) 過片速度 = 2 sec./image數(shù)字航空相機(jī)系統(tǒng) DMC 2001Photofligh

3、t kindly supported byDMC 2001數(shù)字航飛整理課件ADS40數(shù)字航空影像整理課件整理課件正射影像圖三峽正射影象圖：三條航帶 、175張航空影像整理課件三峽景觀圖：三條航帶 、175張航空影像三維景觀圖整理課件攝影測量分類航天攝影測量航空攝影測量近景攝影測量顯微攝影測量地 形攝影測量非地形攝影測量模擬攝影測量解析攝影測量數(shù)字?jǐn)z影測量按距離遠(yuǎn)近按用途按處理手段整理課件攝影測量與遙感平臺(tái)中、低高度飛機(jī)：航空攝影測量人造衛(wèi)星航天飛機(jī)無人駕駛飛機(jī)整理課件攝影測量特點(diǎn)無需接觸物體本身獲得被攝物體信息由二維影象重建三維目標(biāo)同時(shí)提取物體的幾何與物理特性整理課件攝影測量：任務(wù)之一建立各種

4、數(shù)據(jù)庫提供地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地形測量領(lǐng)域 各種比例尺的地形圖、專題圖、特種地圖 正射影像地圖、景觀圖整理課件攝影測量：任務(wù)之二非地形測量領(lǐng)域 生物醫(yī)學(xué)公安偵破古文物、古建筑建筑物變形監(jiān)測整理課件攝影測量學(xué)的三個(gè)發(fā)展階段模擬攝影測量階段 (1851-1970)解析攝影測量階段 (1950-1980)數(shù)字?jǐn)z影測量階段 (1970-現(xiàn)在）整理課件模擬攝影測量光 學(xué)像 片光學(xué)機(jī)械測圖儀器人工建立立體模型人工量測和解譯機(jī)械繪圖圖解線劃地圖像片影像地圖利用光學(xué)/機(jī)械投影方法實(shí)現(xiàn)攝影過程的反轉(zhuǎn)，用兩個(gè)/多個(gè)投影器模擬攝影機(jī)攝影時(shí)的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實(shí)際地形表面成比例的幾何模型，通過對(duì)該

5、模型的量測得到地形圖和各種專題圖單片測圖分工法測圖綜合法測圖整理課件Wild A10 模擬立體測圖儀整理課件解析攝影測量1954年，第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問世1957年，海拉瓦博士提出解析測圖儀的思想，標(biāo)志著解析攝影測量的開始20世紀(jì)70年代末至90年代初，解析攝影測量發(fā)展的鼎盛時(shí)期整理課件解析攝影測量光 學(xué)像 片解 析測圖儀器計(jì)算機(jī)建立立體模型人工量測和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型像片影像地圖以電子計(jì)算機(jī)為主要手段，通過對(duì)攝影像片的量測和解析計(jì)算方法的交會(huì)方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測量產(chǎn)品的一門科學(xué)解析空三解析測圖儀數(shù)控正射儀整理課件整理課

6、件德國Zeiss廠C-100型解析測圖儀整理課件瑞士Kern廠DSR-1型解析測圖儀整理課件瑞士WILD廠OR-1型數(shù)控正射投影儀整理課件德國Zeiss廠Z-2型數(shù)控正射投影儀整理課件數(shù)字?jǐn)z影測量-計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，使功能增強(qiáng)，成本降低，并為編制大型軟件提供平臺(tái)-20世紀(jì)70年代：數(shù)字?jǐn)z影測量萌芽階段-20世紀(jì)80年代：數(shù)字?jǐn)z影測量原型研究階段-20世紀(jì)90年代：真正推出可用于生產(chǎn)的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)整理課件數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù) 字影 像數(shù)字測量攝影系統(tǒng)自動(dòng)建立立體模型自動(dòng)量測和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型數(shù)字影像地圖數(shù) 據(jù) 庫基于攝影測量的基本原理，通過對(duì)所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像

7、進(jìn)行處理，自動(dòng)（半自動(dòng)）提取被攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)字圖像處理影像匹配模式識(shí)別DPW整理課件3-D mouseCrystal eyesVirtual Photogrammetry now is availableSupresoftVirtuoZo NTVirtuoZo 數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)整理課件JX-4A數(shù)字?jǐn)z影測量工作站整理課件發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝影測量像片物理投影模擬測圖儀手工操作模擬產(chǎn)品解析攝影測量像片數(shù)字投影解析測圖儀機(jī)助作業(yè)員操作模擬產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù)字化影像數(shù)字影像數(shù)字投影計(jì)算機(jī)自動(dòng)化

8、操作+作業(yè)員干預(yù)數(shù)字產(chǎn)品4D攝影測量三個(gè)發(fā)展階段的特點(diǎn)整理課件第二章 影像獲取整理課件一、航空影像獲取1、攝影的基本原理 照相機(jī)是人們經(jīng)常接觸的東西，照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，膠卷相當(dāng)于光屏，機(jī)殼相當(dāng)于暗室，被拍照的物體到鏡頭的距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焦距才能在膠卷上得到倒立、縮小的實(shí)像。 照相機(jī)的攝影的基本原理就是根據(jù)凸透鏡的成像的原理，用一個(gè)攝影物鏡代替凸透鏡，在像面出放置感光材料，物體的投射光線經(jīng)攝影物鏡后聚焦于感光材料上，感光材料受成像光線的光化學(xué)作用后生成潛像，再經(jīng)過攝影處理得到光學(xué)影像。整理課件2、 攝影物鏡如圖：主光軸：直線LL 主焦點(diǎn)F1(物方主焦點(diǎn))、F2（像方主焦點(diǎn)） 物方節(jié)點(diǎn)：S1

9、 像方節(jié)點(diǎn)：S2 焦距：F因兩節(jié)點(diǎn)的距離很小，通常下把兩節(jié)點(diǎn)看做一點(diǎn)：物鏡中心LL（主光軸）F1F2FFs1s2整理課件3、量測用攝影機(jī) 這類攝影機(jī)是指的航空攝影機(jī)，地面攝影測量用的攝影經(jīng)緯儀以及近景攝影測量用的攝影機(jī)。 這種攝影機(jī)的特點(diǎn)是： 物鏡具備良好的光學(xué)特性，其物鏡的畸變差要小，分辨力要高，透光率強(qiáng)，攝影機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 安裝在飛機(jī)上對(duì)地面自動(dòng)地迸行連續(xù)攝影的攝影機(jī)稱為航攝機(jī)。整理課件量測用攝影機(jī)的三個(gè)特點(diǎn)1：量測用攝影機(jī)的像距是一個(gè)固定值，幾乎等于攝影機(jī)物鏡的焦距。2：攝影機(jī)像面框架有無框標(biāo)標(biāo)志，是作為區(qū)分量測用攝影機(jī)和非量測用攝影機(jī)的重要標(biāo)志。3：攝影機(jī)主光軸與像平面的交點(diǎn)稱為像片主點(diǎn)

10、，攝影機(jī)物鏡后節(jié)點(diǎn)到像片主點(diǎn)的垂距稱為攝影機(jī)主距，也叫像片主距，一般用宇母f表示。攝影機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求像片主點(diǎn)應(yīng)與框標(biāo)坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。由于制造技術(shù)上的誤差常常是達(dá)不到完全重合的要求，但是必須精確地測定像片主點(diǎn)在框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值x0,y0,把f,x0,y0就稱為像片的內(nèi)方位元素，內(nèi)方位元素是否已知也是量測用攝影機(jī)的特點(diǎn)。整理課件航攝機(jī)可按攝影機(jī)物鏡的焦距分類，可分為；矩焦距航攝機(jī)，其焦距為F150m。中焦距航攝機(jī)，其焦距為150mm300mm。長焦距航攝機(jī)，其焦距為F300mm。整理課件 特點(diǎn) 大面積的同步觀測時(shí)效性短時(shí)間對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測，動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)的綜合性和可比性綜合反映了地球上許

11、多自然、人文信息陸地衛(wèi)星綜合反映地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文等特征真實(shí)性與傳統(tǒng)的地面調(diào)查和考察相比，遙感數(shù)據(jù)可以較大程度地排除人為干擾經(jīng)濟(jì)性與傳統(tǒng)方法相比，節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時(shí)間局限性（ 美國Landsat的經(jīng)濟(jì)投入與取得的效益比為1：80甚至更大）遙 感整理課件Landsat1972年7月23日發(fā)射了第一顆，已經(jīng)發(fā)射了7顆，目前Landsa5仍在運(yùn)轉(zhuǎn)工作。Landsat7是1999年4月發(fā)射的，設(shè)計(jì)壽命是6年，也是NASA 1972年開始實(shí)施的Landsat計(jì)劃中的最后一顆衛(wèi)星。2003年5月31日以來，美國Landsat-7衛(wèi)星掃描行校正器發(fā)生故障，數(shù)據(jù)質(zhì)量比故障前有了明顯的下降，數(shù)據(jù)的可用程度受到了很大的影響。它標(biāo)志著大型、昂貴的Landsat系列地球觀測衛(wèi)星時(shí)代即將結(jié)束，下一步將發(fā)展較小、較便宜、研制周期較短的地球觀測衛(wèi)星。整理課件SPOT 是地球觀察衛(wèi)星系統(tǒng)。是由瑞典、比利時(shí)等國家參加，由法國國家空間研究中心（CNES）設(shè)計(jì)制造的。1986年發(fā)射第一顆，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)射了5顆。SPOT的軌道是太陽同步圓形近極地軌道，高度822 km左右，衛(wèi)星的覆蓋周期是26天，重復(fù)感測能力一般35天，部分地區(qū)達(dá)到1天。整理課件 IKONOS 高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的收集可達(dá)2048灰度級(jí)，記錄為11 bit。由于衛(wèi)星設(shè)計(jì)為易于調(diào)整和操縱，幾秒鐘內(nèi)就可以