《摄影测量与遥感》实训指导书2023版.docx

高等职业教育专科摄影测量与遥感实训指导书（2023年版）2023年6月目录一、实训的任务1二、实训仪器及用品2三、实训基本守则2四、注意事项2实训一像片控制点的布测3一、实训目的3二、实训步骤3三、实训要求4实训二像片调绘4一、实验目的4二、原理和方法4三、实训步骤7四、实训要求8实训三基于全数字摄影测量系统产品生产9一、实训目的9二、实训步骤（参看相关视频文件）9三、实训要求10实训四无人机空中三角测量11一、实验目的11二、基本原理11三.资料准备Ii四、实训步骤12五、实训要求12六、实训成果及其评定14一、实训的任务摄影测量与遥感实训是摄影测量与遥感课程中的实训部分。摄影测量与遥感实训I,要求每个学生都熟练掌握摄影测量外业的基本操作技能和内业数据处理的方法。本项实训的任务，一是在提供的像对覆盖区域内布测一定数量的控制点。二是进行像片的判读和外业调绘工作，熟悉影像判读标志和基本判读方法；通过像片外业调绘，将地物与其像片影像进行对照，了解它们的关系并进行实地判读勾绘，掌握外业调绘方法。三是通过内业操作，掌握全数字摄影测量软件的主要模块、功能及数字产品的制作工艺与流程，了解自动空中三角测量生产意义和基本流程。要求学生熟练掌握像控点的布设，外业调绘方法，熟悉影像判读标志，能独立完成全数字摄影测量的生产作业。实训期间，要求每组及每位同学完成的基本工作量为：1 .每组布设5个合理分布的像控点，完成选点工作和测量工作；2 .每组完成一定区域的外业调绘，根据像片内容认真判读，完成像片勾绘工作；3 .进行全数字摄影测量生产作业，每人完成2个航带的定向、数字产品生产工作；4 .根据指导教师安排，按组进行自动空中三角测量内业处理。外业实训一般按4人组成实训小组，设组长1人，负责带领全组同学在教师指导下，完成本次实训的各项测绘任务。按照课程教学要求，本项实训总计1周，具体实训内容及时间分配如下：序号实训项目名称实训方式实训天数安排备注1像控点布测野外1天分组实训2像片调绘室内+野外2天分组实训包含3数字线划图等测绘数字产品生产上机1.5天分班实训实训准备及总4自动空中三角测量内业数据处理上机0.5天分组实训结二、实训仪器及用品1 .指导教师提供校园区域打印的航空像片（2个航带4张影像：供像控点布测和像片调绘使用）；2 .指导教师提供数字航空影像资料（含数字正射影像图,结合调绘资料,生产DLG）；3 .指导教师提供数字航空影像资料（含2个航带/数字航片，控制点等资料:供全数字摄影测量系统自动空中三角测量实训使用）；4 .每组钢卷尺和皮尺各一个；5 .自备铅笔、橡皮、三角板等室内作图工具；三、实训基本守则1.全队实训成员必须充分认识实训的重要意义，严格按照实训要求，全面完成实训任务；2 .树立安全第一的思想，自觉遵守安全规定，切实防止人身伤亡等事故的发生；3 .加强组织纪律性，听从指挥，遵守内外业实训的各项规章制度；四、注意事项1 .做好实训前的各项准备工作，随着实训的进展程度，阅读本指导书及有关教材的相应章节；2 .外业作业途中要特别注意车辆、行人，保证人身安全；3 .实训期间的各项工作以小组为单位进行。组长要切实负责，合理安排工作,使每人都有动手实践的机会。成员之间应团结协作，密切配合，以确保实训任务顺利完成；4 .实训过程应遵守实训指导书及规范有关规定进行，杜绝弄虚作假；实训一像片控制点的布测一、实训目的1 .掌握像控点布设的基本原理；2 .熟悉室内选点和野外验证的一般要求；3 .了解像控点测量的方法。二、实训步骤1.室内布点像控点的布测应事先在室内布点，其布设应遵循以下原则：1）像控点距离像片边缘大于1.5Cnb距像片上达各类标志（摄影框标、摄影编号、气泡影像和压平线等）应大于ICn1；2）航线两端各对控制点，宜布设在偏离像主点不大于1.5Cnb上下两个点间左右偏离应不大于半条基线；3）每个单像对宜布设4个平高点，一般分布于像片重叠区的四角；4）像控点的编号应为四位数字（XXX）,前两位为航带号，后两位为本航带中的像控点序号，序号的编号应遵循奇偶与像片的上下对应的原则。4 .像控点的施测根据室内布点方案，在实地上找到像控点的位置，并拍摄像控点位图，包括近景和远景，做好点之记。在室外选择像控点应十分注意避免尴尬位置，所谓尴尬位置就是高差很大的位置如房顶等地，因其侧面在照片上很有可能与平而混淆，造成内业困难；此外野外选点应在像片重叠区内选择影像清晰的点。像控点的控制测量最好使用4台以上的GNSS施测，其中两台作为基站使用，另两台在像控点观测，这样该两台GNSS任意时刻的观测均构成一个三角形，使最终的控制网成为一个向量三角锁，在其中的所有的点都具有多余观测量，避免基线解算失败时需要返工或者基线解算错误引起点位偏离。也可使用动态GNSS测量，但应增加点数。野外作业最好用静态+动态的方式启动基站，这样可以使流动站作业机动灵活。三、实训要求每个小组独立完成2个像对的选点工作，包括室内设计、野外核查和测量。实训完成后提交像控点分布图、选点资料及刺点资料。实训二像片调绘一、实验目的1 .掌握航空像片调绘的基本原理和方法；2 .掌握航空像片判读中判读标志的建立方法；3 .掌握航空像片调绘的步骤。二、原理和方法1.原理像片调绘为测绘地形图，对航空像片所进行的判读、调查和绘注工作。像片调绘是航空摄影测量工作的一部分，主要为航测内业提供调绘像片。像片调绘包括判读、调查、绘注等项内容。判读，是根据像片上的影像识别目标。判读的内容主要是地物，包括独立地物、居民地、道路、水系和植被，以及不能用等高线表示的特征地貌和土质。通常利用立体镜、判读仪等辅助工具或现地对照，识别像片上目标的位置、形状、大小及其性质。判读时，要根据测图比例尺和测区特点，对地物地貌进行适当的综合取舍。调查，是实地搜集像片上没有的制图要素。内容包括调查各种地理名称（山名、江河名、居民地名等），量测必要的比高及其他说明注记，以及补测航摄后的新增地物和像片上影像不清晰的地物。绘注，是把经过判读、调查中确定选取的地物地貌和注记，用规定的符号和颜色描绘在像片上，片与片之间要接好边，使调绘像片的内容符合地形图的要求。2 .方法像片调绘有野外调绘和室内判绘两种方法。野外调绘一般与像片控制测量工作同时实施。先在室内描绘调绘工作边，然后拿像片到实地对照、调查、量测，并用铅笔将地物地貌绘注在像片上，最后在室内按规定的颜色进行着墨整饰和接边。这种方法准确、可靠，但劳动强度大。室内判绘，首先应搜集测区有关资料,制作典型地区调绘样片，参考调绘样片和其他有关资料，利用判读仪器或立体测图仪器进行判绘，最后到实地对判绘成果进行检核和补绘。这种方法充分利用了已有地形资料，效率高，劳动强度小。但是，只有在像片的地面分辨率、判读仪器和参考资料满足一定条件，判绘者有较丰富的经验时，才能取得较好的室内判绘效果。所以一般我们采用室内外综合判读法，先利用搜集到的测区有关资料参考调绘样片进行室内判读，然后将室内不能准确判读出来的要素再到实地进行检核和补绘。3 .判读标志航空像片是在航空遥感平台上通过摄影机所获得的可见光和红外光的光学摄影像片。它采用中心投影方式成像，对于没有经过正射纠正的像片，受中心投影的控制，其边缘分布的物体，常发生误差和畸变。从航空像片上可以看到地物的顶部轮廓，这与日常生活中观察目标地物的视角不同。航空像片解译，需要利用熟悉的区域和熟悉的地物类型进行练习，掌握认识目标物顶部形态的技巧。像片的判读标志又称解译标志，它是指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感影像上的目标地物。解译标志分直接判读标志和间接判读标志。直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征，它包括遥感摄影像片上目标地物的大小、形状、阴影、色调、纹理、图型、位置及与周围的关系等，解译者利用直接解译标志可以直观地识别遥感像片上的目标地物。1）大小：指在二维空间上对目标物体尺寸或面积的测量。通过比较两个物体的相对大小可以帮助识别它们的性质。可以根据像片的比例尺，计算目标地物的实际大小和分布规模。2）形状：指某一个地物的形态、结构和轮廓。地表分布的目标物体都具有一定的几何形状，根据像片上物体特有的形状特征可以判断和识别目标地物。如一些地物顶部形状明显，仅从形状上就可以辨别出地物，大多数地物不能仅从顶部形状辨别，但形状提供了判读的重要信息。3）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7级至10级灰阶。10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。在彩色像片上，不同地物可以表现出不同颜色的差异，也可以表现出色彩深浅（纯度）的差异。4）阴影：指阳光被地物遮挡而产生的影子。影子在像片上表现为高大地物背光面形成的深色或黑色的色调。在航空像片上阴影分为本影和落影。本影是地物未被阳光直接照射到的部分在像片的构像，本影有助于获得地物的立体感。落影是物体投影在地面上的影子在像片上的构像，落影的形状和长度，有助于判读地物的性质及高度。但在阴影内的地物，也会因地物反射光较少，而掩盖或削弱了信息。5）纹理：指通过色调或颜色变化表现出的细纹或细小的图案，这种细纹或细小图案在某一确定的图像区域中以一定的规律重复出现，即表现为影像上色调变化的频率。像片上的纹理可以揭示出目标地物的细部结构或内部细小的物体。目标地物的纹理特征与航空像片的比例尺有关。6）图型：指目标地物以一定规律排列而成的图形结构，是物体的空间排列。模式是一个综合性解译标志，它是由形状、大小、色调、纹理等影像特征组合而成的。人工地物往往具有某种特殊的模式。例如由教室、操场和跑道构成的学校,它们都具有一定的整体图型。自然界中，一些地物也具有特定的图型，如水系有树枝状、羽毛状和格网状等多种图型，它们综合地反映出流域内地质构造和水文特征。地物的模式揭示了不同地物之间的内在联系，也为解译者识别这些地物提供了依据。7）位置及与周围的关系：指目标地物在空间分布的地点，及相对于其它地物的关系，据此可以识别一些目标地物。间接解译标志是指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征，借助它可以推断与目标地物的属性相关的其他信息。由于判读的结果需要依据判读人员的经验和知识,所以判读熟练程度的不同，会在判读结果上产生差异。因此，在判读前通常要预先建立好判读标志（表1）。表1航空像片上的判读标志类型形状色调阴影图型纹理备注独立地物居民地道路农田水域航空像片的判读通用的方法有两种：(1)直接判读：通过上述影像的判读标志直接辨认地物并解译内容。(2)逻辑推理与宏观分析：在直接判读的基础上，分析这些影像特征所反映的地物之间的内在联系，并在逻辑推理的基础上，进一步对影像特征之间的关系进行宏观规律的分析，通常要用几张或十几张航片结合起来进行分析。只有掌握了宏观规律以后才能理解局部的影像特