遥感导论第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 摄影成像.ppt

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1、第三章遥感成像原理与遥感图像特征第二节摄影成像自学提纲摄影的概念？传统摄影和数字摄影的区别？摄影机的种类？线对数的概念？垂直摄影和倾斜摄影的概念和特点？中心投影和垂直投影的概念和区别？相片比例尺的概念及计算方法？3.2摄影成像摄影是通过成像设备获取物体影像的技术。传统摄影是依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像。数字摄影是通过放置在焦平面的光敏元件，经光/电转换，以数字信号来记录物体的影像。依据探测波段，有近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影和多光谱摄影等。3.2摄影成像3.2.1摄影机3.2.2摄影像片的几何特性3.2.3摄影胶片的物理特性摄影机是成像遥感最常用的传

2、感器，可装载在地面平台、航空平台及航天平台上，有分幅式和全景式摄影机之分。3.2.1摄影机摄影机分幅式摄影机全景摄影机(扫描摄影机)多光谱摄影机数码摄影机缝隙式摄影机(航带摄影机)镜头转动式摄影机多相机组合型多镜头组合型光束分离型1、分幅式摄影机这种传感器的成像原理是在某一个摄影瞬间获得一张完整的像片（18厘米×18厘米或23厘米×23厘米幅面），一张像片上的所有像点共用一个摄影中心和同一个像片面，即所谓中心投影，就是平面上各点的投影光线均通过一个固定点（投影中心或透视中心），投射到一平面（投影平面）上形成的透视关系。焦距短焦距：小于100mm。中焦距：100-200mm。航

3、空摄影机。长焦距：大于200mm。航天摄影机。视场角常角：50度-70度。宽角：70度-105度。特宽角：105度-135度。相同高度时，视场角越大，地面覆盖范围越大。线对数概念：镜头中心的光学分辨率，指的是摄影机镜头在单位长度内能分辨的线状物体的最大数目。象元线对数和像素的关系？焦距视场角（1）缝隙式摄影机又称推扫式摄影机或航带摄影机。在飞机或卫星上，摄影瞬间所获取的影象，是与航线方向垂直且与缝隙等宽的一条线影象。当飞机或卫星向前飞行时，摄影机焦平面上与飞行方向成垂直的狭缝中的影象也连续变化。当摄影机内的胶片不断卷动，且其速度与地面在缝隙中的影象移动速度相同，则能得到连续的

4、航带摄影像片。胶片卷动速度V与飞行速度v和相对航高H有关，以获得清晰的影象V=v*f/H，f为焦距。2、全景式摄影机（2）镜头转动式摄影机在物镜的焦面上平行于飞行方向设置一条狭缝，并随物镜作垂直于航线方向扫描，得到一幅扫描成像的图象。物镜摆动的幅面很大，能将航线两边的地平线内的影象都摄入底片。会出现两边比例尺逐渐缩小的现象，整个影像产生所谓全景畸变。影像的畸变十分复杂。3、多光谱摄影机对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影象的摄影机。可充分利用地物在不同光谱区有不同的反射特征，来增多获取目标的信息量，以提高识别地物能力。有三种基本类型：多摄影机型多光谱摄影机多镜头型多光谱摄影机

5、光束分离型多光谱摄影机a、多相机组合型；b、多镜头组合型；c、光束分离型多光谱摄影机4、数码摄影机成像原理与一般摄影机同，结构也类似。所不同的是其记录介质不是感光胶片，而是光敏电子器件，如CCD（电荷耦合器件ChargeCoupledDevice的缩写）摄影机从飞行器上对地摄影时，根据摄影机主光轴与地面的关系，可以分为垂直摄影和倾斜摄影。3.2.2摄影像片的几何特征1、垂直摄影摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3°以内。取得的像片称水平像片或垂直像片。航空摄影测量和制图大都是这类像片。垂直摄影2、倾斜摄影摄影机主光轴偏离垂线大于3°。全景摄影成像时，镜头垂直飞行器下方航带中心

6、线时为垂直摄影，其余状态下均为倾斜摄影。倾斜摄影时，主光轴偏离垂线角度越大，影像畸变也越大，给图像纠正带来困难，不利于制图。但有时为了获取较好的立体效果且对制图要求不高，也采用倾斜摄影。倾斜摄影3、像片的几何特征（1）像片的投影①中心投影与垂直投影的区别②中心投影的透视规律（2）像片的比例尺（3）像点位移（1）像片的投影垂直投影：物体影像是通过互相平行的光线投影到与光线垂直平面上的。相片比例尺处处一致投影距离无关中心投影：物体通过物镜中心投射到承影面上常用的大比例尺地形图属于垂直投影或近垂直投影，而摄影像片属于中心投影。正像和负像透镜负像正像①中心投影与垂直投影的区别投影距离

7、的影响垂直投影比例尺和投影距离无关中心投影焦距固定，航高改变，其比例尺也随之改变H1H2f垂直投影中心投影中心投影：投影距离不同或焦距不同则像片的比例尺也不同。垂直投影：投影距离不同与像片比例尺无关。（不存在焦距）投影面倾斜的影响倾斜水平ABCabc比例尺f/HHf倾斜中心投影：投影面的倾斜造成同一个像片不同部位比例尺的差异。垂直投影：只表现为比例尺有所放大。地形起伏对垂直投影无影响对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同BACabcA’C’ABCabcC’A’地形起伏的影响中心投影：地形起伏造成像点