東華理工大學攝影測量考試重點

PAGE1-09級攝影測量學考點像片比例尺：把攝影像片當作水平像片，地面取平均高程，航攝像片上的線段為l的影像與地面上相應(yīng)線段的水平距離L的比值．攝影航高：當取攝區(qū)內(nèi)的平均高程作為攝影基準面時，攝影瞬間攝影機物鏡中心至該面的距離。絕對航高：攝影瞬間攝影機物鏡中心相對于平均海平面的航高。相對航高：攝影瞬間攝影機物鏡中心相對于某一基準面或某一點的高度．攝影基線：航線方向相鄰兩個攝影站點間的空間距離．常用B表示航向重疊：同一航線內(nèi)相鄰像片之間的影像重疊．航線重疊一般要求P%=60%~65%，最小不得小于53%旁向重疊：兩相鄰航帶像片之間的影像重疊．旁向重疊要求q%=30%~40%，最小不得小于15%像片傾角：在攝影瞬間攝影機軸發(fā)生傾斜，攝影機軸與鉛垂線方向的夾角．一般要求傾角不大于2度，最大不超過3度。航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線。像片旋角：相鄰像片的主點連線與像幅沿航線方向兩框標連線間的夾角，用k表示。一般要求k不超過6度，最大不超過8度。像片解析：利用數(shù)學分析的方法，研究被攝影物在航片上的成像規(guī)律（像片上得攝影與所攝影物之間的數(shù)學關(guān)系）從而建立起像點與物點得坐標關(guān)系像片的方位元素：確定攝影瞬間攝影物鏡與像片在地面設(shè)定的空間坐標系中的位置與姿態(tài)的參數(shù)．像片的內(nèi)方位元素：描述攝影中心與像片之間相互位置的參數(shù)．包括三個參數(shù)，即攝影中心S到像片的垂距f及像點在框標坐標系中的坐標x。，y。像片的外方位元素：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)參數(shù)像點位移：由于在實際航空攝影時，在中心投影的情況下，當航攝的飛機姿態(tài)出現(xiàn)較大傾斜或地面有起伏時，會導(dǎo)致地面點在航攝像片上的構(gòu)象相對于理想情況下的構(gòu)象所產(chǎn)生的位置差異．內(nèi)定向：建立影像掃描坐標與像點坐標的轉(zhuǎn)換關(guān)系，求取轉(zhuǎn)換參數(shù)。相對定向：通過量取模型的同名像點，解算兩相鄰影像的相對位置關(guān)系絕對定向：通過量取地面控制點對應(yīng)的像點坐標解算模型的外方位元素，將模型納入大地坐標。核線影像：在一個立體模型中，地面任意一點與兩攝站中心構(gòu)成平面（核面）與左右影像面的交線稱左右核面。沿核線方向?qū)υ加跋裰匦虏杉挠跋穹Q核線影像。由此可見，位于同名核線上得像點不存在投影差。相對定向元素：確定一個立體像對兩像片的相對位置的元素．絕對定向元素：描述立體相對在攝影瞬間的絕對位置和姿態(tài)的參數(shù)．單像空間后方交會：利用至少三個已知地面控制點的坐標，與其影像上對應(yīng)三個像點的影像坐標，根據(jù)共線方程，反求該像片的外方位元素．空間前方交會：由立體像對中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和像點坐標來確定相應(yīng)地面點的地面坐標．解析空中三角測量：利用計算的方法，根據(jù)少量的地面控制點，按一定的數(shù)學模型，平差結(jié)算出待定點（或加密點）得平面位置和高程及每張像片的外方位元素的測量方法。數(shù)字地面模型：地表形態(tài)多種信息的數(shù)字表示數(shù)字攝影測量：基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機技術(shù)數(shù)字影像處理影像匹配模式識別等多學科的理論與方法提取所攝對象用數(shù)字表達的幾何與物理信息的攝影測量的分支學科。數(shù)字影像內(nèi)定向：是用于確定像片的掃描坐標系與像片坐標系之間的關(guān)系即數(shù)字攝影可能存在的變形像片糾正：消除因像片傾斜產(chǎn)生的像點位移，限制或消除因地面起伏產(chǎn)生的投影差，同時歸化影像比例尺的工作。數(shù)字微分糾正：根據(jù)已知影像的內(nèi)定向參數(shù)和外方位元素及數(shù)字高程模型，按一定的數(shù)學模型從原始非正射投影的數(shù)學影像獲取正射影像像片調(diào)繪：經(jīng)實地調(diào)查用規(guī)定符號繪出必要的地物、地貌并標記相關(guān)名稱的像片雙像解析攝影測量：按照立體像對與被攝物體的幾何關(guān)系，以數(shù)學計算的方式，通過計算機解求被攝物體的三維空間坐標．影像的灰度：光學密度，D=lgO．數(shù)字影像的重采樣：當欲知不位于矩陣點上的原始函數(shù)g(x,y)的數(shù)值時就需進航內(nèi)插，此時稱為重采樣．影像匹配：利用互相關(guān)函數(shù)，評價兩塊影響的相似性以確定同名點．核線相關(guān)：沿核線尋找同名像點．數(shù)字正射影像圖：（DigitalOrthophotoMap）DOM

是以航攝像片或遙感影像（單色/彩色）為基礎(chǔ)，經(jīng)掃描處理并經(jīng)逐像元進航輻射改正、微分糾正和鑲嵌，按地形圖范圍裁剪成的影像數(shù)據(jù)，并將地形要素的信息以符號、線畫、注記、公里格網(wǎng)、圖廓（內(nèi)/外）整飾等形式填加到該影像平面上，形成以柵格數(shù)據(jù)形式存儲的影像數(shù)據(jù)庫．立體像對：攝影測量中，用攝影機在兩攝站點對同一景物攝得的有一定重疊度的兩張像片．立體正射影像對：為了從立體觀測中獲得只管立體感，為正射影像制作出一副立體匹配片，正射影像和相應(yīng)的立體匹配片共同稱為立體正射影像對．數(shù)字相關(guān)：根據(jù)數(shù)字影像的灰度特性，利用計算機進航數(shù)值計算完成影像相關(guān)平差條件：利用已知控制點內(nèi)業(yè)加密坐標與外業(yè)實測坐標相等相鄰航帶間公共連接點上的加密坐標應(yīng)該相等平差目的：在全區(qū)域范圍內(nèi)吧航帶網(wǎng)模型坐標視為觀測值用最小二乘法整體解算個航帶網(wǎng)的非線性變形改正系數(shù)最終計算出整個測區(qū)內(nèi)所有加密點的地面測量坐標4D產(chǎn)品是指DEM、DLG、DRG、DOM．攝影測量按用途可分為地形攝影測量、非地形攝影測量．攝影測量學的發(fā)展經(jīng)過了模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字攝影測量三個階段．模擬攝影測量是利用光學/機械投影方法實現(xiàn)攝影過程的反轉(zhuǎn)．解析攝影測量以電子計算機為主要手段，通過對攝影像片的量測和解析計算方法的交會方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測量產(chǎn)品的一門科學．數(shù)字攝影測量是基于攝影測量的基本原理，通過對所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進航處理，自動（半自動）提取被攝對象用數(shù)字方式表達的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品．共線方程表達的是像點、投影中心與地面點之間關(guān)系．立體攝影測量基礎(chǔ)是共面條件方程．攝影是根據(jù)小孔成像原理．航空攝影是安裝在航攝飛機上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進航攝影，飛航航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應(yīng)有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應(yīng)有30%左右的重疊度,航攝機在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面．航攝像片為量測像片，有光學框標和機械框標．地圖是地面的正射投影，像片是地面的中心投影．在像空間坐標系中，像點的z坐標值都為-f．一張像片的外方位元素包括：三個直線元素(Xs、Ys、Zs）：描述攝影中心的空間坐標值；三個角元素(、、)：描述像片的空間姿態(tài)．相對定向的理論基礎(chǔ)、目的、標準是兩像片上同名像點的投影光線對對相交．雙像解析攝影測量的任務(wù)是利用解析計算方法處理立體像對，獲取地面點的三維空間信息．攝影測量中，一個立體像對的同名像點在各自的像平面坐標系的x、y坐標之差，分別稱為左右視差、上下視差．解析法相對定向的理論基礎(chǔ)是同名光線對對相交于核面內(nèi)．解析絕對定向需要量測2個平高和1個高程以上的控制點，一般是在模型四個角布設(shè)四個控制點．解析空中三角測量按數(shù)學模型分為航帶法、獨立模型法、光束法．根據(jù)選擇的插值函數(shù)的不同，常用的影像重采樣方法有最鄰近像元法、雙線性內(nèi)插法、雙三次卷積法．影像灰度的系統(tǒng)變形有兩大類：輻射畸變、幾何畸變．應(yīng)用軟件是解析測量軟件、圖像處理軟件、模式識別軟件的合集像片糾正方法分類：光學機械糾正、光學微分糾正、數(shù)字微分糾正反解法數(shù)字微分糾正四步驟：計算地面點坐標、計算像點坐標、灰度內(nèi)插、灰度賦值1.攝影測量學的概念內(nèi)容及主要任務(wù)是什么？概念：對研究的對象進行攝影，根據(jù)所獲得的構(gòu)像從幾何和物理方面加以分析研究，從而對所攝影對象的本質(zhì)提供各種資料的一門學科。內(nèi)容:獲取被攝物體的影像，研究單張和多張像片影像處理的方法，包括理論設(shè)備和技術(shù)以及將所測的結(jié)果以圖解形式或數(shù)字形式輸出的方法和設(shè)備。主要任務(wù)：測制各種比例尺的地形圖，建立地形數(shù)據(jù)庫，為地理信息系統(tǒng)各種工程應(yīng)用提供基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)2、攝影測量的主要特點是什么？(1)受自然和地理等條件限制少(2)信息豐富逼真(3)獲取資料速度快，能反映物體不同時期動態(tài)變化，有良好的量測精度(4)只要物體能被成像，都可以使用攝影測量的方法和技術(shù)解決某一方面的問題(5)與傳統(tǒng)攝影測量相比，減少外業(yè)工作量，減輕勞動強度，提高經(jīng)濟效益3、航空攝影機也被稱為量測攝影機，它有什么特征？(1)量測攝影機的像距是一個固定的已知值．(2)攝影機的像面框架上有框標標志．(3)量測攝影機的內(nèi)方位元素是已知的．4、連續(xù)像對定向元素計算步驟（1）獲取已知數(shù)據(jù)x0,y0,f(2)確定相對定向元素的初值u=v==w=k=0(3)由相對定向元素計算像點的像空間輔助坐標u1,v1,w1；u1，v2,w2(4)計算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項（5）解法方程，求相對定向元素改正數(shù)（6）計算相對定向元素的新值（7）判定迭代是否收斂，所有改正數(shù)小于0.3*10^-4弧度（8）精度評定5、攝影測量學：利用攝影機或其他傳感器采集被測目標的圖像信息，進行加工處理和分析，獲取有價值的可靠信息的理論和技術(shù)的學科。攝影測量的分類方法及其分類：（1）按距離遠近可分為航天攝影測、航空攝影測量、地面攝影測量、近景攝影測量和顯微攝影測量；（2）按用途可分為地形攝影測量和非地形攝影測量；（3）按處理手段可分為模擬攝影測量、解析攝影測量和數(shù)字攝影測量；（4）根據(jù)攝影機平臺位置的不同可分為航天攝影測量、航空攝影測量、地面攝影測量和水下攝影測量。6、什么是共線條件方程？共線條件方程有哪些應(yīng)用？共線條件方程描述了像點a攝影中心S地面點A位于同一直線上應(yīng)用：(1)單像空間后方交會和多像空間前方交會(2)解析空中三角測量光束法平差中的基本數(shù)學模型(3)構(gòu)成攝影測量中數(shù)字投影的基礎(chǔ)(4)計算像片模擬影像數(shù)據(jù)(5)利用數(shù)字高程模型與共線方程制作正射影像（6）利用DEM與共線方程進航單幅影像測圖（7）求像底點坐標7、人造立體視覺必須符合哪幾個自然界立體觀察的條件？由兩個不用設(shè)站點攝取同一景物的立體像對一只眼睛只能觀查像對中的一張照片，分像條件兩眼各自觀測同一景物的左右影像店的連線應(yīng)與眼基線近似平航像片的距離應(yīng)與雙眼的交會角相適應(yīng)兩片比例尺相近8、請對雙像解析攝影測量的三種解法進航比較．方法嚴密性控制點要求使用場合后交-前交法點位精確度取決于外方位元素精度沒有利用多余條件3個平高點已知像片外方位元素相對定向-絕對定向點位精度取決于相對定向絕對定向精度2個平高點+

1個高程點航帶法加密一步定向法理論最嚴密

精度最高2個平高點+

1個高程點光束法加密9、光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量主要內(nèi)容（1）獲取每張像片外方位元素及待定點坐標的近似值；（2）從每張像片上控制點、待定點的像點坐標出發(fā)，按共線條件列出誤差方程式；（3）逐點法化建立改化法方程式,按循環(huán)分塊求解方法,先求出其中的一類未知數(shù),通常先求每張像片的外方位元素（4）按空間前方交會求待定點的地面坐標，對于相鄰像片的公共點，應(yīng)取其均值作為最后結(jié)果。10、簡述最小二乘影像匹配的基本思想,及特點．基本思想:在影像匹配中引入影像灰度的系統(tǒng)變形參數(shù)，同時按最小二乘的原則，解求這些參數(shù)特點：（1）最小二乘影像匹配中可以非常靈活的引入各種已知參數(shù)和條件，從而可以進航整體平差（2）解決“單點”的影像匹配問題，以求其視差，也可直接求其空間坐標（3）同時解決“多點”影像匹配或“多片”影像匹配（4）引入“粗差檢測”從而大大的提高影像匹配的可靠性,（5）靈活、可靠、高精度是優(yōu)點11.解析法絕對定向的具體解算過程解析法絕對定向：利用已知地面控制點，從絕對定向的關(guān)系式出發(fā)，解求絕對定向元素的過程⑴獲取控制點兩套坐標UVWXYZ⑵確定待定點參數(shù)的初始值⑶計算控制點的地面攝影測量坐標系重心的坐標和重心化坐標⑷計算控制點的空間輔助坐標想重心的坐標和重心化坐標⑸計算常數(shù)項⑹計算誤差方程式的系數(shù)⑺逐點法化及法方程式求解⑻計算待定參數(shù)的新值⑼判斷迭代是否收斂12.空間后方交會解算過程⑴獲取已知數(shù)據(jù)：從攝影資料中查取像片比例尺1/m，平均航高，內(nèi)方位元素x0y0f,從外業(yè)測量成果中，獲取控制點的地面測量坐標，并轉(zhuǎn)化成地面攝影測量坐標⑵量測控制點像點坐標：將控制點標刺在像片上，利用立體坐標量測儀量測控制點像框坐標并經(jīng)像點坐標改正，得到像點坐標xy⑶確定未知數(shù)的初始值;⑷計算旋轉(zhuǎn)矩陣R⑸逐點計算像點坐標的近似值⑹組成法方程⑺解求外方位元素⑻檢查計算是否收斂⑼精度評定13、解析空中三角測量的概念與優(yōu)點解析空中三角測量是指用計算的方法，根據(jù)少量地面控制點，按一定的數(shù)學模型。平差解算出待定點或加密點的平面位置和高程及每張像片外方位元素的測量方法優(yōu)點：（1）不解及被測量目標即可測定其位置和幾何形狀（2）不受通視條件的限制（3）可快速的在大范圍內(nèi)同時解析點位的確定以及節(jié)省野外測量工作量（4）區(qū)域內(nèi)部精度均勻且不受區(qū)域大小限制14、像控點的位置要求（1）像控點一般應(yīng)在航向三片重疊和旁向重疊中線附近，困難時可布控在航向重疊范圍內(nèi)（2）像控點距像片邊緣的距離不得小于1cm（3）點位必須離開像片上的壓平線和各類標志（氣泡、框標、片號等），以利于明確辨認。（4）旁向重疊小于15%或由于其他原因?？刂泣c的在相鄰兩航線上不能公用而須分別布點時，兩控制點之間裂開的垂直距離不得大于像片上2cm(5)點位應(yīng)盡量選在旁向重疊中線附近‘離開方位線大于3cm，應(yīng)分別布點。15、共線條件方程相關(guān)元素的含義：（x,y）—像點在O-xy中的坐標f—攝影機的主距ai,bi,ci—方向余弦(i=1,2,3)(Xs,Ys,Zs)—像點S在D—XYZ中的坐標（X,Y,Z）—地面點A在D—XYZ中的坐標16、已知P1，P2，A,B,C,D的大地坐標求：（1）有多少種方法可求出T點的大地坐標（2）試用一種方法寫出主要的作業(yè)步驟（3）寫出主要的數(shù)學模型（4）若T點落水你的能否求出其像點坐標答：（1）有3中方法：后方—前方交會，解析相對定向和絕對定向，光束法（2）選擇“后方—前方交會“步驟如下：=1\*GB3①量取A,B,C,D,T像點坐標并進航系統(tǒng)改正=2\*GB3②將A,B,C,D轉(zhuǎn)至D-xyz中=3\*GB3③利用共線條件方程式求出P1,P2的外方位元素=4\*GB3④利用空間前方交會點求出T點的坐標并轉(zhuǎn)至大地坐標（3）共線條件方程前方交會公式（4）利用共線條件方程方求解的xt，yt17、立體像對有哪些特殊的點、線、面？請畫圖說明．E地平面P傾斜像片TT透視軸W主垂面S攝影中心o像主點n像底點N地底點H航高f主距So主光軸c等角點C地面等角點VV攝影方向線vv像片主縱線i主合點J主遁點hihi合線hoho主橫線hchc等比線18．什么叫單向空間后方交會？對參加單像空間后方交會的控制點有什么要求？描述單向空間后方交會的解算過程。單向空間后方交會：利用影像覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的分布合理的地面控制點的空間坐標與影像坐標，根據(jù)共線條件方程，反求該影像的外方位元素的方法?？刂泣c不能在同一條直線上。解算過程：（1）獲取已知數(shù)據(jù)：包括平均航高，內(nèi)方位元素，從外業(yè)測量成果中，獲取控制點的地面測量坐標，并轉(zhuǎn)化為地面攝影測量坐標。（2）量測控制點的像點坐標并進行像點坐標系統(tǒng)誤差改正。（3）確定未知數(shù)的初始值：在數(shù)值攝影情況下，三個角元素初值：線元素初值：（4）計算旋轉(zhuǎn)矩陣R：利用角元素的近似值計算方向余弦，組成旋轉(zhuǎn)矩陣。（5）逐點計算像點坐標近似值：利用未知數(shù)的近似值代入共線方程，計算控制點相應(yīng)的像點坐標的近似值（x）(y)（6）組成誤差方程式：按公式組成誤差方程式，然后按組成法方程，解算未知數(shù)的改正數(shù)；（7）改正數(shù)小于指定值，則完成：否則將解算的未知數(shù)加上初始值，作為新的初始值，重復(fù)4-6步。（8）精度評定19、攝影測量常用的坐標系統(tǒng)有哪些？像方坐標系，用于描述像點的位置，表示像點的平面和空間坐標像平面坐標系：以主點為原點的右手平面坐標系，用o-xy表示。像空間坐標系：以攝影中心S為原點，xy軸與像平面坐標系xy軸平行，z軸與光軸重合，形成的像空間右手直角坐標系S-XYZ像空間輔助坐標系用S-UVW表示，原點S，坐標軸依情況而定取uvw軸系分別平行地面攝影測量坐標系D-XYZ以每個像片對的左片攝影中心為原點，攝影基線方向為U軸，以攝影基線及左片光軸構(gòu)成的平面作UW平面，過原點且垂直與UW平面的軸為V軸構(gòu)成的右手直角坐標系以每條航線的第一張像片的像空間坐標系作為像空間輔助坐標系物方坐標系，描述地面點在物方空間的位置地面測量坐標系：高斯呂克投影的平面直角坐標與定義的從某一基準面量起高程組合成的空間左手直角坐標系，用T-XtYtZt地面攝影測量坐標系過渡像空間輔助坐標系的右手坐標系換算到地面測量坐標左手系的坐標系，用D-XpYpZp表示，X軸與航向一致Y軸與X軸正交Z軸沿鉛垂方向，構(gòu)成右手直角系20、解析投影測量軟件（1）定向參數(shù)的計算：內(nèi)定向、外定向、絕對定向（2）空中三角測量解算（3）核線關(guān)系解算：坐標計算與變換（4）數(shù)值內(nèi)插：數(shù)字微分糾正（5）投影變換21、分別簡述航帶網(wǎng)法空三測量、獨立模型法區(qū)域網(wǎng)空三測量、光束法區(qū)域網(wǎng)空三測量的基本思想。航帶法基本思想：把許多立體像對構(gòu)成的單個模型連接成一個航帶模型，以航帶模型為基本平差單元根據(jù)控制點的外業(yè)坐標與內(nèi)業(yè)坐標相等，連接點的內(nèi)業(yè)坐標相等，按照非線性改正公式列出誤差方程，在整個區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一進行平差，答解出各航帶的非線性改正數(shù)，計算出加密點地面坐標。獨立模型法基本思想：以各自建立的單模型為基本平差單元，根據(jù)控制點的外業(yè)坐標與內(nèi)業(yè)坐標相等，連接點的內(nèi)業(yè)坐標相等，按照三維空間相似變換列出誤差方程，在整個區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一進行平差，答解出個模型的絕對定向參數(shù)，并計算出加密點地面坐標。光束法的基本思想：以一張像片組成的一束光線作為一個平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過各光線束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線實現(xiàn)最佳交會，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點坐標系中，從而確定加密點的地面坐標及像片的外方位元素。22．什么叫立體像對前方交會？描述立體像對前方交會的解算過程。利用立體像對兩張像片的內(nèi)