攝影測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)試題

中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20102011 學(xué)年第 1 學(xué)期實(shí)用攝影測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)試卷（A）卷課程編號(hào)：07173考試時(shí)間：100 分鐘 考試方式：閉卷姓名 _ 班級(jí) _ 班級(jí)序號(hào) _ 成績(jī) _題號(hào) 一 二 三 四 五 總分得分一、寫出中心投影的共線方程式并說明式中各參數(shù)的含義。 （12分）二、已知相對(duì)定向的誤差方程式： v uuqbNv qdbwvdNwdwu 21 222)( 說明誤差方程式中各項(xiàng)系數(shù)的求解或確定方法并給出其迭代計(jì)算流程圖。 （18 分）三、指出采用“后方交會(huì)+前方交會(huì)”和“相對(duì)定向+絕對(duì)定向”兩種方法計(jì)算地面點(diǎn)坐標(biāo)的基本步驟。 （20 分）四、如下圖 1，選擇 33 窗口進(jìn)行相關(guān)系數(shù)匹配時(shí)獲得了一對(duì)同名像點(diǎn)坐標(biāo) a1（左影像）和 a2（右影像） ，圖像坐標(biāo)為xa1=80，y a1=2190；x a2=83，y a2=1020（單位：pixel） ?，F(xiàn)用最小二乘影像匹配技術(shù)對(duì) a1 和 a2 進(jìn)行匹配優(yōu)化以獲得其子像素級(jí)的定位精度。給出如下最小二乘影像匹配獲得的變形參數(shù)：h0=0.6， h1=0.3，a 0=0.4， a1=0.3，a 2=0.1，b 0=-0.2，b 1=0.3， b2=0.2。假設(shè)這些參數(shù)為初次迭代結(jié)果，求出 a2 初次迭代后經(jīng)過幾何和輻射變形改正后的灰度值（利用雙線性插值法） ；假設(shè)這些參數(shù)為最終迭代結(jié)果，求出 a1 和 a2 經(jīng)最小二乘影像匹配后的坐標(biāo)（在原圖像坐標(biāo)系下） 。 （注：a 1-x1y1 和 a2-x2y2 為進(jìn)行最小二乘影像時(shí)所選取的局部坐標(biāo)系） 。 （20 分）圖 1五、試述航帶網(wǎng)法解析空中三角測(cè)量的基本步驟。 （30 分）地理 2005實(shí)用攝影測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)試卷（答題時(shí)間：100 分鐘）（B 卷）姓名 _ 班級(jí) _ 班級(jí)序號(hào) _成績(jī) _題號(hào) 一 二 三 四 總分得分一、名詞解釋（每題 4 分，共 20 分）1、中心投影 2、攝影基線 3、立體像對(duì) 4、相對(duì)定向 5、解析空中三角測(cè)量 二、填空題（每空 1 分，共 20 分）1、航空攝影像片為_投影。2、攝影測(cè)量工作的第一步是_。3、像片的外方位元素有 6 個(gè)，分別是_， _，_，_， _， _。4、單元模型絕對(duì)定向的目的是_, 至少需要_ 個(gè)平高和_ 個(gè)高程控制點(diǎn)。5、立體像對(duì)的解析有_， _， _3 種方法。6、數(shù)字影像內(nèi)定向的目的是_。7、相對(duì)定向元素有_， _， _， _， _ 5 個(gè)。三、簡(jiǎn)答題（每題 8 分，共 40 分）1、繪圖并推導(dǎo)中心投影的共線方程式并說明式中各參數(shù)的含義。2、簡(jiǎn)述利用光束法（一步定向法）求解物點(diǎn)坐標(biāo)的基本思想。3、簡(jiǎn)述解析絕對(duì)定向的基本過程。4、闡述反解法多項(xiàng)式數(shù)字微分糾正的基本步驟。5、簡(jiǎn)述相對(duì)定向的基本過程。四、綜合題（20 分）1、試述航帶網(wǎng)法解析空中三角測(cè)量的基本步驟。測(cè)繪工程 2006攝影測(cè)量學(xué)試卷參考答案（A 卷）一、名詞解釋（每題 4 分，共 20 分）1、像主點(diǎn)：像片主光軸與像平面的交點(diǎn)。2、外方位元素：描述像片在物方坐標(biāo)的位置和姿態(tài)的參數(shù)。3、立體像對(duì)：相鄰攝站獲取的具有一定重疊度的兩張影像。4、數(shù)字影像重采樣：當(dāng)欲知不位于采樣點(diǎn)上的像素值時(shí)，需進(jìn)行灰度重采樣。5、核面：過攝影基線與物方任意一點(diǎn)組成的平面。 二、填空題（第 7 題 2 分，其余每空 1 分，共 20 分）1、中心2、x0，y0，f。3、像平面坐標(biāo)系，像空間坐標(biāo)系，像空間輔助坐標(biāo)系，地?cái)z坐標(biāo)系。4、將攝影模型納入到地面坐標(biāo)系中。5、5，確定兩張像片的相對(duì)位置，5，同名點(diǎn)。6、地形起伏，像片傾斜。7、 （42.6mm, -86.2mm，-153.24 mm） 。8、確定像片的外方位元素，3，地面控制。三、簡(jiǎn)答題（每題 8 分，共 40 分）1、 )()()( )()()( 333 222 111 SASASA SASASA ZcYbXafyfx .93, ., .,0 個(gè)個(gè)個(gè)iiAScbaZYXfyx2、bu,bv,bw 為模型基線分量；N1、N2 為左右同名像點(diǎn)的點(diǎn)投影系數(shù)；u2,v2,w2 為右像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)； q 為定向點(diǎn)上模型上下視差當(dāng)一個(gè)立體像對(duì)完成相對(duì)定向， q0，當(dāng)一個(gè)立體像對(duì)未完成相對(duì)定向，即同名光線不相交， q0。3、 （1）外方位元素和地面坐標(biāo)的計(jì)算方式不同；（2） “后方交會(huì)+前方交會(huì)”和“相對(duì)定向+絕對(duì)定向”兩種方法均可用于單個(gè)像對(duì)；（3）“相對(duì)定向+絕對(duì)定向”在空三中具有一定優(yōu)勢(shì)。4、 （1）核線重采樣法；（2）視差法。5、根據(jù)雙線性插值公式： )1,(),1()1( )1,(), jifyxjifyx jifyxjxf 計(jì)算得到 a2 的灰度值為 1.372.由下述兩公式得到通名點(diǎn)坐標(biāo)為: xa1=80.02，y a1=2189.14；x a2=83.012，y a2=1020.43;b2102/yi xgyx四、綜合題（20 分）（1）進(jìn)行坐標(biāo)原點(diǎn)和比例尺的歸化（4 分）（2）存在各航帶控制點(diǎn)的加密坐標(biāo)和實(shí)測(cè)坐標(biāo)應(yīng)相等；航帶公共點(diǎn)的加密坐標(biāo)應(yīng)和實(shí)測(cè)坐標(biāo)相等兩類平差條件；可列出 10 個(gè)誤差方程式。（3）69 個(gè)，可列 98 個(gè)。（4）測(cè)繪工程 2006攝影測(cè)量學(xué)參考答案（B 卷）一、名詞解釋（每題 4 分，共 20 分）1、中心投影：所有投影光線均經(jīng)過同一個(gè)投影中心。2、攝影基線：相鄰兩攝站點(diǎn)之間的連線。3、立體像對(duì)：相鄰攝站獲取的具有一定重疊度的兩張影像。4、相對(duì)定向：恢復(fù)兩張像片的相對(duì)位置和方位稱為相對(duì)定向。 5、解析空中三角測(cè)量：利用少量的地面控制點(diǎn)和大量的連接點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算區(qū)域網(wǎng)中各像片的外方位元素。 二、填空題（每空 1 分，共 20 分）1、中心。2、內(nèi)定向。3、XS，YS，ZS，PHI，OMEGA，KAPPA 。4、將單元模型納入到絕對(duì)坐標(biāo)系下。5、后方交會(huì)+前方交會(huì)，相對(duì)定向+絕對(duì)定向，光束法。6、將像點(diǎn)的圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為像平面坐標(biāo)。7、u,v,phi,omega,kappa。三、簡(jiǎn)答題（每題 8 分，共 40 分）1、2、光束法是在立體像對(duì)內(nèi)同時(shí)解求兩像片的外方位元素和地面點(diǎn)的坐標(biāo)，這種方法是把外方位元素和模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算放在一個(gè)整體內(nèi)進(jìn)行，俗稱一步定向法。光束法是以共線條件方程為基礎(chǔ)，以待定點(diǎn)和像片的外方位元素為未知數(shù)，按共線條件統(tǒng)一組成誤差方程式，同時(shí)解求像對(duì)中兩像片的外方位元素和待定的坐標(biāo)。3、解析絕對(duì)定向的基本過程：（1）確定待求參數(shù)初始值；（2）計(jì)算控制點(diǎn)的兩套坐標(biāo)；（3）列誤差方程式迭代求解；（4）判斷迭代是否收斂；（4）計(jì)算待求參數(shù)。4、反解法多項(xiàng)式數(shù)字微分糾正的基本步驟。利用一般多項(xiàng)式逼近的基本思想是認(rèn)為影像的變形規(guī)律可近似地看作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、仿射和彎曲等基本變形的合成。用于反解法的多項(xiàng)式為： .)()( 25423210 iiiiii YdXdYXdy cccx對(duì)每個(gè)控制點(diǎn)，已知其地面坐標(biāo) ，可以列出上述兩個(gè)方程，其中：i,（近似計(jì)算值）- （量測(cè)值）ixix（近似計(jì)算值）- （量測(cè)值）iyiy對(duì)于行掃描影像而言，影像坐標(biāo) 和沿航向方向的地面坐標(biāo) 之ix, iiZYX,間的近似關(guān)系式為： iSiiSi ZYfyXZfx arctn;在選用時(shí)往往是根據(jù)已知的控制點(diǎn)數(shù)目來決定多項(xiàng)式的階數(shù)。為了減少由于控制點(diǎn)選得不準(zhǔn)確所產(chǎn)生的不良后果，往往要求有較多的多余控制點(diǎn)數(shù)。為了減少由于控制點(diǎn)位分布不合理而造成在平差過程中法方程系數(shù)矩陣的不良狀態(tài)，也可以考慮采用某種正交多項(xiàng)式代替上述一般形式的多項(xiàng)式。多項(xiàng)式階數(shù)采用得過高不一定有利。因?yàn)橛绊懽冃问菢O為復(fù)雜的，并不一定能用多項(xiàng)式來描述，在很多情況下，采用二階多式就能滿足要求。5、簡(jiǎn)述相對(duì)定向的基本過程：獲取已知數(shù)據(jù) x0 , y0 , f （1）確定相對(duì)定向元素的初值 0 （2）由相對(duì)定向元素計(jì)算像空間輔助坐標(biāo) u1, v1, w1 , u2, v2, w2（3）計(jì)算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)（4）解法方程，求相對(duì)定向元素改正數(shù)（5）計(jì)算相對(duì)定向元素的新值（6）判斷迭代是否收斂四、綜合題（20 分）1、航帶網(wǎng)法解析空中三角測(cè)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(diǎn)在本航帶統(tǒng)一的像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值（航帶間的公共模型點(diǎn)獨(dú)立計(jì)算） 。（2）各航帶模型的絕對(duì)定向：從第一條航帶開始，利用本