摄影测量学答案.docx

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摄影测量学答案

答案

一名词解释

1摄影测量：

就是基于像片的测量和解译，利用光学或者数码影像，研究和确定被摄影物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学与技术。

其内容包括影像获取方法，影像信息的记录和存储方法，基于单张或者多张像片的信息提取方法，数据的处理与传输，产品的表达与应用等方面的理论、设备和技术。

2投影差：

由于地球表面引起的像点位移称为像片上的投影差 

3相片旋偏角：

相邻两相片主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角

4相对定向：

确定两张像片相对位置关系的过程。

5绝对定向：

相对定向完成了几何模型的建立，经过对所建立的立体模型进行平移、旋转和缩放，纳入到地面测量坐标系中，并归一化制图比例尺的过程。

6影像数字化：

将模拟像片经过扫描转换成数字影像的过程

7采样：

数字化模拟像片上连续的像点时，只能每隔一定的间距读取一个点的灰度，这个过程。

8航向重叠度：

沿航线飞行方向两相邻相片上的重叠影像

9旁向重叠度：

两相邻航带之间的影像重叠

10相片倾角：

摄影机主光轴与铅垂线方向的夹角

11正射投影：

投影线垂直于投影平面的平行投影

12像片判读：

根据地物的光谱特征、空间特性、时间特征和成像规律来识别出地物的过程

13像片调绘：

在对像片进行判读调查的基础上按照用图的要求对影像内容进行综合取舍，并将其结果按照规定的符号和注记描绘在像片上

14空间前方交会：

由立体像对的内外方位元素和像点坐标求解相应地面点坐标的方法

15解析空中三角测量：

用计算的方式，根据量测的像点坐标和少量的控制点，采用较严密的数学公式，利用最小二乘原理，在计算机上解求测图所需控制点的平面坐标和高程

16像片解析：

用数学分析的方法，研究被摄景物的成像规律，根据像片上影像与被摄物体的数学关系，从而建立起来的像点与物点的关系式

17数字影像匹配：

用数字计算的方法对立体像对经数字化后所取得的灰度值，通过相关函数，探求左右影像的相似程度，以确定同名像点。

18数字微分纠正：

以像元（像素）为纠正单元，利用计算机对数字影像通过图像变换来完成像片纠正，属于高精度的逐点纠正。

19像片纠正：

将竖直摄影的航片消除因像片倾斜率产生的像点位移，限制或消除因地形起伏产生的投影差，同时归化影响比例尺工作。

20垂核面：

过像底点光线的核面。

21双像解析摄影测量：

按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标的方法，称为双像解析摄影测量。

22数字影像的重采样：

当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数的数值时就需进行内插，此时称为重采样。

23核线相关：

沿核线寻找同名像点，即核线相关。

24影像数字化：

将透明正片或负片放在影像数字化器上，把像片上像点的灰度值用数字形式记录下来，此过程称为影像数字化。

25数字影像内定向：

同一像点的像平面坐标与其扫描坐标不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。

26立体正射影像对：

为了从立体观察中获得直观立体感，可以为正射影像制作出一幅立体匹配片，正射影像和相应的立体匹配片共同称为立体正射影像对。

27多点最小二乘影像匹配：

如果采用双线性有限元内插与最小二乘匹配相结合的方法，同时答解各格网点的视差，再通过周围点视差平滑约束，可以求得这些地区（小范围纹理缺乏地区）的视差值，从而完成局部整体影像匹配，这就是多点最小二乘影像匹配。

28DTM:

是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。

29金字塔影像：

对二维影像进行低通滤波，并逐渐增大采样间隔，形成的影像像素数依次减少的影像序列;

30同名核线：

同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面

31立体透视图：

运用透视原理和一定的数学模型（共线方程）将物方具有三维信息的点转换到指定的平面上，并通过消影处理获得立体透视效果。

32带状法方程系数矩阵的带宽是指法方程系数矩阵中主对角线元素起沿某一行到最远处的非零元素间所包含的未知数个数

33内部可靠性：

一定的假设条件下，平差系统所能发现的模型误差的最小值。

34主合点：

地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像。

35相对行高：

摄影瞬间航摄飞机相对于某一索取基准面的高度。

36透视平面旋转定律：

当物面和合面分别绕透视轴合线旋转后，只要旋转地角度相同，则投影射线总是通过物面和像面的统一相对应点。

37有限元法：

把地面分成适当大小的有限单元，在单元内，用一个简单的函数来描述所求的曲面，并保证相邻单元之间有连续（或光滑）的过渡的内插方法

38摄影测量加密：

在室内应用摄影测量的方法借助少量地面控制点求得测图时所需的控制点地面坐标的工作。

39单像空间后方交会：

知道相片的内方位元素，以及三个地面点坐标和量测出的相应像点坐标，就可以根据共线方程求出六个外方位元素的方法。

40像主点：

摄影机主光轴在框标平面上的垂足

41DLG：

数字线划地图（DLG,DigitalLineGraphic）：

是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。

42DRG：

是根据现有纸质、胶片等地形图经扫描和几何纠正及色彩校正后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据集。

43像点坐标系统误差：

像片在摄影和摄影处理过程中，由于摄影机物镜的畸变差、大气折光、地球曲率、像片底片变形等因素影响，使地面点在像片上的像点位置发生了位移，偏离了三点共线的条件。

44前方交会：

由立体像对的两张像片的内外方位元素和像点坐标来确定该点的物方作标的方法

45投影误差：

由于地面起伏引起像点在像片上的位移所产生的误差

46平行投影：

一个空间点按一定方式在一个平面上的构像，叫做该空间点的投影。

投射线互相平行的投影

47摄影测量坐标系：

像空间和物空间过渡性的坐标系；用于表示模型空间各点的位置，也可表示像点的空间位置。

轴大体上与航线方向或者反方向一致，、轴分别接近水平和铅垂，右手系。

48摄影基线B：

摄影瞬间相邻两摄站的空间距离

49像片的方位元素：

描述航空摄影瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数称为像片的方位元素。

50影像相关的概念：

利用两个影像信号相关的函数，评价它们之间的相似性，以确定同名像点的过程

51影像灰度又称光学密度，在摄影底片上，摄影的灰度反映了它透明的程度及透光的能力。

52像片联测是指在实地依据若干已知控制点，利用外业仪器测定出所

选像片控制点的地面坐标，并在像片上标示出点位的工作。

53全野外布点是指摄影测量像控点全部由外业测定。

54立体像对：

相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。

55光束法是在立体像对内同时解求两像片的外方位元素和地面点的坐标，这种方法是把外方位元素和模型点坐标的计算放在一个整体内进行，俗称一步定向法

56像片框标坐标系：

以像片上对边框标的连线作为x，y轴，交点为坐标原点，与航线方向相近的连线为x轴； 

57基于特征的影像匹配，是首先利用特征提取方法提取左右影像中的特征，然后对所提取的特征进行参数描述，最后以特征参数为依据进行同名特征的搜索，从而获得同名像点。

58核点：

摄影基线的延长线与像片的交点（两个），一般情况下，核线相互不平行，像片上所有的核线都汇聚于核点

59非线性变形曲面：

通常采用一个多项式曲面来代替复杂的变形曲面，要求曲面经过航带模型已知控制点时，所求得坐标变形值的平方和最小，此曲面称航带网的非线性变形曲面。

60调绘片：

经实地调查后，用规定符号绘出必要地物、地貌并注记有关名称，表达测区地面地理要素的像片。

61像片平面图：

用相当于正射投影的航摄像片上的影像来表示地物的形状和平面位置。

62相似性测度：

数字影像匹配测度表示两同名像点匹配程度，或称相似性测度。

63数字地面模型是一个表示地面特征空间分布的数据库。

一般用一系列地面点坐标以及该地面点上的高程或属性（如名称、目标类别、特征等）组成的数据阵列，以此组成数字地图。

64框标：

设置在摄影机焦平面（承影面）上位置固定的光学机械标志，用于在焦平面上（亦即像片上）建立像方坐标系。

65左右视差：

同名像点在各自的像平面坐标系的x坐标之差

66像水平线：

像平面上任一平行于合线的直线；

67单测标量测法：

用真实的测标区量测立体模型，当把立体像对的左右两张像片分别装在左右两个投影器中，当恢复了空间位置和方位时，就构成了立体模型，用一个测绘台进行模型点的量测

68数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算计算机技术，数字影像处理，影像匹配，模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科

69像片的方位元素：

描述航空摄影瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数称为像片的方位元素。

70POS：

PositionandOrientationSystem，是基于GPS和惯性测量装置IMU的直接测定影像外方位元素的现代航空摄影导航系统，可以获取移动物体的空间位置和三轴姿态信息

71粗差是人为因素引起的误差，如读数误差或记录误差，它具有偶然性。

72直接交会是将立体像对的左右像片分别安放在两投影仪上，在恢复内方位元素并进行像对的相对定向和模型的绝对定向以后，同名光线对对相交得到模型点的空间位置，每个模型点都是从投影基线两端点进行空间前方交会的结果。

73影像相关：

通过取出以待定点为中心的左影像的小区域的影像信号与右影像上的相应区域的影像信号，计算它们的相关函数，相关函数的最大值对应的右影像区域的中心即为待定点的同名点，这种求解同名点的过程称影像相关。

74外可靠性指表示不可检测的粗差对平差结果或平差结果函数的影像，如果不可检测的粗差对结果的影像小，表明外可靠性好。

75自检校光束法区域网平差：

选用若干附加参数组成系统误差模型，在光束法区域网平差的同时解求这些附加参数，从而在平差过程中自行检定和消除系统误差的影响

76直方图是指对应于每个灰度值、求出图像中具有该灰度值的像素数或频数占总像素数的比率的图形，一般用横轴代表灰度值，纵轴代表像素数或频数。

77移动拟合法：

一个以待定点为中心的逐点点，进而求出待定点的高程内插法，它定义一个新的局部函数去拟和周围的数据。

78数字地面模型是一个表示地面特征空间分布的数据库。

一般用一系列地面点坐标X,Y以及该地面点上的高程Z或属性（如名称、目标类别、特征等）组成的数据阵列，以此组成数字地图。

79相片基线：

相邻两张相片主点间的连线。

80像场：

物镜焦面上中央成像最清晰的范围

81航摄倾角:

由于飞机飞行非严格水平，故摄影主光轴与铅垂方向的夹角。

二填空

1模拟、解析和摄影测量

2地形摄影测量和非地形摄影测量

3航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量

4ψ，ω，κ

5模拟法、解析法、数字化

6连续像对相对定向和单独像对的相对定向

7最邻近像元法、双线性内插法、双三次卷积法

860%~65%

9立体镜观察叠影式观察

10阴影、纹理、图案

11植被标志

12DEM、DLG、DRG、DOM

13模拟摄影测量

14解析摄影测量

15像点、投影中心与地面点

16共面条件方程

1760%30%

18航线弯曲

19光学框标和机械框标

20中心投影

21对对相交

22三维空间信息

23左右视差、上下视差

24同名光线对对相交于核面内

2521

26最邻近像元法、双线性内插法、双三次卷积法

27辐射畸变、几何畸变

28摄影材料变形、摄影机物镜畸变、大气折光误差和地球曲率误差

29航带法、独立模型法和光束法

30中心投影的像片、正射投影的地形图。

31照射光线、吸收、反射、透视

32生理视察

33模型点在统一的辅助坐标系中坐标U、V、W的求出。

342N+2、N+3

35模型点在统一的辅助坐标系中坐标UVW的求出

36航空飞机航摄仪

37单独法相对定向系统

38透视关系

39比例尺、像片重叠度、航带弯曲度、像片旋偏角

40航带

41平差单元

42每张像片相似投影光束

43像方坐标系物方坐标系

44像平面坐标系、像框标坐标系、像空间坐标系像空间辅助坐标系

45地面测量坐标系地面摄影测量坐标系

46航带法、独立模型法、光束法

47单模型法、航带法、区域网法

48平高点

49稀疏布点

50内定向

51将单元模型纳入到绝对坐标系下

52像平面坐标

53整型量存贮、差分映射和压缩编码

54移动曲面拟合法、多面函数法、有限元法

55相关函数、协方差函数（矢量投影）、相关系数和差平方和法。

56相关系数法影像匹配法；最小二乘影像匹配法。

57①互补色法②光闸法③偏振光法④液晶闪闭法

5860%30%

59相似变换参数

60解析摄影测量

61立体像对

62像点位移

63摄影方向线

64室内判绘和野外补调

65连续法

66白纸测图

67全解析机助测图方法

68比例尺

69正射投影

70垂直投影的地形图

71投影中心

72数学描述，建立坐标系建立关系方程

73几何投影关系

74<3％<6度

75航向重叠度与旁向重叠度

76内定向，相对定向，绝对定向

77电子相关、光学相关、数字相关

78上下视差

79灰度矩阵

80景深

81框标

82核点

83连续单独

84可靠性

85共线条件方程式（或中心投影构像方程，万能公式）

865

873平高地面

88共面条件

89采样量化

90左像片的空间直角坐标系

91点特征线特征

92直接法间接法

93一个点一条空间直线

94一条曲线

95等角点

96主垂面、真水平面、遁面。

97比例尺

三问答题

1、论述摄影测量与遥感技术的关系

  答：

1.是遥远的感知，本质都是不接触物体而获取物体的信息

    2.是地理信息系统技术中数据采集的重要手段

    3.摄影测量学主要是对空间信息的获取，而遥技术还包含非空间信息即属性信息的获取

    4.遥感技术可以被广泛的应用于摄影测量学，打破了摄影测量学长期以来过分局限于测量物体的形状大小等数据的集合处理的局面。

2、摄影测量学的航摄资料有哪些基本要求？

  答：

1.影像的色调要求影像清晰色调一致，反差适中。

像片上不含有妨碍测图的阴影。

    2.像片重叠  同一条航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠，称为胖向重叠。

航向重叠要求为q%=60%~65%，最小不得小于53%；旁向重叠要求为q%=30%~40%，最小不得小于15%

    3.像片倾角倾角不大于2°，最大不超过3°

    4.航线弯曲  一般要求航摄最大偏距△L于全航线长L之比不大于3%。

    5.像片旋角  相邻像片主点连线与像幅沿航线方向两框标连线间的夹角称为像片旋角，以K表示。

一般要求K角不超过6°，最大不超过8°

3、摄影测量常用哪些坐标系统？

各坐标系如何定义的？

答：

一、像方坐标系，用于描述像点的位置，表示缘点的平面和空间坐标

1.像平面坐标系:

是以主点为原点的右手平面坐标系，用O-xy表示，又常用框标连线交点不重合，须平移，框表坐标系中x0，y0，化算为x-x0，y-y0

2.像空间坐标系：

进行像点空间坐标变换，描述像点在像空间位置的坐标系从摄影中心S为原点，x，y轴与像平面坐标系x，y轴平行，z轴与光轴重合。

形成像空间右手直角坐标系S-XYZ，每张像片的像空间坐标系而建立的坐标系，

3.像空间辅助坐标系:

用S-UVW表示，原点为S，坐标轴依情况而定

a.取u、v、w分别平行地面摄影测量坐标系D-XYZ.  b.以每个像片对的左片摄影中心为原点.  c.摄影基本为u轴，以摄影基线及左片光轴构成的平面作为uw平面，过原点且垂直于uw平面的轴为v构成右手直角坐标系

二.物方坐标系，用于描述地面在物方空间的位置

1.地面测量坐标系:

高斯-克吕格6°带或3°带投影的平面直角坐标与定义的从某一基准面量起的高程组合而成的空间左手直角坐标系，用T-XtYtZt。

2.地面摄影测量坐标系：

过渡像空间辅助坐标系的右手系换算到地面测量坐标系左手系的坐标系，用D-XYZ表示，原点为测区骱某一地面点上，X轴与航向一致，Y轴与X轴正交，Z轴沿铅垂方向，构成右手直角系。

4、中心投影与正射投影的区别是什么？

航片为中心投影，小范围地形图为正射投影（垂直投影），二者的区别表现在：

（1）摄影距离的影响：

正射投影比例尺和投影距离无关；

中心投影焦距固定，航高改变，其比例尺也随之改变。

（2）投影面倾斜的影响：

正射投影总是水平的，不存在倾斜问题；

中心投影，若投影面倾斜，航片各部分的比例尺不同。

（3）地形起伏的影响

在只有地面水平且像片也水平时，两种投影方式无差异；

地形起伏对正射投影无影响，对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同；

地面起伏不平时，同一张像片对应地段高度不同，其比例尺有变化。

5、立体相对有哪些特殊的点线面？

  答：

的S1，S2分别为左像片P1和右像片P2的摄影中心。

两摄影中心的连线B称作摄影的基线。

O1，O2分别为左右像片的像主点。

a1，a2分别为地面上任意A在左右像片上的构象，称为同名像点。

射线AS1a和1ASa2称为同名射线。

通过摄影基线S1,S1与任一地面点A所做的平面WA称作A点的核面。

核面与像片面的交线称为核线。

K1a1,k2a2称为同名核线，k1，k2为核点。

6、写出共线方程式，说明每个符号的意义

共线方程式共包括有12个数据，以像主点为原点坐标x、y，相应地面点坐标X、Y、Z，像片主距f及外方位元素Xs、Ys、Zs

7.单像空间后交+双像空间前交作业流程是什么？

（1）像片控制测量获得像控点物方坐标

（2）像点坐标量测，得（x1,y1,x2,y2）i;（x1,y1,x2,y2）j;

（3）单像空间后方交会，分别得左右像片的外方位元素

Xs1Ys1Zs1ψ1ω1κ1

Xs2Ys2Zs2ψ2ω2κ2

（4）双像空间前方交会得待定点物方坐标（x,y,z）j

8、什么叫单像空间后方交会？

其观测值和未知数各是什么？

至少需要几个已知控制点，为什么？

  答：

根据共线方程利用一直控制点与其影像对应点，反求该像片的外方位元素Xs,Ys,Zs,Ψ，ω，k的方法称为单像空间后方位交会。

观测值为：

从摄影资料查找像片的比例1/m，平均航高，内方位元素x0,y0,f。

从外业测量成果中，获取控制点的地面测量坐标，Xt,Yt,Zt。

并转换为地面摄影测量坐标X,Y,Z。

未知数为Xs,Ys,Zs,ψ,κ,ω.至少需要三个已知地面控制点，因为一个控制点与其对应的影像坐标可以得到两个方程，从而共需要至少三个已知控制点。

9简述立体像对光束法解求像片对的外方位元素以及待定点的地面坐标的过程。

取每张像片内所有的控制点，未知点都按共线条件式同时列出误差方程式

同时解求所有未知数的改正数，列出误差方程

对任意一个同名像点。

在左右像片上根据像点坐标列出上述误差方程式

用矩阵形式表示点的误差方程式

求解外方位元素和待求点坐标改正数解向量。

将求得的所有未知数改正数加到近似值上作为新的近似值，并重复上述计算过程，知道满足精度要求为止

10双像解析摄影测量有哪三种解析方法？

各有什么特点？

后交---前交解法，该方法前交的结果依赖于空间后方交会的精度，前交过程中没有充分利用多余条件平差计算；常在已知像片的外方元素，需确定少量待定坐标时采用

相对定向---绝对定向解法，该方法计算公式比较多，最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度，用这种方法的结果不能严格表述一副影像的外方元素，多在航带法解析空三测量中用

光束法，该方法理论严密，要求精度最高，带顶点坐标是按最小二乘准则解的，在光束法解析空三测量中用

11、简述解析空中三角测量的概念。

  答：

只要在一条航带内十几个像对中，或几条航带构成的一个区域内，只测少量的外业控制点，在内业按一定的平差模型计算出该区域内待定点坐标，然后作为控制点用于双向测图，相片纠正，该方法将空中摄站及相片放到整个网中，故常称空中三角测量，它的平差模型可分为航带法，独立模型法和光束法。

12、试说明航带网法解析空中三角测量的基本思想和作业过程

  答：

航带网法解析空中三角测量是以单航带作为基础，由几条航带构成一个区域的整体平差，解求各航带的非线性变形改正系数，进而求得整个测区内全部待定点的坐标。

作业流程：

1.按单航带模型法分别建立航带模型，以取得各航带模型点在本航带的辅助坐标系中的坐标值

2.各航带模型的绝对定向。

从第一条航带开始，根据本航带已知地面控制点和下一航带的公共点进行绝对定向，从而求出区域内各航带模型点的概略坐标。

3.计算重心坐标及重心化坐标。

非线性改正要用到各航带本身的重心化坐标，因此各航带需要各自的重心坐标。

4.根据模型中控制点加密坐标应与外业实测坐标相等以及相邻航带间公共连接点的坐标应相等为条件，列出误差方程式，用最小二乘平差计算非线性的改正系数

5.用平差计算得出的多项式系数，分别计算各模型点改正后的坐标值。

根据残差不符值来衡量加密精度，一般取均值作为加密点成果。

13、试说明光束法区域网平差的基本思想，为什么说它是最严密的一种方法。

答：

以每张像片所组成的一束光线作为平差的基本单位。

以共线条件方程作为平差的基本方程，主要内容有：

①获取每张像片外方位元素及特定点坐标近似值

②从每张像片上控制点。

待定点的像点坐标处罚。

按共线条件列出误差方程式

③逐点法化建立改化法方程式。

按循环分块的求救方法。

先求出其中的一类未知数，通常先求每张像片的外方位元素

④按空间前方交会求特定点的地面坐标，对于相邻像片的公共点应取其均值作为最后结果

由于平差单位是单千光束。

像点坐标是观测值。

误差方程直接由像点坐标的观测值列出。

能对像点坐标进行系统误差改正，所以是最严密的方法。

14、什么是像片调绘？

像片调绘要注意哪些问题？

  答：

在对航摄像片进行解译的基础上，根据用图的要求，进行适当的综合取舍。

并按图式规定的符号将地物，地貌元素描绘在相应的像片拼作各种注记，然后进行完内修饰，这些工作称为像片调绘

像片调绘注意几个方面：

掌握目视解译特征，做到标准解译和描绘

正确掌握综合取舍的原则，综合合理。

取舍恰当

掌握地物、地貌属性，数量特征和分布情况。

依据图式的说明和规定，正确运用统一的符号。

注记描绘在像片上。

·

15、画图说明航摄相片上特殊的点线面

  摄影机轴So与主垂线的夹角称为像片倾角，与地面的交点称为地面主点

E面与P面的的交线TT称为透视轴透视轴上的点称为二重点

主垂面W与像平面P的交线称为主纵线vv，与地面的交线称为基本方向线VV，过S作vv的平行线交VV于J称为循点

重要点线面：

像主点o，像底点n，等角点c，主合点i，主纵线vv，合线hihi，等比线hchc，基本方向线VV及主垂面W。

P为倾斜的像片即投影面。

E为水平的地面也称基准面。

N称为地底点

So称为摄影机机轴

SN称为航高H表示

16航摄像片与地图的区别

投影不同：

航摄像片是中心投影，地图是地面景物的正射投影；

几何特性不同：

地图是正射的没有投影差