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1、第五章第五章 航空遥感及其应用航空遥感及其应用第一节第一节 航空摄影基础知识航空摄影基础知识第二节第二节 航空象片的几何特性及立体观察航空象片的几何特性及立体观察第三节第三节 航空象片的土壤侵蚀和荒漠化目视判读航空象片的土壤侵蚀和荒漠化目视判读第三节第三节 航空象片的转绘航空象片的转绘第一节第一节 航空摄影基础知识航空摄影基础知识n n一、航空摄影的种类一、航空摄影的种类n n二、感光材料、滤光片和彩色摄影二、感光材料、滤光片和彩色摄影n n三、航空象片的物理特性三、航空象片的物理特性一、航空摄影的种类n n1、按象片倾斜角分类n n2、按摄影的实施方式分类1、按象片倾斜角分类、按象片倾斜角分
2、类n n垂直摄影垂直摄影垂直摄影垂直摄影：主光轴垂直于地面，感光胶片与地平面平行。一般把倾：主光轴垂直于地面，感光胶片与地平面平行。一般把倾斜角小于斜角小于33的，均称为垂直摄影，垂直摄影获得的象片称为水平象片。的，均称为垂直摄影，垂直摄影获得的象片称为水平象片。水平象片上目标的影象，与地面物体顶部的形状基本相似，象片各部水平象片上目标的影象，与地面物体顶部的形状基本相似，象片各部分的比例尺大致相同。水平象片能够判断各目标的关系位置和量测距分的比例尺大致相同。水平象片能够判断各目标的关系位置和量测距离。离。n n倾斜摄影倾斜摄影倾斜摄影倾斜摄影：倾斜角大于：倾斜角大于33的称为倾斜摄影，所获得
3、的象片称为倾斜的称为倾斜摄影，所获得的象片称为倾斜象片。这种象片可以单独使用，也可以与水平象片结合使用。象片。这种象片可以单独使用，也可以与水平象片结合使用。n n注：象片倾斜角注：象片倾斜角是航空摄影机主光轴与通过镜头中心的铅垂线之是航空摄影机主光轴与通过镜头中心的铅垂线之间夹角间夹角2、按摄影的实施方式分类、按摄影的实施方式分类n n单片摄影单片摄影单片摄影单片摄影：为拍摄特定目标而进行的摄影称为单片摄影，一般只获：为拍摄特定目标而进行的摄影称为单片摄影，一般只获得一张得一张(或一对或一对)象片；象片；n n航线摄影航线摄影航线摄影航线摄影：沿一条航线对地面上狭长地区或线状地物：沿一条航线
4、对地面上狭长地区或线状地物(铁路、公路铁路、公路等等)进行连续的摄影，称为航线摄影。；为了使相邻象片的地物能互进行连续的摄影，称为航线摄影。；为了使相邻象片的地物能互相衔接以及满足立体观察的需要，相邻象片间需要有一定的重叠，称相衔接以及满足立体观察的需要，相邻象片间需要有一定的重叠，称为航向重叠。航向重叠一般为为航向重叠。航向重叠一般为6060，至少不小于，至少不小于5353n n面积摄影面积摄影面积摄影面积摄影：沿数条航线对广大区域进行连续摄影称为面积摄影，面：沿数条航线对广大区域进行连续摄影称为面积摄影，面积摄影时要求各航线互相平行。在同一条航线上相邻象片间的航向重积摄影时要求各航线互相平
5、行。在同一条航线上相邻象片间的航向重叠一般为叠一般为6060一一5353，相邻航线间的象片也要有一定（，相邻航线间的象片也要有一定（3030一一1515）的重叠，这种重叠称为旁向重叠。实施面积摄影时，通常要求航线与的重叠，这种重叠称为旁向重叠。实施面积摄影时，通常要求航线与纬线平行，即按东西方向飞行。但在现有条件下，就是按照预计航线纬线平行，即按东西方向飞行。但在现有条件下，就是按照预计航线飞行，也难免出现文的偏差。因此需要限制航线的长度，一般为飞行，也难免出现文的偏差。因此需要限制航线的长度，一般为60-60-120km120km。3、按感光胶片分类、按感光胶片分类n n普通黑白摄影普通黑白
6、摄影普通黑白摄影普通黑白摄影：能感盛受可见光波段内的各种色光。：能感盛受可见光波段内的各种色光。n n黑白红外摄影黑白红外摄影黑白红外摄影黑白红外摄影：能感受可见光和近红外波段，对水体和绿色植物反应灵敏。：能感受可见光和近红外波段，对水体和绿色植物反应灵敏。象片具有较高的反差和空间分辨率。象片具有较高的反差和空间分辨率。n n天然彩色摄影天然彩色摄影天然彩色摄影天然彩色摄影：感受可见光波段内的各种色光，能将物体的自然色度、明：感受可见光波段内的各种色光，能将物体的自然色度、明暗度以及深浅表现出来信息量与普通黑白象片丰富得多。暗度以及深浅表现出来信息量与普通黑白象片丰富得多。n n彩色红外摄影彩
7、色红外摄影彩色红外摄影彩色红外摄影：感受可见光和近红外波段，使绿光感光之后变为蓝色，红：感受可见光和近红外波段，使绿光感光之后变为蓝色，红光感光之后变为绿色近红外光感光之后变为红色。光感光之后变为绿色近红外光感光之后变为红色。例如在彩色片上绿色植例如在彩色片上绿色植物呈绿色，在彩色红外片上却呈红色。由于红外线的波长比可见光的波长长，物呈绿色，在彩色红外片上却呈红色。由于红外线的波长比可见光的波长长，受大气分子的散射影响小，穿透力强，因此，色彩要鲜艳得多受大气分子的散射影响小，穿透力强，因此，色彩要鲜艳得多。n n多光谱摄影多光谱摄影多光谱摄影多光谱摄影：是利用摄影机镜头与滤光片的组合，同时对一
8、地区进行不同：是利用摄影机镜头与滤光片的组合，同时对一地区进行不同波段的摄影，从而得到与各波段相应的各种象片。例如，通常采用的四波段波段的摄影，从而得到与各波段相应的各种象片。例如，通常采用的四波段摄影，可同时得到蓝、绿、红及近红外波段的黑白象片。摄影，可同时得到蓝、绿、红及近红外波段的黑白象片。二、感光材料、滤光片和彩色摄影n n（一）感光材料及其性能n n（二）滤光片的种类及性能n n（三）彩色摄影（一）感光材料及其性能（一）感光材料及其性能n n感光材料感光材料感光材料感光材料：包括感光片和象纸。由片基和乳剂层组成。包括感光片和象纸。由片基和乳剂层组成。n n防光晕层防光晕层防光晕层防光
9、晕层：可以吸收反射到片基底面的剩余光线，不让其：可以吸收反射到片基底面的剩余光线，不让其反射回到感光乳剂层造成光晕。反射回到感光乳剂层造成光晕。n n光晕光晕光晕光晕：在拍摄很亮的物体时因剩余光线由片基底面返回片：在拍摄很亮的物体时因剩余光线由片基底面返回片基正面的感光乳剂层中而使感光片上的构象不清晰的现象基正面的感光乳剂层中而使感光片上的构象不清晰的现象称为光晕。称为光晕。1、感光片种类及主要性能、感光片种类及主要性能n n感光片的种类感光片的种类：色盲片、正色片、分色片、全色片、黑白红外片、黑白紫外片、天：色盲片、正色片、分色片、全色片、黑白红外片、黑白紫外片、天然彩色片、彩色红外片等。感
10、光范围不相同。然彩色片、彩色红外片等。感光范围不相同。n n遥感常用感光片遥感常用感光片遥感常用感光片遥感常用感光片：全色片、黑白红外片、天然彩色片、彩色红外片等。：全色片、黑白红外片、天然彩色片、彩色红外片等。n n全色片全色片全色片全色片：感光范围几乎包括全部可见光。：感光范围几乎包括全部可见光。n n黑白红外片黑白红外片黑白红外片黑白红外片：感受可见光和近红外线。近红外线对植物和水体的反映较明显，可以调：感受可见光和近红外线。近红外线对植物和水体的反映较明显，可以调查洪水灾情，区分土壤含水量，区别植物种类以及进行军事侦察等。查洪水灾情，区分土壤含水量，区别植物种类以及进行军事侦察等。n
11、n黑白紫外片黑白紫外片黑白紫外片黑白紫外片：可感受近紫外线和一部分光谱段的可见光。紫外摄影主要用于水面油污：可感受近紫外线和一部分光谱段的可见光。紫外摄影主要用于水面油污监测。监测。n n天然彩色片天然彩色片天然彩色片天然彩色片：有：有3 3个感光层，分别可感受蓝、绿、红光。个感光层，分别可感受蓝、绿、红光。n n彩色红外片彩色红外片彩色红外片彩色红外片：有感绿层、感红层、感红外层。有感绿层、感红层、感红外层。n n感光片的主要性能感光片的主要性能感光片的主要性能感光片的主要性能：曝光量、光学密度、感光度、灰雾度、感光特性曲线、反差、：曝光量、光学密度、感光度、灰雾度、感光特性曲线、反差、反差
12、系数、宽容度、分辨率、清晰度、感色性和保存性等。反差系数、宽容度、分辨率、清晰度、感色性和保存性等。2、象纸主要类型及性能指标、象纸主要类型及性能指标n n象纸种类：印象纸和放大纸两种。象纸种类：印象纸和放大纸两种。n n象纸的性能指标：象纸的性能指标：象纸按其反差系数的大小可分为象纸按其反差系数的大小可分为0 0、1 1、2 2、3 3、4 4号号5 5种象纸，它们分别是特软性、软性、中性、硬性、特硬性象纸。种象纸，它们分别是特软性、软性、中性、硬性、特硬性象纸。n n从从0 0号到号到4 4号，反差系数逐渐增大。号，反差系数逐渐增大。n n0 0号象纸适于用反差极强的底片来印象或放大；号象
13、纸适于用反差极强的底片来印象或放大；n n4 4号象纸适于用反差很弱的底片来印象或放大。号象纸适于用反差很弱的底片来印象或放大。（二）滤光片的种类及性能（二）滤光片的种类及性能n n滤光片：是可以改变光的光谱成分、光通量或偏振状态的透明镜片。滤光片：是可以改变光的光谱成分、光通量或偏振状态的透明镜片。有滤色镜、偏振镜、灰色镜、变密镜等。最常用的有：有滤色镜、偏振镜、灰色镜、变密镜等。最常用的有：n n1 1、原色滤光片：、原色滤光片：n n2 2、间色滤光片、间色滤光片：n n3 3、选择滤光片、选择滤光片：它可以改变光的光谱成分。窄带滤光片只允许狭窄：它可以改变光的光谱成分。窄带滤光片只允许
14、狭窄光谱段内的某色光通过；宽带滤光片允许某一波长以上的所有光通过。光谱段内的某色光通过；宽带滤光片允许某一波长以上的所有光通过。n n4 4、中和灰色滤光片、中和灰色滤光片：它不改变光的光谱成分，只起阻碍光线通过的：它不改变光的光谱成分，只起阻碍光线通过的作用。作用。n n加有滤光片摄影时曝光时间比不使用滤光片时间要长。加有滤光片摄影时曝光时间比不使用滤光片时间要长。（三）彩色摄影（三）彩色摄影n n1、天然彩色摄影n n2、彩色红外摄影1、天然彩色摄影、天然彩色摄影n n天然彩色感光片片基上的感光乳剂从上到下顺序天然彩色感光片片基上的感光乳剂从上到下顺序天然彩色感光片片基上的感光乳剂从上到下
15、顺序天然彩色感光片片基上的感光乳剂从上到下顺序：n n感蓝层感蓝层(黄成色层黄成色层)：感光片上蓝光成分会使感蓝层感光，摄影处理后将呈现黄色，感蓝层又：感光片上蓝光成分会使感蓝层感光，摄影处理后将呈现黄色，感蓝层又称为黄成色层。称为黄成色层。n n黄滤光层：黄滤光层：剩余的蓝光被黄滤光层所吸收，不会达下面的感绿层和感红层剩余的蓝光被黄滤光层所吸收，不会达下面的感绿层和感红层(这两层也能感受蓝这两层也能感受蓝光光)；绿光和红光均能通过黄滤光层，分别到绿层和感红层使之感光。；绿光和红光均能通过黄滤光层，分别到绿层和感红层使之感光。n n感绿层感绿层(品红成色品红成色)：感绿层感受绿光后经摄影处理会
16、呈现品红色，所以这层又叫做品红成色：感绿层感受绿光后经摄影处理会呈现品红色，所以这层又叫做品红成色层；层；n n感红层感红层(青成色层青成色层)：感红层感受红光并经摄影处理后呈现青色，这层又叫做青成色层。：感红层感受红光并经摄影处理后呈现青色，这层又叫做青成色层。n n摄影及放印的还原过程摄影及放印的还原过程摄影及放印的还原过程摄影及放印的还原过程：由于每个感光层感光后经摄影处理会呈现出它所感受的光的补色，：由于每个感光层感光后经摄影处理会呈现出它所感受的光的补色，所以天然彩色负片的颜色是所摄景物的颜色的补色。而彩色象纸的结构除片基不同外，均与所以天然彩色负片的颜色是所摄景物的颜色的补色。而彩
17、色象纸的结构除片基不同外，均与天然彩色感光片相同。故用天然彩色底片印放大并经摄影处理后，在彩色象纸上得到的是底天然彩色感光片相同。故用天然彩色底片印放大并经摄影处理后，在彩色象纸上得到的是底片的补色，即所摄景物的原来颜色。片的补色，即所摄景物的原来颜色。2、彩色红外摄影、彩色红外摄影n n彩色红外摄影彩色红外摄影要用彩色红外感光片，还要在摄影机物镜上加一个黄滤色镜以吸收蓝紫光。要用彩色红外感光片，还要在摄影机物镜上加一个黄滤色镜以吸收蓝紫光。n n彩色红外感光片有感绿层、感红层，另加一个感红外彩色红外感光片有感绿层、感红层，另加一个感红外层。这层。这3 3个感光层分别可以感受绿、红、个感光层分
18、别可以感受绿、红、近红外光，感光并冲洗后呈现黄、品红、青色，近红外光，感光并冲洗后呈现黄、品红、青色，n n感光层感光及处理后所呈现的颜色都不是它所感受的光的补色，但经印象或放大后在象，呈感光层感光及处理后所呈现的颜色都不是它所感受的光的补色，但经印象或放大后在象，呈现的是负片颜色的补色，而不是原来景物的颜色。这样，在象纸片上得到的是假彩色象片，现的是负片颜色的补色，而不是原来景物的颜色。这样，在象纸片上得到的是假彩色象片，由彩色红外感光底片印出的象纸片称为彩红外象片。由彩色红外感光底片印出的象纸片称为彩红外象片。n n植被植被：彩红外象片上表现为不同程度的品红到红色，易于识别。：彩红外象片上
19、表现为不同程度的品红到红色，易于识别。n n水水：在彩红外象片上表现为蓝到青色：在彩红外象片上表现为蓝到青色(清水呈蓝色，浊水呈青色清水呈蓝色，浊水呈青色)，也易识别。，也易识别。n n城市城市：呈现内部有纵横纹理的青色。：呈现内部有纵横纹理的青色。n n公园公园、绿化带呈品红到红色，湿地呈青色，干旱裸地和沙漠都呈黄色。、绿化带呈品红到红色，湿地呈青色，干旱裸地和沙漠都呈黄色。n n雪和云雪和云都呈白色。都呈白色。彩色红外感光片结构彩色红外感光片结构 天然彩色感光片结构天然彩色感光片结构n n 黄滤光片黄滤光片(吸收蓝、紫吸收蓝、紫光光)n n感绿层感绿层(黄成色层黄成色层)n n感红层感红层
20、(品红成色层品红成色层)n n感红外层感红外层(青成色层青成色层)n n片片 基基 n n防光晕层防光晕层n n 感蓝层感蓝层(黄成色层黄成色层)n n黄滤光层黄滤光层(吸收蓝、紫吸收蓝、紫光光)n n 感绿层感绿层(品红成色层品红成色层)n n感红层感红层(青成色层青成色层)n n片片 基基 n n防光晕层防光晕层三、航空象片的物理特性n n（一）一些基本概念n n（二）地物反射特性对象片影象的影响n n（三）感光材料性能对象片影象的影响n n（四）象片分辨率（一）一些基本概念（一）一些基本概念n n色调：黑白象片上某一部分的黑白深浅的程度称为色调色调：黑白象片上某一部分的黑白深浅的程度称为
21、色调。色调和由各种色。色调和由各种色调组成的形态特征反映地物反射或发射的辐射信息。调组成的形态特征反映地物反射或发射的辐射信息。n n色彩：彩色象片上某一部分的颜色称为这一部分的色彩色彩：彩色象片上某一部分的颜色称为这一部分的色彩。反映物体反射或。反映物体反射或发射的辐射光谱特性。它以各种不同的色彩和色彩组成的形态特征反映地发射的辐射光谱特性。它以各种不同的色彩和色彩组成的形态特征反映地物反射或发射的辐射信息。物反射或发射的辐射信息。n n灰度：是定量地表示黑白象片上某一部分黑白深浅程度的物理量灰度：是定量地表示黑白象片上某一部分黑白深浅程度的物理量。一般以。一般以灰度等于灰度等于0 0表示全
22、黑，灰度等于表示全黑，灰度等于1 1表示全白，表示全白，00灰度灰度1010。灰度分成若干个。灰度分成若干个等级，每一等级称为一级灰阶，灰阶的总数只能取正整数，不能取小数或等级，每一等级称为一级灰阶，灰阶的总数只能取正整数，不能取小数或负数。一般灰阶总数取负数。一般灰阶总数取2 2n n(n(n是正整数是正整数)，灰阶序号取，灰阶序号取0 0，1 1，2 2，(2n(2n 1)1)。（二）地物反射特性对象片影象的影响（二）地物反射特性对象片影象的影响n n l、地物反射率的影响n n2、地物光谱反射率的影响l、地物反射率的影响、地物反射率的影响n n航片上物体的色调，主要取决于物体对入射光线的
23、反射率。反射率用亮度系数表航片上物体的色调，主要取决于物体对入射光线的反射率。反射率用亮度系数表示。示。n n亮度系数亮度系数P P：是指在相同照度条件下，某物体表面的亮度：是指在相同照度条件下，某物体表面的亮度B B与绝对白体理想表面的与绝对白体理想表面的亮度亮度B B0 0之比。之比。n n绝对白体的亮度系数为绝对白体的亮度系数为1 1，绝对黑体的亮度系数为，绝对黑体的亮度系数为0 0。n n各种地物亮度系数的几个特点：各种地物亮度系数的几个特点：n n物体的亮度系数变化范围很大。如，针叶林的物体的亮度系数变化范围很大。如，针叶林的0.040.04，白色石灰石，白色石灰石0.400.40，
24、新雪，新雪1.001.00。n n相同的物体，干、湿程度不同时，亮度系数也不同。干燥物体的亮度系数大，相同的物体，干、湿程度不同时，亮度系数也不同。干燥物体的亮度系数大，潮湿物体亮度系数小，如干沙土潮湿物体亮度系数小，如干沙土0.130.13，湿沙土，湿沙土0.200.20。n n物体的亮度系数与颜色有关。当颜色从白黄红、蓝绿、紫黑时，亮度物体的亮度系数与颜色有关。当颜色从白黄红、蓝绿、紫黑时，亮度系数从系数从 1 1逐渐下降到逐渐下降到0 0。n n表面粗糙的物体比表面光滑的物体亮度系数要小。表面粗糙的物体比表面光滑的物体亮度系数要小。n n许多性质完全不同的物体具有相同的亮度系数。也就是说
25、，性质不同的物体在许多性质完全不同的物体具有相同的亮度系数。也就是说，性质不同的物体在象片上可能具有相同的色调。在进行象片判读时，应与考虑。象片上可能具有相同的色调。在进行象片判读时，应与考虑。2、地物光谱反射率的影响、地物光谱反射率的影响n n光谱反射率：物体对于不同波长太阳光的反射能力光谱反射率：物体对于不同波长太阳光的反射能力称为光谱反射率。称为光谱反射率。n n不同颜色的物体，在黑白象片上反映为色调不同。不同颜色的物体，在黑白象片上反映为色调不同。在彩色象片上则表现为色别、明亮度、饱和度不同在彩色象片上则表现为色别、明亮度、饱和度不同的颜色差异。的颜色差异。（三）感光材料性能对象片影象
26、的影响（三）感光材料性能对象片影象的影响n n感光度感光度感光度感光度：就是感光材料感光快慢程度的数值，它是确定曝光时间的一个主要因就是感光材料感光快慢程度的数值，它是确定曝光时间的一个主要因素素。感光度高，曝光时间短，感光度低，曝光时间应当长，否则则不能得到具有。感光度高，曝光时间短，感光度低，曝光时间应当长，否则则不能得到具有足够黑度的象片。足够黑度的象片。n n反差反差反差反差：是指黑白差，一般均指其全片是指黑白差，一般均指其全片(或全景或全景)的最大黑度与最小黑度的最大黑度与最小黑度(最暗与最暗与最亮最亮)之差，即其最大的反差之差，即其最大的反差。性能不同的感光片，同样条件下，摄取同一
27、景物。性能不同的感光片，同样条件下，摄取同一景物相应部分的反差会不一样。相应部分的反差会不一样。n n反差大的感光片叫硬性片；反差小的感光片叫软性片。反差大的感光片叫硬性片；反差小的感光片叫软性片。n n分辨率分辨率分辨率分辨率：感光乳剂对景物细微部分的表现能力感光乳剂对景物细微部分的表现能力。分辨率的大小通常是用一毫米。分辨率的大小通常是用一毫米的宽度内能够清楚地识别出来最细的平行的宽度内能够清楚地识别出来最细的平行“线对线对”数目来表示。例如分辨率为数目来表示。例如分辨率为2525线对毫米，表示在一毫米的宽度内构成线对毫米，表示在一毫米的宽度内构成2525对清晰线条对清晰线条(25(25线
28、对就是黑色线线对就是黑色线2525条条和白色线和白色线2525条条)。乳剂分辨率的高低，决定于感光乳剂银盐颗粒的粗细，银盐颗。乳剂分辨率的高低，决定于感光乳剂银盐颗粒的粗细，银盐颗粒细的分辨率高。粒细的分辨率高。n n航空摄影时需要选择航空摄影时需要选择感光度高、反差适中、有较高分辨率的感光材料。感光度高、反差适中、有较高分辨率的感光材料。（四）象片分辨率（四）象片分辨率n n影响航空象片分辨率的因素影响航空象片分辨率的因素影响航空象片分辨率的因素影响航空象片分辨率的因素：n n主要因素主要因素航空摄影机镜头分辨率和感光乳剂的分辨率；航空摄影机镜头航空摄影机镜头分辨率和感光乳剂的分辨率；航空摄
29、影机镜头分辨率和感光乳剂分辨率组合的系统分辨率，其变化范围一般在分辨率和感光乳剂分辨率组合的系统分辨率，其变化范围一般在2510025100线对线对毫米之间。毫米之间。n n其它因素其它因素如景物的反差大，曝光正常和微粒显影可使影象具有较高的分如景物的反差大，曝光正常和微粒显影可使影象具有较高的分辨率；而大气的光学条件、飞机的震动会使影象的分辨率降低。辨率；而大气的光学条件、飞机的震动会使影象的分辨率降低。n n分辨率的效用分辨率的效用分辨率的效用分辨率的效用：分辨率高的航空象片，影象清晰而且细致，反映的地物也：分辨率高的航空象片，影象清晰而且细致，反映的地物也丰富。分辨率低的象片，在相同比例
30、尺条件下，很多细小地物不能分清，降丰富。分辨率低的象片，在相同比例尺条件下，很多细小地物不能分清，降低了象片质量。在同一张象片上，中心部分比边缘部分的分辨率高，因此中低了象片质量。在同一张象片上，中心部分比边缘部分的分辨率高，因此中心部分的影象比边缘部分清晰。心部分的影象比边缘部分清晰。第二节第二节 航空象片的几何特性及立体观察航空象片的几何特性及立体观察一、垂直投影和中心投影一、垂直投影和中心投影二、象点位移二、象点位移三、航空象片的比例尺三、航空象片的比例尺四、立体观察四、立体观察（一）垂直投影成象特征投影成象特征n n大比例尺地形图属于垂直投影或近垂直投影。垂直投影的物体影像是大比例尺地
31、形图属于垂直投影或近垂直投影。垂直投影的物体影像是通过互相平行的光线投影到与光线垂直的平面上的，故像片通过互相平行的光线投影到与光线垂直的平面上的，故像片(或地图或地图)比例尺处处一致，而且与投影距离无关。比例尺处处一致，而且与投影距离无关。（二）中心投影n n(一)中心投影的概念 n n(二)中心投影成象特征n n(三)中心投影和垂直投影的区别(一一)中心投影的概念中心投影的概念n n中心投影：空间任意直线均通过一固定点中心投影：空间任意直线均通过一固定点(投影中心投影中心)投射到一平面投射到一平面(投影平面投影平面)上而形成的透视关系。上而形成的透视关系。n n航空象片为什么属于中心投影？
32、航空象片为什么属于中心投影？航空摄影时地面上每一物点所反射的航空摄影时地面上每一物点所反射的光线，通过镜头中心后，都会聚在焦平面上面产生该物点的象，故航光线，通过镜头中心后，都会聚在焦平面上面产生该物点的象，故航空象片属于中心投影。空象片属于中心投影。n n中心投影，物体的反射光通过摄影机的物镜中心，在底片上构成的像中心投影，物体的反射光通过摄影机的物镜中心，在底片上构成的像为负像，经过接触晒印得到的像片，其影像才与地面物体一致，才是为负像，经过接触晒印得到的像片，其影像才与地面物体一致，才是正片。正片。(二二)中心投影成象特征中心投影成象特征(三三)中心投影和垂直投影的区别中心投影和垂直投影
33、的区别n n两者的差别有三：两者的差别有三：n n1 1、投影距离影响：投影距离影响：n n垂直投影的图像的缩小和放大和投影距离无关，并有统一比例尺；中心投影垂直投影的图像的缩小和放大和投影距离无关，并有统一比例尺；中心投影与投影距离（航高）有关。象片的比例尺取决于航高与投影距离（航高）有关。象片的比例尺取决于航高 和焦距和焦距。2 2、投影面倾斜的影响投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大，像点相当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大，像点相对位置保持不变，但比例有所夸大。中心投影的像片，比例关系有显对位置保持不变，但比例有所夸大。中心投影的像片
34、，比例关系有显著的变化，各点的相对位置和形状有所变化。著的变化，各点的相对位置和形状有所变化。(三)中心投影和垂直投影的区别3 3、地形起伏的影响地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。中心投影时，地面起伏越大，像上投离成比例缩小，相对位置不变。中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。(三)中心投影和垂直投影的区别二、象点位移n n象点位移象点位移象点位移象点位移(又称投影差又称投影差又称投影差又
35、称投影差):):在中心投影的相片上，地形的起伏会引起平面上在中心投影的相片上，地形的起伏会引起平面上点位在相片上相对位置的移动，这种现象就是象点位移。位移量就是中心点位在相片上相对位置的移动，这种现象就是象点位移。位移量就是中心投影与垂直投影在同一水平面上的投影误差。投影与垂直投影在同一水平面上的投影误差。n n投影差的规律投影差的规律投影差的规律投影差的规律：n n1 1象主点是唯一不因高差而引起投影差的点；投影差大小与象主点是唯一不因高差而引起投影差的点；投影差大小与象点距离主点的距离成正比；距象主点愈远，投影差愈大。象点距离主点的距离成正比；距象主点愈远，投影差愈大。n n象片中心部分投
36、影差小；象主点处为象片中心部分投影差小；象主点处为0.0.n n2 2投影差与高差成正比，高差愈大，投影差也愈大；高差为投影差与高差成正比，高差愈大，投影差也愈大；高差为正时，投影差为正，像点位移是背离像点方向外移动；高差正时，投影差为正，像点位移是背离像点方向外移动；高差为负时，投影差为负，像点向主点方向移动。为负时，投影差为负，像点向主点方向移动。n n3 3投影差与航高成反比，即航高愈高，投影差愈小。投影差与航高成反比，即航高愈高，投影差愈小。三、航空象片的比例尺n n概念概念：象片上影像长度与该影像在地面的实际长度之比象片上影像长度与该影像在地面的实际长度之比称为航空象片的比例尺称为航
37、空象片的比例尺。用用1 1/M=f/H/M=f/H f-f-物镜的焦距物镜的焦距 H-H-飞行器的相对高度飞行器的相对高度图图312 平坦地区象片的比例尺平坦地区象片的比例尺n n在平坦地区的象片上，象片的比例在平坦地区的象片上，象片的比例尺等于摄像机焦距与航高之比。尺等于摄像机焦距与航高之比。n n 在图在图312312中，中，ABAB是地面是地面T T上的线上的线段，段，abab是它在象片是它在象片P P上的影象长度，上的影象长度，f f为摄影机焦距，为摄影机焦距，HH为航高。由图可为航高。由图可得象片的比例尺为：得象片的比例尺为：n n 1 1M=fM=fHHab/ABab/AB。n n
38、 式中；式中；M M 象片比例尺分母。象片比例尺分母。n n 航空摄影机的焦距是个常数，所航空摄影机的焦距是个常数，所以航空象片的比例尺决定于飞机距以航空象片的比例尺决定于飞机距所摄地面的高度所摄地面的高度相对航高相对航高(简称简称航高航高)。图313 地形起伏地区象片的比例尺n n在丘陵和山区以平均高程面上的比例尺作为象在丘陵和山区以平均高程面上的比例尺作为象片的平均比例尺：片的平均比例尺：1/m=l 1/m=labab/L/LABAB 。n nL LAB AB 平均高程面距离平均高程面距离n nl lab ab 象片上的距离象片上的距离n n丘陵地区因航高的差异，象点位移较大，各部丘陵地区
39、因航高的差异，象点位移较大，各部分比例尺相差较大，不能在分比例尺相差较大，不能在1 1张象片上用同一个张象片上用同一个比例尺。可以将一张象片对应的地区按高度分比例尺。可以将一张象片对应的地区按高度分为几个小区。每个小区内的高差较小，可用一为几个小区。每个小区内的高差较小，可用一个比例尺。在每个小区内，选一测站个比例尺。在每个小区内，选一测站i i，再确定，再确定测站测站i i附近的这个小区内的象片比例尺附近的这个小区内的象片比例尺:1:1M=M=1/2(d1/D1+d2/D2)1/2(d1/D1+d2/D2)四、立体观察、利用航片进行人造立体观察的条件：利用航片进行人造立体观察的条件：（）必须
40、是有不同的摄影站像同一地区摄取的两张照片；（）必须是有不同的摄影站像同一地区摄取的两张照片；（）两眼必须分别各看两张相片上相应影像，及左眼看左像，右眼看有（）两眼必须分别各看两张相片上相应影像，及左眼看左像，右眼看有右象；右象；（）像片安放时，必须能是相应视线成对相交，相应点的连线与眼基线（）像片安放时，必须能是相应视线成对相交，相应点的连线与眼基线平行平行（）两张像片的比例尺尽可能一致，最大差值不超过（）两张像片的比例尺尽可能一致，最大差值不超过1616。（二）用立体镜进行象对主体观察步骤（二）用立体镜进行象对主体观察步骤（）取一对航片像对，分别找出像主点；（）将像片按左右放置，使影像的重叠
41、部分向内，使像对像主 点连线置于平行于眼基线的直线上。移动立体镜，使立体镜的基线平行于像主点连线；（）在立体镜下移动像片间的距离，直到观测到相应的像点融合为一体而获得立体感觉，且观察时没有不适的感觉；（）当立体像对范围内高差太大时，在某一部分不易同时看出山顶及山谷的立体模型，需调整基线长度，才能实现立体观察。四、立体观察n n1 1、正立体：进行立体观察时，象片必须按照摄影时的相、正立体：进行立体观察时，象片必须按照摄影时的相应位置放置，即重叠部分在中央，此时产生的是正立体。应位置放置，即重叠部分在中央，此时产生的是正立体。n n2 2、反立体：如果左右两张象片对调。则产生反立体。即、反立体：
42、如果左右两张象片对调。则产生反立体。即观察得到的立体感与实际情况相反，高山看起来变成深谷。观察得到的立体感与实际情况相反，高山看起来变成深谷。四、立体观察四、立体观察像对的立体量测像对的立体量测像对的立体量测像对的立体量测（）像像点点坐坐标标：通通常常采采用用以以方方位位线线为为轴轴的的直直角角坐坐标标系系（图图2.12.1）。像像主主点点为为坐坐标标原原点点，像像片片的的方方位位线线为为轴轴，以以右右方方向向为为正正，轴轴是是通通过过像像主主点点且且垂垂直直于于轴轴的的直直线线，以以上上方方向向为为正正。图图中中，像像点点a1a1和和a2a2。的的坐坐标标分分别别为为（a1a1，ya1ya1
43、）和（）和（xa2,ya2 xa2,ya2）。（）像点视差：像点的左右视差又称横视差，是指像对同名像点坐标（）像点视差：像点的左右视差又称横视差，是指像对同名像点坐标之差，即左像片像点的横坐标减去右像片像点的横坐标，以之差，即左像片像点的横坐标减去右像片像点的横坐标，以P P表示。表示。如点的左右视差为如点的左右视差为Pa=Xa1Pa=Xa1一一a2 a2。像点的视差与航片的比例尺和。像点的视差与航片的比例尺和摄影基线有关，即摄影基线有关，即P=BP=BHH，其中，其中B B为摄影基线的长度，为焦距，为摄影基线的长度，为焦距，为像点的航高。为像点的航高。（）（）地面高差的计算：在航片上测量像点
44、地面高差的计算：在航片上测量像点C C相对已知点相对已知点A A的高差的高差:式中，为像点式中，为像点C C相对像点的高差；相对像点的高差；HH为像点的高程；为为像点的高程；为A A点的点的左右视差，可由基线与比例尺相乘计算出，左右视差，可由基线与比例尺相乘计算出，为像点为像点C C对的左右视对的左右视差之差，称为左右视差较。差之差，称为左右视差较。第三节 航片土壤侵蚀和荒漠化目视判读n n一、概述概述n n二、黑白航空遥感图象的判读二、黑白航空遥感图象的判读n n三、天然彩色象片的判读三、天然彩色象片的判读n n四、黑白近红外象片的判读四、黑白近红外象片的判读n n五、彩色近红外象片的判读五
45、、彩色近红外象片的判读n n六、地貌判读六、地貌判读一、概述n n判读的概念判读的概念判读的概念判读的概念：n n通过遥感信息资料进行观察、分析，判断、识别其所表示的地物和现象的通过遥感信息资料进行观察、分析，判断、识别其所表示的地物和现象的种类、性质和数量，并掌握其分布、发生和发展的规律的过程，叫做遥感种类、性质和数量，并掌握其分布、发生和发展的规律的过程，叫做遥感信息的判读，或判释、解译。信息的判读，或判释、解译。n n判读的意义判读的意义判读的意义判读的意义：n n通过判读，可以识别遥感图象所记录的各种物体的内容，并对它进行分析通过判读，可以识别遥感图象所记录的各种物体的内容，并对它进行
46、分析评价，为规划、决策和开发管理提供依据。评价，为规划、决策和开发管理提供依据。n n判读的判读的判读的判读的3 3种方法种方法种方法种方法：n n目视判读、光学图象处理判读、数字图象处理判读。目视判读、光学图象处理判读、数字图象处理判读。n n目视判读：用肉眼直接或借助于放大镜、立体镜等简单仪器来观察、分析目视判读：用肉眼直接或借助于放大镜、立体镜等简单仪器来观察、分析遥感图象，称为遥感图象目视判读，简称目视判读。遥感图象，称为遥感图象目视判读，简称目视判读。二、黑白航空遥感图象的判读n n、概念、概念n n1 1、判读标志（判读要素）：能帮助人们识别遥感图象上某些目标、判读标志（判读要素）
47、：能帮助人们识别遥感图象上某些目标(地地物或现象物或现象)的那些影象特征称为影象的判读标志，又称判读要素。的那些影象特征称为影象的判读标志，又称判读要素。n n2 2、直接判读标志：在影象上直接看到的影象特征称为影象的直接判、直接判读标志：在影象上直接看到的影象特征称为影象的直接判读标志。它包括形状、大小、色调、阴影、纹理、图型等要素。读标志。它包括形状、大小、色调、阴影、纹理、图型等要素。n n3 3、间接判读标志：如果由甲目标的直接判读标志可以推断出乙目标、间接判读标志：如果由甲目标的直接判读标志可以推断出乙目标来，那么甲的直接判读标志就叫做乙的间接判读标志。来，那么甲的直接判读标志就叫做
48、乙的间接判读标志。1直接判读标志直接判读标志n n(1)形状n n(2)大小n n(3)色调n n(4)阴影n n(5)纹理n n(6)图型(1)形状形状n n地物都有一定的几何形态，根据影象的几何形态可以判断、识别地物。地物都有一定的几何形态，根据影象的几何形态可以判断、识别地物。地物顶部轮廓或鸟瞰平面形状，是识别地物的最直观的判读标志；地物顶部轮廓或鸟瞰平面形状，是识别地物的最直观的判读标志；n n例如：居民房屋在象片上是规则的方块状图型，河流呈弯曲的带状。例如：居民房屋在象片上是规则的方块状图型，河流呈弯曲的带状。n n对于航空象片（对于航空象片（中心投影中心投影），在象片中部的物体），
49、在象片中部的物体(如树、楼房如树、楼房)呈现其呈现其顶部形状；而在象片边缘部分，物体呈现其侧面和顶面的斜视影象，顶部形状；而在象片边缘部分，物体呈现其侧面和顶面的斜视影象，树和楼房好似向外倾倒。树和楼房好似向外倾倒。(2)大小大小n n指物体的长、宽、高、面积和体积，按比例缩小后在象片指物体的长、宽、高、面积和体积，按比例缩小后在象片上的尺寸。上的尺寸。n n根据影象大小，按照象片比例尺，算出目标的大小。根据影象大小，按照象片比例尺，算出目标的大小。公式为：公式为：L Ld.M d.M n n 式中式中 L L为地物实际大小；为地物实际大小；d d为该地物在象片上的影象的大小；为该地物在象片上
50、的影象的大小；MM为象片比例尺分母。为象片比例尺分母。(3)色调色调n n色调：色调：色调：色调：指像片上物体的色彩或相对亮度。是地物反射或发射电磁波的指像片上物体的色彩或相对亮度。是地物反射或发射电磁波的强弱程度在像片上的表现。采用不同波段和使用不同感光胶片，其色强弱程度在像片上的表现。采用不同波段和使用不同感光胶片，其色调反映的意义是不同的。黑白像片上，影像色调一般划分为级至调反映的意义是不同的。黑白像片上，影像色调一般划分为级至级灰阶。级灰阶分别为白、灰白、淡灰、浅灰、灰、暗灰、深级灰阶。级灰阶分别为白、灰白、淡灰、浅灰、灰、暗灰、深灰、淡黑、浅黑、黑。彩色像片的信息量高于黑白像片。在彩