反光立体镜的使用方法 航空反光立体镜使用方法

航空反光立体镜使用方法

航空反光立体镜使用方法如下。立体镜是对立体像对进行立体观察的简单工具。主要由两个透镜构成。透镜的作用是使左眼只看左相片，右眼只看右相片(称为分相)，并使影像放大。做渣通过立体镜观察两张相片的影像重叠部分，便能看到立体模型。立体镜分为反光立体镜和袖珍立体镜等型式。前者利用两组与水平面成45°的反光镜，将观测者的眼基距扩大，可观察大像幅的相片。后首败者因同名像点间距离必须小于或等于眼基距，因此只能观看小尺寸相片。立体镜的结构简单纯芹悄，携带方便，在航空地质和摄影测量等工作中得到广泛应用。

航、卫片判读的一般知识和判读标志

（一）航、卫片判读的一般知识

航片的判读一般是借助立体镜进行的。立体镜是用来建立立体影像的一种简单的立体观测仪器。它的主要作用是将人的左右两眼的视线隔开，使每只眼睛只能看一张相片，即左眼看左相片，右眼看右相片。借助立体镜对航片进行观察，可以在立体镜下重现航片拍摄地区的地表形态（光学模型），以达到直观的分析和研究它们的目的。

1.目前常用的立体镜

（1）桥式立体镜 桥式立体镜又称透镜式立体镜（图11-1），它由两片具有放大（2倍左右）作用的观察透镜组成。两透镜间的距离可以调节，以适应各观察者眼基线的长短。这种立体镜体积小，便于野外携带。其缺点是视野小，不能观察像对重叠部分的全部面积。

图11-1 透镜式立体镜

图11-2 反光立体镜

（2）反光立体镜 反光立体镜（图11-2）是由两两平行（呈45°角）的四片反光镜和具有放大作用的两片镜组成，两片透镜分别安装在两平行的反光镜之间。这种立体镜视野大，适用于观察像幅较大的照滑或芹片，并能观察到像对重叠部分的全部范围。它常配有视差杆（量取左右视差的仪器）（图11-3），可在镜下进行地质和地貌要素的测量。它便于在镜下绘图。缺点是携带不便。

图11-3 视差杆

2.立体镜的简易使用方法及其立体观察

（1）手握反光立体镜横梁打开立体镜，检查4个镜脚是否在同一个平面内；若不在同一个平面内，则调节镜脚螺旋，使之平稳地放在桌面上。

（2）将立体像对重叠起来放在镜下，然后按左右顺序平行分开。

（3）在立体像对中找出同名像点，使两食指分别按住两同名像点；然后在镜下左右平行移动照片，直至使两食指在镜下重合。

（4）凝视两张照片，即可得到立体效应，若还不成立体，则轻微转动任何一张照片即可。

立体镜下立体观察的原则是模拟眼睛的立体视觉建立的。因此，用于立体观察的照片必须类似于人的双眼从不同角度去观察同一物体或地区所获得的影像。即两张照片必须是连续拍摄的沿航向具有一定重叠（60%左右）的立体像对，而且是在同一航高，从两个不同的角度对同一地区拍摄的信毕影像。用这种立体像对进行观察，才能获得立体效应。在立体观察时，立体像对的放置又必须满足下列要求才行。

其一是两张照片必须在同等高度，从两个角度对同一物体所成的像。

其二是两张照片应按成像时的相对位置安放，在立体观察时，只能左眼看左相片，右眼看右相片。

如果左右两张照片的位置颠倒，所建立的立体模型则和实地相反，即本来高凸的部分变成低凹，而本来低凹的部分却变成凸起，这种现象称反立体效应。如果将照片按成像时的相对位置旋转90°放置，则得不到立体感，称为零立体。

在立体观察时，所建立的光学模型常常发生变形，地形的起伏显得很大，地面坡度变得很陡等，这种垂直夸大的现象称超高感（或称立体效应的变形）。造成这种现象的原因，主要是由立体模型的垂直比例尺大于水平比例尺引起的。超高感使得地表体更富于立体感，便于在镜下观察和测量。其变形的程度，常常用垂直扩大系数（超高系数）来表示。垂直扩大系数等于立体模型的垂直比例尺与水平比例尺之比。其比值等于1时，则立体模型与实地相似；大于1时，立体模型具有超高感；小于1时，立体模型的起伏则比实际地形起伏小。

3.航空相片的标记

航空相片是利用各种飞行工具按一定的要求对地面拍摄的空中照片。为了概略地知道摄影时照相仪器的倾斜及摄影的时间等，一般在航摄仪上装有几种指示装置，如圆水准器、时表等。在每张航摄像片的角上或边上则摄有这些指示的记录，以AφA型航摄仪所摄制的航片说明如下（图11-4）。

图11-4 航片标记

（1）框标 位于航片的四边或四角，对应框标连线的交点就是相片的主点（中心点）。

（2）压平线 相片边部4条“井”字形的直线即为压平线，它的弯曲和平直说明摄影时负片是否压平。

（3）水准器 在相片的一角，是用来记录摄影瞬间相片倾斜角度的标记。同心圆表示度数，气泡偏离一圈为1°（或半度）；同时根据气泡的偏离方向判断摄影瞬间摄影仪的倾斜方向。

（4）时表 记录摄影的时刻，将记录的时刻换算成地方时，再根据影像的阴影倒向，可确定相片的方位。

（5）气压表 记录摄影瞬间的气压或高程，借以确定像主点的航高。

（6）其他 包括摄影仪类型、出厂号、镜头焦距、航摄日期、底片编号、相片编号等，均记录在相片的一侧。

（二）航、卫片的地貌及第四纪地质的判读标志

由于航、卫片是地表景观按一定比例团神缩小了的综合影像图，客观、真实、全面、详细地记录了地表的几何特征和光学特征，这些特征在照片上表现为各种不同的影响，如形状、大小、花纹、色调等。相片的这些特征被称为判读标志，根据这些判读标志，运用有关的知识和理论，手段和方法对航、卫片进行分析研究，揭示地表某一地物或现象的存在和属性的过程，叫航卫片的判读（或解译）。航卫片的地貌及第四纪地质的判读是根据航卫片的影像特征，运用相关知识和理论在航卫片上分析和研究地貌及第四纪地质现象的过程。

航卫片的判读标志可分为直接标志和间接标志两种。由判读对象本身所显现出来的影像特征称为直接判读标志，由其他地质体或地物所显现的影像特征来间接判读研究对象的称为间接判读标志。

我国地质遥感工作者根据在数十年的生产和科研工作中，总结和归纳出了许多判读标志，且具有普遍的意义，被广泛地应用于地物属性的判别上。由于不同的地区自然环境的不同以及拍摄时摄影波段的不同，加之洗印时选用的感光材料、洗印的条件等诸多因素的影响，使得它们具有可变性和局限性的特点。因此，在利用这些标志判读时，要综合运用各种标志，注意相互印证、对比分析，必要时一定要进行野外验证工作，以保证判读结果的正确性。

本节详细内容见遥感地质学。

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实习内容及步骤

遥感图像的种类很多,为了正确使用遥感图像,更充分地提取图像中的有用信息进行地质解译,首先应对所用图像有一个全面了解,诸如:遥感器(摄影或扫描)及成像规律、遥感平台、信息记录的方式(胶片或数字)、记录的电磁波波长范围(遥感器工作波段)及性质(反射、发射),电磁辐射强弱的表现形式(色调、色彩或数字)等。

例如,本次实习所用图像均为航空像片,其遥感器为帧幅式航空摄影机(或多光谱航空摄影机),遥感平台为飞机等航空飞行器,使用感光胶片(全色黑白片、天然彩色片或彩色红外片)记录地物反射的0.3～1.3μm波长的电磁波,其强弱以色调或色彩表现,未经纠正,影像具有中心投影性质等。

(一)认识不同种类航空像片特性

对于所观察的航空像片,首先应回答下列问题:①成像遥感器类型及成像规律;②电磁波波长范围(遥感器工作波长);③感光胶片类型和结构特点;④色调或色彩的含义;⑤识别区分地物的依据。

(二)航摄技术鉴定书内容

航摄技术鉴定书应在收集航空像片的同时从航摄单位索取。内容包括:

①航摄日期;②航摄时间;③使用的胶片类型;④航高;⑤像片概略比例尺;⑥航摄仪器型号和焦距;⑦内方位元素;⑧航摄质量评定。

(三)认识航空像片注记及附摄记录

观察H-162、H-1433、H-2547、H-0348等航空像片上的注记及附摄记录:

在航空像片的角隅或边缘部分,常常同时留有几种指示装置的记录影像和文字编号。它们高兆培能概括地说明像片倾斜情况、摄影时间、航摄仪类型和焦距,以及像片编号等。

1)框标:位于像片边缘的中心或四个角上。它的作用是确定像片的像主点(相对框标连线之交点为该像片的像主点),用以检查像片的纵向与横向变形。

2)航摄仪的类型、焦距、出厂号码、摄影张次编号:“АФА-37”表示航摄仪的类型;“F=6920”表示航摄仪的焦距为69.20mm;“N°0125058”为航摄仪的出厂号码;“9820”为摄影负片的编号,借以计算每天的工作量。

3)时表:记录了摄影时的时间,从两张连续摄影的像片时表记录上,可算出摄影的时间间隔。

4)压平线:用来检查摄影时底片是否平整。

5)圆水准器:概略地表示摄影时像片的倾斜情况。同心圆表示度数,一圈为0.5°,一般倾斜不超过3°。

6)气压测高记录:用以表示偏离航高的高差值,仅在23cm×23cm像片上见到。

除上述指示记录外,在像片的右上角还有手工编号,它主要用以标明像片的测区编号、摄影日期和张次。如手工编号7318—0174,表示“7318”测区、摄影张号(即猜告像片号)是0174;又如编号KT56—105,表示KT测区,1956年11月15日摄影,像片号是105。

(四)航空像片的整理和编录

获取航空像片后应及时整理和编录。

方法:以一定比例尺的图幅为单位,每一航带放入一个文件袋,注明像片所在图幅编号、航带号、像片编号及片数,在每张像片背面左上角按下述格式编录:

K-50-123丙(图幅编号)

5-18-3(本图幅第5航带,共18张,自左至右第三张)

对K-50-123丙幅的部分航空像片进行整理和编录,观察航向重叠和旁向重叠。

(五)体会航空像片中心投影性质

观察像点位移规律:3226、3227。

(六)立体观察原理及航片像对立体观察

在满足立体观察条件时,可以将二维影像转化为三维空间的光学立体模型,突出地物的空间特性,使人眼易于辨认地物和确定空间位置(图2-1)。

图2-1 人造立体视觉原理

1.模拟立体观察条件

图2-2 不同角度对同一地区摄影示意图

①必须是连续拍摄的具有一定重叠的两张图像——立体像对;②立体像对是在同一航高,从两个不同角度对同一地区拍摄(图2-2);③两张图像应按成像时的相对位置安放,在进行立体观察时,只能左眼看左边图像,右眼看右边图像,航片像对立体观察所使用的各类立体镜的主要功能是分开两眼视线(图2-3);④眼基线与图像上摄影基线互相平行,并使同名地物点的相应视线能成对相交而不致产生上下视差;⑤两张图像的比例尺的差别不超过16%。

注意:立体镜是贵重光学仪器,使用时要像眼睛一样倍加呵护,切勿用手触摸光学镜片。取放立体镜要左手开箱盖,右手握中部金属支架,然后用左手将金属支架腿张开小心地置于实验台上,此时拇指最易误碰到大反射镜片而留下指纹,汗渍将腐蚀镜片致损戚唯。镜面如有灰尘或指纹等污物时,请报告指导教师,切勿用任何物品自行擦拭。

图2-3 反光立体镜光路图

E、E"—眼睛;b—眼基线;B—同名像点间距;

1—大反射镜;2—放大镜;3—小反射镜

2.像对立体观察方法步骤

(1)选取立体像对,确定像主点、相邻像片像主点相互转刺与像片基线

航摄仪主光轴与像平面的交点称像主点。作每张航空像片相对框标的连线,其交点即为像主点,如图24中O1、O2点所示,用针刺透像主点并在像片背面画一小圆圈(直径约2mm),在相邻像片的重叠部分找出此像主点的同名影像点,目估转刺这一点,称转刺像主点。图2-4中,P1、P2为一立体像对,O1为P1的像主点,在与P1相邻的P2上的两张像片影像重叠部分可找出与O1相同的影像点O"1,则P2上的O"1即为P1像主点O1的转刺像主点。同理,O"2为P2的像主点O2在P1上的转刺像主点。每幅航空像片的像主点与相邻像片的转刺像主点的连线(O1O"2、O2O"1)为像片基线b(像片方位线),其连线方向为航空像片坐标系统的横轴(X)。航空像片相对框标的连线并非航空像片坐标系统的横轴,当航线弯曲时尤为明显。

图2-4 确定像片方位线（像片基线）

(2)在立体镜下放置像片

重叠影像部分放于中间(图2-5),即将两像片相同地物影像部分重叠,然后背离重叠部分向左右拉开,左面的像片放在左侧大反射镜下方,右面的像片放在右侧大反射镜下方,使眼基线与像片基线平行,且平行于立体镜的长轴线。

图2-5 像片放置

(3)镜上观察

同时用双手沿像片基线方向左右移动,直到两像片的同名像点重合(图2-6),静心凝视,建立并感受立体效应。

图2-6 立体观察示意图

(4)立体效应

包括正立体效应(图2-7)、负立体效应、零立体效应。

(5)超高感或立体效应变形

立体镜下所见为地物的光学立体模型,常与实际情况不完全一致,地形起伏显得很大(图2-8),这种现象称为超高感或立体效应变形。

产生原因:光学立体模型的垂直比例尺与水平比例尺不一致。

3.立体观察原理

了解单张像片立体观察原理与正、负立体观察方法。

4.航向与旁向重叠

了解航空像片航向重叠与旁向重叠(图2-9)。

图2-7 正立体和反立体示意图

图2-8 垂直夸大及坡度角变化

图2-9 航向重叠与旁向重叠

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