总结—江月

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航线规划

航空摄影是获取基础地理信息的主要手段，是采用从高空往地面拍摄的一种俯拍技法。其主要成果有不同比例尺的彩色和黑白影像资料，这些成果既是测制和更新国家基本比例尺地形图、建立和更新国家基础地理信息系统数据库等的主要数据源，也是一种主要的基础测绘成果形式。

在航空摄影的过程中，随着飞机飞行姿态的变化，飞机上相机的方向也会随之变化，但在实际应用过程中，在某些场合，我们需要飞机能拍到某一固定地点的景物，这时就要求相机镜头的方向不发生改变，本科研小组就是来研究如何使相机镜头的方向不发生改变，接下来，我们就从以下几个方面来看看航空摄影的航线规划吧。

1.是否考虑复杂地形

首先，我们不考虑复杂地形，把相机要拍摄的地方当做一片平原。

2.图像重叠覆盖

用于地形测量的航摄像片，必须使像片覆盖整个测区，而且能够进行立体测图，相邻相片应有一定的重叠。同一条航线内相邻相片间的重叠影像成为航向重叠，相邻航线间的重叠称为旁向重叠。重叠大小用像片的重叠部分x（y）与像片边长比值的百分数之比表示，称为重叠度。

1)航向、向重叠度范围的选择。在航线方向至少要旁有三张相邻像片存在公共区域，以便立体模型的连接和选择公共的定向点。旁向重叠度只需保证相邻航线像片之间的正常连接。规定航向重叠度范围 在 90% ~ 60% 之间，间隔为5%，共七种航向重叠情况；旁向重叠度范围在 80% ~ 30% 之间，间隔为5%，共11种旁向重叠情况，因此，共 有77种重叠度的组合情况。

2)将 77 种重叠度情况，分别作为给定重叠度，进行航线设计。

3)模拟出每种重叠度情况下的外方位元素: 将每个摄影中心的位置作为该像片外方位元素的三个线元素，将三个角元素分别模拟为以某一角度为中误差的高斯随机数值。根据地形图航空摄影测量规范，将每个线元素及角元素都加一定限差的随机误差，从而合理地模拟出每个摄影中心的空间位置及姿态。

4)根据试验所用的相机参数文件，模拟出摄影机的内方位元素。

5)根据 DEM、相机参数及航线中每张像片的外方位元素，可模拟出每张像片的像点坐标。按航摄内业规范将像点坐标加上一定限差的随机误差。

6)对每种重叠度情况，根据每张像片内、外方位元素及像点坐标，使用多片前方交会的平差方法，计算出各同名像点对应物方坐标及中误差，为后期的精度分析做准备。

7)对生成的结果进行精度分析，从而找出最优的航向旁向重叠度：计算出每种重叠度情况下的物方点平均点位中误差及标准差(包括平面和高程)，从而与对应比例尺航空摄影测量内外业规范进行比较与分析。检查每种重叠度组合情况下的航线设计是否会出现航线漏洞，若出现，则剔除这 种 重叠度情况。对剩余重叠度情况，计算出每种情况下所有相邻曝光点的曝光间隔，若存在曝光间隔小于相机规定的最小曝光间隔，则剔除该重叠度情况。比每种重叠度情况下物方点中误差和对应比例尺航空摄影测量规范的中误 差限差，若平面或高程中误差其中之一大于对应限差，则剔除这种重叠度组合情况。剩余的重叠度情况都是满足规范的，选出最优的，先按旁向重叠度再按航向重叠从小到大排序，最小的那个重叠度组合即是最优组合。

3．航空比例尺，地面分辨率

当航摄像片有倾斜，地面有起伏时，航摄的比例尺是一个比较复杂的问题，借用地图比例尺的概念，把航摄相片上的一段l与地面上相应线段L的水平距离之比称为航摄比例尺：

l/m=l/L=f/H 式中H为相对于测区平均水平面的航高；f为航摄机主机焦距。航空比例尺不是任意的，它取决于测图比例尺，大体与比例尺相当。在做航摄计划时，选定航摄机和航摄比例尺后，根据上式航高H就可确定。飞机应按预定航高H飞行，其差异一般不得大于5%,同一航线内各摄影站的航

高偏差不得大于50m。

地面分辨率是衡量遥感图像（或影像）能有差别地区分开两个相邻地物的最小距离的能力。超过分辨率的限度，相邻两物体在图像（影像）上即表现为一个单一的目标。通常用单位长度内所能分辨出来的黑白相间的线对数（线对/毫米）来表示分辨率的大小。对于扫描图像，通常以像元的大小来表示其分辨率（即能分辨的最小面积）。分辨率数值在地面上的实际距离，称为地面分辨率。分辨率是评价图像（影像）质量的重要指标，成像系统及所用感光材料的分辨本领，光照条件，以及被摄地物的形态等因素都能直接影响图像的分辨率，因此，在判读中应视工作任务的性质，选择适当分辨率的图像（影像），以取得较好的效益。

4.航高，航速的影响

在飞行过程中距地球上某一基准面的垂直距离。随基准面的不同，航高分为：绝对高度——相对于平均海平面的垂直距离；相对高度——相对于平均海平面以外的某一基准面的垂直距离。

飞机的航速：应先设出飞机在无风时的速度为a，从而可知在顺风时的速度为飞机在无风中的速度加上风速，飞机在逆风中的速度等于飞机在无风中的速度减去风速，又已知了顺风飞行和逆风飞行所用的时间，再根据路程相等，列出等式，求解即可。设机的速度为a千米/小时

那么(a+24)*(2+50/60)=(a-24)*3 得a=840千米/小时

5．航拍作业的时间选择

航拍作业的时间最好选在晴天，阴雨天气视线会比较模糊；此外应选在早晨或者上午，中午可能阳光太强烈，晚上光线又太暗，不利于拍摄。

6．航拍设计的基本步骤

（1）根据DEM计算摄影分区平均基准面的高程

h1=（h2+h3）/2 式中，h1为平均基准面的高度；h1为分区内具有代表性的高点的平均高程；h2为分区内具有代表性的低点的平均高程。

（2）根据测图比例尺的要求，选择合适的航摄比例尺，从而确定飞机的摄影航高

H=mf H’=H+h1 式中，H是摄影时飞机相对于基准面的航高，H’为摄影时飞机的海拔高度；m为摄影比例尺分母；f为航摄仪主距。

（3）确定每条航带的第一个摄影中心的位置

第一条航带的第一个摄影中心就是航线的起点；从第二条航带开始，每条航带的第一个摄影中心的确定方法：如果该影像与相邻上一条航带的影像在设计重叠度的旁向重叠区域高程低于平均基准面高程，则该摄影中心与上一条航带第一个摄影中心间隔为设计重叠度在平均基准面上计算出来的旁向基线长（由于在分区时已经考虑到地形高差的影响，此时影像不仅满足重叠度要求而且分辨率也肯定能打到规定的要求，因此用设计的基线长即可，无需调整）。

如果旁向重叠区域在平均基准面高程之上，则需调整基线长：实际地面点的旁向重叠度为设计旁向重叠度p’y,从而计算出在平均基准面上的新旁向重叠度p’y，以及其对应的旁向基线长Dy,进而即可计算出该摄影中心的空间位置：

py=p’y+(1-p’y)*h/H Dy=(1-qy)lym 式中，ly为航摄相片旁向的像幅尺寸；*h为相对于摄影基准面的高差。

（4）确定每条航带上第二个及以后每个摄影中心的位置

在同条航带上，如果航向相邻两张影像在设计重叠度的航向重叠区域高程低于平均基准面高程，则该摄影中心与上一摄影中心间隔为设计重叠度在平均基准面上计算出来的基线长。航向重叠区域高程在平均高程之上，则需调整基线长：实际地面点的航向重叠度为设计航向重叠度q’x,从而计算出在平均基准面上的新航向重叠度qx，以及其对应的航向基线长Bx,进而即可计算出该曝光中心的空间位置：

qx=q’x+(1-q’x)*h/H

Bx=(1-qx)lxm 式中，lx为航摄相片旁向的像幅尺寸。