攝影測量與遙感考試要點

1、第1章 緒論1. 攝影測量的三個階段：模擬、解析、數(shù)字。2. 攝影測量的主要特點： 無需接觸被攝物體本事獲得其信息； 有二維影像重建三維目標； 面采集數(shù)據(jù)形式； 同時提取物體的幾何與物理特征。3. 攝影測量按用途可分為：地形和非地形測量。4. 傳統(tǒng)的攝影測量與數(shù)字攝影測量的區(qū)別：傳統(tǒng)的攝影測量是利用光學攝影機提取像片，通過像片來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置和相互關(guān)系的一門科學技術(shù)。數(shù)字攝影測量是利用所采集的數(shù)字化影像，在計算機上進行各種數(shù)值、圖形和影像處理，研究目標的幾何和物理特性，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和可視化產(chǎn)品。區(qū)別點原始資料投影方式操作方式產(chǎn)品傳統(tǒng)光學像片物理投影人工操作模

2、擬產(chǎn)品數(shù)字數(shù)字化影像數(shù)字投影自動化+人工干預(yù)數(shù)字產(chǎn)品第2章 影像獲取1. 框標的作用：建立像片的直角框標坐標系。2. 攝影機主距（f)： 航空攝影機物鏡中心至底片面的距離是固定值，稱為攝影機主距。它與物鏡焦距基本一致，因物鏡畸變等因素而有少許差異。3. 常用的遙感數(shù)據(jù)有：美國陸地衛(wèi)星（Landsat）TM和MSS遙感數(shù)據(jù)，法國SPOT衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。4. 量測型相機與非量測型相機的區(qū)別：是否有框標。第3章 攝影測量基礎(chǔ)知識1. 絕對航高：攝影瞬間攝影機物鏡中心相對于平均海水面的航高。2. 相對航高：攝影瞬間攝影機物鏡中心相對于其他某一基準面或某一點的高度。3. 影像方位元素：方位元素：確定攝影時

3、攝影物鏡（攝影中心S）、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù)。即攝影瞬間攝影中心S、像片在地面設(shè)定的空間坐標系中的位置與姿態(tài)。內(nèi)方位元素：攝影物鏡中心S相對于影像位置關(guān)系的參數(shù)（x0 ,y0 f ）。外方位元素：確定影像或攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù)（Xs, Ys, Zs,， ）。獲取方法：單像空間后方交會求解；GPS測定（一臺，Xs, Ys, Zs,三臺， ）；POS系統(tǒng)測定，GPS+慣導系統(tǒng)。4. R陣為旋轉(zhuǎn)矩陣，正交矩陣。5. 中心投影構(gòu)象方程式及其應(yīng)用： 應(yīng)用：單像空間后方交會和多像空間前方交會； 解析空中三角測量光束法平差中的基本數(shù)學模型； 攝影測量中的數(shù)字投影基礎(chǔ)； 航空影

4、像模擬（已知影像內(nèi)外方位元素和物點坐標求像點坐標）； 利用DEM與共線方程制作數(shù)字正射影像圖； 利用DEM與共線方程進行單幅影像測圖。6攝影測量常用坐標系： 像平面直角坐標系(o x y) 該坐標系原點：像主點O （即攝影中心S在像平面上的垂足） 像平面坐標系的坐標軸方向與框標坐標系相同。是右手坐標系。 像空間直角坐標系(S-xyz) 為了進行像點的空間坐標變換，而建立的描述像點在像空間位置的坐標系。每張像片的像空間坐標系是各自獨立的。 像空間輔助坐標系(S-uvw) 由于各張像片的像空間坐標系不統(tǒng)一，給計算帶來了困難，為此，需要建立一種相對統(tǒng)一的坐標系，稱為像空間輔助坐標系。將像空間坐標系的

5、Z軸方向轉(zhuǎn)到鉛垂方向或某一豎直方向。 地面攝影測量坐標系(D-XpYpZp) 由于像空間坐標系是右手系，地面測量坐標系是左手系，給地面點由像空間輔助坐標系轉(zhuǎn)換到地面測量坐標系帶來了困難，為此，需要在兩種坐標系之間建立一個過渡性的坐標系，稱為地面攝影測量坐標系。坐標原點D為測區(qū)內(nèi)的某一地面點。 地面測量坐標系(T-XtYtZt) 地面測量坐標為國家統(tǒng)一坐標系，平面坐標系為高斯-克呂格三度帶或六度帶1980西安坐標系，高程坐標系為1985黃海高程系。第4章 雙像立體測圖基礎(chǔ)與立體測圖1. 雙像立體測圖: 雙像立體測圖是指利用一個立體像對（即在兩個位置對同一景物攝取有一定影像重疊的兩張像片）重建地面

6、立體幾何模型，并對立體幾何模型進行量測，直接給出符合規(guī)定比例尺的地形圖，獲取地理基礎(chǔ)信息。使用一個立體像對構(gòu)建地面立體模型的方法也稱為立體攝影測量。2.人造立體觀察的條件： 立體像對：兩張像片必須是在兩個不同位置對同一景物攝取的立體像對； 分像條件：每只眼睛必須只能觀察像對的一張像片； 兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼基線應(yīng)大致平行； 兩像片的比例尺應(yīng)相近（差別15）。3. 主核面：是指同多像主點的核面。4. 左右視差P：同名投影點在儀器X方向上的偏差稱為左右視差。5. 上下視差Q：同名投影點在儀器Y方向上的偏差稱為上下視差。6. 完成相對定向的唯一標準：兩像片上同名投影光線對對相交。7

7、. 內(nèi)定向：恢復像片對的內(nèi)方位元素。8. 相對定向：確定一個立體像對兩像片的像對位置。 相對定向元素：確定兩像片相對位置關(guān)系的元素。9. 絕對定向：是借助已知的控制點對幾何模型進行平移、旋轉(zhuǎn)與縮放，使其成為地面模型，納入到地面攝影測量坐標系中（D-XYZ）。10. 絕對定向公式： 第5章 攝影測量解析基礎(chǔ)1.單像空間后方交會：利用影像覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的地面控制點的空間坐標和相應(yīng)的影像坐標，根據(jù)共線條件方程反求出影像的外方位元素。這種方法稱為單幅影像的空間后方交會。目的：獲取外方位元素?；舅枷耄阂詥畏跋駷榛A(chǔ)，從該影像所覆蓋地面范圍內(nèi)若干地面控制點的已知坐標和相應(yīng)點的像坐標量測值出發(fā)，根據(jù)

8、共線條件方程，解求該影像在航空攝影時的外方位元素Xs, Ys, Zs,，。2.空間后方交會法的詳細過程：獲取已知數(shù)據(jù) m, x , y , f , Xt, Yt, Zt；量測控制點像點坐標 x,y；確定未知數(shù)初值 Xs, Ys, Zs, j, w, k；計算旋轉(zhuǎn)矩陣R。按（3-9式）；逐點計算像點坐標的近似值（x)、(y)。按（5-1式）；逐點計算誤差方程式（5-3式）的系數(shù)和常數(shù)項，組成誤差方程式。系數(shù)計算按(5-4式)（5-8式）和（5-9b式）；計算法方程的系數(shù)矩陣ATA與常數(shù)項ATL,組成法方程ATAX= ATL；解求外方位元素。按5-6式 X=(ATA)-1 ATL，并與相應(yīng)的近似值

9、求和，得到外方位元素新的近似值；檢查迭代計算是否收斂。3.解析法絕對定向：解析法絕對定向，就是利用已知的地面控制點，從絕對定向的關(guān)系式出發(fā)，解求七個絕對定向元素。 目的：將相對定向后求出的模型點在像空間輔助坐標系中的坐標變換為地面攝影測量坐標。4.立體像對雙像前方交會：由立體像對中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和同名像點的影像坐標量測值來確定該點在物方空間坐標系中坐標的方法。5.什么叫單像空間后方交會？其觀測值和未知數(shù)各是什么？至少需要幾個已知控制點，為什么？ 答：根據(jù)共線方程利用一直控制點與其影像對應(yīng)點，反求該像片的外方位元素Xs,Ys,Zs, ，k的方法稱為單像空間后方位交會。觀測值為：從攝影資

10、料查找像片的比例1/m，平均航高，內(nèi)方位元素x0,y0,f。從外業(yè)測量成果中，獲取控制點的地面測量坐標，Xt,Yt,Zt。并轉(zhuǎn)換為地面攝影測量坐標X,Y,Z。6.雙像解析攝影測量有哪三種解析方法？各有什么特點？ 后交-前交解法，該方法前交的結(jié)果依賴于空間后方交會的精度，前交過程中沒有充分利用多余條件平差計算；常在已知像片的外方元素，需確定少量待定坐標時采用。 相對定向-絕對定向解法，該方法計算公式比較多，最后的點位精度取決于相對定向和絕對定向的精度，用這種方法的結(jié)果不能嚴格表述一副影像的外方元素，多在航帶法解析空三測量中用。 光束法，該方法理論嚴密，要求精度最高，帶頂點坐標是按最小二乘準則解的

11、，在光束法解析空三測量中用。第6章 解析空中三角測量1、 解析空中三角測量： 采用嚴密的數(shù)學公式，按最小二乘法原理，用計算機進行的空中三角測量。2、 解析空三的平差模型： 1.航帶法區(qū)域網(wǎng)平差； 2.獨立模型法區(qū)域平差； 3.光束法區(qū)域網(wǎng)平差。3、 航帶網(wǎng)法空中三角測量基本思想： 把許多立體像對構(gòu)成的單個模型連結(jié)成一個航帶模型，將航帶模型視為單元模型進行解析處理，通過消除航帶模型中累積的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測圖坐標系中，從而確定加密點的地面坐標4、 獨立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量基本思想： 獨立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量的基本思想是：把一個單元模型視為剛體，利用各單元模型彼此間的公共點連

12、成一個區(qū)域，在連接過程中，每個單元模型只能作平移、縮放、旋轉(zhuǎn)（因為它們是剛體即單元內(nèi)不加任何改正的獨立模型），這樣的要求只有通過單元模型的空間相似變換來完成。在變換中要使模型間公共點的坐標盡可能一致，控制點的攝測坐標應(yīng)與其地面攝測坐標盡可能一致，同時誤差的平方和為最小，在滿足這些條件下，根據(jù)最小二乘準則對全區(qū)域網(wǎng)實施整體平差，解求每個模型的七個絕對定向參數(shù)，從而求出所有待定點的地面坐標。五、光束法空中三角測量的基本思想：以一張像片組成的一束光線作為一個平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過各光線束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線實現(xiàn)最佳交會，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點

13、坐標系中，從而確定加密點的地面坐標及像片的外方位元素。6、 GPS輔助空中三角測量： GPS輔助三角測量就是利用機載GPS接收機與地面基準站的GPS接收機同時、快速、連續(xù)的記錄相同的GPS衛(wèi)星信號，通過相對定位技術(shù)的離線數(shù)據(jù)處理后獲得航攝飛行中攝站點相對于該地面基準點的三維坐標，將其作為區(qū)域網(wǎng)平差中的輔助數(shù)據(jù)用于區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差，從而可大量節(jié)省甚至省去地面控制點。第7章 數(shù)字地面模型及其應(yīng)用1、 數(shù)字地面模型： 數(shù)字地面模型就是一個用于表示地面特征的空間分布的數(shù)據(jù)陣列。最常用的是用一系列地面店的平面坐標X、Y及該點的地面高程Z或?qū)傩越M成的數(shù)據(jù)陣列。2、 數(shù)字高程模型： 數(shù)字高程模型DEM或 DH

14、M是表示區(qū)域D上地形的三維向量有限序列Vi=（Xi，Yi，Zi），i=1，2，n其中（Xi，Yi）D是平面坐標，Zi是（Xi，Yi）對應(yīng)的高程。3、 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內(nèi)插方法： DEM的數(shù)據(jù)內(nèi)插就是根據(jù)參考點（已知點）上的高程求出其他待定點上的高程。 1.移動曲面擬合法； 2.線性內(nèi)插； 3.雙線性多項式內(nèi)插法。第8章 全數(shù)字攝影測量基礎(chǔ)一、數(shù)字攝影測量： 利用數(shù)字灰度信號，采用數(shù)字相關(guān)技術(shù)量測同名像點，在此基礎(chǔ)上通過解析計算，進行內(nèi)定向、相對定向和絕對定向，建立數(shù)字立體模型，從而生成數(shù)字高程模型，繪制等高線，制作正射影像圖以及為地理信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)信息等，這就是數(shù)字攝影測量。2、 數(shù)字影像及

15、其獲取方法： 定義：數(shù)字圖像是指由被稱作像素的小塊區(qū)域組成的二維矩陣。 獲取方法： 1.直接獲?。簲?shù)碼相機； 2.光學影像數(shù)字化：圖像數(shù)字器。3、 數(shù)字影像重采樣： 當欲知不位于矩陣（采樣）點上的原始函數(shù)g(x,y)的數(shù)值時就需進行內(nèi)插，稱為重采樣。4、 影像相關(guān)： 在最初的影像匹配中采用的相關(guān)技術(shù)，稱為影像相關(guān)。常見的影像相關(guān)有：光學相關(guān)、電子相關(guān)、數(shù)字相關(guān)（利用計算機視覺技術(shù)代替人工觀測尋找同名像點的過程。 相關(guān)原理：影像相關(guān)是利用互相關(guān)函數(shù)，評價兩塊影像的相似性以確定同名像點 。5、 基于灰度的數(shù)字影像相關(guān)方法： 1.相關(guān)系數(shù)法； 2.協(xié)方差法； 3.最小二乘影像相關(guān)。6、 核線相關(guān)沿核線尋找同名像點，即核線相關(guān)。因為在二維影像窗口里進行相關(guān)計算，計算量相當?shù)拇?。而核面兩像片面的交線為同名核線，同名像點必定在同名核線上。這樣就可以將二維相關(guān)問題轉(zhuǎn)化為一維相關(guān)問題，從而大大減少了計算工作量。第9章 像片糾正與正射影像圖 像片糾正的概念： 根據(jù)參數(shù)與數(shù)字地面模型，利用相應(yīng)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學模型用控制點解算，從原始非正射投影的影像獲取正射影像，這些作業(yè)過程稱為像片糾正。第10章 攝影測量的外野工作一、外業(yè)工作任務(wù)： 1