攝影測(cè)量課后習(xí)題復(fù)習(xí)

1、1、攝影測(cè)量對(duì)航攝資料有哪些基本要求？答： 1）影像的色調(diào) 要求影像清晰，色調(diào)一致，反差適中，像片上不應(yīng)有妨礙測(cè)圖的 陰影。2）像片重疊 同一航線上要求兩相鄰像片應(yīng)有一定的重疊，稱航向重疊。航向重疊： 60% 65% ，最小不應(yīng)小于 53%； 相鄰航線間也應(yīng)有足夠的重疊稱旁向重疊。旁向重 疊： 30% 40% 最小不得小于 15%3）像片傾角 在攝影瞬間攝影機(jī)軸發(fā)生了傾斜，攝影機(jī)軸與鉛直方向的夾角稱為 相片傾角，不大于 2°，最大不超過 3°。4）航線彎曲 受技術(shù)和自然條件限制，飛機(jī)往往不能按預(yù)定航線飛行而產(chǎn)生彎曲， 造成漏攝或旁向重疊過小從而影像內(nèi)業(yè)成圖。 一般要求航攝最

2、大偏距與全航線長(zhǎng)之比不 大于 3%。5）像片旋角 相鄰像片的主點(diǎn)連線與像幅沿航線方向兩框標(biāo)連線間的夾角稱像片 旋角，一般要求像片旋角不超過 6°，最大不超過 8°。2、什么是像片重疊？為什么要求相鄰像片之間及航線之間的像片要有一定的重疊？ 答：兩張相鄰的像片之間重疊的部分叫像片重疊 為了滿足測(cè)圖的需要， 在同一航線上， 相鄰兩像片應(yīng)有一定范圍的重疊，稱為航向重疊。相鄰航線也應(yīng)有足夠的重疊，稱為旁 向重疊。3、攝影測(cè)量常用哪些坐標(biāo)系統(tǒng)，各坐標(biāo)又是如何定義的？像方坐標(biāo)系 ：像平面坐標(biāo)系、像空間坐標(biāo)系、像空間輔助坐標(biāo)系； 像平面坐標(biāo) 系：是以像主點(diǎn)為原點(diǎn)的右手平面坐標(biāo)系。像空間坐

3、標(biāo)系：以攝影中心S為坐標(biāo)原點(diǎn)，x、y軸與像平面坐標(biāo)系的x、y軸平行， z 軸與光軸重合，形成像空間右手指教坐標(biāo)系 S-xyz。像空間輔助坐標(biāo)系 ：像點(diǎn)坐標(biāo)可以直接從像片上量取獲得，而各個(gè)像片的像空間坐 標(biāo)是不統(tǒng)一的，給計(jì)算帶來了困難，就需要建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系，于是有了像空間輔助在 坐標(biāo)系。有三種取法：1.取u、v、w軸系分別平行于地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系 D-XYZ,這樣 同一像點(diǎn)a在像空間坐標(biāo)系坐標(biāo)為x，y，z = （-f），而在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為 u， v， w；2. 是以每條航線第一張像片的像空間坐標(biāo)系作為像空間輔助坐標(biāo)系； 3. 以 每個(gè)相片對(duì)的左像片攝影中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，攝影基線方向?yàn)?/p>

4、 u 軸，以攝影基線及左片光 軸構(gòu)成的平面作為uw平面，過原點(diǎn)且垂直于uw平面（左核面）的軸為v構(gòu)成右手直角坐 標(biāo)系。物方坐標(biāo)系： 地面測(cè)量坐標(biāo)系、地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系；地面測(cè)量坐標(biāo)系：高斯 -克呂格 3 度或 6 度帶投影的平面直角坐標(biāo)系與定義的從某 一基準(zhǔn)面量起的高程兩者組合而成的空間左手坐標(biāo)系地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系： 地面測(cè)量坐標(biāo)系是左手系，像空間輔助坐標(biāo)系是右手系，給 地面點(diǎn)由像空間輔助坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到地面測(cè)量坐標(biāo)系帶來困難， 為此要建立一個(gè)過渡性坐 標(biāo)系，稱為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系。原點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)某一地面點(diǎn)上，X 軸大致與航向一致的水平方向，丫軸與X軸正交，軸沿鉛垂方向，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。6、攝影

5、測(cè)量中為什么常把像空間坐標(biāo)系變?yōu)橄窨臻g輔助坐標(biāo)系？答：像點(diǎn)的像空間坐標(biāo)可以直接從像片平面坐標(biāo)得到，但由于格片的像空間坐標(biāo)系不同 一，給計(jì)算帶來了困難，為此，需建立一種相對(duì)統(tǒng)一的坐標(biāo)系，稱為像空間輔助在坐標(biāo) 系。7、什么是像片的內(nèi)、外方位元素？ 內(nèi)方位元素：是描述攝影中心與像片之間位置關(guān)系的參數(shù)，包括三個(gè)參數(shù)，即攝影 中心S到像片的垂距（主距）f及像主點(diǎn)o在框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)xO、yO。外方位元素：在恢復(fù)內(nèi)方位元素的基礎(chǔ)上，確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和 姿態(tài)的參數(shù)，稱為外方位元素。10、什么是共線方程？它在攝影測(cè)量中有何應(yīng)用?共線方程：上式描述了像點(diǎn)a、攝影中心S與地面點(diǎn)A位于一條直線上，

6、所以又稱共線方程。應(yīng)用：?jiǎn)蜗窨臻g后方交會(huì)，雙像攝影測(cè)量光束法、解析測(cè)圖儀原理及數(shù)字影像糾正都要 用到。第四章2、什么是人造立體效能？人造立體視覺必須符合自然立體觀察的那些條件？ 答：空間景物在感光材料上構(gòu)像，再用人眼觀察構(gòu)像的像片而產(chǎn)生生理視差，重建空間 景物立體視覺。這樣的立體感覺稱為人造立體視覺，所看到的立體模型稱為視模型。必須符合四個(gè)條件：1. 兩張像片必須是在兩個(gè)不同位置對(duì)同一景物攝取的立體像對(duì)。2. 每只眼睛必須只能觀察相對(duì)的一張像片；3. 兩像片上相同景物（同名像點(diǎn)）的連線與眼睛基線應(yīng)大致平行；4. 兩像片的比例尺相近（差別15%,否則需要ZOOM系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。5、連續(xù)像對(duì)與單獨(dú)像

7、對(duì)各選取怎樣的像空間輔助坐標(biāo)系？各有哪些相對(duì)定向元素？ 答：連續(xù)像對(duì)：若將左片置平，以左片的像空間坐標(biāo)系作為本像對(duì)的像空間輔助坐標(biāo)系 （或稱以左方像片為基準(zhǔn)或左像片的外方位元素為已知） ，這樣的像對(duì)為連續(xù)相對(duì)。相對(duì)定向元素：b b ©、3、k為連續(xù)相對(duì)定向的五個(gè)相對(duì)定向元素。單獨(dú)像對(duì)：若將攝影基線置水平，像空間輔助坐標(biāo)系選取 S 為坐標(biāo)原點(diǎn)，基線 B 作 為U軸，垂直于作核面的軸 V軸構(gòu)成右手平面直角坐標(biāo)系S-UVW，這樣的像對(duì)為單 獨(dú)像對(duì)。相對(duì)定向元素：© 、K、© 、3、K為單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向五個(gè)元素。6、什么是絕對(duì)定向？一個(gè)立體模型有哪些絕對(duì)定向元素？ 答：

8、要確定立體模型在地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中的正確位置，需要把相對(duì)定向所建立的立 體模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放，以便納入到地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中，并歸化到制圖比例 尺，這一過程稱為立體模型的絕對(duì)定向。一共有七個(gè)參數(shù)X、丫、Z、入、Q、K第五章1、什么叫單像空間后方交會(huì)？其觀測(cè)值和未知數(shù)各是什么？至少需要幾個(gè)已知控制 點(diǎn)？為什么？ 答：?jiǎn)蜗窨臻g后方交會(huì)：基本思想是利用至少三個(gè)已知地面控制點(diǎn)的坐標(biāo) A(X ,Y ,Z ) 、B(X ,Y ,Z ) 、C(X ,Y ,Z ) ，與其影像上對(duì)應(yīng)的三個(gè)像點(diǎn)的影 像坐標(biāo) a(x ,y ) 、b(x ,y ) 、c(x ,y ) ，根據(jù)共線方程，反求像片的外方位元素 X

9、、丫、Z、©、3、K。這種解算方法是以單張像片為基礎(chǔ)，亦稱單像空間后方父會(huì)。共線方程有六個(gè)未知數(shù)，至少需要列六個(gè)方程才可以解出這六個(gè)外方位元素，每個(gè) 點(diǎn)可以列出兩個(gè)方程，所以至少需要三個(gè)已知地面控制點(diǎn)。4、立體像對(duì)雙像前方父會(huì)的目的是什么？ 答：用單像空間后方父會(huì)可以求得像片的外方位元素，但要想根據(jù)單張像片的像點(diǎn)坐標(biāo) 反求相應(yīng)地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)是不可能的。外方位元素與一個(gè)已知像點(diǎn)，只能確定該像片的空間方位及攝影中心S至像點(diǎn)的射線空間方向，只有利用立體像對(duì)上的同名像點(diǎn)， 才能得到兩條同名射線在空間相父的點(diǎn)， 即該地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)。立體像對(duì)雙像前方父會(huì)的目的就是通過外方位元素與已知像點(diǎn)，求

10、解相應(yīng)地面點(diǎn)的 空間坐標(biāo)。5、什么是解析法相對(duì)定向？如何解算連續(xù)像對(duì)與單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向元素？ 答：解析法相對(duì)定向是通過計(jì)算相對(duì)定向元素建立地面立體模型。解析法相對(duì)定向恢復(fù) 核面，需要從共面條件式出發(fā)求解五個(gè)相對(duì)定向元素，才能建立地面立體模型。 解算連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向元素：連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向是以左像片為基礎(chǔ)，求出右像片相對(duì)于 左像片的五個(gè)相對(duì)定向元素 b、b、©、3、k。過程附錄：解算單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向元素：?jiǎn)为?dú)像對(duì)是以基線為u軸，左主核面為uw平面，建立像空間輔助坐標(biāo)系S - U V W及S - U V W。像點(diǎn)a、a在各自的像空間輔助坐標(biāo)系 的坐標(biāo)分別為(u ,v ,w ) 及(u

11、,v ,w )，則共面條件的坐標(biāo)表達(dá)為：7、解析法絕對(duì)定向的目的是什么？如何解算絕對(duì)定向元素？至少需要幾個(gè)地面控制 點(diǎn)？為什么？ 答：目的：恢復(fù)攝影時(shí)像片之間的絕對(duì)位置，三個(gè)線元素和角元素。相對(duì)定向僅僅是恢復(fù)了攝影時(shí)相片之間的相對(duì)位置。絕對(duì)定向基本關(guān)系式：上式包含有七個(gè)絕對(duì)定向參數(shù)，即：模型比例尺縮放系數(shù)入；兩坐標(biāo)軸系的三個(gè)旋轉(zhuǎn)角 、Q、K;坐標(biāo)原點(diǎn)的平移量 X、Y、Z。解析法絕對(duì)定向，就是利用已知的地面控制點(diǎn)，從絕對(duì)定向的關(guān)系式出發(fā)，解求上述七 個(gè)絕對(duì)定向元素。至少需要 個(gè)地面控制點(diǎn)。因?yàn)橛衅邆€(gè)未知數(shù)， 個(gè)已知地面控制點(diǎn)可以列 個(gè)方程，以便解求七個(gè)未知數(shù)。9、雙像解析攝影測(cè)量有哪三種解析方法

12、？各有何特點(diǎn)？ 答：三種方法分別為：后交 - 前交解法、相對(duì)定向 -絕對(duì)定向解法、光束法。分析比較如 下：（1）第一種方法前方交會(huì)的結(jié)果依賴于空間后方交會(huì)的精度，前方交會(huì)過程中沒有充分 利用多余條件平差計(jì)算；（2）第二種方法計(jì)算公式比較多，最后的點(diǎn)位精度取決于相對(duì)定向和絕對(duì)定向的精度， 用這種方法的結(jié)算結(jié)果不能嚴(yán)格表達(dá)一幅影像的外方為元素；（3）第三種方法的理論嚴(yán)密、求解精度高，待定點(diǎn)的坐標(biāo)是按最小二乘法準(zhǔn)則解得的。 通過以上分析，第一種方法常用在已知像片的外方為元素、 確定少量待定點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)采用； 第二種方法多在航帶法解析空中三角測(cè)量中應(yīng)用； 第三種方法在光束法解析空中三角測(cè) 量中應(yīng)用。10、

13、相對(duì)定向需要地面控制點(diǎn)嗎？為什么？ 答：不需要，因?yàn)橄鄬?duì)定向只是解求兩像片相對(duì)位置參數(shù)的過程，不需要控制點(diǎn)。利用 六對(duì)定向點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)（x , y ）及（x , y ） （i=1,2,，6），按如下方程 連續(xù)法相對(duì)定向：解求相對(duì)定向元素近似值的改正數(shù)。 看是否小于給定的誤差 £,若符合則將改正數(shù)加到 近似值上的最后成果，若超出誤差，則迭代計(jì)算直到小于誤差值。1、簡(jiǎn)述解析空中三角測(cè)量的概念。答：在一條航帶幾十個(gè)像對(duì)覆蓋的區(qū)域或由幾條航帶幾百個(gè)像對(duì)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)，僅僅由 外業(yè)實(shí)測(cè)幾個(gè)少量的控制點(diǎn)，按一定的數(shù)學(xué)模型，平差解算出（加密）攝影測(cè)量作業(yè)過 程中所需要的全部控制點(diǎn)（稱待定點(diǎn)或加密點(diǎn)）

14、及每張像片的外方位元素。這是空中三 角測(cè)量與區(qū)域網(wǎng)平差的基本思想，通常稱之為解析空中三角測(cè)量或解析空三加密。第八章1 、什么是數(shù)字影像？如何獲取數(shù)字影像 ？ 答：數(shù)字影像是一個(gè)灰度矩陣 g：矩陣的每一個(gè)像元素 g 是一個(gè)灰度值，對(duì)應(yīng)著光學(xué)影像或?qū)嶓w的一個(gè)微小區(qū)域， 稱為像元素或像素。各元素的灰度值 g 代表其影像經(jīng)采樣與量化了的“灰度級(jí)” 數(shù)字影像可以直接從空間飛行器中的掃描式傳感器產(chǎn)生，也可以利用影像數(shù)字化器 對(duì)攝取的光學(xué)像片經(jīng)過采樣的量化而獲取。2、 已知四個(gè)框標(biāo)點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo) x 、y 及掃描坐標(biāo) x 、y ，寫出數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量?jī)?nèi)定 向的關(guān)系式。答：由于在像片掃描的數(shù)字化過程中，像片的掃描坐

15、標(biāo)與想平面坐標(biāo)一般不平行， 且坐標(biāo)原點(diǎn)也不同，所以同一像點(diǎn)的像平面坐標(biāo) x， y 與其掃描坐標(biāo) x， y 不相等， 需要加以換算，這種換算成為數(shù)字影像內(nèi)定向。用仿射變換公式進(jìn)行變換，即 x = h + h x + h y+ h x y y = k + k x + k y + k x y式中， h 、h 、h 、k 、k 、k 稱為內(nèi)定向參數(shù)，其數(shù)值由像片上四個(gè)框標(biāo) 點(diǎn)的掃描坐標(biāo)及相應(yīng)的像平面坐標(biāo)（視為理論值）組成誤差方程式，平差運(yùn)算求得。3、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的主要功能有哪些？(1) 相片掃描數(shù)字化；(2) 影像處理，有一些系統(tǒng)含基本的影像處理系統(tǒng)，如反差增強(qiáng)、幾何變換等，有少 數(shù)系統(tǒng)含有較強(qiáng)的影像處理系統(tǒng)；(3) 內(nèi)定向、相對(duì)定向、絕對(duì)定向；(4) 幾何操作，坐標(biāo)量測(cè)，影像配準(zhǔn)；(5) 人工獲取數(shù)字高成模型原始數(shù)據(jù)；(6) 人工或自動(dòng)化獲取數(shù)字高成模型，包括影像相關(guān)功能；(7) 空中三角測(cè)量；(8) 半自動(dòng)化空中三角測(cè)量；(9) 數(shù)字制圖，包括特征提取與更新，屬性化及繪圖；(10) 序列影像獲取與分析；(11) 單像測(cè)圖，通常是指利用影像特別是正射影像作為背景來進(jìn)行特征提取與向 量更新，不需要利用數(shù)字高成模型確定高程；(12) 正射影像圖的生成，包括柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的疊合和正射影像圖的繪制；(13) 正射影像圖的生成，有時(shí)包括影像拼接；(14) 規(guī)則數(shù)字