第二三章 影像獲取

第二章：影像獲取ImageAcquisition在像平面處放置感光材料，物體的入射光線經(jīng)物鏡后投射到感光材料上，經(jīng)攝影處理形成影像。同時(shí)，感光材料有正性和負(fù)性，分別產(chǎn)生正片和負(fù)片（底片）。攝影原理AbaBO成像平面攝影物鏡§2-1

航空影像獲取攝影物鏡?無論物鏡由多少個(gè)透鏡組成，經(jīng)過多少次的折射，其結(jié)果都相當(dāng)于在主平面Q和Q’上發(fā)生折射，因此可以用主平面代替等價(jià)物鏡。?主平面將空間分為兩部分，物體所在的空間稱為物方空間，影像所在的空間稱為像方空間。Q和Q’也相應(yīng)稱為物方主平面和像方主平面。?共軛光線：在由物點(diǎn)發(fā)射的諸入射光線和經(jīng)物鏡出射的諸成像光線中，有一對共軛光線，其入射光線與主光軸的夾角和出射光線與主光軸的夾角相等。此時(shí)，共軛光線與主光軸的交點(diǎn)分別為，分別稱為前方節(jié)點(diǎn)（物方節(jié)點(diǎn)）和后方節(jié)點(diǎn)（像方節(jié)點(diǎn)）。共軛光線表達(dá)了像點(diǎn)和物點(diǎn)之間一一對應(yīng)的關(guān)系1、量測用攝影機(jī)的基本要求：?物鏡要求具備良好的光學(xué)特性，物鏡的畸變差要小，分辨率要高，透光率強(qiáng)。?機(jī)械結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定。?航空攝影機(jī)應(yīng)同時(shí)具備攝影過程的自動化裝置，使安裝在飛機(jī)上的此類攝影機(jī)能對地面連續(xù)的進(jìn)行攝影。一、

航空攝影機(jī)（量測用）(MetricCamera)2、量測用攝影機(jī)的特征：①量測用攝影機(jī)的像距是一個(gè)固定的已知值用于測繪地形的航攝儀，攝影的物距要比像距大的多，攝影時(shí)攝影物鏡固定調(diào)焦于無窮遠(yuǎn)點(diǎn)處，因此，像距是一個(gè)定值，約等于攝影物鏡的焦距（Focallength）。②攝影機(jī)像面框架上有框標(biāo)標(biāo)志(fiducialmarks)像平面與物鏡的主光軸垂直，同時(shí)像平面也是一個(gè)框標(biāo)平面，因此像點(diǎn)在像片平面上的位置，可以根據(jù)像片上的框標(biāo)坐標(biāo)系來確定。③內(nèi)方位元素(Interiororientationelements)的數(shù)值是已知的像主點(diǎn)（Principalpoint）：攝影機(jī)主光軸與像平面的交點(diǎn)。像片主距（f）：攝影機(jī)物鏡后節(jié)點(diǎn)到到像片主點(diǎn)的垂距。二、非量測攝影機(jī)第三章：攝影測量基礎(chǔ)知識

FoundamentalsofPhotogrammetry中心投影有兩種狀態(tài)：1）投影平面和物點(diǎn)在投影中心的兩側(cè)，此時(shí)像片為負(fù)片。2）投影平面和物點(diǎn)在投影中心的同一側(cè)，此時(shí)像片為正片。3）無論像片處在正片還是負(fù)片，像點(diǎn)與物點(diǎn)之間的幾何關(guān)系不變。中心投影的正、負(fù)片負(fù)片正片一、攝影比例尺與攝影航高攝影比例尺的選擇：攝影比例尺。控制攝影計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)的像片比例尺。比例尺的選取與成圖比例尺、攝影測量內(nèi)業(yè)成圖方法和成圖精度等因素有關(guān)。比例尺類別航攝比例尺成圖比例尺大比例尺1：2000~1：30001：5001：4000~1：60001：1000中比例尺1：15000~1：200001：100001：25000~1：35000小比例尺1：35000~1：550001：50000§3-1航空攝影?像片比例尺。?航高：指攝影飛機(jī)在攝影瞬間相對于某一水準(zhǔn)面的高度，從該水準(zhǔn)面起算向上為正。航高分為相對航高和絕對航高。ffHH二、空中攝影過程：攝影類型：豎直航空攝影分為：面積航空攝影、條狀地帶航空攝影、獨(dú)立地塊航空攝影。三、攝影測量生產(chǎn)對攝影資料的基本要求1、影像的色調(diào)2、像片重疊3、像片傾角4、航線彎曲5、像片旋角1、影像的色調(diào)：（清晰，色調(diào)一致）2、像片重疊度?像片重疊度。攝影測量使用的航攝像片，要求沿航線飛行方向兩相鄰像片上對所攝地面有一定的重疊影像，這種重疊部分稱為航向重疊度(headingoverlap)。對于面積航空攝影而言，要求兩相鄰航帶之間也需要有一定的影像重疊，這種重疊部分稱為旁向重疊度(sideoverlap)。像片的重疊部分是立體觀察和像片連接所必須的條件。2367236823692370238923882387244724482449245024672466246524643、像片傾角垂直攝影：以測繪地形圖為目的的空中攝影多采用垂直攝影的方式。要求航攝機(jī)在曝光的瞬間物鏡主光軸垂直于地面。像片傾角要小于2°~3°§3-2中心投影的基本知識一、中心投影和正射投影

?投影：用一組假想的直線將物體向幾何面投射稱為投影。其投射線稱為投影射線，投影的幾何面稱為投影平面。?中心投影：當(dāng)投影射線匯聚于一點(diǎn)時(shí)，稱為中心投影。投影射線的匯聚點(diǎn)S稱為投影中心。?正射投影：當(dāng)諸投影射線都平行于某一固定方向時(shí)，稱為平行投影。平行投影中，當(dāng)投影射線與投影平面成斜交時(shí)，成為斜投影。當(dāng)投影射線與投影平面成正交時(shí)稱正射投影。?測量中地面與地形圖的投影關(guān)系為正射投影。地形圖的數(shù)學(xué)特征為：①地形圖上任意兩點(diǎn)間的距離與相應(yīng)地面點(diǎn)的水平距離之比為一常數(shù)（成圖比例尺）。②由地形圖上任意一點(diǎn)引出的兩方向線之間的夾角，等于地面上對應(yīng)的水平角。§3-4攝影測量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)PS物方像方問題的提出：一、像方坐標(biāo)系

1、像平面上的直角坐標(biāo)系（o-xy）：是影像平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系，用以表示像點(diǎn)在像平面上的位置。主要有兩種表示方法：框標(biāo)坐標(biāo)系和像平面直角坐標(biāo)系。像平面直角坐標(biāo)系yxxyoPyxxyoP2、像空間(直角)坐標(biāo)系（S-xyz）?像空間直角坐標(biāo)系是隨著每張航攝像片攝影瞬間的空間方位而定的。所以，不同航攝像片的像空間直角坐標(biāo)系方向是不統(tǒng)一的。Sxoxyyz3、像空間輔助坐標(biāo)系（S-uvw）是一種過渡性的坐標(biāo)系，w軸可以取鉛垂方向,而u軸通常與航向一致。Sxoxyyzuvw二、物方坐標(biāo)系

1、地面測量坐標(biāo)系（T–XtYtZt）地面測量坐標(biāo)系是指國家統(tǒng)一的、國家測圖所用的G-K3°帶或6°帶投影的1980西安坐標(biāo)系和1985國家高程基準(zhǔn)黃海高程系。Sxoxyyzuvw2、地面攝影測量坐標(biāo)系（D–XYZ）?攝影測量中，習(xí)慣用右手空間直角坐標(biāo)系，而野外控制測量提供的控制點(diǎn)坐標(biāo)是屬于左手系的地面測量坐標(biāo)，由于攝影測量工作的需要，需要將地面控制點(diǎn)的左手系坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為右手系坐標(biāo)，最后再將攝影測量成果轉(zhuǎn)化到地面測量坐標(biāo)系，地面攝影測量坐標(biāo)系就是攝影測量坐標(biāo)與地面測量坐標(biāo)互相轉(zhuǎn)換的過渡性坐標(biāo)系。?地面攝影測量坐標(biāo)系是一種過渡的符合右手規(guī)