攝影測量學復習資料

1、一、名詞解釋1、解析相對定向：根據(jù)同名光線對對相交這一立體相對內(nèi)在的幾何關(guān)系，通過量測的像點坐標，用解析計 算方法解求相對定向元素，建立與地面相似的立體模型，確定模型點的三維坐標。2、 GPS輔助空中三角測量：將基于載波相位觀測量的動態(tài) GPS定位技術(shù)獲取的攝影中心曝光 時刻的三維坐 標作為帶權(quán)觀測值，引入光束法區(qū)域網(wǎng)平差中，整體求解影像外方位元素和加密點的地面坐標，并對其質(zhì) 量進行評定的理論和方法。3、主合點：地面上一組平行于攝影方向線的光束在像片上的構(gòu)像4、核線：立體像對中，同名光線與攝影基線所組成核面與左右像片的交線。5、航向重疊：同一條航線上相鄰兩張像片的重疊度。6、旁向重疊：兩相鄰航

2、帶攝區(qū)之間的重疊。7、影像匹配：利用互相關(guān)函數(shù)，評價兩塊影像的相似性以確定同名點8影像的內(nèi)方元素：是描述攝影中心與像片之間相關(guān)位置的參數(shù)。9、影像的外方元素：描述像片在物方坐標的位置和姿態(tài)的參數(shù)。10、景深：遠景與近景之間的縱深距離稱為景深11、 空間前方交會：由立體像對中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點坐標來確定相應地面點的地面坐標的 方法，稱為空間前方交會。12、空間后方交會：利用一定數(shù)量的地面控制點，根據(jù)共線條件方程或反求像片的外方位元素這種方法稱 為單張像片的空間后方交會。13、攝影基線：相鄰兩攝站點之間的連線。14、像主點：像片主光軸與像平面的交點。15、立體像對：相鄰攝站獲取的具有一

3、定重疊度的兩張影像。16、數(shù)字影像重采樣：當欲知不位于采樣點上的像素值時，需進行灰度重采樣。17、核面：過攝影基線與物方任意一點組成的平面。18、中心投影：所有投影光線均經(jīng)過同一個投影中心。19、 單模型絕對定向：相對定向所構(gòu)建的立體模型經(jīng)平移、縮放、旋轉(zhuǎn)后納入到地面坐標系中的過程相對 定向：根據(jù)立體像對內(nèi)在的幾何關(guān)系恢復兩張像片之間的相對位置和姿態(tài)，使同名光線對對相交，建立與地面相似的立體模型。即確定一個立體像對兩像片的相對位置。20、數(shù)字影像內(nèi)定向：同一像點的像平面坐標與其掃描坐標不相等，需要加以換算，這種換算稱為數(shù)字影 像內(nèi)定向。21、像主點：攝影機主光軸在框標平面上的垂足22、內(nèi)部可靠

4、性：一定假設(shè)條件下，平差系統(tǒng)所能發(fā)現(xiàn)的模型誤差的下界值22、外部可靠性：一定顯著性水平和檢驗功效下，平差系統(tǒng)不能發(fā)現(xiàn)的模型誤差對平差結(jié)果的影響。23、 攝影學：利用光學攝影機攝取相片，通過相片來研究和確定被攝物體的形狀，大小，位 置和相互關(guān)系的一門學科技術(shù)。24、影像信息學：是一門記錄、儲存、傳輸、量測、處理、解譯、分析和顯示由非接觸傳感 器影響獲得的目標及其環(huán)境信息的科學技術(shù)和經(jīng)濟實體。3、攝雪比例尺（像片比例尺h航攝像片上一線段為1的臺像與地面上相應線段的水平距離L之比，即丄二$（航攝像片上的影像比例尺處處均環(huán)相等）牛、航高：攝影機的物機中心至攝準面（撮區(qū)內(nèi)平均高程面）的8E離一二 （L攝

5、影機 JZ7 H主恥航高）二、填空題1、從行攝像片上看量測的像點坐標可能帶有攝影材料變形 、 攝影機物鏡畸變 、 大氣折光誤差 和 地球曲率誤差 四種系統(tǒng)誤差 。2、恢復立體像對左右像片的相互位置關(guān)系依據(jù)的是共面條件 方程。3、攝影測量加密數(shù)學模型可分為 航帶法 、 獨立模型法 和 光束法 三種。4、攝影測量學中常用的坐標系有 像平面坐標系、像空間坐標系 、像空間輔助坐標系、 地面攝影測量坐 標 、 大地測量坐標、 。5、要將地物點在攝影測量坐標系中的模型坐標轉(zhuǎn)換到地面攝影測量坐標系，最少需要個高程控制點和 個地面控制點。6、數(shù)字攝影測量系統(tǒng)是由 影像匹配 代替人的形體量測與識別，完成影像 幾

6、何 與 物理 信息的自動提 取。7、航空攝影像片為 中心 投影。8、相對定向元素有 _u_， _v_ ， _phi ， _omega_， _kappa_ 5 個9、像片的外方位元素有 6 個，分別是 XS，YS，ZS，PHI，OMEG，A KAPPA。10、立體像對的解析有 后方交會 +前方交會，相對定向 +絕對定向，光束法 3 種方法。11、空間坐標變換中的正交變換矩陣的9 個元素中只有 3 個獨立元素。12、攝影測量中，為了恢復立體像對兩張像片之間的相互位置關(guān)系，可以根據(jù)左右像片上的同名像點 位于 同一核面 的幾何條件，采用 相對定向 方法來實現(xiàn)，最少需要量測 5 對同名像點。13、攝影測

7、量的發(fā)展經(jīng)歷了 模擬攝影測量 、 解析攝影測量 和 數(shù)字攝影測量 三個階段。14、攝影測量按用途可分為 地形攝影測量、非地形攝影測量 。15、4D產(chǎn)品是指 DEM DLG DRG DOM16、影像灰度的系統(tǒng)變形有兩大類： 輻射畸變、幾何畸變17、解求單張像片的外方位元素最少需要3 個 平高地面控制點18、攝影測量的基本問題，就是將 中心投影的像片 轉(zhuǎn)換為 正射投影的地形圖19、 兩個空間直角坐標系間的坐標變換最少需要2 個 平高 和 1 個 高程 地面控制點 。20、 GPS輔助空中三角測量的作用是大量減少甚至完全免除地面控制點，縮短成圖周期， 提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。21、航攝像片為 中

8、心 投影，地形圖是 正射 投影。22、 利用航攝像片進行立體觀察的條件是從兩個攝站對同一物體拍攝的立體像對 、 一只眼睛只看一張 像片 和 眼基線與攝影基線大致平行 。23、 攝影基線與任一物方點所作的平面稱為核面 。24、 解析相對定向依據(jù)的數(shù)學方程是共面條件方程 。相對定向完成的標志是 上下視差為 0 ，最少需要 5 對 同名 點。25、航攝像片是地面景物的 中心 投影。由于 像片傾斜和 地面起伏 兩個主 要原因?qū)е掠跋裆蠋缀螆D形與實際地面上的幾何圖形通常是不相似的。26、 雙眼觀察立體像對所構(gòu)成的立體模型稱為立體視模型 。27、 航帶法區(qū)域網(wǎng)平差的觀測值為重心化攝測坐標 ，平差單元為 航

9、帶模型 ； 光束法區(qū)域網(wǎng)平差的觀測 值為 像點坐標 ，平差單元為 單張像片 。28、空間前方交會的目的： 求待定點地面點的坐標29、像片糾正方法的分類： 光學機械糾正、光學微分糾正、數(shù)字微風糾正30、數(shù)字影像相關(guān)方法： 相關(guān)系數(shù)法、協(xié)方差法、最小二乘影像相關(guān)31、DEM內(nèi)插方法：移動曲面擬合法，線性內(nèi)插法，雙線性內(nèi)插法，多面函數(shù)內(nèi)插法，分塊雙三次多項式內(nèi)插法三、問答題1、攝影機上主距與焦距有何不同？答：攝影機主距（像片主距）：物鏡后節(jié)點到像主點之間的垂距。焦距（f、f）:主點到焦點的距離2、在解析空中三角測量中時，需要對像點坐標中的系統(tǒng)誤差進行改正，請問有哪些系統(tǒng)誤差？3、航攝像片與地形圖的區(qū)

10、別？答：航攝像片能真實而詳細地放映地面信息，從像片上可以了解到所攝地區(qū)的地物。地貌的全部內(nèi)容， 但航攝像片不能直接用做地形圖，航攝像片與地形圖是有差別的。區(qū)別：1、像片與地形圖表示方法和內(nèi)容不同2、像片與地形圖的投影方法不同4、攝影測量的主要特點是什么？（1）無需解除物體本身獲得被攝物體信息.（2）由二維影響重建三維目標.（3）面采集數(shù)據(jù)形式.（4）同時提取物體的幾何與物理特性.5、請對雙像解析攝影測量的三種解法進行比較.方法嚴匿性控制七要求后交-射交法點位拮確度取決于外 方li元累栢岌 沒有刊用參余新3個宇鳶點已虻樣片外冇位 元素怕對定甸賴 走向點、位権農(nóng)取決于相對2十平高點廣1個高陳點航帶

11、.去加密歩疋|口法理論最嚴議 精度最高二個平離點- 1個高程點光束;去加富6、攝影測量中，建立人造立體視覺應滿足哪些條件？答：人造立體視覺必須符合自然界里提觀察的四個條件：1由兩個不同攝站攝取的同一景物的一個立體像對；2 一只眼睛只觀察像對中的一張像片；3兩眼各自觀察同一景物的左右影像點的連線應與眼基線近似平行；4像片間的距離應與雙眼的交會角相適應7、 立體像對前方交會的目的是什么 ？答：應用單像空間后方交會求得像片的外方位元素后，欲由單張像片上的像點坐標反求相應地面點的空間坐標仍不可能，只能確定其空間方向，而使用同名像點就能得到兩條同名射線在空間的方向，這兩條射 線一定相交其相交處必定是該地

12、面點的空間位置，所以空間前方交會是為了確定相應地面點的地面坐標。8什么是影像相關(guān)？它與影像匹配存在著什么樣的關(guān)系？簡述影像相關(guān)的基本原理。答：通過取岀以待定點為中心的左影像的小區(qū)域的影像信號與右影像上相應區(qū)域的影像信號，計算它們的相關(guān)函數(shù)，相關(guān)函數(shù)最大值對應的右影像區(qū)域的中心即為待定點的同名點，這種求解同名點的過程就叫 影像相關(guān)。影像相關(guān)只是影像匹配的一個方面，影像匹配包括影像相關(guān)，但涵蓋的范圍更廣泛。影像相關(guān) 的基本原理（以二維相關(guān)為例）：在左影像上取以待定點為中心的目標區(qū)，其大小為m*n,粗略估計其同名點在右影像上可能存在的區(qū)域，在右影像上取搜索區(qū)大小為k*l（km,ln）,依次取搜索區(qū)中

13、與目標區(qū)大小相同的窗口，并計算其與目標區(qū)的相關(guān)系數(shù)，比較所有的相關(guān)系數(shù)，取其最大值或者最小值（依算法而定）對應的搜索區(qū)中所取區(qū)域的中心為待定點的同名點，這就是影像相關(guān)的基本原理。9、為什么要進行像片糾正 ？什么是像片糾正？答：像片平面圖或正射影像圖是地圖的一種，利用中心投影的航攝像片編制像片平面圖或正射影像圖，是將中心投影轉(zhuǎn)變?yōu)檎渫队暗膯栴}.當像片水平且地面為水平的情況下，航攝像片就相當與該地區(qū)比例尺為1:M的平面圖.由于航空攝影時，不能保持像片嚴格水平，而且地面也不可能是水平面，致使像片上的構(gòu)像產(chǎn) 生像點位移、圖形變形以及比例尺不一致，將豎直攝影的航攝像片通過投影變換獲得相當于航攝機物鏡主

14、光軸在鉛垂位置攝影的水平像片，同時改化規(guī)定的比例尺，這種作業(yè)過程稱為像片糾正10、航帶網(wǎng)法解析空中三角測量的基本步驟：（1） 按單航帶法分別建立航帶模型，求得各航帶模型點在本航帶統(tǒng)一的像空間輔助坐標系中的坐標值（航 帶間的公共模型點獨立計算）。（2）各航帶模型的絕對定向： 從第一條航帶開始，利用本航帶帶內(nèi)已知控制點和下一航帶的公共點進行絕 對定向，求岀模型點在全區(qū)域統(tǒng)一的地面攝影測量坐標系中的概略坐標。（3） 根據(jù)各航帶的重心及重心化坐標，解算各航帶的非線性變形改正系數(shù)。區(qū)域網(wǎng)整體平差（4）利用模型中控制點的加密坐標與野外實測坐標應相等及航帶間公共連接點坐標應相等為條件列誤差方 程式，解算各航

15、帶的非線性變形改正系數(shù)。（5）加密點坐標（地攝坐標）計算11、攝影測量經(jīng)歷了哪幾個發(fā)展階段？各階段的特點是什么答：航空攝影測量的發(fā)展階段：模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字攝影測量，各階段特點如下：發(fā)展階段原始資料代表性理論方法典型設(shè)備作業(yè)性質(zhì)輸岀產(chǎn)品模擬攝影測量模擬像片光學機械投影模擬測圖儀機械輔助測圖，全手工作業(yè)模擬線劃圖解析攝影測量模擬像片數(shù)字投影/平差解析測圖儀計算機輔助繪圖模擬/數(shù)字線劃 圖數(shù)字攝影測量數(shù)字攝影和數(shù)字化攝影影像匹配/模式識別數(shù)字攝影測量系統(tǒng)自動化測繪及信息處理， 計算機 輔助成圖+ 人工干預4D產(chǎn)品12、空間后方交會采用的是哪個公式？空間后方交會的目的是什么？試解釋公式

16、中各符號的含義答：空間后方交會采用的公式是：xfaXX SbY YScZ Z S，空間后方交會的f a 3 XX sb3 YY sC3 ZZ $yf a 2XXsb2YYsc?ZZsa 3XXsb3YY sC3ZZs目的是確定相片的外方位元素Xs、YS、Zs、旅3、k在上式中，x、y為觀測值，X、Y、Z為地面點的坐標,一般認為是已知值；Xs、Y Zs、旅3、k f為待定參數(shù)。13、立體像對有哪些特殊的點、線、面？作圖示之I? ；答：兩投影中心的連線 B稱為攝影基線，01、02為左、右像片 的像主點。a、a?是地面上任一點 A在左、右像片上的構(gòu)像，稱 為同名像點。射線ASa1和ASq稱為同名射線

17、?；€延長線與左、 右像片的交點ki、k?稱為核點。通過攝影基線 SS與任一地面點 A所作的平面WA,稱為點A的核面。核面與像片的交線稱為核線， 對于同一核面的左右像片上的核線，如k1a” k?a2稱為同名核線。像片上諸核線均會聚于核點。通過像主點的核面稱為主核面。15、數(shù)字重采樣常采用的方法有哪幾種？簡述雙線性插值法原理 答：數(shù)字重采樣常采用的方法有：雙線性插值法、雙三次卷 積法、最鄰近像元法。14、解釋共線條件方程中各類因子答：f a 1 ( XX s )b, (YYs )J (ZZ s )Xa 3 ( XX s )b3 (YYs )C3 (ZZ $ )yf a 2 ( XX s )b2

18、(YYs)C2(ZZ$)a 3 ( XX s )b3 (YYs )C3 ( ZZ$)上式表示像點和物點的中心投影變換方程式，亦即物點、投影中心和相應像點的共線條件，也稱共線條件方程。在解析攝影測量中，共線條件方程是極其有用的。這兩個方程式中包含十二個數(shù)值：像點坐標 x、y、z，相應地面點坐標X、Y、乙投影中心在所取物方空間坐標系中的坐標Xs、YZs，攝影機主距f和旋轉(zhuǎn)矩陣中的三個獨立參數(shù)（如0 3、K。15、相對定向的目的是什么？相對定向的元素有哪些？相對定向的定向點是否必須是像控點答：相對定向的目的：是恢復兩張像片的相對位置，達到同名射線對對相交，建立起與地面相似的幾何模型。單獨像對的相對定

19、向元素：咖、K適、K、32；連續(xù)像對的相對定向元素：by、bz、* 3、K16、絕對定向的目的是什么？絕對定向的元素有哪些？絕對定向的定向點是否必須是像控點答：航帶模型絕對定向的目的，是將航帶模型在統(tǒng)一的航帶像空間輔助坐標系的坐標轉(zhuǎn)換到航帶統(tǒng)一的地面參考坐標系中，取得模型的地面概略坐標。七個絕對定向元素：X、Ys、Zs、Q、K和b。17、航片上有哪些特殊的點和線特殊點像主點：攝影機軸與像片面的交點0 像底點：鉛垂射線與像片面的交點n 等角點：傾角的平分線與像片面的交 點c特殊線主縱線：主垂面與像片 面的交線VV 等比線：過等角點的像 水平線hchc18、什么是航片的內(nèi)方位元素答：內(nèi)方位元素：確

20、定物鏡后節(jié)點和像片面相對位置的數(shù)據(jù)。包括像主點在像片框標坐標系中的X。坐標、y。和像片主距f。19、什么是航片的外方位元元素？為什么有三種不同的外方位角元素答：外方位元素：確定像片攝影瞬間在地面直角坐標系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù)叫像片（攝影機）的 外方位元素，由像片（攝影機）的外方位元素就可恢復像片在空間的位置和姿態(tài)。一張像片有六個外方位 元素，其中3個表述攝影光束空間姿態(tài)的三個角元素，3個描述攝影中心空間位置的坐標值的三個直線元素；三直線元素：在曝光瞬間 在地面選定的空間直角坐標系中的坐標，常用表示。三個角元素：它是描述像片在攝影瞬間空間姿態(tài)的要素，其中兩個角元素用以確定主光軸在空間的方 向，

21、另一個確定像片在像片面內(nèi)的方位。實際攝影時，攝影機的主光軸不可能鉛垂，像片也不可能水平， 此時刻認為攝影時的姿態(tài)是由理想姿態(tài)繞空間三個軸（主軸、副軸、第三旋轉(zhuǎn)軸）向依次旋轉(zhuǎn)三個角值后 所得到，這三個角值稱為像片的三個外方位元素。20、航攝像片上一般有哪幾種像點位移？列岀有關(guān)公式分析其位移特點答：因像片傾斜引起的像點位移、因地形起伏引起的像點位移。2因像片傾斜引起的像點位移：*sin sin ，由上式知：1因向徑rc和傾角a恒為正值，當角在0180勺I、II象限內(nèi)，sin 為正值，貝U &為負值，即朝向等角點位移；當 角在180 360的III IV象限內(nèi)，sin 為負值，貝U &為正值，即背向

22、等角點位移。2.當*= 0或180時，sin *= 0，則&= 0,即等比線上的各點沒有因像片傾斜所引起的像點位移。（因此稱為等比線）3當*= 90或 270時，sin匸 1,即rc相同的情況下，主縱線上|詞為最大。因地形起伏引起的像點位移：1 幾sin sin 2hr n2fh hr hH 1丄_ sinsin 22 Hf上式是傾斜像片上因高差影響產(chǎn)生的像點位移鐵公式，式中rn、同樣是表示向徑和極角，而這里是以像底點為極點，通過像底點的水平線為極軸的，這與前面的rc、有所不同。1當h為正時，向徑na。增長，當為正；h為負時，向徑na,縮短，$為負。2.當時r = 0，則$=0。這說明位于像底

23、點處的地面點，不存在因高差影響所產(chǎn)生的像點位移。3 .當a = 0時:rnhH上式是水平像片上因高差引起的像點位移公式，此時像底點n與像主點重合21、什么叫數(shù)字微分糾正？通常數(shù)字微分糾正有幾種方法？并簡述其中一種方法的作業(yè)原理答：根據(jù)已知影像的內(nèi)定向參數(shù)和外方位元素及數(shù)字高程模型，按一定的數(shù)字模型用控制點解算，從原始的非正射影像獲取數(shù)字正射影像，稱為數(shù)字微分糾正。為種超須方參解算方案：確定原始圖像(X)與糾正后圖像tXF) 之間的幾何關(guān)系數(shù)學中的映射范疇)直接法：由原始像點求糾正后的相應點坐標X = F(a, y)Y間接法：由糾正后的像素坐標反求原始像點y=G(X,Y)pJi %*22、確定同

24、名核線的方法有哪幾種？簡述其中一種確定同名核線的方法23、數(shù)字重采樣常采用的方法有哪幾種？簡述雙線性插值法原理24、答:答：數(shù)字重采樣常采用的方法有：雙線性插值法、雙三次卷積法、最鄰近像元法。在解析空中三角測量時，需要對像點坐標中的系統(tǒng)誤差進行改正，請問有哪些系統(tǒng)誤差 底片變形、攝影物鏡畸變差、大氣折光差、地球曲率的影響25、攝影測量有待解決的基本問題是什么答：攝影測量有待解決的基本問題是幾何定位和攝影解譯。26、何謂左右視差、上下視差答：當觀察到承影面上某定向點的投影點M和M在儀器Y軸方向錯開時，則說明同名射線SM和SM不相交，而Y與丫坐標之差也稱為上下視差，用 Q(=Y-Y)表示27、何謂

25、核線答：基線延長線與左、右像片的交點ki、k2稱為核點。通過攝影基線SS與任一地面點 A所作的平面 W, 稱為點A的核面。核面與像片的交線稱為核線，對于同一核面的左右像片上的核線，如kiai、k2a2稱為同名核線。28、要實現(xiàn)人造立體觀察應滿足什么條件答：條件：由兩個攝影站點攝取同一景物面組成立體像對；每只眼睛必須分別觀察像對的一張像片；兩條 同名像點的視線與眼基線應在一個平面內(nèi)。29、解析攝影測量軟件作業(yè)流程 定向參數(shù)計算，包括內(nèi)定向、相對定向、絕對定向空中三角測量解算 核線關(guān)系解算，坐標計算與變換 數(shù)值內(nèi)插、數(shù)字微風糾正 投影變換30、空間后方交會的解算過程答：獲取已知數(shù)據(jù) 量測控制點的像

26、點坐標 確定未知數(shù)的初始值 計算旋轉(zhuǎn)矩陣R逐點計算像 點坐標的近似值 組成誤差方程式 組成法方程 解求外方位元素 檢查計算是否收斂31、相對定向元素計算過程 茯取已知數(shù)將上=幾 確定相對定向元素的初值U = V = (p=&= 由相對走冋元素計篦像點的空I耶糊坐標阡巴少:妙打戸計算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項 解法方程，擁目對定向元素的改正數(shù) 計算相對定冋元素的初值判斷迭代是否收斂P所有改正數(shù)小于0.3=5=104弧度32、絕對定向的具體解算過程答：小亠 i! 門 .；_-計算揑制點.的地商攝凳坐標系重心的坐標和重心化坐標計算控制邑的空同輔助坐標李寶心的坐標和圭心化坐祐計靜帛覩項計亙謠壽方稈式系數(shù)

27、逐歳去化辰法方程求鮮計算待定鏗數(shù)的斬直判斷夙e.HCMK 星否小干紿至的陽偵打33、航帶網(wǎng)法區(qū)域網(wǎng)平差作業(yè)過程 按單航帶模型法分別建立航帶模型，以取得各航帶模型點在本航帶統(tǒng)一的輔助坐標系中 的坐標值。 各航帶模型的絕對定向計算重心坐標及重心化坐標 根據(jù)模型中控制點的加密坐標應與外業(yè)實測坐標相等以及相鄰航帶間公共連接點的坐標應相等為條件，列岀誤差方程式，并利用最小二乘準則平差計算，整體求解各航帶的非線性改正系數(shù) 用平差計算得岀的多項式系數(shù)，分別計算各模型點改正后的坐標值34、獨立模型法區(qū)域網(wǎng)平差作業(yè)流程 單獨法相對定向建立單元模型，獲取各單元模型的模型坐標，包括攝站點 利用相鄰模型公共點和所在模型中的控制點，各單元模型分別做三維線性變換，按各自 的條件列出誤差方程式及法方程式 建立全區(qū)域的改化法方程式，并按循環(huán)分塊法進行求解，求出每個模型點的七個絕對定向元