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第 7章  测绘航空摄影 考点 1 测绘航空摄影概要 考点 2 测绘航空摄影技术设计 考点 3 测绘航空摄影工作的实施 考点 4 航空摄影中的新技术应用 考点 5 航摄成果的检查验收 考点 1 测绘航空摄影概要 1 基本概念 测绘航空摄影指在航空器（飞机、直升机、飞艇、气球等）上安装航空摄影仪，从空中对地球表面进行的摄影，简称航空摄影或航摄 航空摄影任务的实施过程一般包含任务委托、签订合同、航摄技术计划制订、航摄申请与审批、空中摄影实施、摄影处理、资料检查验收等环节   航空摄影作业通常是通过飞机上的导航系统来控制航线方向、航线间距以及像片曝光间隔等 2 航空摄影仪 航空摄影仪可分为胶片航摄仪和数字航摄仪 1．胶片航摄仪 胶片幅面的大小通常是边长为 230mm的正方形航摄仪的辅助设备主要包括航摄滤光片、影像位移补偿装置、航摄仪自动曝光系统等 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，像幅均为 23cm× 23cm其中， rc-30和 rmk-top具有像移补偿装置和自动曝光控制设备，支持进行 gps辅助的航空摄影。

2．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(简称 ucd)和 swdc系列航摄仪等，而推扫式数字航摄仪主要有 ads系列航摄仪 3．航摄影像的分辨率 数字影像的分辨率 ：通常是指地面分辨率，一般以一个像素所代表地面的大小来表示，即地面采样间隔(gsd) 值得注意的是影像分辨率并不代表能从影像上识别地面物体的最小尺寸 胶片影像的分辨率 ：指衡量摄影仪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 扫描影像的分辨率 ：指一个扫描像素在原始胶片上的实际尺寸，常使用微米来表示扫描分辨率 4．航摄仪的检定 胶片摄影仪检校的内容主要包括： (1)像主点位置 (x )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 对于数字摄影仪，检校的内容还应包括像元大小（ 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 航摄仪检校的方法主要包括实验室检校法、试验场检校法和自检校法，对航摄仪内方位元素的确定和物镜光学畸变差的确定是航摄仪检校的主要内容。

3 测绘航空摄影基本要求 Page 1 of 62015-8-151．航摄像片倾角 航摄像片倾角 是指航摄仪向地面摄影时，摄影物镜的主光轴偏离铅垂线的夹角在实际航空摄影过程中，应尽可能获取像片倾角小的近似水平像片，因为应用水平像片测绘地形图的作业要比应用倾斜像片作业方便得多   凡是像片倾角小于 20～ 30的航空摄影称为竖直航空摄影，这是常用的一种航空摄影方式 2．航摄比例尺 对于平坦地区拍摄的垂直摄影像片，像片比例尺为摄影仪主距 f和像片拍摄处的相对航高 h的比值，即：s=摄影仪主距／相对航高 =f／ h摄影比例尺越大，像片地面分辨率越高越有利于影像的解译和提高成图的精度 3．像片重叠度 像片重叠度分为航向重叠和旁向重叠一般情况下，航空摄影测量作业规范要求 航向应达到 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% 4．航线弯曲与航迹角 航线弯曲度：一条摄影航线内各张像片主点至首末两张像片主点连线的最大偏离度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。

像片旋偏角过大会减小立体像对的有效作业范围，当按框标连线定向时，会影响立体观测的效果 例题（单选） 数字航空摄影中，地面采样间隔 (gsd)表示 ( ) a．时间分辨率 b．光谱分辨率 c．空间分辨率 d．辐射分辨率 答案： c 航摄比例尺 s的计算公式为 ( ) a． s=摄影机主距／相对航高 b． s=摄影机焦距／相对航高 c． s=摄影机主距／绝对航高 d． s=摄影机焦距／绝对航高 答案： a 数字航摄影像的分辨率通常是指 ( ) a．每毫米线对数 b．每平方厘米点数 c．每平方厘米像素个数 d．每个像素实地尺寸 答案： d 考点 2 测绘航空摄影技术设计 1 任务分析 （一）设计分析 资料收集：收集和分析航摄区域的自然地理概况、技术设备情况； 方案选择：根据项目要求和作业区实际情况，从摄区的自然地理情况、技术设备情况、资金情况、飞行空域概况等方面，进行系统的分析，从实际出发选择最佳方案； Page 2 of 62015-8-15确定主要设计因子：按照航摄主要技术要求，分析确定航摄精度指标、主要技术参数、使用的软硬件装备设施、质量控制要求、提交的成果内容、工程进度设计等。

（二）航摄主要技术要求 1．航摄设计用图的选择 航摄设计用图的选择原则如下： (1)应是摄区新近出版的基本比例尺地形图； (2)一般根据成图比例尺按表 7.2.1选择，亦可按照 gb/t15661-2008《 1:5000 1:10000 1:25000 1:50000 1:100000地形图航空摄影规范》的有关规定进行选择 2．航摄比例尺的选择 航摄比例尺一般按表 7.2.2选择，也可根据成图目的、摄区的具体条件由航摄单位与用户商定 3．航摄仪的确定 航空摄影时，应根据测图方法、仪器设备、成图比例尺和测图精度等要求综合选择与其相匹配的航摄仪 为保证航摄仪器的稳定状况，选用的摄影器材应是经过检定合格的仪器和设备 4．航摄分区的确定 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。

特定条件下也可按照地形走向作南北向飞行或沿线路、河流、海岸、境界等任意方向飞行； (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，可以敷设构架航线构架航线根据测图控制布点设计的要求设置； (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 航空摄影应选择本摄区最有利的气象条件，并要尽可能地避免或减少地表植被和其他覆盖物（如积雪、洪水、沙尘等）对摄影和测图的不良影响，确保航摄像片能够真实地显现地面细部综合考虑下列主要因素： (1)摄区晴天日数多； Page 3 of 62015-8-15(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，又耍避免过大的阴影，一般按表 7.2.3规定执行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； (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两个小时内不应摄影； (3)彩红外与真彩色摄影应在色温 4500～ 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 技术设计书编写 航摄项目应根据航摄活动的需求编写技术设计书，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    其中，项目技术设计包括：航摄分区设计、航线设计、技术参数设计（包括：航摄因子计算表、飞行时间计算表、航摄材料消耗计算表和 gps领航数据表等）、摄影时间等；    项目实施方案包括：项目实施过程的飞行保障、软硬件设备选择、主要技术标准及精度要求、质量控制、成果提交、人员及进度安排等，在生产进度安排时，要注意考虑计划进行中的意外因素，在时间上预留一定的缓冲空间 考点 3 测绘航空摄影工作的实施 1 航摄准备 (1)航摄实施前，应制订详细的飞行计划，且应针对可能出现的紧急情况制订应急预案； (2)航摄应遵照民航、通航和空域管理部门的相关规定执行； (3)使用机场时，应按照机场相关规定飞行；不使用机场时，应根据飞行器的行囊要求，选择起降场地和备用场地； (4)航摄实施前对工程使用的设备、材料进行认真的检查，并做好检查记录； (5)派出经验丰富的项目负责人现场组织安排和指挥生产，严格掌握天气标准，经常和气象台联系，不错过航摄天气，确保飞行质量、摄影质量与生产工期； (6)摄影尽量协调、安排在碧空天气进行，确保影像清晰、色调均匀、层次丰富。

2 航摄工作的实施 (1)每次起飞之前，需仔细检查系统设备的工作状态是否正常； (2)进入摄区前，要组织飞行员和摄影员进行航线设计的技术讲评； (3)严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间； (4)在航摄飞行时，要严格按照操作规范进行； (5)飞行时，应保持航高，最大航高与最小航高之差不大于规范限值； (6)每次飞行结束后，要对旁向重叠、范围保证等元素进行逐一检查，做出详细的质检记录，凡不符合要求的产品，必须及时进行补摄或重摄； (7)航摄中出现的相对漏洞、绝对漏洞和其他严重缺陷均应及时补摄，漏洞补摄必须按原设计航迹进行，补摄航线的两端应超出漏洞之外不少于一条基线； (8)每次飞行结束后，应填写航摄飞行记录表 考点 4 航空摄影中的新技术应用 1 gps在空中摄影中的应用 Page 4 of 62015-8-15(1)航摄飞行导航：控制航空摄影飞机在一定的高度沿设计的航线飞行，以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度 (2)gps辅助空中三角测量中的导航与定位：目的是利用 gps精确的测定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置，将所测数据应用于摄影测量内业加密，以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。

2 机载激光扫描技术的应用 三维激光扫描测量技术在测绘领域有广泛的应用激光扫描技术与惯性导航系统 (ins)、全球定位系统(gps)、电荷耦合器件 (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，成为摄影测量与遥感技术的一个重要补充 3 机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线，随着飞机向前飞行而扫描飞。