1、攝影測量學(xué)習(xí)題一、名詞解釋1、像片比例尺：像片上的線段l與地面上相應(yīng)線段的水平距L之比。 2、絕對航高 ：攝影物鏡相對于平均海平面的航高，指攝影物鏡在攝影瞬間的真實海拔高度。3、相對航高：攝影物鏡相對于某一基準(zhǔn)面的高度 4、像點位移：一個地面點在地面水平的水平像片上的構(gòu)象與地面有起伏時或傾斜像片上構(gòu)象的點位不同，這種點位的差異稱為像點位移 5、攝影基線 ：航線方向相鄰兩個攝影站點的空間距離6、航向重疊：同一航帶內(nèi)相鄰像片之間的影像重疊稱為航向重疊 7、旁向重疊：兩相鄰航帶像片之間也需要有一定的影像重疊，這種影像重疊稱為旁向重疊8、像片傾角 ：攝影瞬間攝影機(jī)物鏡主光軸偏離鉛垂線的夾角 9、像片的

2、方位元素：確定攝影瞬間攝影物鏡（攝影中心） 與像片在地面設(shè)定的空間坐標(biāo)系中的位置與姿態(tài)的參數(shù)，即確定這三者之間相關(guān)位置的參數(shù)。10、像片的內(nèi)方位元素：確定攝像機(jī)的鏡頭中心相對于影像位置關(guān)系的參數(shù)11、像片的外方位元素：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) 12、相對定向元素：確定像對中兩像片之間相對位置所需的元素13、絕對定向元素：確定單張像片或立體模型在地面坐標(biāo)系中方位和大小所需的元素14、單像空間后方交會：利用影像覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的控制點空間坐標(biāo)與影像坐標(biāo)，根據(jù)共線條件方程，反求該影響的外方位元素，這種方法稱為單幅影像的空間后方交會 15、空間前方交會：由立體相對左右兩影像

3、的內(nèi)、外方位元素和同名像點的影像坐標(biāo)量測值來確定該點的物方空間坐標(biāo)（某一暫定三維坐標(biāo)系統(tǒng)里的坐標(biāo)或地面量測坐標(biāo)系坐標(biāo)），稱為立體像對的空間前方交會16、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(xué)計算方式，通過計算機(jī)解求被攝物體的三維空間坐標(biāo)的方法，稱為雙像解析攝影測量。17、空中三角測量：利用航攝像片與所攝目標(biāo)之間的空間幾何關(guān)系，根據(jù)少量像片控制點，計算待求點的平面位置、高程和像片外方位元素的測量方法18、POS：機(jī)載定位定向系統(tǒng)POS是基于全球定位系統(tǒng)GPS和慣性測量裝置IMU的直接測定影像外方位元素的現(xiàn)代航空攝影導(dǎo)航系統(tǒng)，可用于在無地面控制或僅有少量地面控制點情況下的航空遙

4、感對地定位和影像獲取。19、影像的灰度：規(guī)則格網(wǎng)排列的離散陣列20、數(shù)字影像的重采樣：當(dāng)欲知不位于矩陣（采樣）點上的原始函數(shù)個（x,y）的數(shù)值時就需要進(jìn)行內(nèi)插，此時稱為重采樣21、影像匹配：影像匹配即通過一定的匹配算法在兩幅或多幅影像之間識別同名點的過程。22、核線相關(guān)：利用立體像對左、右核線上的灰度序列進(jìn)行的影像相關(guān)23、像片糾正：通過投影轉(zhuǎn)換，將傾斜像片變換成規(guī)定比例尺水平像片的作業(yè)過程。 24、數(shù)字正射影像圖DOM： （Digital Orthophoto Map）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(jìn)行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，按地形圖范圍裁剪成的影像數(shù)據(jù)，

5、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。25、 立體像對：從不同攝站攝取的具有重疊影像的一對像片。26、立體正射影像對：為了從立體觀察中獲得直觀立體感，為正射影像制作出一幅立體匹配片，正射影像和相應(yīng)立體匹配片共同稱為立體正射影像對二、填空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(xué)的發(fā)展經(jīng)過了模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字?jǐn)z影測量三個階段。模擬攝影測量是利用光學(xué)/機(jī)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(jī)為主要手段，通過對攝影像片

6、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(xué)。數(shù)字?jǐn)z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(jìn)行處理，自動（半自動）提取被攝對象用數(shù)字方式表達(dá)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(dá)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(jī)上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進(jìn)行攝影，飛行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(jī)在攝影曝光的瞬間物

7、鏡主光軸保持垂直地面。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，稱航線彎曲。航攝像片為量測像片，有光學(xué)框標(biāo)和機(jī)械框標(biāo)。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(biāo)系中，像點的z坐標(biāo)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(biāo)值；三個角元素(j、w、k) ) ：描述像片的空間姿態(tài)。相對定向的理論基礎(chǔ)、目的、標(biāo)準(zhǔn)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。在攝影測量中，一個立體像對的同名像點在各自的像平面

8、坐標(biāo)系的x、y坐標(biāo)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(xué)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。列出3種精度較高的線特征提取算法： 算子、 算子、 算子。三、判斷：航攝像片上任何一點都存在像點位移。 利用單張像片能求出地面點坐標(biāo)。利用立體像對可以確定物點的空間坐標(biāo)。求解相對定向元素，需要地面控制點。絕

9、對定向元素也被稱為相似變換參數(shù)。只要在一條航帶十幾個像對中，或幾條航帶構(gòu)成的一個區(qū)域網(wǎng)中，測少量外業(yè)控制點，在內(nèi)業(yè)用解析攝影測量的方法加密出每個像對所要求的控制點，然后就可以用于測圖。目前數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)可以全自動化地提取目標(biāo)。正射影像的缺點是不包含第三維信息（高程信息）。四、簡答1、 攝影測量的主要特點是什么？ 1)無需接觸物體本身，因而較少受到周圍環(huán)境與條件的限制 2）二維影像重建三維模型 3）面采集數(shù)據(jù)方式 4）同時提取物體的幾何與物理特征2、 航空攝影機(jī)也被稱為量測攝影機(jī)，它有什么特征？ （1）量測攝影機(jī)的像距是一個固定的已知值。（2）攝影機(jī)的像面框架上有框標(biāo)標(biāo)志。 （3）量測攝影機(jī)的

10、內(nèi)方位元素是已知的。3、 攝影測量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)有哪些？ 像平面坐標(biāo)系；像空間坐標(biāo)系；像空間輔助坐標(biāo)系；攝影測量坐標(biāo)系；物空間坐標(biāo)系4、 航攝像片與地形圖有什么區(qū)別？ 1）投影方式不同 航攝像片是中心投影；地形圖是正射投影2）航片存在兩項誤差 相片因傾斜引起的像點位移；地形起伏引起的像點位移3）比例尺不同 地圖有統(tǒng)一的比例尺；像片無統(tǒng)一比例尺4）表示方法不同 地圖為線劃圖像；貥片為影像圖 5)表示內(nèi)容不同 地圖需綜合考慮；像片為全部影像6）幾何上的不同5、 請寫出共線方程式，并回答：若已知像片的內(nèi)外方位元素及地面點的三維坐標(biāo)，可以求相應(yīng)的像點坐標(biāo)嗎？若已知像片的內(nèi)外方位元素及像點坐標(biāo)時，可以求

11、相應(yīng)的三維的物點坐標(biāo)嗎？6、 共線條件方程有哪些應(yīng)用？1） 單向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(xué)模型；3） 構(gòu)成數(shù)字投影的基礎(chǔ)；4） 計算模擬影像數(shù)據(jù)（已知影像內(nèi)外方位元素和物點坐標(biāo)求像點坐標(biāo)）；5） 利用數(shù)字高程模型（DEM）與共線方程制作正射影像；6） 利用DEM與共線方程進(jìn)行單幅影像畫圖；7） 求像底點坐標(biāo)。7、 人造立體視覺必須符合哪幾個自然界立體觀察的條件？1) 由兩個不同攝站點攝取同一景物的一個立體像對；2) 一只眼睛只能觀察像對中的一張像片，即雙眼觀察像對時必須保持兩眼分別只能對一張像片觀察；3) 兩眼各自觀察同一景物的左、右影像點的連

12、線應(yīng)與眼基線近似平行；4) 像像片間的距離應(yīng)與雙眼的交會角相適應(yīng)；5) 兩片比例尺相近（差別15%）。8、 請說明利用立體像對重建立體模型的一般過程。1）內(nèi)定向2）恢復(fù)像對的外方位元素：相對定向、絕對定向9、 連續(xù)像對和獨立像對的坐標(biāo)系統(tǒng)和定向元素有何不同？連續(xù)像對的坐標(biāo)系統(tǒng)是像空間輔助坐標(biāo)系獨立像對坐標(biāo)系統(tǒng)是右手空間直角坐標(biāo)系連續(xù)法相對定向元素By， Bz ，j，w，k單獨法相對定向元素j1 ，k1 ，j2，w2，k210、 請對雙像解析攝影測量的三種解法進(jìn)行比較。后方-前方交會法：空間前方交會的結(jié)果依賴于空間后方交會的精度，空間前方交會中沒有充分利用多余條件平差；相對定向-絕對定向法：計算

13、公式多，最后的點位精度取決于相對定向和絕對定向的精度，用這種方法解算的結(jié)果不能嚴(yán)格表達(dá)一幅影像的外方位元素；一步定向法：理論嚴(yán)密、求解精度高，待定點的坐標(biāo)是按最小二乘準(zhǔn)則求得的。11、 為了求解相對定向元素，是否需要地面控制點？為什么？ 不需要。因為只需要量測至少5對同名像點的像點坐標(biāo)即可按相對定向誤差方程求出相對定向元素12、 像點坐標(biāo)有哪些系統(tǒng)誤差？ 攝影材料變形、攝影機(jī)物鏡畸變、大氣折光、地球曲率13、 簡述自動空中三角測量的基本原理？利用模式識別和多影像匹配等方法代替人工在影像上自動選點與轉(zhuǎn)點，同時自動獲取像點坐標(biāo)，提供給區(qū)域網(wǎng)平差程序解算，以確定加密點在選定坐標(biāo)系中的空間位置和影像的

14、定向參數(shù)。14、 簡述數(shù)字微分糾正的原理。從原始的非正射投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進(jìn)行，且使用的是數(shù)字方式處理15、 分析對比常用的三種影像重采樣方法。最鄰近像元法最簡單，計算速度快且能不破壞原始影像的灰度信息。但其幾何精度較差。最大可達(dá)0.5像元。雙線性內(nèi)插值法計算量大，但縮放后圖像質(zhì)量高，不會出現(xiàn)像素值不連續(xù)的情況。由于雙線性插值具有低通濾波器的性質(zhì)，使高頻分量受損，所以可能會使圖像輪廓在一定程度上變得模糊。前兩種方法幾何精度較好，但計算時間較長，特別是雙三次卷積法較費時，在一般值況下用雙線性插值法較宜。16、列出幾種常見的點特征提取算法。 1） M

15、oravec算子2）Forstner算子3）Harris角點提取算法4）SUSAN算子17、列出幾種常見的線特征提取算法。 1） 微分算子（梯度算子、Roberts梯度算子、Sobel算子）2） 二階差分算子（方向二階差分算子、拉普拉斯算子、高斯一拉普拉斯算子（LOG 算子）、Canny算子、Prewitt算子）3） 特征分割法4）Hough變換18、簡述最小二乘影像匹配的基本思想。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)，就是最小二乘影像匹配的基本思想。19、基于特征的影像匹配算法適用于哪幾種場合？a) 待匹配的點位于低反差區(qū)內(nèi)，如林區(qū)b) 匹配目的是只需要

16、配準(zhǔn)某些“感興趣”的點線或面c) 在大比例尺城市航空攝影測量中，大多數(shù)對象是人工建筑物，此時由于影像的不連續(xù)、陰影與被遮蔽等原因，基于灰度匹配的算法也難以適應(yīng)。五、論述1、 立體像對有哪些特殊的點、線、面？請畫圖說明。2、 敘述航帶網(wǎng)法空三基本原理。把許多立體像對構(gòu)成的單個模型連結(jié)成一個航帶模型，將航帶模型視為單元模型進(jìn)行解析處理，通過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圖坐標(biāo)系中（絕對定向），從而確定加密點的地面坐標(biāo)。3、 敘述光束法區(qū)域網(wǎng)空三基本原理。以每張像片/一束光線作為平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，建立全區(qū)域統(tǒng)一的誤差方程式，整體解求全區(qū)域內(nèi)每張像

17、片的外方位元素以及所有待求點的地面坐標(biāo)。4、 敘述相關(guān)系數(shù)法影像匹配的過程，并說明其優(yōu)勢。確定目標(biāo)點確定目標(biāo)窗口估計搜索窗口求解相關(guān)系數(shù)獲得相關(guān)系數(shù)最大值的位置獲得同名點5、 簡述大多數(shù)攝影測量軟件（如ERDAS、VirtuoZo等）中，數(shù)字微分糾正的實際解法。6、 什么是數(shù)字微分糾正？簡述線性陣列影像數(shù)字微分糾正的常用方法，并指出其原理與航空影像的數(shù)字微分糾正有何不同？根據(jù)有關(guān)的參數(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)模型用控制點解算，從原始非正射投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進(jìn)行糾正，且使用的是數(shù)字方式處理，故叫做數(shù)字微分糾正或數(shù)字糾正。 線性陣列影像數(shù)字微分糾正常用方法：間接法糾正，直接法糾正、直接法與間接法相結(jié)合的糾正、多項式糾正、基于有理多項式模型的高分辨率遙感影像糾正。線性陣列影像數(shù)字微分糾正的基本原理：