摄影测量学第二章

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1、摄影测量学测绘工程系：杜子涛1目录第二章影像获取2.1摄影原理与摄影机2.2航空影像获取2.3遥感影像2一、摄影的诞生与发展1839年，阿拉戈发明摄影术为摄影测量提供了基本手段；1851年，法国陆军上校劳赛达提出交会摄影测量并测绘了万森城堡图，标志着摄影测量的开始；1858年，法国摄影师纳达尔乘坐气球在巴黎郊外80m上空拍摄了世界上第一张航空影像；1860年，美国人布莱克在热气球上拍摄了波士顿的航空像片；1885年，法国人乘坐气球从2000英尺高空拍摄了巴黎的航空像片；1903年，莱特兄弟发明了飞机使航空摄影和航空摄影测量成为可能；1906年，美国人劳伦仕用17只风筝吊着巨型相机拍摄了旧金山大

2、火；第一次世界大战期间，首台航摄仪的问世、立体坐标量测仪和1318立体测图仪的使用，真正开始了摄影测量学。§2-1摄影原理与摄影机3一、摄影的诞生与发展1957年10月4日前苏联第一颗人造地球卫星发射。航天技术的发展使遥感的高度延伸到了太空，使人类能在一个前所未有的高度，以各种时间、空间分辨率观测地球。光电技术、电子技术的发展使人类开始利用紫外、红外及微波波段，拓展和丰富了人类的感知能力。遥感从单纯的摄影方式发展到了可探测感知近、中、热红外波段的光电探测方式和微波辐射、雷达等各种方式共存。计算机技术的发展使遥感数据的分析处理技术进入了半自动化和智能化，改变了过去仅依靠人和光学设备进行目视解译的

3、状况。§2-1摄影原理与摄影机4由初中物理知道：二、摄影原理（凸透镜成像规律）其中，u是物距，v是像距，f是焦距。§2-1摄影原理与摄影机5当u>2f时，f2f，成倒立，放大，实像例如：幻灯机，投影机，电影机。当u=f时，v=无穷大，此时无像；当uf，成正立、放大、虚像例如：放大镜§2-1摄影原理与摄影机二、摄影原理（凸透镜成像规律）6三、摄影机摄影机是人们经常接触的东西，摄影机的镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室，被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷

4、上得到倒立、缩小的实像。摄影机的摄影的基本原理就是根据凸透镜的成像的原理，用一个摄影物镜代替凸透镜，在像面出放置感光材料，物体的投射光线经摄影物镜后聚焦于感光材料上，感光材料受成像光线的光化学作用后生成潜像，再经过摄影处理得到光学影像。§2-1摄影原理与摄影机7三、摄影机摄影物镜ABba镜箱暗箱§2-1摄影原理与摄影机81、摄影物镜摄影物镜：相机上由凸透镜或凹凸透镜组合成的精密光学成像系统。组合透镜成像1、利用单个透镜逐次成像分析方法2、利用透镜组的“等效透镜”成像§2-1摄影原理与摄影机9等效透镜的基本点、线、面§2-1摄影原理与摄影机10主光轴：透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。主焦点（F,

5、F’):平行于主光轴的光线通过透镜组后与主光轴的交点。主平面（Q,Q’):过等效折射点（h,h’)且垂直于主光轴的平面。主点（s,s’)：主平面与主光轴的交点。主焦距：主焦点到主点间距离。节点（k,k’）：主光轴上角的放大率为1的一对光学共轭点，即其折射光线和投射光线方向一致。（光线通过共轭节点时，角放大率为1；物方与像方同介质时，k,k’分别与s,s’重合）。§2-1摄影原理与摄影机112、物镜的成像公式高斯成像公式：牛顿成像公式：§2-1摄影原理与摄影机123、物镜的光圈和光圈号数实际使用的物镜都不是理想的，通过物镜边缘部分的投射光线都会引起较大的影像模糊和变形，为限制物镜边缘部分的使用，

6、并控制和调节进入物镜的光量，通常在物镜筒中间设置一个光圈。现代摄影机都采用虹形光圈，它是由多个镰形黑色金属簿片组成，中央形成一个圆孔．孔径的大小可用光圈环调节，它是一个可以改变的光栏。§2-1摄影原理与摄影机133、物镜的光圈和光圈号数§2-1摄影原理与摄影机143、物镜的光圈和光圈号数光圈:控制物镜进光面积的可变光阑。1、调节物镜使用面积作用（；δ-有效孔径）2、控制焦面光通量3、调节成像景深有效孔径与物镜焦距F之比，作为控制影像亮度的一个因素，称之为相对孔径，其倒数就是光圈号数（k=F/δ）。§2-1摄影原理与摄影机15焦面上影像的亮度与光圈号数的平方成反比，使用的光圈号数越大，影像亮度就

7、越小，摄影时只要选择适当的光圈号数和配以一定的曝光时间就能得到需要的曝光量。H＝Et（其中E为照度，t为曝光时间）曝光时间与照度的关系为：曝光时间与光圈号数的关系为如果曝光时间改变一倍，则光圈号数则改变倍。光圈号数k以为公比成等比级数排列并标刻在物镜外框上（1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16,22…）§2-1摄影原理与摄影机163、物镜的光圈和光圈号数§2-1摄影原理与摄影机174、摄