【归纳篇】——知识点整理:测绘综合能力--摄影测量与遥感

第1节 8.1 摄影测量与遥感概要

知识点一、摄影测量分类[掌握]:

摄影测量其内容涉及被摄物体的影像获取方法，影像信息的记录和存储方法，基于单张或多张像片的信息提取方法，数据的处理与传输，产品的表达与应用等方面的理论、设备和技术。

　　摄影测量的基本原理是建立影像获取瞬间像点与对应物点之间所存在的几何关系。 按照所研究对象的不同，摄影测量可分为地形摄影测量和非地形摄影测量两大类。

　　摄影测量也可按摄影站的位置或传感器平台分为航天(卫星)摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量等。航空摄影测量的主要任务是测制各种比例尺的地形图和影像地图、建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。航空摄影测量测绘的地形图比例尺一般为1:5万~1：500。

　　知识点二、遥感及其发展[掌握]:

知识点 遥感及其发展

　　遥感泛指通过非接触传感器遥测物体的几何与物理特性的技术。遥感技术主要建立在物体反射或发射电磁波的原理基础之上。遥感技术主要由遥感图像获取技术和遥感信息处理技术两大部分组成。遥感主要是回答观测目标是什么(定性)，分布在何处(定位)，有多少(定量)的问题。

　　遥感技术的分类方法很多。 按电磁波波段的工作区域，可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感和多波段遥感等。按传感器的运载工具可分为航天遥感(或卫星遥感)、航空遥感和地面遥感，其中航空遥感平台又可细分为高空、中空和低空平台。按传感器的工作方式可分为主动方式和被动方式两种。

　　知识点三、摄影测量概述[了解]:

知识点 摄影测量概述

　　摄影测量是利用光学或数码摄影机摄影得到的影像，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学和技术。摄影测量的基本原理是建立影像获取瞬间像点与对应物点之间所存在的几何关系。

　　按照研究对象的不同，摄影测量可分为地形摄影测量和非地形摄影测量两大类;按摄影站的位置或传感器平台分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量等。航空摄影测量的主要任务是测制各种比例尺的地形图和影像地图、建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。航空摄影测量测绘的地形图比例尺一般为1:5万～1：500。

　　摄影测量经历了模拟法、解析法和数字化三个发展阶段。

　　知识点四、摄影测量与遥感的结合[了解]:

知识点 摄影测量与遥感的结合

　　遥感技术为摄影测量提供了多种数据来源，从而扩大了摄影测量的应用领域;摄影测量成熟的理论与方法对遥感技术的发展起推动作用。

第2节 8.2 摄影测量与遥感基础

知识点一、遥感基础[熟悉]:

知识点 遥感基础

　　1.电磁波谱

　　太阳不断向外发射出大量的电磁波辐射，是电磁波的主要辐射源，也是被动遥感的主要能源。将这些电磁波根据其波长加以排列，可以形成一个电磁波谱。卫星遥感中常用的几个波谱为：紫外、可见光、红外、微波。

　　2.大气窗口

　　电磁波在通过大气层时较少被散射、吸收和反射，具有较高透过率的波段称为“大气窗口”。常用的大气窗口包括：紫外、可见光、红外(近红外、中红外、远红外)、微波。对地球观测卫星遥感，选择透过率高的“大气窗口”波段;而对于大气遥感而言，则应选择“大气窗口”外衰减系数大的波段。

　　知识点二、相对定向与绝对定向[掌握]:

像片的外方位元素是描述像片在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数，即是一种绝对方位元素。若能同时恢复立体像对中两张像片的外方位元素，即可重建被摄地面的立体模型，恢复立体模型的绝对位置和姿态。

　　暂不考虑像片的绝对位置和姿态，而只恢复两张像片之间的相对位置和姿态，这样建立的立体模型称为相对立体模型，其比例尺和方位均是任意的;然后，在此基础上，将两张像片作为一个整体进行平移、旋转和缩放，以达到恢复绝对位置的目的。上述过程分别称为相对定向和绝对定向。

　　1)相对定向

　　确定两张影像相对位置关系的过程称为相对定向。相对定向不需要外业控制点，就能建立地面的立体模型。相对定向的唯一标准是两张像片上所有同名点的投影光线对对相交，所有同名点光线在空间的交会集合构成了地面的立体模型。

　　用于描述两张像片相对位置和姿态关系的参数，称为相对定向元素，相对定向元素共有5个。用解析计算的方法解求相对定向元素的过程，称为解析法相对定向。

　　解析法相对定向计算过程中同名光线对对相交的特性可用共面条件来实现。共面条件的几何含义是摄影基线和左右片同名光线三矢量共面，它是解求相对定向元素的基本关系式。在数字摄影测量系统中，利用计算机的影像匹配代替人眼的立体观测识别同名点，通过自动量测6对以上同名点的像片坐标，用最小二乘平差计算解求出5个相对定向元素。

　　2)绝对定向

　　要确定立体模型在地面测量坐标系中的正确位置，则需要把相对定向所建立的立体模型进行平移、旋转和缩放，以便纳入到地面测量坐标系中，并归化到制图比例尺，这一过程称为立体模型的绝对定向。绝对定向需要借助地面控制点来进行。

　　知识点三、电磁波谱[了解]:

卫星遥感中常用的几个波谱为：紫外( ultraviolet，UV)、可见光(visible light)、红外(infrared，IR)、微波(microwave)。

　　知识点四、大气窗口[熟悉]:

遥感接收的电磁波信号需要穿过介于地表与高空之间厚厚的大气层，大气层中的水汽(H2O)、二氧化碳(C02)和臭氧(O3)等对某些波段的电磁波具有散射和吸收影响，其余的在通过大气层时较少被散射、吸收和反射，具有较高的透过率，这些波段称为“大气窗口”。常用的大气窗口包括：可见光和部分紫外、近红外(0.3～1.3 μm);近、中红外(1.5~1.8μm，2.0～3.5μm);中红外(3.5～5.5μm);远红外(8～14μm);微波(1.0 mm～l m)等。

　　对地球观测卫星遥感而言，只有选择透过率高的“大气窗口”波段，才对观测有意义，否则，物体的电磁波信息难以到达传感器;而对于大气遥感而言，则应选择“大气窗口”外衰减系数大的波段，才能收集到有关大气成分、云高、气压分布和温度等方面的信息。

　　知识点五、地物波谱特性[掌握]:

知识点 地物波谱特性

　　地物波谱特性是指地面物体具有的辐射、吸收、反射和透射一定波长范围电磁波的特性。地物波谱特性的变化与太阳和测试仪器的位置、地理位置、时间环境(季节、气候、温度等)和地物本身有关。

　　目前对地物波谱的测定主要分三部分，即反射波谱、发射波谱和微波波谱。

　　知识点六、遥感图像特征[了解]:

知识点 遥感图像特征

　　遥感图像特征可归纳为几何特征、物理特征和时间特征，这三方面的表现特征即为空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。

　　知识点七、遥感图像的解译[掌握]:

知识点 遥感图像的解译

　　遥感解译人员需要通过遥感图像获取三方面的信息：目标地物的大小、形状及空间分布特点;目标地物的属性特点;目标地物的变化动态特点。

　　遥感图像的解译主要有两个途径，一是目视解译，一是计算机的数字图像处理。

　　知识点八、摄影测量基础[熟悉]:

知识点 摄影测量基础

　　1.像点位移

　　倾斜误差：像片倾斜引起的像点位移，这种位移的结果使得像片上的几何图形与地面上的几何图形产生变形，而且像片上影像比例尺处处不等。像片倾斜引起的像点位移可用像片纠正的方法予以改正。

　　投影差：地面起伏引起的像点位移，使得地面目标物体在航摄像片上的构像偏离了其正射投影的正确位置。投影差性质：①像底点没有投影差;②地面点的高程越大，投影差也越大;③摄影机的主距越大，相应的投影差越小。

　　城区航空摄影时，为了有效减小航摄像片上投影差的影响，应选择焦距较长的摄影机进行摄影。

　　2.内、外方位元素

　　(1)内方位元素。内方位元素是描述摄影中心与像片之间相互位置关系的参数，包括3个参数，即像主点在像片框标坐标系中的坐标(x0，y0)及摄影中心到像片的垂距f(主距)。

　　需要注意的是：内方位元素值一般视为已知，它可通过对摄影仪的鉴定得到。

　　(2)外方位元素。确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素。一张像片的外方位元素包括六个参数：三个线元素(xs，ys，zs)和三个角元素。

　　3.共线方程

　　(1)共线方程就是指中心投影的构像方程，是摄影测量中最基本、最重要的关系式，即在摄影成像过程中，摄影中心s(xs，ys，zs)，像点a (x，y)及其对应的地面点a(x，y，z)三点位于一条直线上。

　　(2)共线方程的主要应用包括：①单像空间后方交会和多像空间前方交会;②解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型;③构成数字投影的基础;④利用数字高程模型(dem)与共线方程制作正射影像;⑤利用dem和共线方程进行单幅影像制图。

　　4.影像定向

　　(1)内定向：摄影测量中常采用以像主点为原点的像平面坐标来建立像点与地面点的坐标关系。内定向是指将扫描坐标系转换到以像主点为原点的像平面坐标系。内定向问题需要借助影像的框标来解决。直接由数码航摄仪得到的影像则不存在内定向的问题。

　　(2)相对定向：确定两张影像相对位置关系的过程称为相对定向。相对定向不需要外业控制点，就能建立地面的立体模型。用于描述两张像片相对位置和姿态关系的参数，称为相对定向元素。相对定向元素共有五个。在数字摄影测量系统中，通过自动量测六对以上同名点的像点坐标，即可解出五个相对定向元素。

　　(3)绝对定向：将相对定向建立的立体模型进行平移、旋转和缩放，纳入到地面测量坐标系中的过程称为立体模型的绝对定向。绝对定向需要借助地面控制点来进行，至少需要七个方程解求七个变换参数。

　　知识点九、中心投影的共线方程[掌握]:

共线方程式(8-2-1)是摄影测量中最基本、最重要的关系式。

　　2.共线方程的主要应用

　　在解析和数字摄影测量中，共线方程是极其有用的。共线方程的主要应用包括：

　　(1)单像空间后方交会和多像空间前方交会;

　　(2)解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型;

　　(3)构成数字投影的基础;

　　(4)利用数字高程模型(DEM)与共线方程制作正射影像;

　　(5)利用DEM和共线方程进行单幅影像制图等

第3节 8.3 技术设计

知识点一、概述[熟悉]:

知识点 概述

　　测绘技术设计分为项目设计和专业技术设计。 项目设计是对测绘项目进行的综合性整体设计; 专业技术设计也称分项设计，是对测绘专业活动的技术要求进行设计。 项目设计由承担项目的法人单位负责;专业技术设计由具体承担相应测绘专业任务的法人单位负责。

　　测绘技术设计文件主要包括：项目设计书、专业技术设计书以及相应的技术设计更改文件。

　　知识点二、项目设计[熟悉]:

知识点 项目设计

　　1.任务分析

　　在实施具体设计之前，设计人员要认真分析项目要求和顾客需求，做好设计依据的分析和准备工作。

　　(1)收集资料：根据测绘项目的具体内容和特点，收集和分析作业区自然地理概况和已有资料情况;

　　(2)明确引用标准：明确设计编写过程中要引用的适用标准、规范或其他技术文件;

　　(3)选择最佳设计方案：根据作业区实际情况，考虑作业单位的资源条件，选择最适用的方案，积极采用适用的新技术、新方法和新工艺。

　　2.项目设计书内容

　　主要包括：概述、作业区自然地理概况和已有资料情况、引用文件、成果(或产品)主要技术指标和规格、设计方案、进度安排和经费预算、附录等七部分内容。

　　3.设计实施

　　项目设计书需经审批后，方可实施。

　　知识点三、专业设计[熟悉]:

知识点 专业设计

　　1.任务分析

　　在实施具体设计之前，设计人员要认真学习、领会项目设计书要求，学习与航空摄影测量测绘成果有关的内、外业规范，重视顾客需求，做好设计依据的分析和准备工作。

　　(1)收集资料：根据测绘项目的具体内容和特点，收集和分析作业区自然地理概况和已有资料情况，收集项目设计规定的航空航天数据源，必要时应进行实地踏勘并编写踏勘报告;

　　(2)选择最佳设计方案：按照项目设计要求，根据作业区实际情况，考虑作业单位的资源条件，选择最适用的方案，积极采用适用的新技术、新方法和新工艺;

　　(3)确定设计方案：根据测制具体测绘成果要求，确定适宜测绘生产不同工序必要的软、硬件装备设施，分析确定精度指标、工艺技术流程、质量控制要求、提交的成果、工程进度设计等。

　　2.专业设计书内容

　　包括：任务概述、测区自然地理概况和已有资料情况、引用文件、成果(或产品)主要技术指标和规格、技术设计方案等五部分内容。

　　3.设计实施

　　专业技术设计书需经审批后，方可实施。

　　知识点四、技术设计更改文件[熟悉]:

知识点 技术设计更改文件

　　航空摄影测量项目设计书、专业技术设计书一经批准，不得随意更改。在实施过程中，如果存在设计方案存在不足、收集到的遥感影像数据源存在质量问题、测区实际地理环境条件达不到设计要求，以及其他需要补充或更改的情况，应由设计人员及时提出并做出更改或补充;

　　更改或补充的内容需经审批后，方可实施。

　　知识点五、项目设计：记住三个大标题[熟悉]:

项目设计主要包括三个步骤：任务分析、项目设计编写、设计实施。

　　知识点六、项目设计书编写基本内容[熟悉]:

项目设计书的基本内容主要包括概述、作业区自然地理概况和已有资料情况、引用文件、成果(或产品)主要技术指标和规格、设计方案、进度安排和经费预算、附录等7部分内容。

　　知识点七、专业设计书编写基本内容[掌握]:

航空摄影测量专业技术设计书一般根据具体的测绘活动内容编写，设计书的基本内容包括任务概述、测区自然地理概况和已有资料情况、引用文件、成果(或产品)主要技术指标和规格、技术设计方案等部分。

　　知识点八、各工序的作业要求和质量指标[掌握]:

各工序的作业要求和质量指标。主要工序包括控制测量、调绘、碎部测量、影像扫描、空中三角测量、数据采集和编辑、元数据制作和图历簿(文档簿)填写等。

第4节 8.4 影像资料收集与预处理

知识点一、影像资料分析[熟悉]

:知识点 影像资料分析

　　1.航摄影像分析

　　根据具体成图比例尺及相应技术指标要求，分析确定适宜的航摄影像资料。有模拟影像和数字影像两种。

　　(1)模拟影像。成图比例尺与航摄比例尺、地面采样距离的对应关系如表：

　　(2)数字影像。成图比例尺与数码相机像素地面分辨率的对应关系如表：

　　2.遥感影像分析

　　遥感影像在测绘中主要被用来测绘地形图、制作正射影像或各种专题图。目前，常用卫星与影像成图比例尺之间的对应关系如表：

　　知识点二、遥感影像分析(P244)[熟悉]:遥感影像在测绘中主要被用来测绘地形图、制作正射影像或各种专题图。卫星影像分辨率的选择除了考虑不同比例尺成图对影像分辨率要求，还要考虑现有可获取的卫星影像产品的规格。影像获取时相应尽量避开冬季。

　　知识点三、航空遥感影像资料[掌握]:

航空遥感影像主要有模拟影像和数字影像两种，要按照设计要求收集航空遥感影像资料。

　　1.模拟影像资料

　　包括航摄原始底片、航摄像片、摄区范围图(含分区范围图)、像片索引图、航摄仪技术参数检定报告、航空摄影底片压平质量检测报告、航空摄影底片密度检测报告、航摄鉴定表、像片中心点结合图、航摄飞行记录、航空摄影技术设计书、航空摄影资料移交书等。其中航摄仪检定资料要包括航摄仪检定坐标系、航摄仪框标编号和框标坐标、航摄仪检定焦距、航摄仪镜头自准轴主点坐标、航摄仪镜头对称畸变差测定值。

　　2.数字影像资料

　　包括影像数据、像片索引图、航空摄影技术设计书、航摄鉴定表、航摄仪技术参数、航摄军区批文及航空摄影资料送审报告、航空摄影飞行记录、摄区航线和像片接合图、摄区完成情况图、航空摄影资料移交书等。

　　1)IMU/GPS辅助航空摄影资料

　　2)地面技术文档资料

　　主要包括摄区IMU/DGPS辅助航空地面测量技术设计书、摄区IMU/DGPS辅助航空摄影地面测量技术总结、摄区IMU/DGPS辅助航空摄影地面测量检查报告、摄区地面控制测量成果表、摄区精度检测样区精度检测报告、摄区测站信息表。

　　知识点四、航天遥感影像资料[掌握]:

航天遥感影像资料用于地形图测绘主要有立体像对(或条带)、单景卫星影像，有全色数据和多光谱数据(红、绿、蓝、红外)。

　　航天遥感影像收集：包括数据格式、应用级别等满足要求的单片或立体的全色数据、多光谱数据、完整的卫星参数等资料。

　　知识点五、航空遥感影像预处理[掌握]:

航空遥感影像预处理包括模拟航空摄影获取的底片扫描和数宇航空摄影获取的数字影像几何处理。

　　1、模拟影像

　　1)底片扫描分辨率的确定

　　2)扫描参数调整

　　扫描参数调整原则是使扫描影像的各通道灰度直方图尽可能布满0～255个灰阶，并接近正态分布，彩色影像不偏色。

　　3)扫描质量

　　4)影像增强

　　采用滤波和直方图拉伸的方法对原始影像进行增强处理，使影像直方图尽量呈正态分布，纹理清晰、无显著噪声。同时需要注意对光标进行单独增强处理，使之清晰可见，从而保证内定向精度。

　　2、数字影像

　　数字航空摄影所获取的影像各通道灰度直方图应接近正态分布，彩色影像不偏色。对于线阵扫描成像的影像(如ADS80)，主要包括影像增强、降位处理、匀光处理、影像旋转等。

　　知识点六、 航天遥感影像预处理[掌握]:

1、影像格式转换

　　用户从遥感卫星地面站获得的数据一般为通用二进制(generic binary)数据，外加一个说明性头文件。而常用的遥感影像处理软件都有自己的数据格式，因此需要将原始航天遥感影像转换为生产软件可以利用的格式(TIF或IMG等)。

　　2、轨道参数提取

　　3、影像增强

　　在对影像进行进一步处理之前，必须要对影像采用对比度增强、直方图增强和图像间算术运算的方法对原始影像进行增强处理。

　　4、去除噪声、滤波

　　通过修改遥感图像频率成分来实现遥感图像数据的改变，达到抑制噪声或改善遥感图像质量的目的，常用的滤波有低通滤波、高通滤波、带阻滤波、带通滤波、同态滤波等。

　　5、去薄云处理

　　6、降位处理

　　原始影像不是8 bit，需要在影像增强后做降位处理，每个像元统一转换为Unsigned 8 bit.即影像的灰度值在0～255之间。

　　7、多光谱波段选取

　　8、匀色处理

　　知识点七、收集影像数据源[熟悉]:

知识点 收集影像数据源

　　1.航空遥感影像资料

　　航空遥感影像主要有模拟影像和数字影像两种，要按照设计要求收集航空遥感影像资料，收集的影像范围应覆盖设计要求的相应任务区。当存在多种满足成图要求的航空摄影资料，应优先收集现势性好、影像质量好、成图性价比高的资料。对于imu/dgps组合辅助航空摄影，还要收集imu/gps辅助航空摄影资料和相应的地面技术文档资料。

　　2.航天遥感影像资料

　　航天遥感影像资料有全色数据和多光谱数据(红、绿、蓝、红外)。资料收集一定要按照设计要求收集满足要求的航天遥感影像资料，且影像范围应覆盖设计要求的相应任务区。当存在多种满足成图要求的航天遥感资料，应优先收集时相好、影像质量好、成图性价比高的资料。航天遥感影像收集：包括数据格式，应用级别等满足要求的单片或立体的全色数据、多光谱数据、完整的卫星参数等资料。

　　知识点八、预处理[熟悉]:

知识点 预处理

　　1.航空遥感影像预处理

　　(1)模拟影像的预处理主要包括：底片扫描分辨率的确定、扫描参数调整、扫描质量和影像增强。

　　(2)数字影像的预处理主要包括：影像增强、降维处理、匀光处理、影像旋转等。

　　2.航天遥感影像预处理

　　主要包括：影像格式转换、轨道参数提取(严格几何成像模型、rfm成像模型)、影像增强、去除噪声和滤波、去薄云处理、降维处理、多光谱波段选取以及匀色处理。

第5节 8.5 区域网划分与像片控制测量

知识点一、区域网划分[了解]:

知识点 区域网划分

　　区域网是指在特定区域内采用一定的控制测量布点方案而构成的空中三角测量平差网。

　　区域网的大小和像片控制点的跨度主要与成图精度、摄影资料条件以及对系统误差的处理等因素有关。

　　根据成图精度要求，按摄影资料及地形条件可将区域网分为平面区域网和平高区域网。

　　知识点二、像片控制测量[熟悉]:

知识点 像片控制测量

　　(一)布点方案

　　像片控制测量是在实地测定用于空三加密或直接用于测图定向的像片控制点平面位置和高程的测量工作。

　　(1)全野外布点方案：全野外布点方案是指通过野外控制测量获得的像片控制点不需内业加密，直接提供内业测图定向或纠正使用;

　　(2)非全野外布点方案：野外测量少量控制点，然后利用空中三角测量的方法，加密测图定向或纠正使用的其他控制点。按航线数分为单航线和区域网两种;

　　(3)特殊情况的布点方案：对于航摄区域接合处、航向重叠不够、旁向重叠不够、像主点和标准点位落水、水滨和岛屿等特殊情况，按照规范规定进行布点。

　　(二)基本作业流程

　　像片控制测量的基本作业流程包括：影像资料准备、区域网划分、控制点目标选取、控制点野外施测、成果整理等。

　　(三)主要作业方法及要求

　　1.控制点选择要求

　　(1)像片控制点的目标影像应清晰易判别。控制点应设在航向及旁向6片重叠范围内，如果选点困难也可以选在5片重叠范围内;

　　(2)像片控制点距像片边缘不小于1～1.5cm。对于数字影像或卫星影像控制点距像片边缘不小于0.5cm;

　　(3)立体测图时每个像对四个基本定向点离通过像主点且垂直于方位线的直线不超过1cm，最大不能超过1.5cm，四个定向点的位置应近似成矩形;

　　(4)控制点应选在旁向重叠中线附近;

　　(5)位于不同方案布点区域间的控制点应确保精度高的布点方案能控制其相应面积，并尽量公用，否则按不同要求分别布点;位于自由图边、待成图边以及其他方法成图的图边控制点，一律布设在图廓线外。

　　2.控制点野外施测

　　(1)刺点目标的选择要求：刺点目标应根据地形条件和像片控制点的性质进行选择，以满足规范要求。平面控制点的刺点目标应选在影像清晰、能准确刺点的目标点上。高程控制点的刺点目标应选在高程变化不大的地方。平高控制点的刺点目标应同时满足平面和高程的刺点要求;

　　(2)控制点的编号：实际作业中一般用p代表平面点，g代表高程点，n代表平高点，同期成图的一个测区内要分别统一编号，采用字母后附加数字的方法，编号中不得出现重号;

　　(3)整饰和注记：像片控制点在刺点后必须根据实际情况加以简要说明。在像片反面控制点刺点位置上，以相应的符号标出点位、注记点名或点号及刺点日期、剌点者、检查者均应签名;

　　(4)控制点的施测：测定控制点的平面坐标，采用gps网、双基准站、gps实时动态(gps-rtk)、电磁波测距导线、交会及引点等方法，其测量精度应符合规范的相关规定。测定控制点的高程，通常采用测图水准、电磁波测距高程导线或单基准站rtk方法测定;

　　(5)控制点接边：控制测量结束后，应及时与相邻图幅或区域进行控制接边。

　　(四)质量控制

　　一级检查：对所有成果进行100%室内外检查;二级检查：对所有成果进行100%室内检查和10%～20%野外实地检查。检查内容如下：

　　(1)检查像控点的布设是否合理;

　　(2)刺点目标是否符合要求，略图表述与影像是否一致;

　　(3)像控点联测方法及精度是否满足成图要求;

　　(4)所有观测手簿、测量计算手簿、控制像片、自由图边以及接边情况，都必须经过自我检查、上级部门检查验收，经修改或补测合格，确保无误后方可上交。

　　(五)成果整理

　　1.成果整理要求

　　(1)平面测量观测及计算手簿按控制网装订成册，按任务区上交;

　　(2)高程测量观测及计算手簿按任务区装订，装订顺序按地形图航空摄影外业规范的有关要求执行。邻区转抄的成果应注明抄自何区及何编号计算手簿，并与图历簿保持一致;

　　(3)控制片以加密区域为单元，采用图号配合航线序号、像片序号等进行编号。

　　2.成果移交内容

　　(1)已知点成果表;(2)平面控制测量观测手簿;(3)平面控制测量平差计算手簿;(4)水准测量观测手簿;(5)水准测量平差计算手簿;(6)控制像片;(7)像控点成果表(坐标、高程保留至小数点后两位);(8)像控点布点略图;(9)技术总结;(10)质量检查报告;(11)仪器检定资料。

　　知识点三、控制点目标选取[熟悉]:

航外像片控制点的布设不仅和布点方案有关，还必须考虑航测成图过程中像点量测的精度、绝对定向和各类误差改正对像片控制点的具体点位要求，航外像片控制点应满足下列条件：

　　(1)像片控制点的目标影像应清晰易判别。航外像片控制点一般应设在航向及旁向六片重叠范围内，如果选点困难也可以选在五片重叠范围内。而且同一控制点在每张像片上的点位都能准确辨认、转刺和量测，符合刺点目标的要求及其他规定。

　　(2)航外像片控制点距像片边缘不小于1～1.5 cm。对于数字影像或卫星影像控制点距像片边缘不小于0.5 cm即可。

　　(3)立体测图时每个像对四个基本定向点离通过像主点且垂直于方位线的直线不超过1 cm，最大不能超过1.5 cm，四个定向点的位置应近似成矩形。

　　(4)控制点应选在旁向重叠中线附近。当旁向重叠过大时应分别布点，因旁向重叠较小使相邻航线的点不能公用时，可分别布点。

　　(5)位于不同方案布点区域间的控制点应确保精度高的布点方案能控制其相应面积，并尽量公用，否则按不同要求分别布点;位于自由图边、待成图边以及其他方法成图的图边控制点，一律布设在图廓线外。

　　知识点四、野外控制点的目标选定后，刺点时应注意事项[掌握]:

野外控制点的目标选定后应根据像片上的影像，在现场用刺点针把目标准确地刺在像片上，刺点时应注意以下几点：

　　(1)应在所有相邻像片中选择影像最清晰的一张像片用于刺点;

　　(2)刺孔要小而透，针孔直径不得大于0.1 mm;

　　(3)刺孔位置要准，不仅目标要判读准确，而且下针位置也要准确，刺点误差应小于像片上0.1 mm;

　　(4)同一控制点只能在一张像片上有刺孔;

　　(5)同一像片控制点在像片上只能有一个刺孔;

　　(6)所有国家等级的三角点、水准点及小三角点均应刺点，当不能准确刺出时，对于三角点、小三角点可用虚线以相应符号表示其概略位置，在像片背面写出点位说明或绘出点位略图;

　　(7)各类野外像控点根据刺孔位置在实地打桩，以备施测时用。

　　知识点五、质量控制[掌握]:

一级检查：对所有成果进行100%室内外检查;二级检查：对所有成果进行100%室内检查和10%～20%野外实地检查。检查内容如下：

　　(1)检查像控点的布设是否合理;

　　(2)刺点目标是否符合要求，略图表述与影像是否一致;

　　(3)像控点联测方法及精度是否满足成图要求;

　　(4)所有观测手簿、测量计算手簿、控制像片、自由图边以及接边情况，都必须经过自我检查、上级部门检查验收，经修改或补测合格，确保无误后方可上交。

第6节 8.6 影像判读与野外像片调绘

知识点一、影像判读概念[熟悉]:

知识点 影像判读概念

　　1.基本概念

　　影像判读或影像解译，就是根据遥感影像所显示的各种规律，借助相应的仪器设备及有关资料，采用一定的方法对遥感影像进行分析判断，从而确认影像所表示的地面物体的属性、特征，为测制地形图或为其他专业部门提供必要的地形要素。

　　2.影像判读原理

　　(1)影像与地物之间保持着一定的几何关系;

　　(2)影像反映了地物的形状、大小、色调、阴影、相关位置、纹理等几何特征，也反映了地物的一些物理特性以及人为因素的影响;

　　(3)在相同的情况下，相同的地物反映出的影像也相同。

　　3.影像的解译

　　解译标志分为直接解译标志和间接解译标志。解译标志是随不同地区、不同时段、不同片种等多种因素而变化的。

　　(1)直接解译标志包括：形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局。

　　(2)间接解译标志：通过综合分析、相关分析，进行由表及里、去伪存真的逻辑推理，获得对目标的正确判断。

　　知识点二、野外像片调绘[掌握]:

知识点 野外像片调绘

　　1.基本要求

　　像片调绘是以像片判读为基础，把航摄像片上的影像所代表的地物识别和辨认出来，并按照规定的图式符号和注记方式表示在航测像片上。目前大多采用先室内判绘，后野外检查补绘的办法来完成。

　　(1)综合取舍就是对地物地貌进行选择和概括的过程，目的就是通过综合和选择使地面物体在地形图上得以合理的表示;

　　(2)调绘应判读准确，描绘清楚，图式符号运用恰当，各种注记准确无误，图面清晰易读;

　　(3)地形要素属性项原则上满足相应数据规定的要求，要素属性与要素实体一同表示在调绘影像图上;

　　(4)表示内容一般以影像获取的时间为准。影像获取后的新增重要地物应进行补测、补调。对影像获取后消失的地物应在原影像上用红色绘“×”。

　　2.主要调绘内容

　　像片调绘可采用全野外调绘法或室内外综合调绘法。外业调绘中的主要调绘内容有：独立地物调绘，居民地调绘，道路及其附属设施调绘，管线、垣栅和境界的调绘，水系、地貌、土质和植被的调绘，地理名称的调查和注记等。

　　3.调绘片的整饰与接边

　　(1)调绘像片的整饰：调绘内容要及时清绘，清绘时各种地物的中心位置要准确，中心点、中心线应按图式规定绘出。地物符号之间的关系要合理反映地物之间的相互关系;

　　(2)调绘像片的接边：调绘像片接边按范围可分为图幅内部接边、幅与幅之间接边。同期作业接边原则上接西、北图边，查东、南图边。测区外围图边一般按自由图边处理。

　　4.新增地物的补测

　　新增地物是指在影像获取时不存在，作业时新增加的地物。新增地物必须在调绘时进行补测，通常可采用交会法、截距法、坐标法和比较法确定新增地物的位置。在补测新增地物量距时必须要量测到中心点或中心线的位置，同时注意地物的方向、形状和大小，补测线状地物时，各转折点的位置要准确。

　　5.质量控制

　　质量控制实行两级检查一级验收制度。一级检查：对所有成果进行100%检查;二级检查：对调绘成果进行20%～30%的实地重点检查。具体内容如下：

　　(1)居民地类型表示是否合理，综合取舍是否得当，主、次干道及支线表示是否分明，居民地轮廓特征表示是否正确;

　　(2)要素属性是否齐全、表示是否协调合理，注记是否准确无误;要素接边是否符合接边要求，重要要素是否遗漏未表示，补测数据的正确性，数据整合的正确性;

　　(3)调绘片、元数据与图名接合图的图名是否一致;

　　(4)资料是否齐全，数据是否准确，数量是否相符。

　　6.成果整理

　　调绘成果一般应分幅整理，也可按一定大小的区域整理，区域的大小以方便下工序作业为原则。一般情况下中小比例尺图以1：5万图幅大小为整理区域，大比例尺图以解析空中三角测量解算区域的大小为整理区域。

　　知识点三、应用解译标志应注意的问题[掌握]:

由于遥感图像种类较多，投影性质、波谱特征、色调和比例尺等存在差异，故利用上述解译标志时应区分不同遥感图像的不同特点，这在具体应用时必须注意。

　　1)假彩色合成图像

　　遥感中最常见的假彩色图像是彩色红外合成的标准假彩色图像，它是在彩色合成时，把近红外波段的影像作为合成图像中的红色分量、把红色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。

　　2)多光谱图像

　　对于多光谱像片可以使用比较判读的方法，将多光谱图像与各种地物的光谱反射特性数据联系起来，达到正确判读地物的属性和类型。例如，水体由于红外辐射很弱，所以它在’MSS7波段上的影像呈现深色调，而在MSS4和MSS5波段上其色调就相对较浅，而植被在MSS7波段则有强烈的反射峰值，其色调呈现白色。

　　3)热红外图像

　　4)雷达图像

　　知识点四、外业调绘中的主要调绘内容[熟悉]:

外业调绘中的主要调绘内容有独立地物调绘，居民地调绘，道路及其附属设施调绘，管线、垣栅和境界的调绘，水系、地貌、土质和植被的调绘，地理名称的调查和注记等。

　　知识点五、调绘质量控制内容[了解]:

一级检查：对所有成果进行100%检查;二级检查：调绘成果进行20%～30%的实地重点检查。

　　知识点六、影像判读原理[熟悉]:

影像判读原理之所以被人们掌握，是基于以下三方面原因：

　　(1)影像与地物之间保持着一定的几何关系;

　　(2)影像反映了地物的形状、大小、色调、阴影、相关位置、纹理等几何特征，也反映了地物的一些物理特性以及人为因素的影响;

　　(3)在相同的情况下，相同的地物反映出的影像也相同。

　　解译人员通过图像获取三方面的信息：目标地物的大小、形状及空间分布特点，目标地物的属性特点，目标地物的变化动态特点。

　　知识点七、影像的解译[掌握]:

根据影像特征的差异可以识别和区分不同的地物，这些典型的影像特征称为影像解译标志。解译标志的建立是解译的前提。解译标志分为直接解译标志和间接解译标志。

　　直接解译标志

　　(1)形状：地物在影像上的形状受空间分辨率、比例尺、投影性质等的影响。

　　(2)大小：地物影像的大小取决于比例尺，根据比例尺，可以计算影像上的地物在实地的大小。影像大小除受目标大小影响外，还要受像片倾斜、地形起伏及亮度的影响。

　　(3)阴影：阴影的长度、形状和方向受到太阳高度角、地形起伏、阳光照射方向、目标所处的地理位置等多种影响，阴影可使地物有立体感，有利于地貌的判读。根据阴影的形状、长度可判断地物的类型和量算其高度。必要时可以利用多波段数据比值方法去除地形起伏引起的一部分阴影。热红外影像上的阴影称为热力阴影，活动物体造成的热力阴影形成的立体感尤为显著，阴影中没有任何被遮挡的地物信息。

　　(4)色调：色调指影像上黑白深浅的程度。地物的属性、几何形状、分布范围和规律都通过色调差别反映在遥感图像上。

第7节 8.7 空中三角测量

知识点一、空三基本概念[熟悉]:

1.基本概念

　　空中三角测量：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法。空中三角测量分为模拟法和解析法两类。解析法空中三角测量最常用的建网方法是航带法、独立模型法和光束法。

　　gps辅助空中三角测量：利用装在飞机和地面基准站上的gps接收机，在航空摄影的同时获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，将其视为观测值引入摄影测量区域网平差中，采用统一的数学模型和算法整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法。

　　pos辅助空中三角测量：将gps和imu组成的定位定姿系统(pos)安装在航摄平台上，获取航摄仪曝光时刻摄站的空间位置和姿态信息，将其视为观测值引入摄影测量区域网平差中，采用统一的数学模型和算法整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法。

　　知识点二、精度指标[掌握]:

2.精度指标

　　空中三角测量的精度指标主要指定向误差和控制点残差。

　　框标坐标残差绝对值一般不大于0.01mm，最大不超过0.015mm。扫描数字化航摄影像连接点上下视差中误差为±0.01mm(±1/2像素)，数码航摄仪获取的影像连接点上下视差中误差为±1/3像素。

　　知识点三、基本作业过程[掌握]:

知识点 基本作业过程

　　空中三角测量的作业过程主要包括：准备工作、内定向、相对定向、绝对定向和区域网平差计算、区域网接边、质量检查、成果整理与提交七个环节。

　　进行区域网平差计算时，对于pos辅助空中三角测量和gps辅助空中三角测量，需导入摄站点坐标、像片外方位元素进行联合平差。

　　知识点四、解析空中三角测量[掌握]:

解析空中三角测量指的是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素及待定点的地面坐标。根据平差中所采用的数学模型解析空中三角测量可分为航带法、独立模型法和光束法;根据平差范围的大小，又可分为单模型法、单航带法和区域网法。

　　1.航带法空中三角测量

　　航带法空中三角测量处理的对象是一条航带的模型，即首先要把许多立体像对所构成的单个模型连接成航带模型，然后把一个航带模型视为一个单元模型进行解析处理。航带模型经绝对定向以后还需作模型的非线性改正，才能得到较为满意的结果。

　　2.独立模型法空中三角测量

　　独立模型法区域网空中三角测量是把一个单元模型视为刚体，利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域，在连接过程中，每个单元模型只作平移、旋转和缩放，这一过程是通过单元模型的空间相似变换来完成的。

　　3.光束法空中三角测量

　　知识点五、GPS辅助空中三角测量[掌握]:

GPS辅助空中三角测量的作业过程大体上可分为以下四个阶段：

　　(1)现行航空摄影系统改造及偏心测定。对现行的航空摄影飞机进行改造，安装GPS接收机天线，并进行GPS接收机天线相位中心到摄影机中心的测定偏心。

　　(2)带GPS信号接收机的航空摄影。在航空摄影过程中，以0.5～1.0 s的数据更新率，用至少两台分别设在地面基准站和飞机上的GPS接收机同时而连续地观测GPS卫星信号，以获取GPS载波相位观测量和航摄仪曝光时刻。

　　(3)解求GPS摄站坐标。对GPS载波相位观测量进行离线数据后处理，解求航摄仪曝光时刻机载GPS天线相位中心的三维坐标(XA，y。，ZA)，即GPS摄站坐标及其方差一协方差矩阵。

　　(4)GPS摄站坐标与摄影测量数据的联合平差。将GPS摄站坐标视为带权观测值与摄影测量数据进行联合区域网平差，以确定待求地面点的位置并评定其质量。

　　知识点六、主要作业方法[熟悉]:

知识点 主要作业方法

　　1.解析空中三角测量

　　解析空中三角测量指的是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素及待定点的地面坐标。解析空中三角测量按数学模型分为航带法、独立模型法和光束法。航带法空中三角测量处理的对象是一条航带的模型;独立模型法空中三角测量把一个单元模型视为刚体;

　　光束法解析空中三角测量是以一幅影像所组成的一束光线作为平差的基本单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程。光束法解析空中三角测量是最严密的一种平差方法，能最方便地顾及影像系统误差的影响，最便于引入非摄影测量附加观测值。

　　2.gps辅助空中三角测量

　　gps辅助空中三角测量的作业过程大体上可分为以下四个阶段：

　　(1)现行航空摄影系统改造及偏心测定;

　　(2)带gps信号接收机的航空摄影;

　　(3)解求gps摄站坐标;

　　(4)gps摄站坐标与摄影测量数据的联合平差。

　　3.pos辅助空中三角测量

　　将pos和航摄仪集成在一起，通过gps获取航摄仪的位置参数及(imu)测定航摄仪的姿态参数，经imu、dgps数据的联合后处理，可直接获得测图所需的每张像片的六个外方位元素。

　　航摄仪、gps天线和imu三者之间的空间坐标系通过坐标变换来统一，并通过数据更新频率不低于机载接收机的地面基准站，以相对gps动态定位方式来同步观测gps卫星信号。最后利用后处理软件解算每张影像在曝光瞬间的外方位元素。

　　知识点七、质量控制[熟悉]:

知识点 质量控制

　　空中三角测量的质量控制主要包括：原始资料使用正确性检查、各项参数使用和设置检查、平差精度检查三个方面：

　　(1)原始资料使用正确性检查：主要是检查航摄成果的飞行质量和摄影质量、区域网基本定向点的坐标值、多余控制点的坐标值是否正确等;

　　(2)各项参数使用和设置检查：检查航摄仪参数的使用、影像坐标系统、航摄仪焦距使用和航摄仪镜头对称畸变差测定值输入是否正确等;

　　(3)平差精度检查：主要是检查内定向、相对定向、绝对定向和区域网接边等精度。

　　知识点八、成果整理[熟悉]:

知识点 成果整理

　　空中三角测量成果主要包括：成果清单、相机文件、像片控制点坐标、连接点或测图定向点像片坐标和大地坐标、每张像片的内外方位元素、连接点分布略图、保密检查点大地坐标、技术、设计书、技术总结、检查报告和验收报告以及其他资料等。

第8节 8.8 数字线划图制作、数字高程模型制作和数字正射影像图制作

知识点一、数字线划图基本概念[掌握]:

与其他地图产品相比，数字线划地图(DLG)是一种更为方便放大、漫游、查询、检查和量测的叠加地图。其数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图。数字线划地图的技术特征为：地图地理内容、分幅、投影、精度、坐标系统与同比例尺地形图一致。图形输出为矢量格式，任意缩放均不变形。

　　知识点二、基本作业过程[掌握]:

数字线划图的生产主要包括资料准备、数据采集与属性录入、图形数据和属性数据的编辑与接边、质量检查、成果整理与提交5个环节。

　　1、资料准备

　　所用的原始资料，主要包括：外业采集的数据、航空像片、高分辨率卫星影像、地形图资料、技术设计书等以及其他需要的专业技术资料。

　　2、数据采集与属性录入

　　3、图形数据和属性数据的编辑与接边

　　4、质量检查

　　数字线划图的数据检查主要包括空间参考系、位置精度、属性精度、完整性、逻辑一致性、表征质量和附件质量7个方面。

　　1、 成果整理与提交

　　按照技术设计要求对数字线划图成果进行整理和提交。

　　知识点三、航天遥感测量法[掌握]:

DLG的数据采集和属性录入可按下列方式进行：

　　(1)以数字正射影像图(DOM)为背景叠加数字栅格地图(DRG)进行DLG数据采集。

　　(2)根据内业预采的成果，到野外进行全面核查，纠错、补调。

　　(3)根据野外核查、补调的成果，内业进行要素补充采集(包括图形与属性)和编辑

　　知识点四、 数字线划图缩编法[掌握]:

即利用较大比例尺的地图数据缩编为较小比例尺的DLG数据，在缩编法采集DLG数据的过程中，要素的缩编采集一般按有利于要素关系协调的先后顺序进行，如地貌、水系、交通(铁路、公路、街道及其他道路)、居民地与建(构)筑物、管线、境界、植被和土质以及其他要素等。同时，按要求对采集的要素进行分层，赋代码、属性，构建拓扑关系，根据缩编数据与产品数据的对比分析建立相应的数据模板用于继承、转换或编辑处理等操作。

　　知识点五、成果整理[掌握]:

数字线划图数据生产需要提交的主要成果包括：数字线划图数据文件、元数据文件、数字线划图数据文件接合表、质量检查记录、质量检查(验收)报告、技术总结报告等。

　　数字线划图以光盘为主要存储介质，也可使用磁带或磁盘等。成果外包装上应包括成果标记、生产单位、分发单位等内容，成果标记应包含成果名称、所采用标准的标准号、成果比例尺、成果形式代号、图幅分幅编号、最新生产时间等内容，根据需要也可标识版本号。

第9节 8.9 三维建筑模型建立

知识点一、技术规格和要求[熟悉]:

知识点 技术规格和要求

　　(1)模型宜根据精细仪器测量结构或建筑设计资料制作;

　　(2)模型要求真实反映建模物体的外观细节，模型观感与原物体保持一致;

　　(3)纹理材料应与建筑外观保持一致，反映出纹理的实际图像、颜色、透明度等;

　　(4)模型要求反映建模物体长、宽、高等任意维度变化大于0.5米的细节;

　　(5)模型的屋顶应反映屋顶结构形式与附属设备等细节;

　　(6)模型的高度与实际物体的误差不得超过1米;

　　(7)对于主体包含多种几何形状的复杂建筑物，要求表现建筑物的主体几何特征;

　　(8)对于包含多种类型建筑物的复杂建筑物，可以拆分为不同类型建筑物再建模;

　　(9)建筑模型的基底应与所处地形位置处于同一水平面上，与地形起伏相吻合。

　　知识点二、基本作业过程[了解]:

知识点 基本作业过程

　　三维模型的生产主要包括：资料准备、数据采集与属性录入、模型的制作、质量检查、成果整理和提交五个环节。

　　知识点三、主要作业方法[熟悉]:

知识点 主要作业方法

　　(1)航空摄影测量方法;

　　(2)激光扫描方法;

　　(3)倾斜摄影方法;

　　(4)野外实地测量方法。

　　知识点四、质量控制[熟悉]:

知识点 质量控制

　　(1)质量控制方法：模型检查方法包括文件替换、专业美工人员审验、针对项目管理软件控制和建模软件插件控制等四类;

　　(2)质量控制要求：模型数据质量元素包括完整性、几何精度、属性精度、现势性和逻辑一致性等方面内容;

　　(3)模型质量评定：模型的质量主要从数据组织、几何精度、结构精度、纹理质量、附件质量五个方面进行评定。

　　知识点五、成果整理[掌握]:

知识点 成果整理

　　三维模型制作的数据生产提交的主要成果包括：模型几何源数据、模型纹理源数据、模型平台成果数据、质量检查记录、质量检查(验收)报告、技术总结报告、相关文件参数等。

第10节 8.10 遥感调查工作底图和专题遥感数据成果制作

知识点一、技术规格和要求[熟悉]:

知识点 技术规格和要求

　　(1)数据内容：由正射影像图和图廓整饰信息、行政界线、地名以及其他专题信息组成;

　　(2)数据格式：遥感正射影像数据一般采用非压缩的tiff格式存储;元数据文件可采用mdb格式或文本格式存储;调查底图制图数据根据所使用的制图软件平台来确定;专题遥感数据一般包括矢量数据格式和栅格数据格式;

　　(3)分辨率：根据项目要求确定影像时间分辨率、地面分辨率和波谱分辨率。

　　知识点二、作业流程[了解]:

知识点 作业流程

　　包括：收集遥感影像资料、制作正射影像图、制作遥感调查工作底图、调查与采样、影像解译和制作专题遥感数据成果等六个环节。

　　知识点三、质量控制[熟悉]:

知识点 质量控制

　　遥感调查工作底图和专题遥感数据成果的质量控制包括dom质量控制和专题遥感数据的质量控制。专题遥感数据成果的质量控制主要包括属性精度检查和质量精度检查。

　　知识点四、成果整理[掌握]:

知识点 成果整理

　　遥感调查工作底图和专题遥感数据成果生产需要提交的主要成果包括：正射影像图数据、遥感调查工作底图数据、专题遥感数据、成果质量检查记录、质量检查(验收)报告、技术总结报告、其他成果及各种专业资料等。

　　知识点五、计算机解译[掌握]:

计算机自动分类包括监督分类和非监督分类。非监督分类一般包括影像分析、分类器选择与优化、影像分类、类别定义与类别合并、分类后处理、结果验证6个步骤;监督分类一般包括类别定义与特征判别、训练样本选择、分类器选择与优化、影像分类、分类后处理、结果验证6个步骤。