遥感之报告航摄像片立体观察与高差测量.docx

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1、实习五 航摄像片立体观察与高差测量1 目的与要求(1) 了解掌握立体镜和视差杆的一般构造与使用方法；(2) 学会在航片上进行立体观察和量测视差；(3) 理解和掌握高差测量原理和方法。2 仪器与资料立体镜、放大镜各一个、航空像片一对、地形图(与航片同地区 )一张、直尺一个、视差杆一付、 镇铁四块、 透明胶片一卷、 玻璃铅笔一支、 计算器一个、 小圆规一个、 刺点针若干、 铅笔一支。3 内容及步骤3.1 反光立体镜和视差杆的构造及原理 反光立体镜的构造、原理：反光立体镜如图5-1 所示，为相互平行的并与水平形成图 5-3 视差杆构造5-3 ，主要由伸缩的 固定螺丝 3、视差螺丝 6 等部件组成。玻

2、璃片 O”)，测标，作为测45角的两组反光镜 D1、 D2、D3、D4 组成，光路如图 5-2 所示，航片上的像点 a、b、c和 a bc经过反光镜的两次反射，分别进入人的双眼，在左右两眼视线延长线的交会处构成立体模型 A、B、C。由于反射镜的作用，使得眼基线的长度扩大了34 倍，能够观察像幅较大的像片，有些反光立体镜上还装有附加望远镜，利用此能进一步增强立体效果。 视差杆的构造：如图 螺旋杆 1，测标玻璃板 2， 4、分划尺 5、以及测微鼓 中心刻有红色的“ +” (或量时对点用，左方测标玻璃板能在伸缩杆上一定 范围内滑动，可由固定螺丝 3 固定在所需要的位 置上，右方测标玻璃板固定在杆的右

3、端，借助视差螺丝 4 的旋转可向左右慢慢移动。所以两测标间的距离能随意变动，读数可在分划尺 5 和测微鼓 6 上分别读出，分划尺上刻划以 0.5mm 为单位，最小读数为 0.5mm，测微鼓上分 划是将 1mm 分为 100 份，每分划的读数是 0.01mm 。3.2 立体观察方法确定像基线： 连接航片上相对框标的直线， 其交点即为像主点， 将相邻两航片上的像 主点相互转刺，并做上标记，将同一航片上的主点相连，得出像片的像基线。确定立体观察间隔， 安置立体镜： 使两张航片的像基线位于同一条直线上， 且两片像 主点的距离大约与观察基线相等，然后将立体镜安置在航片上，使眼基线与像基线平行。 立体观察

4、：在立体镜下，左眼看左像片，右眼看右像片，双眼同时观察，根据情况， 可微微调整像间的距离和方向，直到观察到同名像点融合为一，无不舒服的立体感觉为止。实际操作是：在立体镜下，大致将像对放置在一条直线上，间隔适宜，用双手食指（或中指 ）分别指向像对上一明显的同名地物点。慢慢移动像片，观察到两手指重合时为止，再 取另一对同名地物点， 按上法使它们重合， 此时移开手指， 即可在立体镜下看到舒服和清晰 的立体影像。 调整像对的左右位置， 或使像片旋转， 按上述方法分别观察正立体效应、 反立全效应 和零立体效应。3.3 立体测量量测视差： 在建立起立体模型的像对上放置视差杆， 将左测标精确对准左像片上的地

5、 物点 A ，在立体镜下观察，转动视差螺旋 4，移动右测标，使左右测标融合成一个测标，并 切在地物点上时，读取读数 PA ，用同样方法，测定另一点 B 的视差 PB ，一般重复 2 3 次，然后计算它们之间的视差较 P。 P PB-PA图 5-4 直尺量测像点左右视差图如果没有视差杆，可用直尺在像对上量 得左右视差较 P。在左像片上选择两点 a1、 b1 ，在右像片上的同名地物点为 a2、 b2，立 体镜下建立模型后，量出 o1o2、a1a2 和 b1b2 的长度， o1o2 L0，a1a2 L ，bb L， 代入下式计算得出像点的左右视差Pa、Pb 和左右视差较 P（如图 5-4 所示） 。

6、PbL0LbPaL0LaPb-a L LbPb计算高程 第一步，首先计算出高差， B 点相对于起始点 A 点的高差为： hAB HA式中： HA为起始点 A 的航高 (从航片上查取或由绝对航高计算 )； 第二步：计算待测点 B 的高程：hB =hA +hA B式中： hA 为始点 A 的高程 (从地形图或资料查出 )。表 5-1 视差法求地物点高程计算起始点 A 海拔高度 hA 起始点 A 航高 HA 起始点 A 距离 a1a2像主点 O1O 之间距离 o1o2地物点号像对距离 bi1bi2 (mm)PA (mm)Pi (mm)视差较 P Pi-PA地物点 间高差(m)测定高 程(m)理论高

7、程(m)相对误差()12344 应交成果视差法求地物点高程表一份。实习六 像片略图制作1 目的与要求(1) 了解像片略图的生产过程；(2) 掌握像片镶嵌的技术(3) 检查像片略图的作业精度。2 仪器与资料航空像片 45 张、镶嵌刀一把、图纸两张 (尺寸为 30 70cm、4080cm)、赛璐胶 (或 像皮胶 )、打孔器、刺点针、直线笔、小钢笔、直尺和铅笔各一件。3 内容与步骤3.1 镶贴( 用像片主点连线法 )(1) 确定像片中心、打孔： 首先找出各张像片的像主点， 以像主点为主心， f/40 为半径范 围内选择明显地物点作为像片中心， 然后用刺点针刺小孔 (d 0.1mm)，并把这些中心点转

8、刺 在相邻航片上，最后用打孔器在所刺各点打出 1.0mm 直径的小孔。(2) 对准：将航线中第一张像片放在较小图纸的左端，像片的中心点连线方向保持和图 纸长边平行， 在像片中心涂一小块胶水， 使像片贴在图纸上， 同时压一重物， 不使像片移动，将第二张像片根据中心点迭置在第一张像片上， 当两像主点不能密合时， 应保持该连线方向 不变， 误差左右相等，方向相反，此外在像主点连线中心外选一明显地物用刺点针刺孔，检 查上下两像片是否完全密合， 如有差异则应该移动像片 2 使其完全密合。 同样在第二张像片 中央部分亦涂一小点胶水，迭置好后用重物压住，不使它有任何移动。(3) 切割：相邻两张像片迭置好后，

9、在重迭中线附近选择适宜的切口线，选切口线时应 注意不要通过重要地物， 并且切口线应垂直线状地物， 然后在像片下垫一赛璐珞 (或废图纸 )， 用镶嵌刀垂直地一次把两张像片全部切开， 像片的碎屑应妥当保存， 其余部分多加重物压住 不使有任何移动。按照同样方法，选择第三张像片，按2、3 张像片重迭中线附近切开，如此一直进行到航线的最后一张像片。(4) 粘贴：一条航线的各像片全部切完后，每张像片逐次地再涂上胶水，使它完全地贴 在图纸上， 须注意在粘贴中不应把原来贴的部分撕下重贴。 但必须用刷子使胶水在整张像片 上都均匀地涂满才不会使气泡产生， 最后再以一张像片的中间向四边滚压， 以挤掉多余的胶 水，直

10、至贴好每一张像片，就完成了镶贴工作。3.2 检查(1) 按照像片的切口线的情况，绘成一张草图(称切口示意图 )，作为检查的记录卡。(2) 把各张像片切下的碎屑，按照切口线地物使与原片重新拼接密合，然后沿切口线每 隔 2 3cm 刺下一个明显地物点，并在检查卡片上注出其概略位置，然后去掉碎片，量取刺 孔至该明显地物点的偏差值，把他注记在记录卡上，量测的精度应达到0.1mm 。(3) 计算像片略图中任意两相邻像片相互位置的均方误差：3.3 整饰(1) 在略图中第一张和最后一张像片中选择与相邻航线重迭中线内的明显地物，把它刺 出，并以红墨水连成直线，得出像片略图的图廓。(2) 把略图的图廓外一厘米外

11、的像片全部切去(连同底下的图纸一起切掉 )，然后把图廓内的略图用普遍胶水粘贴在另一张较大的图纸中央。(3) 按照图式规程，对像片略图进行装饰，如绘制图廓线，必要的注记、线划符号等。4 应交成果制作像片略图一幅。实习七 航摄像片的解译、调绘1 目的与要求(1) 了解航摄像片解译、调绘的重要意义及地物在像片上的构像规律和判读标志；(2) 熟练掌握航片目视解译的原理、方法和航片调绘的方法、程序；(3) 要求学生在本实习中完成一张航片的解译、调绘工作，并能初步掌握航片解译、调 绘的组织实施方法。2 仪器与资料立体镜一个、航片一对、放大镜一个、地形图图式一本、透明纸、笔、地形图一张。3 内容与步骤3.1

12、 航摄像片的解译在航片上， 根据地物构像的规律与特点， 识别地面上相应地物的性质、 位置及大小称为 航片的解译 (也称判读 )，解译有目视解译、仪器增强目视解译和自动化解译，本实习只进 行目视解译。 目视解译是指人们借助放大镜、 立体镜等简单工具， 凭借经验对像片进行的解 译，其基本程序是：3.1.1 总体观察 利用放大镜、立体镜等对航片进行全面概括地观察，并对照相应地形图，通过观察，对 航片上各种物体的影像分布有较全面细致的了解。3.1.2 建立解译标志 首先找一典型样区，根据物体的构像规律、形状、色调、阴影、相关位置、图型、结构 等特征，并对照有关资料，确定各地物的影像特征，建立解译标志。

13、黑白航片上各地物的解 译标志如下：(1) 居民点：城市房屋显示较为稠密，建筑物形状高大，街道整齐；农村居民区较为分 散、矮小，一般位于河流或田块附近。(2) 道路网：有强烈的反光性，影像清晰明显，呈白色或灰色线条状，有时有行道树。(3) 水系：河流的构像为弯曲宽窄不均的带状，湖泊呈不均匀的闭合曲线，色调深灰至 黑色；人工河道、 渠道构像为宽窄比较均匀的带状， 有涵洞、 水闸等附属物， 立体效果明显。(4) 农业用地：一般有一定的几何形状平原区多为长方形，田埂细长，田间有灌渠和排 水沟，山区的梯田呈长条形弧状，田坎阴影清楚，立体感强列，农用地色调变化很大，取决 于地表覆盖、土壤类型和地表湿度。(

14、5) 林地：森林色调较暗，呈颗粒状，无规划轮廓界线，果园呈排列整齐、间距均匀的 深暗色颗粒；苗圃呈暗色条状；灌木丛为色调不均匀的小颗粒。(6) 草地：呈现为均匀的灰色影像，干草地浅灰色，湿草地深灰色。(7) 沼泽地：色调变化范围较广，根据湿度空旷程度和植被类型从浅灰到浅黑色，一般形成色调不均匀的杂色图面，轮廓比较清楚。(8) 山脊、山谷线，有明暗界线，背光斜坡呈浅黑色，向阳斜坡则呈灰白色。建立解译标志的工作需要细致、 准确，对于一些疑难影像，应进行实地调查，解译标志 经检核、修正确定下来后，便可进行正式解译了。表 7-1 航摄像片解译标志解译标志地物类型形状色调纹理图型阴影其它地物 1地物 2

15、地物 3地物 43.1.3 航片空内解译 进行室内解译的方法没有特殊规定， 往往是因人而异， 一般在航片上蒙一张透明的聚脂 薄膜或硫酸纸， 将解译出的地物直接蒙绘在薄膜或纸上， 并对其加以注记， 从而等到一张解 译成果图，注记可以参考地形图进行。有时，也将解译结果直接绘在航片上。室内解译时要注意利用地形图、其它地理图件和文字资料，以提高解译质量。3.2 航片调绘调绘是指在解译的基础上，把所需要的地物和没有能在像片上显示出来的地物(如新增地物、无形境界线、很小且重要地物、线状地物、地型名称等) ，经过综合取舍，然后按图式符号在航片上标绘出来的工作。3.2.1 调绘原则 调绘要求符号应用恰当，位置

16、正确，各种注记必须准确无误，并做到清晰易读。 地物的取舍以适合用图需要和满足制图精度为前提，并保持实地特征为原则进行。3.2.2 调绘内容 主要包括：测量控制点与独立地物、居民地、通路、水系、地貌、土质、植被、管线、 垣栅、境界和权属界线。 (对各种专业调绘和各种内容和具体要求详见有关规定)。3.2.3 调绘步骤(1) 准备工作 熟悉图式符号，收集各种有关参考资料和地图资料。 划分调绘面积， 确定作业范围： 在相邻像片的重迭区中央， 选择两个明显的特征地物 点，以直线或曲折线连接， 作为调绘的边界， 用相同方法确定周围其它相邻像片的调绘边界， 调绘界线所形成的闭合图型即为调绘面积，划分调绘面积

17、时相邻航片不能产生重叠和漏洞，边界线不要穿过独立地物且不能与线状地物重合，距像片边缘不得小于1cm。 拟定野外调绘路线： 野外调绘路线的选择原则是距离主要调绘内容愈近愈好， 且不遗 漏，不重复， 分布均匀， 疏密适当。 一般应沿着河流、 道路布设， 最好能通过所有的居民点、 工农业企业， 通过航片上影像色调不协调的地段， 在山区最好选择在半山腰沿线调绘， 既照 顾了山顶又照顾了山脚。对拟定的路线，可标绘在地形图或航片上。(2) 航片调绘按照拟定的路线、内容和原则进行具体的野外调绘。 确定立足点： 立足点即调绘人员在像片上的准确位置， 野外调绘每到一处要首先确定 立足点，一般对照像片影像与地面物

18、体来确定。 定向：确定了立足点后，将像片与周围地物相对照，进行像片定向， 建立地物与影像 的对应关系。 调绘：将解译出的地物和轮廓线用铅笔描绘在航片上( 也可描绘在聚脂薄膜或硫酸纸上)，并作出相应的注记符号。 补测：对需要的新增地物、隐蔽物、权属界线等， 根据已经解译出的特征地物点用量 测的方法测绘出来 (方法有距离交绘法、角度交绘法、直角坐标法、截距法、极距法等)。第一立足点的工作结束后，即转移到第二点直到最后调绘结束。(3) 调绘结果整饰 对调绘结果进行综合取舍， 删掉不重要的或较小的地物碎部， 并进行地物轮廓的综合。 符号规范化：将调绘用的简易符号注记按图式规定加以改正，各种注记要清晰。

19、着墨： 对调绘结果进行着墨， 以免时间长久铅笔线划磨掉。 着墨前要进行精细的检查， 以便消除可能产生的遗漏和差错。最后得到一张美观清晰，准确无误的航片调绘图。4 实习应交成果(1) 航片解译标志表一张；(2) 航片解译、调绘成果图一幅。实习八 航片的图解纠正转绘1 目的要求(1) 了解图解纠正转绘方法的基本原理和适用范围；(2) 基本掌握相似格网法和辐射交绘法等转绘方法；(3) 要求同学用图解纠正方法转绘平原或山区航片一张。2 仪器与资料 平原或山区航片一张，同一地区地形图一张， 铅笔一支， 小钢笔两支三角板一付， 直尺 一把。3 内容与步骤 图解纠正转绘是一种手工转绘方法， 它是利用航片和地

20、形图 （或其它平面控制图 ）上的已 知同名点作控制，采用直尺、圆规等简单工具，通过图解来实施转绘的。它适应缺乏仪器设 备、转绘精度要求不高、 转绘内容少的情况。 图解纠正转绘的方法很多，本实习仅作其中的 两种：相似格网法和辐射交会法。3.1 相似格网法 相似格网法是通过在航片和地形图上建立互为透视关系的投影格网， 然后根据相应网格 把航片上的地物、界线等图形用目估法转绘到地形图上的一种方法。由于网络形状的变化， 转绘的图形可以得到一定程度的纠正，该法只适用于平坦地区的转绘，具体方法如下：3.1.1 选择同名地物点 在转绘范围的四角选择四个同名地物点，设在航片上为a、 b、 c、 d，在地形图上

21、为 A 、B、C、D，分别构成互为投影关系的两个四边形abcd和 ABCD。3.1.2 航片上建立格网为了保护航片，在航片上蒙一张薄膜或纸，把a、 b、 c、 d 和四边形蒙刺在上面，构网在薄膜或纸上进行 （图 8-1 所示）。 作四边形 abcd的对角线 ac 和 bd，得交点 k，在 k 点左右 13cm 处作 a b /ab，c d /cd ，再过 a和 c作 am/ac，cn/ac、过 b和 d作 b m/bd ，d n/bd 得交点 m、 n，连接 m、 n 两点、与 ab 交与 1，与 cd 交与 2， mn 必须通过 k（如图 8-1 （a） 。 以同样方法，在 k 点的上、下侧

22、 1-3cm 处各作 a d /ad、 b c /bc、而后作 a q/ac/c p， b p/d q/bd 分别得交点 p、q，连接 p、q 得交点 3和 4， pq通过 k 点。至此， 四边形 abcd分成四个小四边形，即四个格 （如图 8-1 （b）。图 8-1 相似格网建立 加密格网：连四个小四边形的对角线1、4，4、2，2、3 和 3、1，与另一对角线相交，得交点 5、6、 7、8 四点，连结 5、6，6、7，7、8，8、5 四线并延长至四边形各边，则得 16 个网格 (如图 8-1 (c) ，若需继续加密，可以同样方法加密到64 格、 256格。3.1.3 地形图上建立格网在地形图

23、上用上述方法对四边形 ABCD 进行加密，建立与航片相应数目的投影网格， 一般要求加密到地形图上网格边长不大于 7mm 即可。3.1.4 转绘按航片和地形图上建立的相应投影网络， 用目测或配以简单绘图工具将航片上的地物点 和界线转绘到地形图上。3.2 辐射交会法辐射交会法是利用两组射线束的相应边对对相交来确定转绘点位置的一种方法， 该法可 用于丘陵和山地的航片转绘。如图 8-2 所示。3.2.1 在航片和地形图上确定辐射中心(1) 在航片上确定辐射中心：为了减少像点位移造成的误差，在平原和丘陵区以像主点 为圆心， f/40 为半径的圆范围内的明显点为辐射中心；在山区以像底点作为辐射中心。(2)

24、 在航片四角和地形图上选四个同名地物点a、b、c、d和 A、B、C、D，用透明膜片蒙在航片上，自辐射中心点向a、b、 c、d 诸点作射线。(3) 确定地形图上的辐射中心：将膜片移到地形图上，使四条射线分别通过相应的点A 、B、C、D，固定膜片， 把膜片上的辐射中心刺在地形图上， 得地形图上相应的辐射中心 O1 。(4) 在相邻相片上按上述步骤制成膜片，确定辐射中心 O23.2.2 利用相邻像对进行辐射交会。(1) 将透明膜片移到航片上，利用辐射中心和四条辐射线在航片上复位后，自辐射中心 向需要转绘的点作辐射线，如图 8-2(a)中 O11， O12，O13 和 O21，O22，O23 等。(2

25、) 将相邻两张航片的膜片移到地形图上， 分别用辐射中心和四条辐射线进行膜片定向， 使膜片的辐射中心 O1和 O2与地图上的 O1和 O 2点重合，辐射线通过诸相应点 (图8-2 (b)。(3) 两张像片上的地物点辐射线 O11、O12、O13和 O21、O22、O23相交得 1、2、3 诸交点， 用针刺在地形图上，此即像片上的地物点在地形图上的转绘位置。图 8-2 辐射格网建立(底图格网用铅笔画出，膜片格网用蓝墨水绘出，转绘成果4 实习应交成果 平原或山区航片转绘成果图一张 用黑墨水绘出 )。实习九 卫星影像及其光谱效应1 目的与要求(1) 熟悉卫星影像上的符号注记；(2) 了解和认识卫星影像

26、各波段的光谱效应及其不同地物在遥感影像上的色调变化；(3) 掌握卫星影像地物的解译标志与识别方法。2 工具与资料陆地卫星 MSS、TM 影像， 或者其它遥感卫星的多波段黑白影像、 假彩色合成影像各一 张，放大镜一个，铅笔、透明纸 (或薄膜 )。3 内容与步骤3.1 卫星影像的符号注记(以 Landsat 为例)3.1.1 重叠符号像幅四角的“ +”号，一是为了相同影像不同波段的影像精确重叠，二是由四周“+引出对角线，其交点即为像幅中心。 纵向重叠符号 T 、：在影像外侧边框的上部和下部有两个“T”、“”符号，它是卫星影像的纵向重叠线符号。3.1.2 灰阶在黑白影像图幅的下部有一条横列灰阶，一般

27、分为 15 级，在目视解译中人眼大约只能 区分 5-8 级。3.1.3 经纬度标记 在像幅的四侧有经纬度标记，其最小间隔为30 份 (在 60以上的高纬为 1)，经纬度有时竖写有时横写，具体视出现在像幅图框部位而定。3.1.4 下部字母注记成像时间： 成像的年月日， 月用英文缩写， 日和年用阿拉伯数字， 分别位于月的两侧。 像幅中心 C：传感器光轴几何延长线与地球表面交点的经纬度。 像底点 N ：投影中心到地球表面的铅垂线的经纬度。 传感器名称和波段： MSS、 TM 、RBV 等。 R、 D、 R：经贮存后回放出来的图像， D ：实时发射接收的图像。 太阳高度角 (SUNEL) 和太阳方位角

28、 (AZ) 。其它：卫星前进的方位角、地面接收站名称、影像的处理方式、卫星的主权国家、部 门、卫星发射日数、成像时间 (时、分、秒 )、通道数等。3.2 卫星影像的光谱效应与解译标志3.2.1 认识 TM图像各波段的光谱效应 (1)比较各波段水体色调的变化，分别用亮、较亮、暗、很暗4 个等级评价水体在 7 个波段中的色调，并填写表 9-1 。(2)比较各波段水体中泥沙可分辨性的变化，分别用易分辨、可分辨、不易分辨和难分辨 4 个等级评价泥沙在 7 个波段中的可分辨性，并填写表9-1 。(3) 比较各波段中植被色调的变化，分别用亮、较亮、暗、很暗4 个等级评价植被在 7个波段中的色调，并填写表

29、9-1。(4) 比较各波段中居民地可分辨性的变化， 分别用易分辨、 可分辨、 不易分辨和难分辨 4 个等级评价居民地在 7 个波段中的可分辨性，并填写表9-1。表 9-1 TM 各波段地物色调或可分辨程度评价地物类型TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7水体泥沙植被居民地3.2.2 TM 图像的解译标志 根据卫星影像的图像特征，建立：湖泊、水库、湿地、居民地(农村 )、城镇用地、交通用地、农用地、果园、落叶林、针叶林、建设用地等地类的解译标志(表 9-2 )；表 9-2 卫星影像解译标志土地类型色调特征图型特征其它河流湖泊湿地城镇用地交通用地农用地果园落叶林针叶林建设用地四、应交成果1.水系、植被、城市、耕地和一些其它地物的解译标志；2.根据上述物体在多波段上的影像特征点绘出各自的光谱曲线。