攝影測(cè)量與遙感考試要點(diǎn)

1、第1章 緒論1. 攝影測(cè)量的三個(gè)階段：模擬、解析、數(shù)字。2. 攝影測(cè)量的主要特點(diǎn)： 無(wú)需接觸被攝物體本事獲得其信息； 有二維影像重建三維目標(biāo)； 面采集數(shù)據(jù)形式； 同時(shí)提取物體的幾何與物理特征。3. 攝影測(cè)量按用途可分為：地形和非地形測(cè)量。4. 傳統(tǒng)的攝影測(cè)量與數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的區(qū)別：傳統(tǒng)的攝影測(cè)量是利用光學(xué)攝影機(jī)提取像片，通過(guò)像片來(lái)研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置和相互關(guān)系的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是利用所采集的數(shù)字化影像，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種數(shù)值、圖形和影像處理，研究目標(biāo)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。區(qū)別點(diǎn)原始資料投影方式操作方式產(chǎn)品傳統(tǒng)光學(xué)像片物理投影人工操作模

2、擬產(chǎn)品數(shù)字?jǐn)?shù)字化影像數(shù)字投影自動(dòng)化+人工干預(yù)數(shù)字產(chǎn)品第2章 影像獲取1. 框標(biāo)的作用：建立像片的直角框標(biāo)坐標(biāo)系。2. 攝影機(jī)主距（f)： 航空攝影機(jī)物鏡中心至底片面的距離是固定值，稱(chēng)為攝影機(jī)主距。它與物鏡焦距基本一致，因物鏡畸變等因素而有少許差異。3. 常用的遙感數(shù)據(jù)有：美國(guó)陸地衛(wèi)星（Landsat）TM和MSS遙感數(shù)據(jù)，法國(guó)SPOT衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。4. 量測(cè)型相機(jī)與非量測(cè)型相機(jī)的區(qū)別：是否有框標(biāo)。第3章 攝影測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)1. 絕對(duì)航高：攝影瞬間攝影機(jī)物鏡中心相對(duì)于平均海水面的航高。2. 相對(duì)航高：攝影瞬間攝影機(jī)物鏡中心相對(duì)于其他某一基準(zhǔn)面或某一點(diǎn)的高度。3. 影像方位元素：方位元素：確定攝影時(shí)

3、攝影物鏡（攝影中心S）、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù)。即攝影瞬間攝影中心S、像片在地面設(shè)定的空間坐標(biāo)系中的位置與姿態(tài)。內(nèi)方位元素：攝影物鏡中心S相對(duì)于影像位置關(guān)系的參數(shù)（x0 ,y0 f ）。外方位元素：確定影像或攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù)（Xs, Ys, Zs,， ）。獲取方法：?jiǎn)蜗窨臻g后方交會(huì)求解；GPS測(cè)定（一臺(tái)，Xs, Ys, Zs,三臺(tái)， ）；POS系統(tǒng)測(cè)定，GPS+慣導(dǎo)系統(tǒng)。4. R陣為旋轉(zhuǎn)矩陣，正交矩陣。5. 中心投影構(gòu)象方程式及其應(yīng)用： 應(yīng)用：?jiǎn)蜗窨臻g后方交會(huì)和多像空間前方交會(huì)； 解析空中三角測(cè)量光束法平差中的基本數(shù)學(xué)模型； 攝影測(cè)量中的數(shù)字投影基礎(chǔ)； 航空影

4、像模擬（已知影像內(nèi)外方位元素和物點(diǎn)坐標(biāo)求像點(diǎn)坐標(biāo)）； 利用DEM與共線(xiàn)方程制作數(shù)字正射影像圖； 利用DEM與共線(xiàn)方程進(jìn)行單幅影像測(cè)圖。6攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系： 像平面直角坐標(biāo)系(o x y) 該坐標(biāo)系原點(diǎn)：像主點(diǎn)O （即攝影中心S在像平面上的垂足） 像平面坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向與框標(biāo)坐標(biāo)系相同。是右手坐標(biāo)系。 像空間直角坐標(biāo)系(S-xyz) 為了進(jìn)行像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換，而建立的描述像點(diǎn)在像空間位置的坐標(biāo)系。每張像片的像空間坐標(biāo)系是各自獨(dú)立的。 像空間輔助坐標(biāo)系(S-uvw) 由于各張像片的像空間坐標(biāo)系不統(tǒng)一，給計(jì)算帶來(lái)了困難，為此，需要建立一種相對(duì)統(tǒng)一的坐標(biāo)系，稱(chēng)為像空間輔助坐標(biāo)系。將像空間坐標(biāo)系的

5、Z軸方向轉(zhuǎn)到鉛垂方向或某一豎直方向。 地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系(D-XpYpZp) 由于像空間坐標(biāo)系是右手系，地面測(cè)量坐標(biāo)系是左手系，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(lái)了困難，為此，需要在兩種坐標(biāo)系之間建立一個(gè)過(guò)渡性的坐標(biāo)系，稱(chēng)為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)D為測(cè)區(qū)內(nèi)的某一地面點(diǎn)。 地面測(cè)量坐標(biāo)系(T-XtYtZt) 地面測(cè)量坐標(biāo)為國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)系為高斯-克呂格三度帶或六度帶1980西安坐標(biāo)系，高程坐標(biāo)系為1985黃海高程系。第4章 雙像立體測(cè)圖基礎(chǔ)與立體測(cè)圖1. 雙像立體測(cè)圖: 雙像立體測(cè)圖是指利用一個(gè)立體像對(duì)（即在兩個(gè)位置對(duì)同一景物攝取有一定影像重疊的兩張像片）重建地面

6、立體幾何模型，并對(duì)立體幾何模型進(jìn)行量測(cè)，直接給出符合規(guī)定比例尺的地形圖，獲取地理基礎(chǔ)信息。使用一個(gè)立體像對(duì)構(gòu)建地面立體模型的方法也稱(chēng)為立體攝影測(cè)量。2.人造立體觀察的條件： 立體像對(duì)：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)； 分像條件：每只眼睛必須只能觀察像對(duì)的一張像片； 兩像片上相同景物（同名像點(diǎn)）的連線(xiàn)與眼基線(xiàn)應(yīng)大致平行； 兩像片的比例尺應(yīng)相近（差別15）。3. 主核面：是指同多像主點(diǎn)的核面。4. 左右視差P：同名投影點(diǎn)在儀器X方向上的偏差稱(chēng)為左右視差。5. 上下視差Q：同名投影點(diǎn)在儀器Y方向上的偏差稱(chēng)為上下視差。6. 完成相對(duì)定向的唯一標(biāo)準(zhǔn)：兩像片上同名投影光線(xiàn)對(duì)對(duì)相交。7

7、. 內(nèi)定向：恢復(fù)像片對(duì)的內(nèi)方位元素。8. 相對(duì)定向：確定一個(gè)立體像對(duì)兩像片的像對(duì)位置。 相對(duì)定向元素：確定兩像片相對(duì)位置關(guān)系的元素。9. 絕對(duì)定向：是借助已知的控制點(diǎn)對(duì)幾何模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)與縮放，使其成為地面模型，納入到地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中（D-XYZ）。10. 絕對(duì)定向公式： 第5章 攝影測(cè)量解析基礎(chǔ)1.單像空間后方交會(huì)：利用影像覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的地面控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)和相應(yīng)的影像坐標(biāo)，根據(jù)共線(xiàn)條件方程反求出影像的外方位元素。這種方法稱(chēng)為單幅影像的空間后方交會(huì)。目的：獲取外方位元素?；舅枷耄阂詥畏跋駷榛A(chǔ)，從該影像所覆蓋地面范圍內(nèi)若干地面控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)和相應(yīng)點(diǎn)的像坐標(biāo)量測(cè)值出發(fā)，根據(jù)

8、共線(xiàn)條件方程，解求該影像在航空攝影時(shí)的外方位元素Xs, Ys, Zs,，。2.空間后方交會(huì)法的詳細(xì)過(guò)程：獲取已知數(shù)據(jù) m, x , y , f , Xt, Yt, Zt；量測(cè)控制點(diǎn)像點(diǎn)坐標(biāo) x,y；確定未知數(shù)初值 Xs, Ys, Zs, j, w, k；計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣R。按（3-9式）；逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)的近似值（x)、(y)。按（5-1式）；逐點(diǎn)計(jì)算誤差方程式（5-3式）的系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)，組成誤差方程式。系數(shù)計(jì)算按(5-4式)（5-8式）和（5-9b式）；計(jì)算法方程的系數(shù)矩陣ATA與常數(shù)項(xiàng)ATL,組成法方程ATAX= ATL；解求外方位元素。按5-6式 X=(ATA)-1 ATL，并與相應(yīng)的近似值

9、求和，得到外方位元素新的近似值；檢查迭代計(jì)算是否收斂。3.解析法絕對(duì)定向：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)，解求七個(gè)絕對(duì)定向元素。 目的：將相對(duì)定向后求出的模型點(diǎn)在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變換為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)。4.立體像對(duì)雙像前方交會(huì)：由立體像對(duì)中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和同名像點(diǎn)的影像坐標(biāo)量測(cè)值來(lái)確定該點(diǎn)在物方空間坐標(biāo)系中坐標(biāo)的方法。5.什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：根據(jù)共線(xiàn)方程利用一直控制點(diǎn)與其影像對(duì)應(yīng)點(diǎn)，反求該像片的外方位元素Xs,Ys,Zs, ，k的方法稱(chēng)為單像空間后方位交會(huì)。觀測(cè)值為：從攝影資

10、料查找像片的比例1/m，平均航高，內(nèi)方位元素x0,y0,f。從外業(yè)測(cè)量成果中，獲取控制點(diǎn)的地面測(cè)量坐標(biāo)，Xt,Yt,Zt。并轉(zhuǎn)換為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)X,Y,Z。6.雙像解析攝影測(cè)量有哪三種解析方法？各有什么特點(diǎn)？ 后交-前交解法，該方法前交的結(jié)果依賴(lài)于空間后方交會(huì)的精度，前交過(guò)程中沒(méi)有充分利用多余條件平差計(jì)算；常在已知像片的外方元素，需確定少量待定坐標(biāo)時(shí)采用。 相對(duì)定向-絕對(duì)定向解法，該方法計(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)果不能?chē)?yán)格表述一副影像的外方元素，多在航帶法解析空三測(cè)量中用。 光束法，該方法理論嚴(yán)密，要求精度最高，帶頂點(diǎn)坐標(biāo)是按最小二乘準(zhǔn)則解的

11、，在光束法解析空三測(cè)量中用。第6章 解析空中三角測(cè)量1、 解析空中三角測(cè)量： 采用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)公式，按最小二乘法原理，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的空中三角測(cè)量。2、 解析空三的平差模型： 1.航帶法區(qū)域網(wǎng)平差； 2.獨(dú)立模型法區(qū)域平差； 3.光束法區(qū)域網(wǎng)平差。3、 航帶網(wǎng)法空中三角測(cè)量基本思想： 把許多立體像對(duì)構(gòu)成的單個(gè)模型連結(jié)成一個(gè)航帶模型，將航帶模型視為單元模型進(jìn)行解析處理，通過(guò)消除航帶模型中累積的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測(cè)圖坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)4、 獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量基本思想： 獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量的基本思想是：把一個(gè)單元模型視為剛體，利用各單元模型彼此間的公共點(diǎn)連

12、成一個(gè)區(qū)域，在連接過(guò)程中，每個(gè)單元模型只能作平移、縮放、旋轉(zhuǎn)（因?yàn)樗鼈兪莿傮w即單元內(nèi)不加任何改正的獨(dú)立模型），這樣的要求只有通過(guò)單元模型的空間相似變換來(lái)完成。在變換中要使模型間公共點(diǎn)的坐標(biāo)盡可能一致，控制點(diǎn)的攝測(cè)坐標(biāo)應(yīng)與其地面攝測(cè)坐標(biāo)盡可能一致，同時(shí)誤差的平方和為最小，在滿(mǎn)足這些條件下，根據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對(duì)全區(qū)域網(wǎng)實(shí)施整體平差，解求每個(gè)模型的七個(gè)絕對(duì)定向參數(shù)，從而求出所有待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)。五、光束法空中三角測(cè)量的基本思想：以一張像片組成的一束光線(xiàn)作為一個(gè)平差單元，以中心投影的共線(xiàn)方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過(guò)各光線(xiàn)束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線(xiàn)實(shí)現(xiàn)最佳交會(huì)，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點(diǎn)

13、坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)及像片的外方位元素。6、 GPS輔助空中三角測(cè)量： GPS輔助三角測(cè)量就是利用機(jī)載GPS接收機(jī)與地面基準(zhǔn)站的GPS接收機(jī)同時(shí)、快速、連續(xù)的記錄相同的GPS衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)相對(duì)定位技術(shù)的離線(xiàn)數(shù)據(jù)處理后獲得航攝飛行中攝站點(diǎn)相對(duì)于該地面基準(zhǔn)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，將其作為區(qū)域網(wǎng)平差中的輔助數(shù)據(jù)用于區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差，從而可大量節(jié)省甚至省去地面控制點(diǎn)。第7章 數(shù)字地面模型及其應(yīng)用1、 數(shù)字地面模型： 數(shù)字地面模型就是一個(gè)用于表示地面特征的空間分布的數(shù)據(jù)陣列。最常用的是用一系列地面店的平面坐標(biāo)X、Y及該點(diǎn)的地面高程Z或?qū)傩越M成的數(shù)據(jù)陣列。2、 數(shù)字高程模型： 數(shù)字高程模型DEM或 DH

14、M是表示區(qū)域D上地形的三維向量有限序列Vi=（Xi，Yi，Zi），i=1，2，n其中（Xi，Yi）D是平面坐標(biāo)，Zi是（Xi，Yi）對(duì)應(yīng)的高程。3、 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內(nèi)插方法： DEM的數(shù)據(jù)內(nèi)插就是根據(jù)參考點(diǎn)（已知點(diǎn)）上的高程求出其他待定點(diǎn)上的高程。 1.移動(dòng)曲面擬合法； 2.線(xiàn)性?xún)?nèi)插； 3.雙線(xiàn)性多項(xiàng)式內(nèi)插法。第8章 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ)一、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量： 利用數(shù)字灰度信號(hào)，采用數(shù)字相關(guān)技術(shù)量測(cè)同名像點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)解析計(jì)算，進(jìn)行內(nèi)定向、相對(duì)定向和絕對(duì)定向，建立數(shù)字立體模型，從而生成數(shù)字高程模型，繪制等高線(xiàn)，制作正射影像圖以及為地理信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)信息等，這就是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量。2、 數(shù)字影像及

15、其獲取方法： 定義：數(shù)字圖像是指由被稱(chēng)作像素的小塊區(qū)域組成的二維矩陣。 獲取方法： 1.直接獲?。簲?shù)碼相機(jī)； 2.光學(xué)影像數(shù)字化：圖像數(shù)字器。3、 數(shù)字影像重采樣： 當(dāng)欲知不位于矩陣（采樣）點(diǎn)上的原始函數(shù)g(x,y)的數(shù)值時(shí)就需進(jìn)行內(nèi)插，稱(chēng)為重采樣。4、 影像相關(guān)： 在最初的影像匹配中采用的相關(guān)技術(shù)，稱(chēng)為影像相關(guān)。常見(jiàn)的影像相關(guān)有：光學(xué)相關(guān)、電子相關(guān)、數(shù)字相關(guān)（利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)代替人工觀測(cè)尋找同名像點(diǎn)的過(guò)程。 相關(guān)原理：影像相關(guān)是利用互相關(guān)函數(shù)，評(píng)價(jià)兩塊影像的相似性以確定同名像點(diǎn) 。5、 基于灰度的數(shù)字影像相關(guān)方法： 1.相關(guān)系數(shù)法； 2.協(xié)方差法； 3.最小二乘影像相關(guān)。6、 核線(xiàn)相關(guān)沿核線(xiàn)尋找同名像點(diǎn)，即核線(xiàn)相關(guān)。因?yàn)樵诙S影像窗口里進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，計(jì)算量相當(dāng)?shù)拇蟆６嗣鎯上衿娴慕痪€(xiàn)為同名核線(xiàn)，同名像點(diǎn)必定在同名核線(xiàn)上。這樣就可以將二維相關(guān)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一維相關(guān)問(wèn)題，從而大大減少了計(jì)算工作量。第9章 像片糾正與正射影像圖 像片糾正的概念： 根據(jù)參數(shù)與數(shù)字地面模型，利用相應(yīng)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型用控制點(diǎn)解算，從原始非正射投影的影像獲取正射影像，這些作業(yè)過(guò)程稱(chēng)為像片糾正。第10章 攝影測(cè)量的外野工作一、外業(yè)工作任務(wù)： 1