2015年摄影测量与遥感之综合知识3

1、第三篇摄影测量与遥感之综合知识主要内容考试题目分析考试大纲分析测绘航空摄影摄影测量与遥感(2) 8.6影像判读与野外像片调绘8.6.1影像判读概念1. 基本概念 像片判读：借助相应的仪器设备及有关资料，采用一定的方法对像片影像进行分析判断，从而确认影像所表示的地面物体的属性、特征，为测制地形图或为其他专业部门提供必要的地形要素。 影像判读可分为：专业判读和地形判读。 2. 影像判读原理 影像判读原理之所以被人们掌握，是因为：影像与地物之间保持着一定的几何关系；影像反映了地物的形状、大小、色调、阴影、相关位置、纹理等几何特征；在相同的情况下，相同的地物反映出的影像也相同。 3. 影像的解译 解译

2、标志的建立是解译的前提。解译标志分为：直接解译标志和简介解译标志。 1）直接解译标志：形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置、布局。 2）间接解译标志：建立相关事物之间的联系。 3）应用解译标志应注意的问题 8.6.2野外像片调绘基本要求 像片调绘：是以像片判读为基础，把航摄像片上的影像所代表的地物识别和辨认出来，并按照规定的图式符号和注记方式表示在航测像片上。 目前大多采用先室内调绘，后野外检查补绘的办法来完成。 1） 综合取舍 2） 其他要求 像片调绘的基本作业流程 准备工作像片判读综合取舍着铅询问检查量测补测新增地物清绘复查接边像片调绘的基本知识 像片调绘是以像片判读为基础，把航

3、摄像片上的影像所代表的地物识别和辨认出来，并按照规定的图示符号和主机方式表示在航测像片上。像片的综合取舍 综合取舍对地物地貌进行选择和概括的过程像片调绘的基本作业流程 准备工作像片判读综合取舍着铅询问检查量测补测新增地物清绘复查接边主要调绘内容 像片调绘的方法： 1） 全野外调绘法 2）室内外综合调绘法 外业调绘中的的主要调绘内容有：独立地物调绘；居民地调绘；道路及其附属设施调绘；管线、垣栅和境界的调绘；水系、地貌、土质和植被的调绘；地理名称的调查和注记等。 主要地形目标的调绘 像片调绘可采用全野外调绘法或室内综合调绘法。 在调绘中应判读准确，描绘清楚，图示符号运用恰当，各种助剂准确无误。对地

4、物地貌的取舍，以图面负载量和保持实地特征为原则。 通过调绘获取成果后需要对调绘像片进行整饰和接边，以便提供下一工序使用。像片判读特征与判读方法 1）像片判读特征 形状、大小、色调、阴影、纹形、布局、位置 2）目视判读一般方法 从宏观到细部，从一般细部到个别细部，从一只特征到位置特征，从局部特征到整个区域的判读特征。有直判法、对比法、综合判认法 像片控制测量野外像片控制点的布点方案 1.全野外布点方案 通过野外控制测量获得的航片像片控制点不需内业加密，直接提供内业测图定向或纠正使用。 2.非全野外布点方案 按航线数分为单航线和区域网两种 3.特殊情况的布点方案野外控制点的选择 航外像片控制点的布

5、设不仅和布点方案有关，还须考虑航测成图过程中像点量测的精度、绝对定向和各类误差改正对像片控制点的具体点位要求。野外控制点的编号、整饰和注记野外像片控制点的施测 1.刺点目标的选择要求 2.像片控点平面坐标和高程的施测 先整体到局部，先控制后碎步 3.控制点接边3. 调绘片的整饰与接边 1）调绘像片的整饰 及时清绘，清绘时各种地物中心位置要准确，中心的、中心线应按图示规定绘出。 2）调绘像片的接边 a.图幅内部接边、幅与幅之间接边 b.同期作业接边、不同期作业接边 调绘像片的整饰与接边调绘像片的整饰 及时清绘，清绘时各种地物中心位置要准确，中心的、中心线应按图示规定绘出。调绘像片的接边 a.图幅

6、内部接边、幅与幅之间接边 b.同期作业接边、不同期作业接边4. 新增地物的补测 新增地物：是在影像获取时不存在，作业时新增加的地物。 新增地物必须在调绘时进行补测，补测方法通常采用：交会法、坐标法、截距法和比较法确定新增地物的位置。 新增地物的补测 新增地物必须在调绘时进行补测，通常采用交会法、坐标法、截距法和比较法确定新增地物的位置。5. 质量控制 质量检查实行两级检查一级验收制度。 1） 质量控制方法 2） 调绘质量控制内容 一级检查：对所有成果进行100%检查 二级检查：调绘成果进行20%30%的实地重点检查6. 成果整理基于摄影测量与遥感的4D产品生产4D产品生产的数据流解析空中三角测

7、量数字高程模型(DEM)数字正射影像图(DOM)数字线划地图(DLG)数字栅格地图(DRG)4D产品生产的数据流 数字摄影测量与遥感的产品主要包括3大类： 1.影像类产品 2.点和矢量类产品 4D产品是指DEM、DOM、DLG和DRG。 3.影像和矢量相结合的产品 另外，还有各种可视化的立体模型，各种工程设计所需的三维信息，各种信息系统、数据库所需的空间信息等都属于数字摄影测量系统的产品范畴。 数字摄影测量与遥感的产品主要包括3大类： 1.影像类产品 2.点和矢量类产品 4D产品是指DEM、DOM、DLG和DRG。 3.影像和矢量相结合的产品 另外，还有各种可视化的立体模型，各种工程设计所需的

8、三维信息，各种信息系统、数据库所需的空间信息等都属于数字摄影测量系统的产品范畴。8.8解析空中三角测量 概述 解析空中三角测量指的是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素及待定点的地面坐标。空中三角测量、区域网平差它是利用 少量控制点对整个区域所有影像 恢复它们的 外方位元素待定点的地面坐标解析空中三角测量分类 一、建立航带模型1、像点坐标量测及系统误差改正2、每个像对进行连续像对法相对定向：得到模型点在各自像空间辅助坐标系坐标（坐标原点和比例尺不同）航带网法空中三角测量S1S2S3S4各模型的像空间辅助坐标系相互平行，每个像对以左片为基础，求出右片相对左片的相对定向元素模型点在各自像

9、空间辅助坐标系坐标3、模型连接：利用相邻模型公共点在像空间辅助坐标系的坐标应相等，求出比例尺归化系数，得到模型点在统一的航带像空间辅助坐标系坐标S2S3M1M2S1模型和模型比例尺不等，公共点在模型位于M1,在模型位于M2（错开），需要统一比例尺归化：对模型的比例尺进行归化，与模型具有相同的比例尺，使M1、M2重合计算方法：一般在模型重叠区域内取上、中、下三个点测求比例归化系数，取算术平均值将模型点的坐标都纳入到全航带统一的像空间辅助坐标系（第一张像片的像空间（辅助）坐标系）（一个一个像对依次进行）S1S2S3S4每一模型的左站在统一的像空间辅助坐标系坐标计算顺序：后一模型向前一模型进行归化计

10、算模型点在统一的像空间辅助坐标系中坐标(以米为单位）：二、航带模型的绝对定向：将模型点在统一的航带像空间辅助坐标系坐标变换为航带统一的地面摄影测量坐标为整体平差方便，改成以米为单位：坐标值乘以摄影比例尺分母再除以1000，用m表示重心化三、航带网的非线性变形改正：问题的提出：航带模型仍存在偶然误差和残余的系统误差的影响，模型连接时误差的累积使航带产生变形，致使绝对定向后获得的地面坐标只是概略值改正方法：用待定参数构成的多项式来逼进复杂的变形曲面，通过最小二乘拟合，使控制点处的变形值与实际相差最小，平差解求多项式的系数，进行坐标的改正，消除误差的影响解决的办法：航带网的非线性变形改正观测误差的累

11、计影响使X、Y、Z呈现明显的误差四、航带网区域网平差:由几条航带构成一个区域，整体平差解求各航带的非线性变形改正系数，求得整个测区内全部待定点的坐标，主要过程：各像对进行连续像对相对定向：得到像点在各自 坐标模型连接：求比例尺归化系数，得到模型点在统一的航带 坐标 各航带模型的绝对定向：将模型点在统一 坐标变换到全区域统一的地面摄影测量坐标系 （各航带坐标重心化）航带网的非线性变形改正：平差整体解求航带的非线性改正系数，进行坐标的改正，得到改正后的坐标值修正后的坐标独立模型法解析空三基本思想：每像对进行独立像对法相对定向：得到模型点在每个像对的像空间辅助坐标系的坐标各模型进行绝对定向：在满足模

12、型公共点（连接点）的坐标应相等及控制点的计算坐标应与实测坐标相等的条件下，平差整体解求每个模型的七个绝对定向元素，求出所有加密点的地面坐标（公共点取均值）各单元模型分别进行空间相似变换光束法区域网空中三角测量一、光束法区域网基本思想以每张像片一束光线为单元，区域内每张像片的控制点、加密点都列立共线条件方程式建立全区域统一的误差方程，统一平差解算，整体解求区域内每张像片的6个外方位元素所有加密点的地面坐标加密（待定）点坐标：多片前方交会二、三种区域网平差方法的比较独立模型法：较航带法严密计算较费时不能很好地消除系统误差的影响，对粗差有较好的抵抗能力航带法：分步近似平差，不严密，精度较差计算速度快

13、，可以提供初始值光束法：理论最严密，精度最高，成为解析空三的主流方法计算量最大以像点坐标为观测值，对系统误差反映最敏感，通过自检校法消除系统误差，达到厘米级精度可方便地加入粗差检测，对粗差有较好的抵抗能力三、解析空三的精度分析由平差可以得到坐标的理论精度误差分布的规律1、最弱精度位于区域四周，平面控制点应布设在四周2、控制点稀疏布点时，理论精度随区域的增大而降低；增大旁向重叠度，可以提高理论精度3、周边密集布点，光束法的精度不随区域大小改变，是常数4、高程理论精度取决于高程控制点间的跨度与区域大小无关实际精度：通过多余控制点的地面实际测量坐标与摄影测量加密坐标值的差值，估计点位精度：理论精度：

14、反映偶然误差的影响，与控制点点位的分布有关实际情况：受偶然误差和残余系统误差的综合影响，理论精度与实际精度有差异GPS辅助空中三角测量简介GPS定位技术定位特点：实时、快速、精确将摄站的高精度三维坐标做观测值，以减少地面控制点，与摄影测量数据一起进行联合平差作业过程：分别在地面基准站和飞机设置至少两台GPS接收机GPS数据处理，解求摄站坐标将GPS摄站坐标视为带权观测值，与摄影测量数据一起进行联合平差POS辅助空中三角测量 POS （Position & Orientation System）系统直接获取摄影曝光时刻航摄仪的空间位置和姿态，即影像的外方位元素：1.差分GPS获取高精度位置测量数

15、据2. 高精度惯导系统（INS） 输出高采样率的位置数据，通过差分GPS修正惯导系统可以获取高精度、高采样率的位置信息，惯导系统的精密陀螺可以输出高精度的姿态数据数字线划地图（DLG） 数字线划地图(Digital Line Graphs，简称DLG)是现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。数据内容：矢量数据、元数据、相关数据文件成果形式：非符号化，符号化基本等高距以地形类别划分首曲线，记曲线，间曲线作业过程资料准备数据采集与属性录入图像与属性数据编辑与接边质量检查成果整理与提交（线划图，元数据，结合表，质量检查记录，验收报告，技术总结报告）数字线划图的制作1.航空摄影测量法2.航天遥

16、感测量法3.地形图扫描矢量化法4.数字线划图缩编法数字栅格地图（DRG） 数字栅格地图(Digital Raster Graphic,DRG)是纸质地形图的栅格形式的数字化产品，是对现有纸质、胶片等地形图经扫描、几何纠正及色彩纠正等处理后得到的。数字栅格地图的制作 扫描过程中，通过CCD线阵探测器对图形的分割，可生成二维数字阵列，同时对每一阵列元素的灰度(或分色)进行量化，再经灰度而之花、图形定向、几何校正等处理即可形成一幅数字栅格地图。 主要内容包括： (1)图形扫描 (2)图幅定向 (3)几何校正 (4)色彩校正数字高程模型(DEM) 数字高程模型DEM（Digital Elevation

17、 Model）：是表示区域D上地形的三维向量有限序列. Vi=（Xi，Yi，Zi），i=1，2，n 其中（Xi，Yi）D是平面坐标，Zi是（Xi，Yi）对应的高程. DEM是DTM的一个子集，是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达，是DTM的地形分量。地面信息的不同表达方式地形图：优点：直观，便于人工使用缺点：计算机不能直接利用，不能满足自动化要求，管理不便DTM：地表信息的数字表达形式优点：直接输入计算机，计算机辅助设计，便于修改、更新、管理，便于转换成其它形式的产品数字高程模型DEM 表示形式 规则矩形格网（Grid) 利用一系列在X，Y方向上等间隔排列的地形点的高程Z表示地形，形成一个

18、矩形格网DEM DEM：基本信息+规则存放的高程值优点：存储量最小，易管理，应用最广泛缺点：不能准确表达地形的结构和细部任一点P(i,j)的优点：顾及地貌特征点、线，表达复杂地形较准确缺点：数据量大，结构复杂，应用、管理复杂不规则三角网(TIN)：按地形特征采集的点以一定规则连接成覆盖整个区域互不重叠的三角形数据点的获取DEM数据采集方法野外实测：全站仪、GPS施测现有图数字化手扶跟踪数字化扫描数字化摄影测量方法 解析测图仪、自动化的测图系统进行采集（自动化DEM数据采集）空间传感器：遥感系统、雷达等格式转换：数据格式不同，转换为内插软件需要的格式坐标系统的变换：变换到地面坐标系，一般采用国家

19、坐标数据编辑：交互方式，查错、补测栅格数据转换为矢量数据：扫描数字化得到灰度阵列（栅格数据）转换为按顺序排列的点坐标（矢量数据）数据分块：数据采集方式不同，排列顺序不同，内插计算只与周围点有关，分块可保证在大量数据中找到需要的点数据预处理数字高程模型数据内插数字地面模型数据内插的特点：基于原始函数的连续光滑性大范围内的地形很复杂，整个地球表面起伏不可能用一个多项式拟合，采用局部函数内插地表既有连续光滑的特点，又有由于自然或人为的原因产生的不连续数字地面模型数据内插：根据参考点上的高程计算其它待定点处高程的方法用邻近的数据点内插出待定点采集的原始数据规则格网非规则排列非采样点的高程？内插方法1、

20、移动曲面拟合法*2、线性内插*3、双线性内插*4、三次样条函数内插*5、多面函数法6、最小二乘配置法7、有限元内插法是地理信息系统的基础数据在测绘中用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图与地图的修测数字地面模型的应用领域：DEM的主要应用在环境与规划中用于土地利用现状分析、规划、洪水险情规划作业过程资料准备定向特征点、线采集构TIN内插DEM图像与属性数据编辑与接边镶嵌与裁切质量检查成果整理与提交（DEM数据文件，原始特征，元数据，结合表，质量检查记录，验收报告，技术总结报告）数字正射影像图(DOM) 数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，简称DOM)是

21、利用数字高程模型（DEM）对扫描数字化的（或直接以数字化方式获取的）航空像片或航天影像，经数字微分纠正、数字镶嵌，再根据图幅范围剪切生成的影像数据集，是我国基础地理信息数字产品的重要组成部分之一。DOM制作方法1.航空摄影测量法a.设置正射影像参数b.正射纠正c.单片正射影像镶嵌d.图幅正射影像镶嵌2.航天遥感测量法作业过程资料准备色彩调整DEM采集纠正镶嵌裁切质量检查成果整理与提交（DOM数据文件，镶嵌线数据文件，元数据，结合表，质量检查记录，验收报告，技术总结报告）真正射影像制作 采用传统方法制作的正射影像上仍然存在有投影差的现象，这是因为传统正射影像的制作是以2.5维的DEM为基础进行数

22、字纠正计算的。 真正射影像，就是在数字微分纠正过程中，以数字表面模型(DSM)为基础来进行数字微分纠正。投影成像正射纠正（DOM）真正射纠正（TDOM）真正射影像Shadowed areas in true orthoAreas not seen by imageryDOM的质量控制 正射影像图的质量控制主要包括几何精度和影像质量检查两方面。 正射影像的影像质量主要是指影像的辐射(亮度、色彩)质量，一般采用目视检查方法进行，主要内容包括：整张影像色调是否均匀，反差及亮度是否适中，影像拼接处色调是否一致，影像上是否存在斑点、划痕或其他原因所造成的信息缺失的现象等。8.8数字线划图、数字高程模型和

23、数字正射影像图制作数字线划图（DLG)是以点、线、面形式或地图特定图形符号形式表达地形要素的地理信息矢量数据集。数字高程模型(DEM)是在一定范围内通过规则格网点描述地面高程信息的数据集，用于反映区域地貌形态的空间分布。数字正射影像图（DOM)是将地表航空航天影像经垂直投影而生成的影像数据集，并参照地形图要求对正射影像数据按图幅范围进行裁切，配以图廓整饰而成。它具有像片的影像特征和地图的几何精度。DLG、DEM、DOM技术规格和要求 （1）数字线划图的位置精度主要指平面位置精度、高程精度和接边精度，数字线划图的属性精度包括数据分类代码、数据分层及其名称、属性表结构、属性项的内容名称及值域等。数字高程的格网尺寸依据比例尺选择，通常1:500至1:2 000的格网尺寸不应大于0.001 M图（M图为成图比例尺分母），1:5 000至1:10万不应大于0.000 5 M图。数字正射影像图的地面分辨率在一般情况下应不大于0.000 l M图。以卫星影像为数据源制作