(完整版)攝影測(cè)量作業(yè)部分答案

1、1. 什么是攝影測(cè)量學(xué)，攝影測(cè)量發(fā)展的三個(gè)階段攝影測(cè)量學(xué)是對(duì)研究的物體進(jìn)行攝影，測(cè)量和解譯所獲得的影像，獲取被攝物體的幾何信息和物理信息的一門(mén)科學(xué)。三個(gè)階段：模擬、解析、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量。2. 根據(jù)成圖的需要，規(guī)定了攝影比例尺后，如何選擇航空攝影機(jī)與航攝高度？答：采用特寬角航攝機(jī)，航高值就小，采用常角或窄角航攝機(jī)，航高值就大。（航高的大小將決定飛機(jī)實(shí)際升限和最小安全高度的限制，另外，測(cè)圖的高程測(cè)定精度與航高有關(guān)（高程中誤差與航高成正比）大比例尺單像測(cè)圖，應(yīng)選用常角或窄角航攝機(jī)，小比例尺立體測(cè)圖應(yīng)選用特寬角航攝機(jī)。3. 什么是航攝像片的內(nèi)外方位元素，各有何作用？答：內(nèi)方位元素包括三個(gè)參數(shù)，即攝影中心

2、S到像片的垂距（主距f及像主點(diǎn)o在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)OO,yx，用其來(lái)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(wèn)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)。4. 攝影測(cè)量中常用的坐標(biāo)系有哪些，各有何作用？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，xy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)

3、來(lái)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S為坐標(biāo)原點(diǎn)，xy,軸與像平面坐標(biāo)系的xy軸平行，z軸與主光軸重合，形成像空間右手直角坐標(biāo)系s-xyz像空間輔助坐標(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(lái)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s-XYZ表示。此坐標(biāo)系的原點(diǎn)仍選在攝影中心S坐標(biāo)軸系的選擇視需要而定。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XYZS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

4、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(guó)家測(cè)圖所采用的高斯克呂格3帶或6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。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，這給由攝影測(cè)量坐標(biāo)到地面測(cè)量坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換帶來(lái)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(guò)渡性的坐標(biāo)系，稱為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)的其一地面點(diǎn)上。5. 攝影測(cè)量中，為什么常要把像空間坐標(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？答：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(lái)困難

5、。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7.什么叫共線方程，它在攝影測(cè)量中有何應(yīng)用答：共線方程是：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。主要應(yīng)用如下：（1）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。9.什么叫像點(diǎn)位移，簡(jiǎn)述引起像點(diǎn)位移的因素答：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的差異。這種差異反映為一個(gè)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)或斜像片上構(gòu)成的點(diǎn)位不同，

6、這種點(diǎn)位的差異稱為像點(diǎn)位移。因素：像片傾斜、地形起伏、攝影物鏡的畸變差、大氣折光、地球曲率等10.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)k3®dxsdysdzs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

7、計(jì)算。11.求解地面三維坐標(biāo)為什么要用到立體像對(duì)應(yīng)為已知像點(diǎn)坐標(biāo)及相片內(nèi)外方位元素，還不能計(jì)算地面店的三維坐標(biāo)，只有同時(shí)知道地面店的高程時(shí)，才能確定地面店的平面位置，因此在攝影測(cè)量處理中，要用立體相對(duì)來(lái)街球地面三維坐標(biāo)12.什么叫人造立體視覺(jué)，觀察立體有哪三個(gè)基本條件答：人造立體視覺(jué)是：空間景物在感光材料上的構(gòu)像，再用人眼觀察構(gòu)像的像片產(chǎn)生生理視差，重建空間景物的立體視覺(jué)，所看到的景物稱為立體影像，產(chǎn)生的立體視覺(jué)稱為人造立體視覺(jué)。觀察立體的三個(gè)基本條件是：1：兩張相片必須是在兩個(gè)不同位置對(duì)同一景物攝取的立體像對(duì)。2：兩只眼睛必須只能觀察像對(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

8、基線應(yīng)大致平行。13.在立體坐標(biāo)量測(cè)儀上如何量測(cè)像點(diǎn)坐標(biāo)1相片歸心，使像平面上坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)與坐標(biāo)儀遠(yuǎn)點(diǎn)重合。2相片定向，使像平面坐標(biāo)系的軸系與坐標(biāo)儀軸系重合。3測(cè)定儀器零位置，將左右側(cè)表分別對(duì)準(zhǔn)像平面上坐標(biāo)系原點(diǎn)讀取x,y,p,q,值。4立體量測(cè)左像片像點(diǎn)坐標(biāo)：X1=X-X0,y1=Y-Y0,右像片像點(diǎn)坐標(biāo)：X2=X1-(P-P0),y2=y1-(Q-Q0)a.動(dòng)x,y手輪使測(cè)標(biāo)對(duì)準(zhǔn)a1.b動(dòng)p,q手輪使測(cè)標(biāo)對(duì)準(zhǔn)a2.C立體觀察下，動(dòng)x,y,p,q手輪使測(cè)標(biāo)立體切準(zhǔn)模型點(diǎn)A，d.記錄讀數(shù)x,y,p,q.14. 雙像解析攝影測(cè)量測(cè)求地面點(diǎn)三維坐標(biāo)的方法有哪三種用解析的方法處理立體像對(duì)，常用的方法有

9、三種：利用像片的空間后方交會(huì)與前方交會(huì)來(lái)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(guò)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(lái)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. 立體像對(duì)前方交會(huì)的目的是什么應(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

10、，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. 簡(jiǎn)述空間后交-前交計(jì)算地面點(diǎn)三維坐標(biāo)的基本過(guò)程(1)野外像片控制測(cè)量在野外判讀出四個(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(shuō)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)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)，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

11、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有哪5個(gè)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(guò)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

12、片的相對(duì)方位元素。選定像空間輔助坐標(biāo)系s-xlylzl，使得左像片在1111ZYXS-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ks申bzby2. 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X軸，以左攝影中心si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XZ平面，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系s-xiyizi單獨(dú)像對(duì)相對(duì)定向元素為k2322k1申121. 解析法絕對(duì)定向的目的是什么，定向元素有哪些，如何解求絕對(duì)定向元素，解求中至少需要幾個(gè)地面控制點(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)KQ&M0入。7個(gè)未知數(shù)

13、至少需列7個(gè)方程，若將已知平面坐標(biāo)(tpXtpY)和高程tpZ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。18. 相對(duì)定向要不要外業(yè)控制點(diǎn)，為什么答：不要，用于描敘倆張像片相對(duì)位置個(gè)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(guò)程，稱為解析法相對(duì)定向，猶豫不涉及相片的絕對(duì)位置，只需要相對(duì)內(nèi)在的集合關(guān)系來(lái)進(jìn)行。19. 簡(jiǎn)述連續(xù)法相對(duì)定向計(jì)算的基本過(guò)程答：1原始數(shù)據(jù)2確定相對(duì)方位元素的初始值3計(jì)算右片的旋轉(zhuǎn)

14、矩陣4計(jì)算坐標(biāo)5組誤差方程6解法方程7計(jì)算相對(duì)方位元素的值22. 為什么要進(jìn)行核線相關(guān)，如何獲取同名核線由于基本的影像相關(guān)方法。無(wú)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著x,y方向搜索同名點(diǎn)的二維相關(guān)問(wèn)題，改成為沿同名核線的一維相關(guān)問(wèn)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(guò)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23. 什么是基于特征的影像匹配？基于特征提取算子提取影像中的特征(點(diǎn)、線、面

15、)；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)。24.等高線自動(dòng)繪制的步驟主要包括以下兩個(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)

16、及其“排列”是時(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)算出全部等高線穿越格網(wǎng)邊交點(diǎn)的坐標(biāo)(X,Y)然后按等高線的順序?qū)儆诿恳粭l等高線的點(diǎn)找出來(lái)，并按等高線走向?qū)⑺鼈兊捻樞蚺帕?并存貯在磁帶或磁盤(pán)上,以上得出一系列排列的離散的等高線點(diǎn)為了獲得一條光滑的等高線,在這些離散的等高線之間還必須插補(bǔ)一些點(diǎn),使相鄰兩點(diǎn)之間的距離與繪圖儀步距相適應(yīng)。25什么是4d產(chǎn)品DOM（數(shù)字正射影像圖）利用航空相片、遙感影像，經(jīng)象元糾正，按圖幅范圍裁切生成的影像數(shù)據(jù)。它的信息豐富直觀，具有良好的可判讀性和可量測(cè)性，從中可直接提取自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息。DEM（數(shù)字高程模型）數(shù)字高程模型是以高程表達(dá)地面起伏形態(tài)的數(shù)字集合。