武大攝影測(cè)量習(xí)題資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上簡(jiǎn)答題1. 航空攝影中，為什么要求相鄰像片之間以及相鄰航線之間有一定的重疊？答：為便于立體測(cè)圖及航線間的接邊，除航攝像片要覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)外，還要求像片間有一定的重疊，航向重疊一般要求在60%以上，旁向重疊要求在24%以上。地面起伏大時(shí)，重疊度還要大，才能保持像片立體量測(cè)與拼接。2. 航攝像片有哪幾個(gè)內(nèi)、外方位元素，各有何用？答：內(nèi)方位元素包括三個(gè)參數(shù)，即攝影中心S到像片的垂距(主距)f及像主點(diǎn)在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，用其來恢復(fù)攝影光束。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，一張的外方位元素包括六個(gè)參數(shù)，其中有三個(gè)是直線元素，用于描述攝影中心的空問

2、坐標(biāo)值；另外三個(gè)是角元素，用于表達(dá)像片面的空間姿態(tài)。3.攝影測(cè)量中常用的坐標(biāo)系有哪些？各有何用？答：攝影測(cè)量中常用的坐標(biāo)系有兩大類。一類是用于描述像點(diǎn)的位置，稱為像方空間坐標(biāo)系；另類是用于描述地面點(diǎn)的位置稱為物方空間坐標(biāo)系。(1) 像方空間坐標(biāo)系像平面坐標(biāo)系像平面坐標(biāo)系用以表示像點(diǎn)在像平面上的位置，通常采用右手坐標(biāo)系，軸的選擇按需要而定在解析和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中，常根據(jù)框標(biāo)來確定像平面坐標(biāo)系，稱為像框標(biāo)坐標(biāo)系。像空間坐標(biāo)系為了便于進(jìn)行空間坐標(biāo)的變換，需要建立起描述像點(diǎn)在像空間位置的坐標(biāo)系，即像空間坐標(biāo)系。以攝影中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，軸與像平面坐標(biāo)系的軸平行，軸與主光軸重合，形成像空間右手直角坐標(biāo)系像空間

3、輔助坐標(biāo)系像點(diǎn)的像空間坐標(biāo)可直接以像平面坐標(biāo)求得，但這種坐標(biāo)的待點(diǎn)是每張像片的像空間坐標(biāo)系不統(tǒng)一，這給計(jì)算帶來困難。為此，需要建立一種相對(duì)統(tǒng)一的坐標(biāo)系稱為像空間輔助坐標(biāo)系，用表示。此坐標(biāo)系的原點(diǎn)仍選在攝影中心坐標(biāo)軸系的選擇視需要而定。(2) 物方空間坐標(biāo)系攝影測(cè)量坐標(biāo)系 將像空間輔助坐標(biāo)系沿著Z軸反方向平移至地面點(diǎn)P，得到的坐標(biāo)系稱為攝影測(cè)量坐標(biāo)系地面測(cè)量坐標(biāo)系 地面測(cè)量坐標(biāo)系通常指地圖投影坐標(biāo)系，也就是國家測(cè)圖所采用的高斯克呂格帶或帶投影的平面直角坐標(biāo)系和高程系，兩者組成的空間直角坐標(biāo)系是左手系，用表示。地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系由于攝影測(cè)量坐標(biāo)系采用的是右手系，而地面測(cè)量坐標(biāo)系采用的是左手系，這給

4、由攝影測(cè)量坐標(biāo)到地面測(cè)量坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換帶來了困難。為此，在攝影測(cè)量坐標(biāo)系與地面測(cè)量坐標(biāo)系之間建立一種過渡性的坐標(biāo)系，稱為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系，用表示，其坐標(biāo)原點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)的其一地面點(diǎn)上。 4.攝影測(cè)量中，為什么要把像空間坐標(biāo)變換為像空間輔助坐標(biāo)？常用的坐標(biāo)變換公式是什么？由于將像平面坐標(biāo)求像點(diǎn)的像空間坐標(biāo)時(shí)，每張相片的像空間坐標(biāo)系不統(tǒng)一，給計(jì)算帶來困難。因此建立相對(duì)統(tǒng)一的像空間輔助坐標(biāo)系。像空間坐標(biāo)系和像空間輔助坐標(biāo)系坐標(biāo)之間的變換關(guān)系為5.什么是共線方程，它在攝影測(cè)量中有何應(yīng)用？答：共線方程即中心投影的構(gòu)像方程共線方程式包括十二個(gè)數(shù)據(jù)：以像主點(diǎn)為原點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)，相應(yīng)地面點(diǎn)坐標(biāo)，像片主距及外方位元素。

5、共線條件方程在攝影測(cè)量中的主要應(yīng)用如下： 單片后方交會(huì)和立體模型的空間前方交會(huì)； 求像底點(diǎn)的坐標(biāo)； 光束法平差中的基本方程 解析測(cè)圖儀中的數(shù)字投影器； 航空攝影模擬；利用DEM進(jìn)行單張像片測(cè)圖。6.航攝像片與地圖有什么不同？答：航攝像片是地面景物的中心投影構(gòu)像，地圖在小范圍內(nèi)可認(rèn)為是地面景物的正射投影，這兩種投影的性質(zhì)不同。(1)航攝像片與地形圖比例尺的差異航攝像片的比例尺與地形圖比例尺的定義是相同的，是線段在像平面上的構(gòu)像與其在地面上的實(shí)地距離之比。對(duì)一幅地形圖來說，圖上各處比例尺都是相同的，即等于常數(shù)； 而對(duì)于中心投影的航攝像片來說，不但因航高的變化會(huì)使各片的比例尺不一樣，而且就同一張航片

6、而言，由于像片傾斜和地形起伏產(chǎn)生的像點(diǎn)位移也會(huì)使各處比例尺不一致。(2)航攝像片與地形圖投影方法的差異地形圖的投影屬于正射投影（也稱垂直投影），因此地形圖上的地物地貌形狀與實(shí)地完全相似，相關(guān)方位保持不變，各處比例尺相同。航攝像片是地面的中心投影，由于同時(shí)存在由于像片傾斜和地形起伏而引起的像點(diǎn)位移，致使航攝像片上的影像變形，不但同一張像片上各處比例尺不一致，而且相關(guān)方位也發(fā)生變化。(3)航攝像片與地形圖表示方法的差異在表示方法上，地形圖上的地物、地貌要素是按成圖比例尺規(guī)定的符號(hào)和等高線來表示的，而航攝像片只能用影像的大小、形狀和色調(diào)反映地物、地貌。在表示內(nèi)容上，地形圖上除用相應(yīng)的符號(hào)外還有必要的

7、文字、數(shù)字注記等（如居民地名稱，道路等級(jí)等），這些在航攝像片是表示不出來的。在地形圖上要依據(jù)成圖比例尺，對(duì)地物地貌要素進(jìn)行綜合取舍，只表示那些重要或有方位意義的地物；而在航攝像片上，所有地物都有其影像。7.攝影測(cè)量中，建立人造立體視覺應(yīng)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(gè)條件： 由兩個(gè)不同攝站攝取的同一景物的一個(gè)立體像對(duì)； 一只眼睛只觀察像對(duì)中的一張像片； 兩眼各自觀察同一景物的左右影像點(diǎn)的連線應(yīng)與眼基線近似平行； 像片間的距離應(yīng)與雙眼的交會(huì)角相適應(yīng)。8.什么叫像點(diǎn)位移？怎樣才能消除它？答：當(dāng)航攝像片有傾角或地面有高差時(shí)，所攝的像片與上述理想情況有差異。這種差異反映為一個(gè)

8、地面點(diǎn)在地面水平的水平像片上的構(gòu)像與地面有起伏時(shí)或傾斜像片上構(gòu)像的點(diǎn)位不同，這種點(diǎn)位的差異稱為像點(diǎn)位移，它包括像片傾斜引起的位移和地形起伏引起的位移，其結(jié)果是使像片上的幾何圖形與地面上的幾何圖形產(chǎn)生變形以及像片上影像比例尺處處不等。 像片傾斜引起的像點(diǎn)位移，(像片傾角為，像距為，方向角為，為像片主距，對(duì)該位移引起景物在像片上的影像可進(jìn)行像片糾正 因地形起伏引起的像點(diǎn)位移(為以像底點(diǎn)為中心的像距，為攝影航高)可對(duì)其進(jìn)行改正。 對(duì)物理因素如攝影物鏡的畸變差、大氣折光、地球曲率及底片變形等引起的像點(diǎn)位移，可用數(shù)據(jù)模型來描述。9.試解釋“攝影過程幾何反轉(zhuǎn)”這一概念.10.像點(diǎn)傾斜誤差的計(jì)算公式為。試完

9、成下列內(nèi)容：(1)何為傾斜誤差？ (2)解釋公式中各參數(shù)的含義。(3) 根據(jù)公式，解釋傾斜誤差的規(guī)律。答:(1)傾斜誤差物點(diǎn)在傾斜像片上的像點(diǎn)相對(duì)于其在水平像片上相應(yīng)像點(diǎn)的位置變化，稱為傾斜誤差。（或：由于像片傾斜引起的像點(diǎn)位移稱為傾斜誤差。）(2)公式中各參數(shù)的含義。 rc 像點(diǎn)到等角點(diǎn)的向徑； 像片傾角； 向徑與等比線的夾角；f航攝儀主距。3、傾斜誤差的規(guī)律。傾斜誤差的方向在等角點(diǎn)的輻射方向上；傾斜誤差的大小與向徑rc的平方成正比，因此像片邊緣的傾斜誤差最大；當(dāng)=0°或=180°時(shí)，=0，即等比線上像點(diǎn)不存在傾斜誤差；當(dāng)=90°或=270°時(shí)，最大，

10、即主縱線上像點(diǎn)傾斜誤差最大；由于和rc恒為正值，所以的符號(hào)取決于的大小。當(dāng)在0°180°時(shí)，為負(fù)值；當(dāng)在180°360°時(shí)，為正值。11.空間后方交會(huì)的目的是什么?解求中有多少未知數(shù)?至少需要測(cè)求幾個(gè)地面控制點(diǎn)?為什么?答：利用一定數(shù)量的地面控制點(diǎn)，根據(jù)共線方程，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(huì)。解求外方位元素時(shí)，有六個(gè)未知數(shù)，至少需要六個(gè)方程。由于每一對(duì)共軛點(diǎn)可列出兩個(gè)方程，因此，若有三個(gè)已知地面坐標(biāo)控制點(diǎn)，則可列出六個(gè)方程，解求六個(gè)外方位元素改正數(shù)測(cè)量中為了提高精度，常有多余觀測(cè)方程。在空間后方交會(huì)中，通常是在像片的四個(gè)角上選

11、取四個(gè)或更多的地面控制點(diǎn)，因而要用最小二乘法平差計(jì)算。12.解析攝影測(cè)量中，為什么常要用到誤差方程與法方程來解求利用共線方程及相應(yīng)的系數(shù)計(jì)算公式解求外方位元素時(shí)，有六個(gè)未知數(shù)，至少需要六個(gè)方程。由于每一對(duì)共軛點(diǎn)可列出兩個(gè)方程，因此，若有三個(gè)已知地面坐標(biāo)控制點(diǎn)，則可列出六個(gè)方程，解求六個(gè)外方位元素改正數(shù)，測(cè)量中為了提高精度，常有多余觀測(cè)方程。在空間后方交會(huì)中，通常是在像片的四個(gè)角上選取四個(gè)或更多的地面控制點(diǎn)，因而要用最小二乘法平差計(jì)算。最小二乘法平差要用到誤差方程與法方程。根據(jù)構(gòu)像方程式求偏導(dǎo),各系數(shù)取自泰勒級(jí)數(shù)展開式的一次項(xiàng),而未知數(shù)的近似值往往是粗略的,因此計(jì)算必須通過逐漸趨近的方法,即用近

12、似值與改正值的和作為新的近似值,重復(fù)計(jì)算過程,求出新的改正數(shù),這樣反復(fù)趨近,直到改正數(shù)小于某一限值為止,最后得出六個(gè)外方位元素的解.13.攝影中心點(diǎn)、像點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)物點(diǎn)三點(diǎn)位于一條直線上的條件方程如下請(qǐng)說明式中各符號(hào)的意義，用圖示意航攝像片的內(nèi)、外方位元素，并簡(jiǎn)要敘述以上方程在攝影測(cè)量中的主要用途。答：上式中，是由像片3個(gè)外方位角元素構(gòu)組成的九個(gè)方向余弦；是像片的3個(gè)外方位線元素。為像主點(diǎn)坐標(biāo)，是像點(diǎn)在像片框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，是像點(diǎn)對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)的物空間坐標(biāo)。以上方程稱作共線方程，主要應(yīng)用于： 單片空間后方交會(huì)和前方交會(huì)； 求像底點(diǎn)坐標(biāo)； 光束法平差的基本誤差方程式； 構(gòu)成解析測(cè)圖儀中數(shù)字投影器的基

13、礎(chǔ)； 計(jì)算像片模擬數(shù)據(jù)；利用DEM進(jìn)行單片測(cè)圖。14雙像解析攝影測(cè)量測(cè)求地面點(diǎn)三維坐標(biāo)的方法有哪三種？答：用解析的方法處理立體像對(duì)，常用的方法有三種：利用像片的空間后方交會(huì)與前方交會(huì)來解求地面目標(biāo)的空司坐標(biāo)。利用立體像對(duì)的內(nèi)在幾何關(guān)系，進(jìn)行相對(duì)定向，建立與地面相似的立體模型，計(jì)算出模型點(diǎn)的空間坐標(biāo)。再通過絕對(duì)定向，將模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放把模型納入到規(guī)定的地面坐標(biāo)系之中解求出地面目標(biāo)的絕對(duì)空間坐標(biāo)。利用光束法雙像解析攝影測(cè)量來解求地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)，這種方法將待求點(diǎn)與已知外業(yè)控制點(diǎn)同時(shí)列出誤差方程式，統(tǒng)一進(jìn)行平差解求。這種方法理論較為嚴(yán)密它把前面兩種方法的兩種步驟合在一個(gè)整體內(nèi)。15. 立體

14、像對(duì)前方交會(huì)的目的是什么?答：應(yīng)用單像空間后方交會(huì)求得像片的外方位元素后，欲由單張像片上的像點(diǎn)坐標(biāo)反求相應(yīng)地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)仍不可能，只能確定其空間方向，而使用同名像點(diǎn)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面點(diǎn)的空間位置，所以空間前方交會(huì)是為了確定相應(yīng)地面點(diǎn)的地面坐標(biāo)。16. 試述空間后交前交計(jì)算地面點(diǎn)三維坐標(biāo)的基本過程。答：(1)野外像片控制測(cè)量一人立體像對(duì)如圖312所示，在重疊部分四角，找出四個(gè)明顯地物點(diǎn)，作為四個(gè)控制點(diǎn)。在野外判讀出四個(gè)明顯地物點(diǎn)的地面位置，做出地面標(biāo)志，并在像片上準(zhǔn)確刺出點(diǎn)怔，背面加注說明。然后在野外用普通測(cè)量的方法測(cè)算出四個(gè)控制點(diǎn)的地面測(cè)

15、量坐標(biāo)。(2)用立體坐標(biāo)量測(cè)儀量測(cè)像點(diǎn)的坐標(biāo)像片在儀器上歸心定向后，測(cè)出四個(gè)控制點(diǎn)的像片坐標(biāo)與，然后測(cè)出所有需要解求的地面點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)和。(3)空間后方交會(huì)計(jì)算像片外方位元素根據(jù)計(jì)算機(jī)中事先編制好的程序，按要求輸入控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)及相內(nèi)的像點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)兩張像片各自進(jìn)行空間后方文會(huì)，計(jì)算各自的六個(gè)外方位元素和(4)空間前方交會(huì)計(jì)算未知點(diǎn)地面坐標(biāo)用各自像片的角元素，按式計(jì)算出左、右像片的方向余弦值，組成旋轉(zhuǎn)矩陣根據(jù)左、右像片的外方位線元素計(jì)算攝影基線分量； 逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo) 計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù)計(jì)算未知點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo) 17.解析相對(duì)定向的目的是什么?有哪兩種方法?各種方法的定向元素是哪五

16、個(gè)?答：用于描述兩張像片相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系的參數(shù)，稱為相對(duì)定向元素。用解析計(jì)算的方法解求相對(duì)定向元素的過程，稱為解析法相對(duì)定向。有連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向和單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向。1. 連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向是以左方像片為基準(zhǔn)，求出右方像片相對(duì)于左方像片的相對(duì)方位元素。選定像空間輔助坐標(biāo)系，使得左像片在中的相對(duì)方位元素均為已知值。需要解求的元素只有5個(gè)，即2. 單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向是以攝影基線作為像空間輔助坐標(biāo)系的軸，以左攝影中心為原點(diǎn)，左像片主光軸與攝影基線B組成的主核面(左主核面)為平面，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向元素為 18.絕對(duì)定向的目的是什么?定向元素有哪些?如何解求

17、絕對(duì)定向元素?解求中至少需要幾個(gè)控制點(diǎn)?絕對(duì)定向的目的就是將相對(duì)定向后求出的攝影測(cè)量坐標(biāo)變換為地面測(cè)量坐標(biāo)，七個(gè)參數(shù)。7個(gè)未知數(shù)至少需列7個(gè)方程，若將已知平面坐標(biāo)()和高程的地面控制點(diǎn)稱為平高控制點(diǎn)，僅已知高程的控制點(diǎn)稱為高程控制點(diǎn)，至少需要兩個(gè)平高控制點(diǎn)和一個(gè)高程控制點(diǎn)，而且三個(gè)控制點(diǎn)不能在一條直線上。生產(chǎn)中，一般是在模型四角布設(shè)四個(gè)控制點(diǎn)，因此有多余觀測(cè)值，按最小二乘法平差解求。19.解析空中三角測(cè)量有哪些方法?答：一、航帶法解析空中三角測(cè)量首先對(duì)航帶中每個(gè)像對(duì)進(jìn)行連續(xù)法相對(duì)定向，建立立體模型。然后用航帶內(nèi)四個(gè)已知控制點(diǎn)或相鄰航帶公共點(diǎn)，進(jìn)行航帶模型的絕對(duì)定向?qū)⒏骱綆Ｐ瓦B接成區(qū)域網(wǎng)，并得

18、到所有模型點(diǎn)在統(tǒng)一的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。最后，進(jìn)行航帶或區(qū)域網(wǎng)的非線性改正。改正的方法是，認(rèn)為每條航帶有各自的一組多項(xiàng)式系數(shù)值然后以控制點(diǎn)的計(jì)算坐標(biāo)與實(shí)測(cè)坐標(biāo)應(yīng)相等以及相鄰航帶公共點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)相等為條件，在誤差平方和為最小條件下，求出各航帶的多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)改正，最終求出加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)。二、獨(dú)立模型法解析空中三角測(cè)量它是基于單獨(dú)法相對(duì)定向建立單個(gè)立體模型。由于各個(gè)模型的像空間輔助坐標(biāo)系和比例尺均不一致，因此要用模型內(nèi)的巳知控制點(diǎn)和模型公共點(diǎn)進(jìn)行空間相似變換。首先將各單個(gè)模型視為剛體，利用各單個(gè)模型彼此間的公共點(diǎn)連接成一個(gè)區(qū)域。在連接過程中，每個(gè)模型只能作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放，這樣的要求通過

19、單個(gè)模型的空間相似變換來完成。在變換中要使模型間公共點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)相等，控制點(diǎn)的計(jì)算坐標(biāo)應(yīng)與實(shí)測(cè)坐標(biāo)相等，同時(shí)誤差的平方和應(yīng)為最小，在滿足這些條件下，校最小二乘原理求得每個(gè)模型的七個(gè)絕對(duì)定向參數(shù)。從而求出所有加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)。三、光束法解析空中三角測(cè)量該方法以每張像片為單元，以共線方程為依據(jù)，建立全區(qū)域的統(tǒng)一誤差方程式和法方程式，整體解求區(qū)域內(nèi)每張像片的六個(gè)外方位元素以及所有待求點(diǎn)的地面坐標(biāo)，其原理就是光束法雙像解析攝影測(cè)量。20.GPS輔助空中三角測(cè)量有何優(yōu)點(diǎn)?論述其基本原理。答：GPS輔助空中三角測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)有 GPS差分定位技術(shù)可獲取亞米級(jí)精度的三維攝站坐標(biāo)，有效地用于區(qū)域網(wǎng)乎差。解算出的加密

20、點(diǎn)坐標(biāo)精度優(yōu)干GPs攝站坐標(biāo)自身的精度，可滿足各種比例尺測(cè)圖的加密規(guī)范。 在一個(gè)區(qū)域中，如GPS觀測(cè)值中沒有失鎖、周跳等信號(hào)間斷的情況，在無須考慮基準(zhǔn)的情況下GPS攝站坐標(biāo)可完全取代地面控制點(diǎn)用于區(qū)域網(wǎng)平差。 為解決基準(zhǔn)問題及有效改正由于周跳、失瑣等導(dǎo)致的GPs系統(tǒng)誤差，需加飛構(gòu)架航線或加入少量地面控制點(diǎn)。 大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，GPS輔助空中三角測(cè)量能用于不匠像片比例尺、不同區(qū)域大小的聯(lián)臺(tái)平差完全可以生產(chǎn)實(shí)用化。GPS輔助空中三角測(cè)量是指利用機(jī)載GPS接收機(jī)與地面基準(zhǔn)點(diǎn)的GP5接收機(jī)同時(shí)、快速、連續(xù)地記錄相同的GPS衛(wèi)星信號(hào)通過相對(duì)定位技術(shù)的離線數(shù)據(jù)后處理獲取攝影機(jī)曝光時(shí)刻攝站的高精度二維坐標(biāo)

21、，將其作為區(qū)域網(wǎng)平差中的附加非攝影測(cè)量觀測(cè)值以空中控制取代(或減少)地面控制，經(jīng)采用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型和算法，整體確定點(diǎn)位并對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定的理論、技術(shù)和方法。21.推導(dǎo)攝影中心點(diǎn)、像點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)物點(diǎn)三點(diǎn)位于一條直線上的共線條件方程，并簡(jiǎn)要簡(jiǎn)述其在攝影測(cè)量中的主要用途。答：設(shè)攝影中心在某一規(guī)定的物方空間左手直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為()，任一地面點(diǎn)A在該物方空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(),A在像片上的構(gòu)像a在像空間坐標(biāo)系和像空間輔助坐標(biāo)為()和(),攝影時(shí)三點(diǎn)共線且滿足如下關(guān)系： 即 (1)又像空間坐標(biāo)與像空間輔助坐標(biāo)系滿足： (2)式中，為由像片外方位角元素組成的正交變換矩陣。將(2)式寫成純量形式并用第一、

22、二式分別除以第三式，可得表示了攝影中心點(diǎn)、像點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)物點(diǎn)三點(diǎn)位于一條直線上的共線條件方程。共線條件方程在攝影測(cè)量中的主要應(yīng)用如下： 單片后方交會(huì)和立體模型的空間前方交會(huì)； 求像底點(diǎn)的坐標(biāo)； 光束法平差中的基本方程 解析測(cè)圖儀中的數(shù)字投影器； 航空攝影模擬； 利用DEM進(jìn)行單張像片測(cè)圖。22.什么叫粗差?它與系統(tǒng)誤差和偶然誤差有何區(qū)別?簡(jiǎn)述粗差檢測(cè)理論。答：粗差是人為因素引起的誤差如讀數(shù)誤差或記錄誤差等，它具有偶然性。在數(shù)值上比偶然誤差大得多。與系統(tǒng)誤差的區(qū)別？粗差檢測(cè)理論研究的主要問題是：如何發(fā)現(xiàn)粗差(粗差檢測(cè)方法)；能檢測(cè)出多大的粗差(內(nèi)可靠性)；不能被檢測(cè)出的粗差對(duì)平差結(jié)果有多大影響(外

23、可靠性)。荷蘭大地測(cè)量學(xué)家Baarda教授提出的用以檢測(cè)小粗差的理論“數(shù)據(jù)探測(cè)法(DataSnooping)”是粗差檢測(cè)的經(jīng)典理論，其核心是根據(jù)平差結(jié)果，用觀測(cè)值的改正數(shù)構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)統(tǒng)計(jì)量： N(0,1)式中, 為第個(gè)觀測(cè)值的改正數(shù)，由誤差方程式求出。除了“數(shù)據(jù)探測(cè)法”之外，“選權(quán)迭代法” 是另一種常見的粗差檢測(cè)方法。其基本思想是：開始平差時(shí)仍然按常規(guī)的最小二乘法進(jìn)行，然后在每次平差之后，根據(jù)殘差和其它有關(guān)參數(shù)，按所選擇的權(quán)函數(shù)計(jì)算每個(gè)觀測(cè)值在下一步迭代計(jì)算中的權(quán)值納入平差計(jì)算。如果權(quán)函數(shù)選擇得當(dāng)，且當(dāng)粗差可定位時(shí)，則含粗差的觀測(cè)值的權(quán)越來越小，直至趨于零。迭代終止時(shí)，相應(yīng)的殘差將直接指出租差

24、的數(shù)值，而平差結(jié)果則不受粗差的影響。23.為什么要研究可靠性問題?內(nèi)可靠性和外可靠性含義各是什么?答：可靠性是用于評(píng)定測(cè)量質(zhì)量的另一種指標(biāo)內(nèi)可靠性表示可檢測(cè)觀測(cè)值中粗差的能力。通常用可檢測(cè)出租差的最小值或可檢測(cè)出粗差的下限值來衡量，下限值越小，內(nèi)可靠性越好。外可靠性表示不可檢測(cè)的粗差對(duì)平差結(jié)果或平差結(jié)果函數(shù)的影響。如果不可檢測(cè)的粗差對(duì)結(jié)果的影響小，表明外可靠件好。24. 絕對(duì)定向中需要幾個(gè)控制點(diǎn)?為什么?怎樣求解7個(gè)定向元素？絕對(duì)定向元素有七個(gè)，即三個(gè)平移量，三個(gè)旋轉(zhuǎn)角，以及模型比例尺因子。對(duì)于模擬絕對(duì)定向，至少需要兩個(gè)平高點(diǎn)一個(gè)高程點(diǎn)反求七個(gè)絕對(duì)定向元素。將控制點(diǎn)及其平面坐標(biāo)及圖比例尺展繪在

25、圖紙上后，利用圖紙的平移、旋轉(zhuǎn)使其中一個(gè)控制點(diǎn)在承影面上的投影與圖紙上同名控制點(diǎn)相重合，并通過調(diào)整測(cè)繪臺(tái)的起始讀數(shù)使該點(diǎn)的高程讀數(shù)與實(shí)測(cè)高程相等。然后以此控制點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)圖紙，使其與另一控制點(diǎn)的連線與圖紙上同名連線相重合，這意味著解求三個(gè)平移量及旋轉(zhuǎn)角。對(duì)于的解求，是凋整模型比例尺即沿基線方向改變投影基線的長(zhǎng)度，使模型達(dá)到規(guī)定的囚比例尺。這一步驟稱為確定模型比例尺。另外，角表示模型有傾斜需要利用控制點(diǎn)將模型置平。25.模型置平與確定比例尺的目的各是什么?答:模型置平的目的是為了清除上下視差,即使在模型上計(jì)算,將模型的所在坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到地面測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng),便于對(duì)立體模型進(jìn)行量測(cè). 確定比例尺的目的

26、是沿基線方向改變投影基線的長(zhǎng)度,使模型達(dá)到規(guī)定的圖比例尺及獲取正射投影的地形圖26.什么是直接交會(huì)?什么是間接交會(huì)?答:直接交會(huì)是將立體像對(duì)的左右像片分別安放在兩投影器上,在恢復(fù)內(nèi)方位元素并進(jìn)行像對(duì)的相對(duì)定向和模型的絕對(duì)定向以后,同名光線對(duì)對(duì)相交得到模型點(diǎn)的空間位置,每個(gè)模型點(diǎn)都是從投影基線兩端點(diǎn)進(jìn)行空間前方交會(huì)的結(jié)果.間接交會(huì)是將直接交會(huì)下的右方投影器從向外移動(dòng)到的位置, 與在儀器結(jié)構(gòu)上保持某一固定距離.在保持右方投影光束空間方位不變的情況,將原來的投影光線平行移動(dòng)到位置,同時(shí)將測(cè)標(biāo)分成和,從幾何關(guān)系上形成了“三角形加平行四邊形”的交會(huì)形式。27.電子計(jì)算機(jī)在機(jī)助和機(jī)控測(cè)圖中有哪些作用？答:

27、1.在機(jī)助測(cè)圖中作用: 生成測(cè)圖所需要的地物符號(hào) 將符號(hào)填充到某一已測(cè)繪的圖形內(nèi) 將閉合折線的起點(diǎn)與終點(diǎn)連接起來，形成閉合圖形 用腳踏鍵將剛測(cè)出的最后兩點(diǎn)連成直線。所有線狀地物僅需量測(cè)起點(diǎn)、終點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn). 自動(dòng)增補(bǔ)直角物體某個(gè)角點(diǎn)，該角點(diǎn)可能被樹木或房屋遮蓋 將剛記錄下的若干個(gè)點(diǎn)(至少三個(gè))連結(jié)成光滑曲線，這意味著繪制曲線時(shí)不一定要步步跟蹤，而可以只采集曲線上的關(guān)鍵祥點(diǎn)，然后用軟件繪出光滑曲線。 用直線或曲線組合方式連接剛采集的樣點(diǎn)(至少三點(diǎn))。 按等長(zhǎng)的時(shí)間間隔或距離間隔自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。加在測(cè)繪跟蹤等高線過程中，按時(shí)間間隔自動(dòng)記錄樣點(diǎn)，可用來建立DEM。 通過對(duì)采集數(shù)據(jù)的條件平差，保證規(guī)則地物

28、應(yīng)有的外形條件(如垂直性或平行性)2.在機(jī)控測(cè)圖中作用 內(nèi)定向時(shí)自動(dòng)將測(cè)標(biāo)移到框標(biāo)附近，相對(duì)定向時(shí)自動(dòng)將測(cè)標(biāo)移到標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)垃上，在絕對(duì)定向中自動(dòng)將測(cè)標(biāo)移到控制點(diǎn)附近(在量測(cè)了兩個(gè)點(diǎn)之后)。 在線空中三角測(cè)量和數(shù)字測(cè)圖中，自動(dòng)將測(cè)標(biāo)移到需量測(cè)的點(diǎn)位上. 在斷面量測(cè)和沿格網(wǎng)采集DFM時(shí)，控制測(cè)標(biāo)自動(dòng)沿規(guī)定的方向，按規(guī)定的步長(zhǎng)移動(dòng)，作業(yè)員僅需用一個(gè)動(dòng)作使測(cè)標(biāo)切在模型表面，從而加快采集速度。 自動(dòng)對(duì)已采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行地形分析，并自動(dòng)將測(cè)標(biāo)移到需加測(cè)的位置上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漸進(jìn)采樣. 在新的立體模型上自動(dòng)將測(cè)標(biāo)移到上面的模型所量測(cè)地物的終點(diǎn)上，以保證完整的連接和正確的接邊。28.什么是數(shù)字影像？如何獲取數(shù)字影像？答

29、：將透明正片(或負(fù)片)放在影像數(shù)字化器上，把像片上像點(diǎn)的灰度值用數(shù)字形式記錄下來，此過程形成的影像稱為數(shù)字影像。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)攝取的像片通過影像數(shù)字化過程獲得。29. 影像相關(guān)的目的是什么? 基于灰度的影像相關(guān)有哪些方法?試以一種方法為例，詳述影像相關(guān)的全過程。答：對(duì)于全數(shù)字化攝影測(cè)量，影像相關(guān)的目的是在沒有人眼的立體觀測(cè)的情況下，從左、右數(shù)字影像中尋找同名像點(diǎn)?；诨叶鹊挠跋裣嚓P(guān)有相關(guān)系數(shù)法、協(xié)方差法、高精度最小二乘相關(guān)以及以這些方法為基礎(chǔ)加上各種約束條件構(gòu)成的方法，如帶核線約束的相關(guān)系數(shù)法、顧及共線條件的高精度最小二乘相關(guān)法、多點(diǎn)

30、乃至多片最小二乘相關(guān)方法及同時(shí)采用幾種相似性量度作為判據(jù)的多重信息多重判據(jù)方法，等等。.30.什么是影像相關(guān)？它與影像匹配存在著什么樣的關(guān)系？簡(jiǎn)述影像相關(guān)的基本原理。答：通過取出以待定點(diǎn)為中心的左影像的小區(qū)域的影像信號(hào)與右影像上相應(yīng)區(qū)域的影像信號(hào)，計(jì)算它們的相關(guān)函數(shù)，相關(guān)函數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的右影像區(qū)域的中心即為待定點(diǎn)的同名點(diǎn)，這種求解同名點(diǎn)的過程就叫影像相關(guān)。影像相關(guān)只是影像匹配的一個(gè)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(diǎn)為中心的目標(biāo)區(qū)，其大小為m*n,粗略估計(jì)其同名點(diǎn)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(k&

31、gt;m,l>n),依次取搜索區(qū)中與目標(biāo)區(qū)大小相同的窗口，并計(jì)算其與目標(biāo)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(duì)應(yīng)的搜索區(qū)中所取區(qū)域的中心為待定點(diǎn)的同名點(diǎn)，這就是影像相關(guān)的基本原理。31. 說明金字塔影像的概念及其建立的必要性和重要性。答：對(duì)二維影像進(jìn)行低通濾波，并逐漸增大采樣間隔，形成的影像像素?cái)?shù)依次減少的影像序列，即為金字塔影像。它采用由粗到精的策略，即先利用低頻信息進(jìn)行粗相關(guān)，概略找出同名點(diǎn)的位置，然后利用高頻信息進(jìn)行精相關(guān)找到同名點(diǎn)。其必要性與重要性：由于根據(jù)相關(guān)函數(shù)譜分析，相關(guān)函數(shù)越陡峭，則高頻信息越豐富，相關(guān)精度也越高，但拉入范圍(即可靠性)?。?/p>

32、而相關(guān)函數(shù)越平緩，低頻信息越豐富，相關(guān)精度也低，但拉入范圍大，可靠性高。鑒于這種問題，通過金字塔影像的建立，應(yīng)用由粗到精的策略，這樣既可以保證相關(guān)結(jié)果的精度，還能保證其可靠性，因此金字塔影像的建立非常重要。32.數(shù)字高程模型與數(shù)字地面模型有何區(qū)別和聯(lián)系？并說明DEM的幾種常用的表示形式及特點(diǎn)。答：數(shù)字地面模型實(shí)質(zhì)是某區(qū)域D上的m維向量，向量中包含了地形(X,Y,Z)、資源、環(huán)境、土地利用、人口等信息的定性或定量描述；而數(shù)字高程模型只是其地形分量(X,Y,Z),因此數(shù)字地面模型包含數(shù)字高程模型(DEM)。DEM常用的表現(xiàn)形式有：規(guī)則矩形格網(wǎng)(Grid)、不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)、Grid-TIN混

33、合結(jié)構(gòu)。規(guī)則矩形格網(wǎng)：存儲(chǔ)量小，計(jì)算方便，但不能很好地體現(xiàn)地形特征及細(xì)節(jié)；TIN:存儲(chǔ)量大，計(jì)算與檢索復(fù)雜，但能較好地顧及斷裂線、山脊等地貌特征；Grid-TIN混合結(jié)構(gòu)：綜合了規(guī)則矩形網(wǎng)和TIN的優(yōu)點(diǎn)。33.數(shù)字正射影像質(zhì)量的好壞與何因素有關(guān)？答：數(shù)字正射影像的質(zhì)量與四個(gè)因素有關(guān)： 數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取精度 數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量 數(shù)據(jù)點(diǎn)分布位置 格網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)插精度34.為什么要進(jìn)行核線相關(guān)？如何獲取同名核線？答：由于基本的影像相關(guān)方法。無論是目標(biāo)區(qū)，還是搜索區(qū)，都是一個(gè)二維的影像窗口，在這樣的二維影像窗口里進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，其計(jì)算量是相當(dāng)大的，而由核線的幾何關(guān)系確定了同名點(diǎn)必然位于同名核線上。這樣利用核線的概念就能將沿

34、著x,y方向搜索同名點(diǎn)的二維相關(guān)問題，改成為沿同名核線的一維相關(guān)問題，從而大大地減少相關(guān)的計(jì)算工作,因此要進(jìn)行核線相關(guān)。通過攝影基線所作的任意一個(gè)與像片面相交的平面，與像片對(duì)相交，就會(huì)在左右像片上獲得一對(duì)同名核線35.基于特征的影像匹配有什么特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)?答：基于特征提取算子提取影像中的特征(點(diǎn)、線、面)；然后對(duì)提取的特征進(jìn)行參數(shù)描述;最后以特征的參數(shù)值為依據(jù)進(jìn)行同名特征的搜索，繼而獲得同名像點(diǎn)。對(duì)于信息缺乏區(qū)域，或相關(guān)影像之間存在著較大比例尺區(qū)域或扭曲的區(qū)域很適合；同時(shí)顧及圖像的總體結(jié)構(gòu)36. 數(shù)字微分糾正有哪兩種方案？分別進(jìn)行說明。答：數(shù)字微分糾正是根據(jù)已知參數(shù)及數(shù)字高程模型，利用構(gòu)像方程式

35、或一定的數(shù)學(xué)模型由控制點(diǎn)解算，從原始非正射投影的數(shù)字影像獲得正射影像，對(duì)影像很小的區(qū)域逐一進(jìn)行數(shù)字糾正的過程為數(shù)字微分糾正。 數(shù)字微分糾正包括直接法數(shù)字微分糾正和間接法數(shù)字微分糾正直接法數(shù)字微分糾正 從原始影像出發(fā)，按行列的順序依次對(duì)每個(gè)原始像元素點(diǎn)位求其在輸出影像(糾正影像)中的正確位置： 式中，為原始影像上像元素坐標(biāo)，為糾正影像上相應(yīng)像元坐標(biāo)，、為直接糾正變換函數(shù)。間接法數(shù)字微分糾正 從空白的糾正影像出發(fā)，按行列的順序依次以每個(gè)像素點(diǎn)位反求其在原始影像中的位置： 式中，為間接糾正變換函數(shù)。37.獲取建立數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)點(diǎn)有哪些方法?答:數(shù)據(jù)點(diǎn)是建立數(shù)字高程模型的控制基礎(chǔ)，模擬地表面的數(shù)學(xué)

36、模型函數(shù)關(guān)系式的待定參數(shù)就是根據(jù)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)納已知信息(X、Y、Z)來確定的。獲取這些參考數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法很多，主要有以下幾種方式:野外實(shí)測(cè)獲取 利用自動(dòng)記錄的測(cè)距經(jīng)緯儀(常稱為速測(cè)經(jīng)緯儀或全站經(jīng)緯儀)在野外實(shí)測(cè)，以獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)值。該儀器配有微處理器，可自動(dòng)記錄和顯示觀測(cè)數(shù)據(jù)(角度、距離等)，并進(jìn)行大氣折光差、地球曲率半徑的改正，計(jì)算出高差、高程和平面直角坐標(biāo)以及地物特性，爾后將這些數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄在盒式磁帶上。從現(xiàn)有的地圖上獲取高程數(shù)據(jù)與地物 這是對(duì)地圖上的高程信息(如等高線、注記點(diǎn)、地性線)進(jìn)行數(shù)字化的方法。常用的地圖數(shù)字化器有以下三種類型：手扶跟蹤數(shù)字化器、掃描數(shù)字化器和半自動(dòng)跟蹤數(shù)字化器。攝影

37、測(cè)量方法 這是當(dāng)前生產(chǎn)中普遍采用的獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)的一種方法，它可以用解析側(cè)圖儀、自動(dòng)化測(cè)圖系統(tǒng)或附有自動(dòng)記錄裝置的立體測(cè)圖儀(或立體坐標(biāo)量測(cè)儀)獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)。其方式可以是對(duì)立體模型進(jìn)行斷面掃描,記錄斷面上等間隔點(diǎn)的Z坐標(biāo)，或在測(cè)繪等高線過程中，記錄等高線上各點(diǎn)的X,Y坐標(biāo)。38.如何由數(shù)字高程模型繪制等高線?答：主要包括以下兩個(gè)步驟:利用DEM的矩形或方形格網(wǎng)點(diǎn)的高程，內(nèi)插出格網(wǎng)邊上的等高線點(diǎn)的位置，并將這些等高線點(diǎn)按順序排列；利用這些順序排列的等高線點(diǎn)的平面坐標(biāo)x、y進(jìn)行插補(bǔ)，即進(jìn)一步加密等高線點(diǎn)，并繪制成光滑的曲線，這些工作都是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)和由它控制的繪圖桌上進(jìn)行的。 內(nèi)插格網(wǎng)邊上的等高線點(diǎn)與排列的方法有按每條等高線走向順序插點(diǎn)即按逐條等高線的走向進(jìn)行搜索邊插點(diǎn)的方法,“內(nèi)插”等高線點(diǎn)及其“排列”是同時(shí)完成的.另一種方法是整體算求各等高線上的點(diǎn)并分別排列存貯。這種方法是按數(shù)字高程模型格網(wǎng)邊的順序搜索內(nèi)插計(jì)算