攝影測量考試復習題

攝影測量考試復習題攝影測量考試復習題攝影測量考試復習題資料僅供參考文件編號：2022年4月攝影測量考試復習題版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：一、名詞解釋：1、攝影測量學：對研究的對象進行攝影，根據(jù)所獲得的構象信息，從幾何方面和物理方面加以分析研究，從而對所攝對象的本質提供各種資料的一門學科。2、解析空中三角測量：用計算的方式，根據(jù)量測的像點坐標和少量的控制點，采用較嚴密的數(shù)學公式，利用最小二乘原理，在計算機上解求測圖所需控制點的平面坐標和高程。3、數(shù)字攝影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應用計算計算機技術，數(shù)字影像處理，影像匹配，模擬識別等多學科的理論與方法，提取所攝對象，用數(shù)字方式表達幾何與物理信息的攝影測量學的分支學科。4、空間前方交會：由立體像對的內、外方位元素和像點坐標來確定相應地面點坐標的方法。5、單向空間后方交會：利用航片上三個以上的像點坐標及相應的地面控制點坐標計算像片外方位元素的工作。6、影像匹配：利用兩個影像信號相關的函數(shù)，評價它們之間的相似性，以確定同名像點的過程。7、數(shù)字影像匹配：用數(shù)字計算的方法對立體像對經(jīng)數(shù)字化后所取得的灰度值，通過相關函數(shù)，探求左右影像的相似程度，以確定同名像點。8、像片解析：利用數(shù)學分析的方法，研究被攝景物的成像規(guī)律，根據(jù)像片上的影像與所攝物體之間的數(shù)學關系式，從而建立起的像點與物點的坐標關系式。9、雙向解析攝影測量：按照立體像對與被攝物體的幾何關系，以數(shù)學計算方式，通過計算機解求被攝物體的三維空間坐標的方法。光束法：用已知的少數(shù)控制點以及待求的地面點，在立體像對內同時解求兩像片的外方位元素和待定點的坐標，俗稱一步定向法。10、攝影基線：航線方向相鄰兩個攝站點間的空間距離。11、相對定向：根據(jù)立體像對內在的幾何關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張相片的相對位置。12、絕對定向：用已知的地面控制點確定相對定向所建立的立體幾何模型的比例尺和空間方位。解析法絕對定向：利用已知的地面控制點，從絕對定向的關系式出發(fā)，解求七個絕對定向元素。模型縮放因子模型旋轉因子坐標原點平移量Xs、Ys、Zs。13、相對定向元素：描述兩張像片相對位置和姿態(tài)的參數(shù)。絕對定向元素：描述立體像對在攝影瞬間的絕對位置和姿態(tài)參數(shù)。14、方位元素：確定攝影瞬間攝影中心與像片在設定的空間坐標系中的位置與姿態(tài)的參數(shù)，即確定這三者之間相關位置和姿態(tài)的參數(shù)。15、內方位元素：描述攝影中心S與相片的相對位置的參數(shù)。外方為元素：在恢復了像片內方位元素的基礎上，確定攝影光束在攝影瞬間的相對位置和姿態(tài)的參數(shù)。16、像片糾正：若對原始的航攝像片進行處理，即用某些光學攝影的儀器進行投影變換，使變換后得到的影像相當于攝影儀物鏡光軸在鉛垂位置時攝取的水平像片，同時改化至圖比例尺；或應用計算機按相應的數(shù)學關系式進行解算，從原始非正攝的數(shù)字影像獲取數(shù)字正攝影像，這些作業(yè)過程均稱為像片糾正。像片糾正目的：將中心投影的像片變成具有正射投影性質的像片。17、數(shù)字微分糾正：根據(jù)已知影像內定向參數(shù)和外方為元素及數(shù)字高程模型，按一定的數(shù)學模型用控制點解算，從原始非正攝投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進行糾正，這種直接用計算機對數(shù)子影像進行逐個像元的微分糾正稱為數(shù)字微分糾正。18、航向重疊：同一條航線上相鄰兩張像片的重疊度。旁向重疊：相鄰航線相鄰兩像片的重疊度。19、攝影比例尺：航攝像片上一線段為ｌ的影像與地面上相應線段的水平距離L之比，即１/m=ｌ/M。20、絕對航高：攝影瞬間攝影機的物鏡中心相對于平均海水面的航高。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。攝影航高：攝影瞬間攝影機物鏡中心至攝影基準面的距離。相對航高：相對于某一基準面的高度。絕對航高：相對于平均海平面的高度21、數(shù)字高程模型：若地面點按一定格網(wǎng)形式排列，點的平面坐標X、Y可由起始原點推算而無需記錄，地面形態(tài)只用點的高程Z來表達，這種數(shù)據(jù)列陣稱為數(shù)字高程模型(DEM)。DEM特點矩形格網(wǎng)DEM存儲量小、便于使用、又易于管理但有時候不能準確表示地形的結構和細部,導致基于DEM描繪的等高線不能準確地表示地貌。影像數(shù)字化:將透明正片（或負片）放在影像數(shù)字化器上，把像片上像點的灰度值用數(shù)字形式記錄下來。23、合面：過投影中心作一水平面平行于地面，這一個平面稱為合面；核面：攝影基線與地面點所作平面。24、遙感：通常是指通過某種傳感裝置，在不與被研究對象直接接觸的情況下，獲其其特征信息，并對這些信息進行提取、加工、表達和應用的一門科學和技術。遙感技術包括傳感技術，信息技術、提取和應用技術、目標信息特征的分析與測量技術等。25、左右視差：在攝影測量中同一立體像對的同名像點在各自的像平面坐標系的ｘ，ｙ坐標之差。26.攝影測量與遙感定義：攝影測量與遙感是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達進行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學和技術簡答題：1、攝影測量五種坐標系：答：1)像平面坐標系以像主點O為原點建立起來的右手直角坐標系O-XY2)像空間坐標系：以攝影中心S為坐標原點，平面坐標坐標X,Y與像平面坐標系中X,Y軸平行，Z軸與攝影光束軸重合，建立的空間右手直角坐標系S-xyz3)像空間輔助坐標系：由于每張像片的像空間坐標系都不同，所以需要建立一個統(tǒng)一的坐標系，用S-XYZ表示，坐標原點仍然取攝影中心S,有下列三種情況:(1)取X,Y,Z平行于地面攝影測量坐標系D-XYZ，這樣同一像點a在像空間坐標系中坐標是X,Y,Z=-f，在像空間輔助坐標系中坐標是X,Y,Z(2)以每條航帶的第一張像片的像空間坐標系作為像空間輔助坐標系(3)是以每個像片對的左像片攝影中心為坐標原點，攝影基線為X軸，以X軸和攝影光束形成的XZ平面，過原點作垂直于XZ平面（左核面）的Y軸構成右手直角坐標系.4)地面測量坐標系：指高斯克呂6和3帶投影下的平面直角坐標系和定義在某一高程基準面的高程，形成的空間左手直角坐標系T-XtYTZT。5)地面攝影測量坐標系：坐標原點在測區(qū)的某一地面點上，X軸大致與航向一致的水平方向，Y軸垂直于X軸，Z軸沿鉛垂方向，構成右手直角坐標系D-XYZ。2、什么叫攝影測量學，它的主要特點有哪些？

答：攝影測量的特點：（1）很少受自然和地理條件的限制；（2）信息豐富逼真：（3）獲取資料速度快，能反應物體不同時期動態(tài)變化，有良好的量測精度；（4）只要物體能被成像，都可以使用攝影測量的方法和技術解決某一方面的問題；（5）與傳統(tǒng)測量方法相比，減輕外業(yè)工作量，減輕勞動強度，提高經(jīng)濟效益。3、攝影測量經(jīng)過哪三個階段，各階段的原理及代表儀器？答：攝影測量發(fā)展所經(jīng)歷的三個階段：模擬攝影測量，解析攝影測量，數(shù)字攝影測量。模擬攝影測量是在室內利用光學的或機械的方法模擬攝影過程，恢復攝影時像片的空間方位，姿態(tài)和相互關系，建立實際的縮小模型，即攝影過程的幾何反轉，再在該模型的表面進行測量。該方法主要依賴于攝影測量內業(yè)測量設備，研究的重點主要放在儀器的研制上。其代表儀器為：模擬測圖儀解析空中三角測量是用攝影測量的方法在大面積范圍內測定點的一種精確方法。通常采用的平差模型有航帶法，獨立模型法及光束法。其代表儀器：解析測圖儀。數(shù)字攝影測量是利用所采集的數(shù)字/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。其代表儀器：數(shù)字攝影測量系統(tǒng)。4、航空攝影測量對攝影過程及航攝資料有哪些要求為什么要求航向重疊和旁向重疊答：攝影過程航空攝影前要做出計劃，在做好地面準備工作之后，選擇晴朗無云的天氣，利用帶有航攝儀的飛機或其他空載工具對地面進行攝影。飛行完畢后，將感光的底片進行攝影處理，得到航攝底片，稱為負片。對攝影資料的基本要求：航攝像片的好壞，直接影響測圖精度，基本要求包括:影像的色調（要求影像清晰，色調一致，反差適中，像片上不應有妨礙測圖的陰影）、像片重疊（為了滿足測圖的需要，在同一條航線上，相鄰兩像片應有一定范圍的影像重疊，稱為航向重疊，相鄰航線也應有足夠的重疊，稱為旁向重疊）、像片傾角（一般要求傾角不大于2°最大不超過3°）、航向彎曲（一般要求航攝最大偏距與全航線長之比不大于百分之三）、像片旋角（像片旋角會使旋重疊度收到影響，一般要求其不超過6°最大不超過8°）5、人造立體視覺必須符合自然立體的四個條件：（1）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；（2）每只眼睛必須只能觀察像對的一張像片；（3）兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼睛基線應大致平行；（4）兩像片的比例尺相近（差別<15%）否則需用ZOOM系統(tǒng)等進行調節(jié)。6、什么是共線條件方程式？并簡要說明各個符號的涵義及其在攝影測量中的主要應用。

答：（1）共線方程：描述像點a、攝影中心S與地面點A位于一條直線上的中心投影的構像方程式。（x,y）--像點在O-xy中的坐標；f:攝影機主距；（XsYsZs）:攝影中心S在D-XYZ中的坐標；（XYZ）:地面店在D-XYZ中的坐標；aibici:方向余弦。共線方程式共包括有12個數(shù)據(jù)，以像主點為原點坐標x、y，相應地面點坐標X、Y、Z，像片主距f及外方位元素Xs、Ys、Zs、σ、ω、κ（2）共線方程的應用主要有（6分）：1、單像空間后方交會與多像空間前方交會；2、光束法區(qū)域網(wǎng)平差的基本公式；3、解析測圖儀中數(shù)字投影的基礎；5、利用DEM與共線方程進行單張像片測圖；6、利用數(shù)字高程模型（DEM）和共線方程制作正射影像。7、像控點布設的一般原則是什么？答：像控點布設的一般原則：1）像控點一般按航線全區(qū)統(tǒng)一布點，可不受圖幅單位的限制；2）布在同一位置的平面點和高程點，應盡量聯(lián)測成平高點；3）相鄰像對和相鄰航線之間的像控點應盡量公用。當航線間像片排列交錯而不能公用時，必須分別布點；4）位于自由圖邊或非連續(xù)作業(yè)的待測圖邊的像控點，一律布圖廓線外，確保成圖滿幅；5）像控點盡可能在攝影前布設地面標志，以提高刺點精度，增強外業(yè)控制點的可靠性；6）點位必須選擇在像片上的明顯目標點，以便于正確地相互轉刺和立體觀察時辨認點位。8、光束法區(qū)域網(wǎng)平差的基本思想，主要過程，為什么說它是最嚴密的一種方法？答：光束法區(qū)域網(wǎng)基本思想：以每張像片所組成的一束攝影光線作為平差的基本單位，以共線條件方程作為平差的基本方程。通過各個光束在空中的旋轉和平移，使模型之間公共點的光線實現(xiàn)最佳交會，并使整個區(qū)域納入到已知的控制點地面坐標系中去。要建立全區(qū)域統(tǒng)一的誤差方程式，整體求解全區(qū)域內每張像片的六個外方位元素以及所有待求點的地面坐標。光束法區(qū)域網(wǎng)平差主要過程：1獲取每張像片外方位元素及待定點坐標的近似值；2從每張像片上控制點、待定點的像點坐標出發(fā)，按共線條件列出誤差方程式；3逐點法化建立改化法方程式，按邊法化邊消元、循環(huán)分塊的求解方法，先求出其中的一類未知數(shù)，通常先求每張像片的外方位元素；4按空間前方交會求待定點的地面坐標，對于相鄰像片的公共點，應取其均值作為最后的結果。其平差的數(shù)學模型是共線條件式，平差單元是單個光束，像點坐標是觀測值，未知數(shù)是每張像片的外方位元素及所有待定點的坐標。誤差方程直接有像點坐標的觀測值列出，能對像點進行系統(tǒng)誤差改正，所以是最嚴密的方法。9、最小二乘法影響匹配的優(yōu)點有哪些

答：1）最小二乘影像匹配中可以非常靈活地引入各種已知參數(shù)和條件，從而可以進行整體平差；2）解決單點的影像匹配問題以求其視差，也可以直接解求其空間坐標；3）同時解決多點影像匹配的可靠性；4）引入粗差檢測，從而大大地提高影像匹配的可靠性。10、數(shù)字微分糾正的基本原理和反解法（間接法）過程？答：數(shù)字微分糾正的基本原理：在已知像片的內定向參數(shù)、外方位元素及數(shù)字高程模型的前提下，實現(xiàn)原始圖像與糾正后圖像間的幾何關系，由糾正后的像點P（X,Y）出發(fā)，根據(jù)像片的內、外方為元素及P點的高程反求其在原始圖像上相應像點p的坐標（x,y），經(jīng)內插出P的灰度值后，再將灰度值賦給P,此法即為間接法。數(shù)字微分糾正的過程：1）計算地面點坐標；2）計算像點坐標；3）灰度內插；4）灰度賦值。11、已知大地控制點ABCD的三維坐標，T為未知點。求：1）請寫出一種方法求T的大地坐標；2）寫出主要步驟；3）寫出主要的數(shù)學模型；4）若D落水，求出D點的像點坐標。解：⑴后方-前方，相對定向元素-絕對定向元素，光束法解算。⑵①量A,B.C，D的像點坐標，并進行像點坐標誤差改正；②把A,C,B.D的大地坐標轉換到攝影坐標系中；③利用共線條件方程式分別解算出p1，p2的外方位元素；④利用前方交會方程式計算出并轉換成大地坐標系的坐標。⑶共線條件方程式⑷由像片p1的控制點ABC像點坐標和大地坐標，利用共線方程式反算得到得到方向余弦ai、bi、ci值和攝影主距f，再利用共線條件方程式代入D點的大地坐標和反算得到方向余弦ai、bi、ci值和攝影主距f解算出D點的像點坐標。12、雙像解析的空間后交－前方交會步驟：（1）野外像片控制測量；（2）量測像點坐標，并進行誤差改正；（3）空間后方交會計算兩像片的外方位元素，并進行系統(tǒng)誤差改正；（4）空間前方交會計算待定點地面坐標。13、簡述空間后方交會的解答過程：（1）獲取已知數(shù)據(jù)；（2）量測控制點的像點坐標；（3）確定未知數(shù)的初始值；（4）計算旋轉矩陣R；（5）逐點計算像點坐標的近似值；（6）組成誤差方程；（7）組成法方程式；（8）解求外方位元素；（9）檢查計算是否收斂.14、數(shù)字攝影測量測圖的主要過程：1）影像數(shù)字化2）解析內定向3）相對定向4）絕對定向5）數(shù)字影像處理6）建立DEM7）自動生成等高線8）生成正射影像9）生成帶有等高線的正射影像10）測繪數(shù)字地形圖（DLG）15、雙向解析攝影測量的三種解法的比較？

答：雙向解析攝影測量的三種解算方法：后交-前交解法；相對定向-絕對定向解法；光束法。三種方法的比較分析如下：（1）第一種方法前交的結果依賴于空間后方交會的精度，前交過程中沒有充分利用，多余條件進行平差計算；（2）第二種方法計算公式比較多，最后的點位精度取決于相對定向與絕對定向的精度，用這種方法是解算結果不能嚴格表達一副影像的外方位元素；（3）第三種方法的理論最嚴密、精度最高，待定點的坐標是完全按最小二乘法的原理解求出來的。基于上述分析，第一種方法常在已知像片的外方位元素、需確定少量的待定點坐標時用，第二種方法多在航帶法解析空中三角測量中應用；第三種方法在光線束法解析空中三角測量中應用。16、影像相關的方法，數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內插方法，DEM數(shù)據(jù)壓縮常用的方法和DEM數(shù)據(jù)預處理主要包括哪些內容，解析法處理立體像對的常用方法

答：影像相關的方法主要有相關系數(shù)法、協(xié)方差法和最小二乘影像相關；數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內插方法有移動曲面擬合法、線性內插法、雙線性內插法、多面函數(shù)內插法、分塊雙三次多項式法內插法；DEM數(shù)據(jù)壓縮常用的方法有整型量存儲、壓縮編碼和差分映射；DEM數(shù)據(jù)預處理主要內容：1.數(shù)據(jù)格式轉換2.坐標系統(tǒng)變換3.數(shù)據(jù)的編輯4.柵格數(shù)據(jù)的矢量化轉換5.數(shù)據(jù)分塊。解析法處理立體像對的常用方法：（1）利用像片的空間后方交會與前方交會求解地面目標的空間空間坐標；（2）利用