§2.1.2 航空摄影与航摄像片
航空摄影
航摄仪在曝光的瞬间物镜 主光轴保持垂直地面
全程采用竖直摄影方式。 按航摄计划要求，按规定 的行高和设计的方向呈直 线飞行，且保持各航线的 相互平行。
沿航线方向相邻两张像片 应有60%左右的航向重叠， 相邻航线间的像片应有30% 左右的旁向重叠。
摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直， 偏离铅垂线的夹角小于30，夹角为像片倾角
sin
系
SJ iV H
sin
重
要
的
n
点
线
特
N
征
底点特性
铅垂线在像平面 上的构像位于以 像底点n为辐射 中心的相应辐射 线上
测
mb c mk
图
航摄比例尺分
比
母
测图比例尺分 母
例 尺
比例尺类型 大比例尺 中比例尺 小比例尺
航摄比例尺 1:2000 ～1:3000 1:4000 ～1:6000 1:8000 ～1:12000 1:15000～1:20000 1:10000～1:35000 1:20000～1:30000 1:35000～1:55000
§2.1.4 透视变换作图
像点平面与物点平面这两个平面之间的 中心投影变换关系称为透视变换
点：摄影中心S
重
像主点o
要
地主点O
的
像底点n
地底点N
点
等角点c
线
地面等角点C
面
主合点i
主遁点J
面：地面E 像片面P 主垂面W 真水平面Es
线：迹线TT 主光线SoO 主垂线SnN 摄影方向线VV 主纵线vv 等角线ScC 主合线hihi 主横线hoho 等比线hchc
投
投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射
影
方
投影射线：投影的直线
式
投影平面：投影的几何面
投影射线会聚于一点的投影称为中心投影
投影射线 物点
投影点
投影中心 投影平面
投影射线平行于某一固定方向的投影的投影称为平行投影
斜投影
投影射 线与投 影平面 斜交
正射投影
投影射线 与投影平 面正交
航摄像片为中心投影，地形图为正射投影
比 例 尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺
表示方法：地图为线划图，航片为影像图
所见即所得
表示内容：地图需要综合取主舍观（、制艺术图规则），航片内容丰富
几何差异：航摄像片可组成像对立体观察
摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取 的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射 投影地形图
航摄像片中的重要点、线、面
Es S ho
hi P v
i
hc o
T
c
hi
n
ho
J
V v N hcC O
透视轴、迹线
T
W
V E
on f tg
重 要
oc f tg
2
oi f ctg
P v
S i
oWTc源自点n线 的
J V vN C O
V E
数
ON Htg
T
学 关
CN Htg
2
Si ci f
➢三线阵航空数码相机 ADS40
能为每条航线上获取三个不同投影方向（前视、下视和后视） 的影像。 很多卫星影像立体像对均提供这样三个不同投影图像前视、下 视和后视。如，ASTER、WORLDBIEW、ALOS等。
§2.1.2 航空摄影与航摄像片
S
S
Z
利用安装在航摄飞机上 的航摄仪从空中一定角 度对地面进行摄影
第二章 单像影像解析基础
西北师范大学
张彦丽
地环学院 地信系
内容提要
一、航摄像片的投影关系 二、共线方程 三、单幅影像解析基础
§2.1航摄像片的投影关系
主要内容
一、航空摄影机 二、航空摄影与航摄像片 三、航摄像片与地形图的差别 四、中心投影透视变换作图
§2.1.1 光学航空摄影机
➢主光轴：通过薄透镜两个球面球心的直线 ➢像平面、框标(机械框标、光学框标)、框标坐标系 ➢物距、像距（两者比例大小在遥感中的特点） ➢像主点、像片内方位元素
长焦距：(主距>200mm)
焦距 像场角
中焦距：(主距＝100～200mm)
短焦距：(主距<100mm)
常 角：(视场角<75。) 宽 角：(视场角＝75。 ~100。) 特宽角：(视场角>100。)
像幅
18cm × 18cm 23cm× 23cm 30cm × 30cm
航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标
航
线
弯
曲
l
航线弯曲度：航 线最大弯曲矢量 与航线长度之比 的百分数。要求 航线弯曲度<3%
思考：航线弯的危害？
L
一张像片上相邻主点连线与同方向框
标连线间的夹角。要求像片旋角<60
像
片
o2
旋
角
产生的原因及危害？航摄机定向不准。像片旋角过大会 减少立体像对的有效范围、增加内业困难
§2.1.3 航摄像片与地形图
航摄像片的大小为18cm×18cm, 23cm×23cm
航 摄 像 片
机械框标
光学框标
§2.1.1 数码航空摄影机-无框标
可携带GPS、惯性测量装置IMU，有规则像素排列而成，无框标设备。
➢单面阵航空数码相
基本参数见P15
➢多面阵航空数码相机
大幅面CCD生产技术困难，因此，由小面阵拼接而成大面阵
c ba
S
中心投影
B
A
C
AC B
c ab
正射投影
航 当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上 构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异
摄 称像点位移
像
s
s
片
a bc
的
p
a
b0
a0 b
p
A
特
CE
B0
点
AB
像片倾斜引起的 像点位移
A0
B
地形起伏引起的
像点位移
航摄像片与地图的关系
投影方式：地图为正射投影，航片为中心投影
测图比例尺 1:500 1:1000 1:2000， 1:5000 1:5000 1:10000 1:25000 1:50000
为了确保摄影测量精度，提出了摄影质量和飞行质量的基本要求。
把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起
来，各张像片的主点连线不在一条直线上，
而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲
比
a
P
地面取平均高程 时，像片上的线
例 尺
段 l 与地面上相
H
应的水平距L 之 比为摄影比例尺
A
1l f mLH
E
f为摄影机主距，H为航高
根据基准面的不同，航高分为相对航高和绝对航高。
摄影比例尺的选择综合考虑成图比例尺、摄影测量内业成图方法和 成图精度等因素，同时兼顾经济性和摄影资料的可使用性。
竖
像片
直
像片
S
摄
影
A
铅垂线
摄影机主光轴
航
1
23
向
重
叠
px
度
Lx
px %
px Lx
100%
思考：像片重叠度的用途及要求？
І-1
旁
Ly
向
重
py
叠
Ⅱ-1
度
py%
py Ly
100%
航向相邻两个摄影站间的距离
摄
摄影基线
影
基 线
P1 S1
B
P2
S2
E
思考：摄影像片实际的摄影比例尺特点？
摄
影
S f
视摄影像片水平、