测绘航空摄影考点解析.docx

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测绘航空摄影考点解析

测绘航空摄影考点解析

一、胶片航摄仪

1.航摄仪的结构

单镜头分幅摄影机是目前应用较多的航空摄影机，它装有低畸变透镜。

透镜中心与胶片面有固定而精确的距离，称为摄影机主距。

胶片幅面的大小通常是边长为230mm的正方形：

胶片暗盒能存放长达152m的胶片。

摄影机的快门每启动一次可拍摄一幅影像，故又称为框幅式摄影机。

单镜头框幅式胶片航空摄影机主要由镜筒、机身和暗盒三部分组成。

框幅式胶片航空摄影机分类：

位于承片框四边中央的为齿状的机械框标；位于承片框四角的为光学框标。

新型的航空摄影机均兼有光学框标和机械框标。

框幅式航空摄影属于（中心）投影成像。

2．航摄仪的分类

航空摄影机通常根据其主距或像场角的大小进行分类

（1）根据摄影机主距f值的不同，航空航摄机可分为长焦距、中焦距和短焦距3种；

（2）根据像场角的大小，航空摄影机可分为常角、宽角和特宽角3种。

表9-1-1航空摄影机的分类

像场角（2ß）/（。

）

主距（f）/mm

常角≤75

长焦距≥255

宽角75～100

中焦距102～255

特宽角≥100

短焦距≤102

航空摄影对于航摄机主距的选择，顾及到像片上投影差的大小以及摄影基高比对高程测定精度的影响，一般情况下，对于大比例尺单像测图（如正射影像制作），应选用常角或窄角航摄机；对于立体测图，则应选用宽角或特宽角航摄机。

3、感光材料及其特性

摄影过程中已曝光的感光片必须经过摄影处理（冲洗），才能将已曝光的感光片转变成一张负像底片。

航摄胶片的冲洗主要包括显影、定影、水洗、干燥等过程。

4、航摄仪的辅助设备

1）．为了尽可能消除空中蒙雾亮度的影响，提高航空景物的反差，需要加入航摄滤光片辅助设备

2）．为了补偿像移的影响，在测图航摄仪中需增加影像位移补偿装置。

3）．为了测定景物的亮度，并根据安置的航摄胶片感光度，自动调整光圈或曝光时间。

需要加入航摄仪自动曝光系统

4）．常用的两种胶片航摄仪

我国现行使用的框幅式胶片航空摄影仪主要有RC型航摄仪和RMK型航摄仪两种

RC-10和RC-20的光学系统基本上是相同的，后者具有像移补偿装置

新一代的RC-30航空摄影系统组成：

RC-30航摄仪、陀螺稳定平台和飞行管理系统组戌，

功能：

像移补偿装置、自动曝光控制设备，GPS辅助导航的航空摄影。

二、数字航摄仪

数字航摄仪可分为框幅式（面阵ccd）和推扫式（线阵ccd）两种

现有的商业化大像幅框幅式数字航摄仪主要有DMC、Ultracam-D和SWDC系列航摄仪等，而推扫式数字航摄仪主要有ADS40。

三、航摄影像的分辨率

1．数字影像的分辨率：

是指地面分辨率，一般以一个像素所代表地面的大小来表示，单位为米／像素。

如2m分辨率影像是指一个像素表示地面大约2m×2m的面积．而非地物的大小。

2．胶片影像的分辨率：

指衡量摄影机成像系统对黑白相间、宽度相等的线状目标影像分辨的能力，以每毫米线对数表示。

3．扫描影像的分辨率：

常使用微米来表示扫描分辨率。

4、航摄仪的检定

胶片摄影机检校的内容主要包括：

（1）、像主点位置（x0，y0）与主距f的测定；

（2）、摄影物镜光学畸变差或畸变系数大小的测定；

（3）、底片压平装置的测定；（4）、框标间距以及框标坐标系垂直性的测定。

对于数字摄影机检校的内容主要包括：

（1）、像主点位置（x0，y0）与主距f的测定；

（2）、摄影物镜光学畸变差或畸变系数大小的测定；

还应包括：

像元大小（x，y方向）的测定、调焦后主距变化的测定以及调焦后畸变差变化的测定等。

2摄影机检校的方法

航空摄影测量的摄影机检校方法主要包括实验室检校法和试验场检校法两大类，

大多数情况下，对摄影机内方位元素的确定和物镜光学畸变差的确定是摄影机检校的主要内容。

摄影机的检校方法主要有：

光学实验室检校法；试验场检校法；自检校法。

§1.3测绘航空摄影的基本要求

1、航摄像片倾角：

像片倾角a小于2°～3°

2、航摄比例尺：

为摄影机主距f和像片拍摄处的相对航高h的比值，案例计算H用到。

3、像片重叠度：

分为航向重叠和旁向重叠。

航向重叠应达到56％～65％的重叠，以确保在各种不同的地面至少有50％的重叠。

旁向重叠度一般应为30％～35％，地面起伏大时，设计重叠度还要增大，才能保证像片立体量测与拼接的需要。

4、航线弯曲与航迹角：

通常规定航线弯曲度不得大于3％。

5、像片旋偏角：

在航空摄影过程中，相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向的两框标连线之间的夹角．称航片旋偏角。

6、大比例尺航空摄影测量是指比例尺大于等于1:

1万的

§2测绘航空摄影技术设计

2.1.1设计分析包括三个方面：

1．资料收集2．方案选择3．确定主要设计因子

1．航摄设计用图的选择（辅助记忆，联想国家13种基本比例尺地形图分类）

表1成图比例尺与设计用图比例尺关系表

成图比例尺

设计用图比例尺

≥1：

1000

1：

1万

≥1：

1万

1：

2．5万～1：

5万

≥1：

10万

1：

10万～1：

25万

2航摄比例尺的选择

表2成图比例尺与航摄比例尺关系表

成图比例尺

航摄比例尺

1：

500

1：

2000～1：

3500

1：

1000

1：

3500～1：

7000

1：

2000

1：

7000～1：

14000

1：

5000

1：

1万～1：

2万

1：

10000

1：

2万～1：

4万

1：

25000

1：

2.5万～1：

6万

1：

50000

1：

3.5万～1：

8万

1：

100000

1：

6万～1：

10万

一般情况：

大比例尺摄影比例尺应为成图比例尺3～7倍，中比例尺2倍，小比例尺三个特殊的

3航摄仪的确定

航摄仪的快门，应具有较宽的曝光时间变隔范围（大约1／100～1／1000s）。

快门的光效系数要高（80％～90％或更高些）。

4确定航摄分区

根据测图要求的比例尺及地区情况选择摄影比例尺及航高，划分航摄分区。

航摄分区划分时，要遵循以下原则：

（1）分区界线应与图廓线相一致；

（2）分区内的地形高差一般不大于1／4相对航高，当航摄比例尺大于或等于1：

7000时一般不应大于1／6相对航高；

（3）分区内的地物景物反差、地貌类型应尽量一致；

（4）根据成图比例尺确定分区最小跨度，在地形高差许可的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大，同时分区划分还应考虑用户提出的加密方法和布点方案的要求；

（5）当地面高差突变，地形特征显著不同时，在用户认可的情况下，可以破图幅划分航摄分区；

（6）划分分区时，应考虑航摄飞机侧前方安全距离与安全高度；

（7）当采用GPS辅助空三航摄时，划分分区除应遵守上述各规定外，还应确保分区界线与加密分区界线相一致或一个摄影分区内可涵盖多个完整的加密分区。

5航线敷设方法

航线敷设时，要遵循以下原则：

（1）航线应东西向直线飞行。

（2）常规方法敷设航线时，航线应平行于图廓线。

位于摄区边缘的首末航线应设计在摄区边界线上或边界线外。

（3）水域、海区航摄时，航线敷设要尽可能避免像主点落水；要确保所有岛屿达到完整覆盖，并能构成立体像对。

（4）荒漠、高山区、隐蔽地区等和测图控制作业特别困难的地区，可以敷设构架航线。

（5）根据合同要求航线按图幅中心线或按相邻两排成图图幅的公共图廓线敷设时，应注意计算最高点对摄区边界图廓保证的影响和与相邻航线重叠度的保证情况，当出现不能保证的情况时，应调整航摄比例尺。

（6）采用GPS领航时，应计算出每条航线首末摄站的经纬度（即坐标）。

（7）GPS辅助空三航摄时，应符合国家现行有关标准规范的要求。

6航摄时间的确定

（1）摄区晴天日数多；

（2）大气透明度好；（3）光照充足；（4）地表植被及其覆盖物（如洪水、积雪、农作物等）对摄影和成图的影响最小；（5）彩红外、真彩色摄影，在北方一般避开冬季。

航摄时间的选定原则如下：

（1）既要保证具有充足的光照度，又要避免过大的阴影，对高差特大的陡峭山区或高层建筑物密集的特大城市，应进行专门的设计（限在当地正午前后各一小时进行摄影）。

（2）沙漠、戈壁滩等地面反光强烈的地区，一般在当地正午前后各2h内不应摄影。

（3）彩红外与真彩色摄影应在色温4500k～6800k范围内进行；雨后绿色植被表面水滴未干时不应进行彩红外摄影。

§2．2技术设计书编写

技术设计书的内容包括项目概况、摄区基本技术要求及技术依据、项目技术设计．实施方案等。

一般来说，飞机在航空摄影时很难准确地保持同一高度水平飞行，这样航摄像片之问会有航高差的存在。

由于航高差的影响，航片之间的比例尺会有所差异。

特别当相邻航片之间这种差别较大时，会影响赶体观察和立体量测的精度。

故规范要求同一航线上相邻像片的航高差不得大于30m；最大和最小航高之差不应超过50m,摄影分区内实际航高不应超出设计航高的5％。

项目技术设计内容包括：

（1）航摄因子计算表；

（2）飞行对间计算表；（3）航摄材料消耗计算表；（4）GPS领航数据表。

§4航空摄影中的新技术应用

知识点一：

gps在空中摄影中的两个作用：

1．航摄飞行导航2．gps辅助空中三角测量中的导航与定位

知识点二：

机载激光扫描技术的应用——非接触主动测量

采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据。

激光扫描技术与惯性导航系统（ins）、全球定位系统（gps）、电荷耦合（ccd）等技术相结合，

在大范围数字高程模型的高精度实时获取、城市三维模型重建、局部区域的地理信息获取等方面表现出强大的优势

知识点三：

机载侧视雷达——非接触主动测量

飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。

侧视雷达特点：

（1）具有全天候工作

（2）分辨率高（3）覆盖面积大（4）不易受干扰（5）具有分辨地面固定和活动目标的能力。

机载合成孔径侧视雷达在农业、地质勘探、资源考察、环境保护和海洋调查等方面已获广泛应用。

机载和星载sar影像的应用主要体现在地形的立体测绘方面。

知识点四：

低空遥感系统的应用，低空遥感系统主要包括：

超轻型飞行器航摄系统和无人飞行器航摄系统。

知识点五：

定位定姿系统的应用

机载pos系统一般由以下几部分组成：

（1）惯性测量装置（imu）——获取载体的速度和姿态。

（2）gps接收机。

（3）计算机系统。

（4）数据后处理软件。

采用IMU/GPS辅助航空摄影技术，得到每张像片的外方位元素，实现无需地面控制点的航空摄影测量方法。

机载IMU/GPS系统及航摄仪安装后，应测定偏心分量，从GPS天线相位中心或IMU测量中测至相机的量测参考点，再换算至摄影中心。

GPS偏心分量3次测量的较差一般不应大于5cm，MU偏心分量3次测量的较差一般不应大于1cm

机载POS系统的数据后处理软件通过处理POS系统在飞行中获得的（IMU原始数据、GPS原始数据、GPS基准站数据）计算得到最优的组合导航解。

采用GPS精密单点定位，IMU和GPS数据联合解算的平面位置偏差不应大于0．15米，高程位置偏差不应大于0．5米，速度偏差不应大于0．6m／s。

§5航摄成果的检查验收：

飞行质量和摄影质量。

1飞行质量检查包括：

（1）像片重叠度；

（2）像片倾斜角；（3）像片旋偏角；（一般不得大于6度，最大不得超过8度、且不能连续三张）（4）航线弯曲度；（5）航高保持；（6）摄区、分区、图廓覆盖保证；（7）图幅中心线和旁向两相邻图幅公共图廓线敷设航线的飞行质量；8）控制航线（构架航线）；（9）漏洞补摄；（10）飞行记录填写等。

2摄影质量检查

摄影质量检查包括影像的密度及反差、像点位移误差、框标和数据记录、反差、清晰度、色彩等的检查。

补充：

根据像片倾角的大小，航空摄影可分为：

（1）竖直航空摄影。

凡是像片倾角a小于2°～3°的航空摄影称为竖直航空摄影，

（2）倾斜航空摄影。

按其倾角的大小可分为低倾斜航空摄影和高倾斜航空摄影两种。

竖直航空摄影又可分为：

面积航空摄影、线状地带航空摄影、独立地块航空摄影

按照摄影比例尺的大小，航空摄影分为

（1）大比例尺航空摄影：

摄影比例尺大于等于1／10000；

（2）中比例尺航空摄影：

摄影比例尺在1／10000和1／50000之间；

　　（3）小比例尺航空摄影：

摄影比例尺小于等于1／50000。

例题

1、以下哪个摄影机主距属于胶片中焦和宽角航摄机D

（A）主距260mm和像场角65°（B）主距200mm和像场角70°

（C）主距260mm和像场角110（D）主距150mm和像场角80°

2、以下那款航摄仪是基于三行线阵CCD技术的测量型数字航摄仪C

（A）UltraCam-D数字航摄仪（B）SWDC系列数字航摄仪（C）ADS40数字航摄仪（D）RMK型航摄仪

3、以下哪个不是数字航摄仪检定的内容D

（A）像主点位置与主距的测定（B）像元大小的测定

（C）调焦后主距变化的测定（D）框标间距以及框标坐标系垂直型的测定

4、下列关于航空摄影时飞行质量的要求，叙述错误的是A

（A）像片倾斜角一般不大于3°，个别最大不大于5°

（B）航向重叠度一般应为60%-65%；个别最大不应大于75%，最小不应小于56%

（C）航线弯曲度一般不大于3%

（D）航摄比例尺越大，像片旋角的允许值就越大，但一般以不超过8°为宜

5、POS系统的核心思想是采用动态差分GPS技术和（D）技术直接获得高精度的感测器的六个外方位元素。

A.LidarB.InSARC.SARD.IMU

6、下列对机载激光扫描系统的特点描述不正确的是（C）。

A.机载激光扫描系统基本不需要或很少需要进入测量现场或布置地面控制点。

B.机载激光扫描系统的激光脉冲信号能够部分穿透植被的叶冠。

C.机载激光扫描系统是一种被动式测量方式。

D.机载激光扫描系统可以进行电力线检查。

7、激光雷达扫描测量得到的点云数据包括三维坐标、激光反射强度和（A）。

A.颜色信息B.法向量C.辐射量D.纹理

8、（ABCD）属于航摄设计书的内容要求。

A.航摄因子计算表B.飞行时间计算表

C.航摄材料消耗计算表D.GPS领航数据表E航摄费用

8、下列各项中，关于选择最佳航摄季节的原则叙述正确的是（ABCE）。

A.摄区晴天日数多.B.大气透明度好

C.地表植被及其覆盖物（如洪水、积雪、农作物等）对摄影和成图的影响最小

D.彩红外、真彩色摄影，在北方一般避开秋季

E.彩红外、真彩色摄影，在北方一般避开冬季

9、下列各项中，关于航线敷设的原则叙述正确的是（BCDE）。

A.航线飞行方向一般设计为东北向

B.按常规方法敷设航线时，航线应平行于图廓线，位于摄区边缘的首末航线应设计在摄区边界线上或边界线外

C.对水域、海区敷设航线时，应尽可能避免像主点落水，应保证所有岛屿覆盖完整并能组成立体像对；

D.当沿图幅中心敷设航线时，平行于航摄飞行方向的测区边缘应各外延一条航线

E.航线飞行方向一般设计为东西向

10、关于航空摄影时飞行质量的要求，下列叙述错误的是（BD）。

A.航向重叠度一般应为60%-65%；个别最大不应大于75%，最小不应小于56%

B.像片倾斜角一般不大于3°，个别最大不大于5°

C.航摄比例尺越大，像片旋角的允许值就越大，但一般以不超过8°为宜

D.航线弯曲度一般不大于5%

E.相邻航线的像片旁向重叠度一般应为30%-35%，个别最小不应小于13%

11、关于航摄分区划分的原则叙述错误的是（AD）。

A.分区内的地形高差不得大于三分之一航高

B.当地面高差突变，地形特征差别显著时，可以破图幅划分航摄分区

C.在地形高差许可且能够确保航线的直线性的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大

D.分区界线可不与图廓线相一致

E.分区内的地形高差不得大于四分之一航高

12．目前，主流的常规航空摄影机的像幅为（B）。

A.18cm×18cmB.23cm×23cm

C.36cm×36cmD.46cm×46cm

13．进行航空摄影测量对航摄仪的选择应综合考虑，但其航摄仪有效使用面积内镜头分辨率的要求（B）。

A.每毫米内不少于20线对B.每毫米内不少于25线对

C.每毫米内不少于30线对D.每毫米内不少于40线对

14．航摄像片上一线段与地面上相应线段的水平距离之比称为（C）比例尺。

A.地形图B.测图

C.摄影D.制图

15．框幅式航空摄影属于（D）投影成像。

A.正射B.垂直

C.斜距D.中心

16．当成图比例尺为1：

10000时，应选择的航摄比例尺为（A）

A.1:

20000～1:

40000B.1:

10000～1:

20000

C.1:

25000～1:

60000D.1:

7000～1:

14000

17.航摄胶片的分辨率不应小于（D）线对/mm。

A．55B．65C．75D．85

18．1:

50000地形图航空摄影时，构架航线要求（ACD）。

A.构架航线的摄影比例尺应比测图航线的摄影比例尺大25％左右，应有不小于80％的航向重叠度。

B.位于摄区周边的构架航线，要保证其像主点落在摄区边界线上或边界线之外，两端要超出摄区边界线2条基线。

C.位于摄区内部加密分区间的构架航线，要保证其像主点落在所跨乘的加密分区界线两侧测图航线半条基线的范围内。

D.控制航线间的交叉衔接处，要保证有不少于四条基线的相互重叠。

19．进行1：

5000地形图航空摄影时，要求（CD）。

A.同一条航线上相邻像片的航高差不应大于20m

B.最大航高与最小航高之差不应大于30m

C.航摄分区内实际航高与设计航高之差不应大设计航高的5％

D.1：

5000和1：

25000地形图航空摄影时，对航高的要求一样。

20．（BD），需要进行航摄仪的检定。

A.距前次检定时间超过1年（2年）

B.经过大修或主要部件更换以后

C.快门曝光次数超过10000次（20000）

D.在使用或运输过程中产生剧烈震动以后

21．在平坦地区进行航空摄影时，太阳高度角应大于（）、

A．20度B.30度C．40度D．45度

22．在沙漠、戈壁滩等地面反射光强烈地区，一般不应在当地正午前后各（D）小时内进行航空摄影。

A．0．5B．1C．1．5D．2

23．雨后绿色植被表面水滴未干时，不应进行（C）航空摄影。

A．真彩色B．假彩色C．彩红外D．黑白

24．航空摄影前，宜在（D）布设人工地面标志。

A．城区B.农田C．菜地D．荒漠区

25．航空摄影时，为了防止影像模糊，航摄仪应加装（B）。

A．滤光片B．像移补偿装置C．减振器D．自动曝光系统

26．数字航摄影像的分辨率用（D）表示。

A．像元大小B．线对/mmC．扫描分辨率D．地面采样间隔

27、竖直航空摄影是指像片倾角α小于（C）。

A.0°～1°B.1°～2°C.2°～3°D.3°～4°

28、中比例尺航空摄影是指摄影比例尺在（C）

A.1/1000～1/5000之间B.1/000～1/10000之间C.1/10000～1/50000之间D.1/50000～1/100000之间

29.航摄影像上高出摄影基准面物点的摄影比例尺（A）基准面上的物点的摄影比例尺。

A﹑小于B﹑大于C﹑等于D﹑小于等于

30.用已纠正过的像片确定地物的平面位置，实地测定高程的测图方法叫（A）。

A﹑综合法测图B﹑全能法测图C﹑模拟法测图D﹑解析法测图

31.对于较大面积的航空摄影测区，对于航摄仪的选择，最多可采用（B）个不同主距的航摄仪，但在同条航线上只能采用同一主距的航摄仪。

A﹑2B﹑3C﹑4D﹑5

32.航摄飞行时间的计算，分区摄影时间等于分区面积除以航线间隔乘以（B）系数再除以有效速度。

Ａ、0.85B、1.2C、1.3D、1.5

33.航摄飞行时间的计算，气象飞行时间等于摄区摄影时间乘以（B）。

A、10%B、15%C、20%D、30%

34.航摄时间的选定，既要保证充足的光照度，又要避开过大的阴影。

对于丘陵地、小城镇太阳高度角（h）的选择应超过（C）。

A、15°B、20°C、30°D、45°

注：

平地＞20°，山地、中等城市≥45°高差特大、建筑物高的大城市：

限定在正午前后1小时内进行。

35.进行1：

5000地形图航空摄影时，下列关于飞行质量的叙述错误的是（）。

A、同一条航线上相邻像片的航高差不应大于20m

B、最大航高与最小航高之差不应大于50m

C、航摄分区内实际航高与设计航高之差不应大设计航高的5％

D、1：

5000和1：

25000地形图航空摄影时，对航高的要求一样

解析：

本题答案A详见：

GB/T15661-2008《1:

50001:

100001:

250001:

500001:

100000地形图航空摄影规范》规定：

同一条航线上相邻像片的航高差不应大于30m。

36.下列对于航线敷设原则的叙述，错误的是（）。

A、航线飞行方向一般设计为东西向，特定条件下亦可设计南北向或任意方向飞行

B、位于摄区边缘的首末航线应设计在摄区边界线上或边界线外

C、当相邻航线重叠度不能保证满足要求的情况时，应调整航摄比例尺

D、沿图幅中心线敷设航线时，平行于航摄飞行方向的测区边缘可不用外延一条航线

解析：

本题答案D详见：

GB/T19294-2003《航空摄影技术设计规范》4.5规定。

沿图幅中心线敷设航线时，平行于航摄飞行方向的测区边缘应各沿外延一条航线。

37.进行1：

10000地形图航摄时，下面关于测区覆盖保证和按图幅中心线敷设航线时的飞行质量要求，叙述错误的是（）。

A、按图幅中心线和旁向两相邻图幅公共图廓线敷设航线时，旁向超出分区界线最少不少于像幅的10％

B、要求一张像片覆盖一幅图和一张像片覆盖四幅图时，中心片的选择要保证图廓线距像片边缘一般不少于2.5cm，最少不少于l.5cm

C、旁向覆盖超出摄区边界线一般不少于像幅的50％，最少不少于像幅的30％

D、实际航迹偏离图幅中心线一般不应大于旁向图廓边长的1/5

解析：

本题答案A详见：

GB/T15661-2008《1:

50001:

100001:

250001:

500001:

100000地形图航空摄影规范》规定：

按图幅中心线和旁向两相邻图幅公共图廓线敷设航线时，旁向超出分区界线最少不少于像幅的12％。

38.进行1：

50000地形图航空摄影时，对构架航线的要求叙述正确的是（）。

A、构架航线的摄影比例尺应比测图航线的摄影比例尺大25％左右，应有不小于75％的航向重叠度

B、位于摄区周边的构架航线，要保证其像主点落在摄区边界线上或边界线之外，两端要超出摄区边界线2条基线

C、位于摄区内部加密分区间的构架航线，要保证其像主点落在所跨乘的加密分区界线两侧测图航线