摄测题选解.docx

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摄测题选解

银彰测量修衣习题迄解

1.内方位元素

描述s点对像平面位置关系的参数。

2.同名核线

山摄影基线和两同名光线构成的平面为核面，核面与像片平面的交线称为核线，左右两张相片与同一核面的交线称为同名核线。

3•像片纠正

消除像片倾斜引起的误差、限制或消除地形起伏引起的像点位移，并将影像归化为成图比例尺的过程。

4.像框坐标系

是以像片上四边或四角上的框标来定义的坐标系统。

5.像控联测

在野外利用已知的大地点、水准点，借助于测绘仪器测定像控点平面坐标和高程，并正确表示出像控点位置的丄作称为像片野外控制测量，或简称为像控联测。

6.像空间坐标系

S点为原点,x,y轴分别平行于o—xy的轴向，主光轴方向为z轴。

7.像底点

过投影中心S作地平面的垂线与像平面的交点n即像底点。

8.同名光线

地面上某物点A在两张像片上的构像山，①称为同名像点，同名像点的构像光线心“和恥2心称为同名光线。

9•像点位移

地面点的实际构像位置与理想状况下的构像位置存在差异，这种点位的差异称为像点位移。

包括因像片倾斜和地面起伏引起的像点位移。

10.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图式符号和注记描绘在像片上。

11•像平面坐标系

以像主点为原点，x,y轴分别平行于框标坐标系坐标轴x,y的坐标系统.

12.像空间辅助坐标系

为了在同一航线的不同像片间建立联系，设立像空间辅助坐标系。

该坐标系以摄影中心S为原点，坐标轴的选定有多种方式。

如：

以与第一张像片的像空间坐标系平行的像空间辅助坐标系；与地面坐标系平行的坐标系；以基线为X轴,在左主核面内过S1且垂直于X轴的直线向上为X轴，建立的像空间辅助坐标系等。

13.理想像对

指假想的基线水平，像片水平，转角和各类像差均为零的立体像对。

14•外方位元素

在恢复内方位元素的基础上，确定航摄像片在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。

15.像主点

过菽矗中心S作像片的垂线与像片的交点0,即像主点。

16.共线方程

描述的是摄影瞬间像点、摄影中心和物点三点共线的儿何关系式。

17.解析空三

利用计算机，根据人工观测方法，在坐标量测仪或解析测图仪上，量测像点坐标，釆用一定的数学模型，利用少量物方控制点，计算加密点坐标的过程及方法。

18.影像匹配

依据某种相似性测度，评价立体像对左、右影像的子窗口内影像相似性，以确定同名像点的过程和方法。

19.主距

摄影物镜像方节点到像片平面的垂直距离。

20.像片平面图

按图幅分幅的、具有成图比例尺的景物的正射投影影像。

21•航向重叠度

为了满足测图需要，在同一航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠，称为航向重叠。

22.光束法空三

根据共线方程，将所有像片的外方位元素和待定点的物方坐标作为未知数，以少量控制点作为平差条件，在一个平差系统中整体解算未知数的作业方法。

23.改化法方程

在法方程解算过程中，为了计算方便，通常消去一类未知数，保留另一类未知数，形成的方程为改化法方程。

24.基于特征的影像匹配

当待匹配的点位位于低反差影像区域时，窗口内信息量少，信噪比低，匹配的成功率低（如城市大比例影像的阴影和遮挡），用基于灰度的影像匹配算法难以获得满意的结果。

此外，在许多应用领域，不生成密集格网的DEM（如机器人视觉），只需配准一些感兴趣的特征点、线或面，这一类算法称为基于特征的影像匹配。

25.正交矩阵

设有n阶方阵A,如果满足”=犷，则称A为正交矩阵。

26.景物反差

指景物之间最大亮度与最小亮度之比。

27.中心投影

投射线会聚于一点的投影称为中心投影。

28.重釆样

当算得的原始影像不位于整数点上时，并无现成的灰度值存在，此时，就必须采用适当的的方法，把该点周围整数点位上灰度值对该点的灰度贡献积累起来，构成该点位新的灰度值。

这个过程称为数字影像的重采样。

29•像平面直角坐标系

像平面直角坐标系是以像主点为坐标原点，x,y轴分别平行于框标坐标系的x,y轴的坐标系统。

30.左主核面

在摄影瞬间某物点的同名光线和摄影基线位于同一平面内，这一平面称为核面。

核面有无数个，其中过像主点的核面称为主核面，一个立体像对有左、右两个主核面，过像对中左边像片主点的主核面即为左主核面。

31.等角点

在主垂面W内作像片倾斜角ZOSN的角平分线（其中0为地主点，S为投影中心，N为地底点），交主纵线八'于c点，这个点即等角点。

32•绝对定向

经相对定向后建立了与地面相似的立体模型，算得了各模型点的摄影测量坐标。

但在大地测量坐标系中，方位未知，比例尺也近似。

要确定模型点的大地坐标，需对立体模型作三维的旋转、平移和缩放。

确定立体模型在大地坐标系中的方位和大小，这一过程称为模型的绝对定向。

33.超焦点距离

对光于无穷远时景深的近景点距离。

34.三原色

三种颜色中的任一种颜色均不能山其余两种颜色混合相加产生。

将三种颜色按不同比例混合组合可形成各种色调的颜色，则这三种颜色称为主色或三原色。

实验证明，红、绿、蓝是最佳的三原色。

35.平行投影：

投射线相互平行的投影称为平行投影。

36.摄测坐标系

将像空间辅助坐标系（S-XYZ）原点沿Z轴反方向平移至Z轴与地面的交点P，得到的坐标系（P-XpYpZp）称为摄影测量坐标系

37.第一类分辨力

人眼单眼观察的分辨力分为两类，一种是用单眼所能观察岀两点间的最小距离，通常用所张角表示，约45〃,称为第一类分辨力。

38.重心化坐标

将坐标原点平移到重心位置而得的新的坐标值。

39.迹线

像平面与地平面的交线

40•相对定向元素

用于描述立体像对中两张像片相对关系的参数，称为相对定向元素。

41.景深

赢摄景物中能产生较为清晰影像的最近点与最远点的距离。

42.有效孔径

平行光束经物镜折射后通过光圈，此时的光束直径称为有效孔径。

43.主合点

合线与主纵线的交点i称为主合点。

44.核线

山摄影基线和两同名光线构成的平面为核面，核面与像片平面的交线称为核线。

45.相对定向元素

用于描述立体像对中两张像片相对关系的参数称为相对定向元素。

46.核点

我矗基线的延长线与像片平面的交点称为核点。

47.基于灰度的影像匹配

以待定点为中心的窗口内，根据影像灰度分布来确定同名点，称为基于灰度的影像匹配。

二.简答题

1•什么是数字影像内定向？

计算机完成哪些工作？

已知4个框标点的像点坐标及此4点的扫描坐标，写出数字摄影测量内定向的关系式

数字影像内定向是指通过坐标变换，将像片的仪器坐标转换为像平面直角坐标的过程。

一般利用仿射变换通过4个框标解算变换参数从而完成内定向。

计算机应自动量取框标的仪器坐标，平差计算变换参数，从而解求其余所有像点的像平面直角坐标。

仿射变换的基本公式为：

x=d（）+axx+a2y

y=^+b}x+b2y

对4点解算来说，可列8个方程，解6个未知数，亦可将"、方分开解算,以解“值为例方法如下，利用第一个方程有:

这是超定方程组，方程两边同时左乘"，有:

atax=atl

X=（A7'A）Ta7'厶

可解出第一行系数①的最小二乘最小范数解。

同理用同样的方法可解岀第二行的A系数。

2•写出双像空间前方交会公式，并说明式中各符号的意义

BxZ\-BzX\

X}Z2-X2Z{

「X」

Xs、

NxJ

J■

_Z.4_

.N乙.

Zs,

—J

_N込

其中:

Bx=XS2^XSi

Bz=zs2~zst

儿弘：

点投影系数;

Bx%Bz：

摄影模型的基线分量;

x1,rI,z1,x2,y2,z2点的像空间辅助坐标系坐标;

九必,z,・：

摄影中心在空间辅助坐标系或摄测坐标系中的坐标。

3•什么是立体像对的相对定向？

写出连续法解析相对定向的数学模型，并说明其中各符号的意义。

说明解算时需要哪些已知数据，解算什么未知数？

BxBy

x.r.

乙

x2y2

即:

V=AX-L\X=（A7Ay1AtL

N\、N》为点投影系数。

v=adp+bdy+cd（p+ddco+edK一I

l=Q=N}Y^N2Y2-by-解算流程如下：

输入原始数据

确宦初始值-七

“u=了0=0）=d=Q）

计算左片&和（X|,y.,乙）

计算切、乞右片的尺2

I计算右片各像点的（x2,r2,z2）

IiI

I计算各点的N\、心和0I

III

I逐点组成误差方程式并法化I

III否

I所有点法化完否？

II是

I解法方程，求改正数，占,

I计算定向元素新值

I否I

改正数是否小于限差

I是

计算结束

4.什么是像片的内、外方位元素？

在摄影测量过程中，内、外方位元素如何得到？

内方位元素山制造厂家通过摄影机鉴定设备检测得到；外方位元素通过利用雷达、全球定位系统、惯性导航系统、星相摄影机、单像空间后交等得到。

5.写出共线方程式，并说明式中各符号的意义

6.什么是像片纠正？

什么是正射影像？

试述间接法数字影像纠正的过程

7.简述一种航空摄影测量成图的作业工序过程，并说明有何特点。

国家平高控制航空摄影

像控联测►空三加密

像片调绘I

内业立体测图

特点：

只有“像片联测、像片调绘”一步需要外业测量，外业工作量少，大部分工作均在室内完成，从而提高工作效率，降低劳动强度。

8.相对定向后，为什么要进行立体模型的绝对定向？

解析绝对定向解算时需要哪些已知数据，解算什么未知数？

需将自由模型纳入测图坐标系中，以获得模型点物方坐标；解析绝对定向解算时需要三个以上控制点的物方坐标（X,Y,Z）及相对定向后的模型坐标

（Xm,Ym,Zm）；解算2,0,n,K,X°,r°,Z°

9.简述航空摄影测量对航空摄影有哪些要求？

（1）

航高变化

（2）

航摄倾角

a<3°

（3）

像片重叠度

p%>53%,q%>\5%

（4）

航线弯曲度

-xlOO%<3%

（5）

像片旋角

k<6°

10•与平坦地区的水平像片相比，航空像片存在什么像点位移？

其中地形起伏引起的像点位移有什么特性？

绘图描述。

存在:

倾斜位移叭

高差位移6

特性：

水平像片上高差位移：

3h=-

n点上没有5h

1出现在以n为中心的辐射线上

11.分别写出摄影测量学中常用到的坐标系统，并简述其作用。

（1）像平面坐标系（o—今）

（2）像空间坐标系（S-艸）

（3）像空间辅助坐标系（S-XYZ）

（4）摄影测量坐标系（P-XpYQ

（5）地面测量坐标系（f-XtY,Z,）

（6）地面摄影测量坐标系（A-X’pZpZrp）

12.外方位元素有哪三套转角系统？

摄影测量的三个发展阶段是什么？

⑴

（2）d/,o/,Q（3）A,a.,/

（1）模拟摄影测量阶段

（2）解析摄影测量解段

（3）数字摄影测量阶段

13.

以倾斜航空像片为例，请作图表示摄影中心、像主点、像底点、等角点、地底点、灭点、主纵线、等比线主垂面的相互位置关系，并加以必要的符号和文

透视变换：

两个平面间的中心投影变换。

像主点0：

投影中心S在投影面P上的垂足（主光轴与像平面的交点）。

像片主距f：

投影中心S到像平面P的垂距。

像底点m过投影中心S的铅垂线与像平面的

摄影方向线VV：

主垂面W与地平面的交线。

等角点c：

Zosn的角平分线与像平面的交点。

合点i：

地平面上（平行线组）无穷远点的中心投影。

迹点t：

物像二重点。

合线hihi：

过投影中心s且平行与地面的水平面与像平面的交线（合

点的集）。

等比线hchc：

过等角点C且平行于合线的直线交点。

主垂面W：

过主光轴so和铅垂线sn的铅垂面。

主纵线vv：

主垂面w与像平面的交线。

灭点：

地面一组平行线在遥远处的交点，对应于合点。

14.在胶片航空摄影及其后续处理过程中有哪些因素会破坏摄影中心、像点和对应物点之间三点共线的严密性？

在基于共线方程的计算过程中如何加以解决？

主要因素有：

物方控制点测量误差、像片量测误差及像点误差。

像点误差包括底片变形、航摄仪物镜畸变、大气折光差及地球曲率影响。

在基于共线方程的计算中，要消除像点误差影响，提高内、外业测量精度，才能保持三点共线的严密性。

15.自动内定向的含义是什么？

如何进行自动内定向？

说明哪些情况下不需要进行内定向？

通过对数字化影像的框标进行自动的识别与定位，计算岀扫描坐标系与像平面直角坐标系之间的变换参数。

利用数字摄影测量系统所提供的定向模块，自动识别与定位框标，利用相机检校参数，计算扫描坐标与像片坐标间变换参数，自动进行内定向。

对数码相机的数字影像可不需进行内定向。

16.灰度内插计算：

若7（1,1）=1/（1,2）=5,/（2,1）=2,/（2,2）=4,分别按最邻近像元法、双线性插值

法确定点（1216）的灰度值。

（io分）

（1）邻近像元法

xN=int（xp+0.5）=int（1.2+0.5）=int1.7=1

yN=int（y“+0.5）=int（1.6+0.5）=int2」=2

故：

f（1-2,1-6）=/（1,2）=5

（2）双线性插值法

由题意可知：

Ax=0-2,Ay=0•6

Wp=l-Ar=0&化1=1-$=0・4

比2=心=0・2,叭2=06

17.人造立体观察必须符合的条件？

（1）两张像片必须是在左、右两个位置对同一物体进行摄影而获得的。

（2）分像条件：

一只眼睛只能观察像对中的一张像片，即左眼看左像，右眼看右像。

（3）两张像片应这样放置：

同名像点的连线应与眼基线近似平行，而且同名像点间距离应该小于眼基距，或小于扩大后的眼基距。

18•何谓4D产品？

即：

数字地面模型DEM

数字正射影像图D0M数字线划地形图DLG数字栅格地形图DRG

19•单独像对的相对定向，像空间辅助坐标系是如何建立的？

解算哪些元素？

单独像对的相对定向系统，是以左摄站为为原点，摄影基线为X轴，在左主

核面内过S|且垂直于X轴的直线为Z轴，建立的空间右手直角坐标系为像空间辅

助坐标系。

解算（p—CO2K2五个单独像对的相对定向元素。

20.大比例尺成图联测像控点的的光电测距导线有哪些主要技术要求？

大比例尺成图联测像控点的的光电测距导线的主要技术要求见下表：

成图比例尺

附合导线长度（km）

平均边

长（km）

边数

测距

要求

测角中误

差（”）

方位角闭合差L）

导线相对闭合差

1：

500

0・3

II级

单程1测回

W±15

W土

30亦

W1/8000

1：

1000

0・5

2000

0.8

21•什么是正射影像？

试述影像数字纠正的一种实现过程

正射影像指中心投影影像经数字纠正后得到的影像或指经正射投影方式获得的影像。

间接法影像数字纠正的实现过程：

1获取原始数字影像；

2利用已建立的物象关系及DEM,逐像元地把正射影像像元投影至原始

影像上；

3在原始影像上内插出投影点处的灰度或色彩，回赋给正射影像像元；

4正射影像的分幅、镶嵌。

22.试述数字摄影测量系统中的定向模块、匹配模块、DEM模块、正射影像生成模块、数字测图模块分别完成哪些工作及取得哪些测绘产品。

匹配模块：

自动量测同名像点；

DEM模块：

在前两者基础上，计算得到地表三维数据点，建立DEM,并生成等高线；

正射影像模块：

完成数字纠正，生成数字正射影像；数字测图：

人机交互式立体测图，产生线划地形图；产品：

数字地面模型DEM

数字正射影像图DOM

数字线划地形图DLG

数字栅格地形图DRG

23.连续像对的相对定向与单独像对的相对定向有何异同？

各解算哪儿个转角元素？

、所选择的像空间辅助坐标系不同，所解出的转角元素不同，用途不同，转角元素的意义不一样。

但都利用了共面条件方程，都是解出了5个转角元素，像空间辅助坐标系原点相同，都能表达两像片的相对关系。

连续像对法：

单独像对法：

卩，心，02,9，£

24.光束法区域网解算中，加密点地面坐标的近似值获取，主要有哪些方法？

主要有：

利用旧地图进行加密点地面坐标的近似值获取；

利用航带法加密的成果；

交替地进行空间后交和前方交会，建立航带模型等。

25.简述DEM内插方法的分类？

一、整体函数内插法：

主要釆用二元高次多项式

二、局部（分块）函数内插法：

线性内插

双线性多项式内插

双三次多项式（样条函数）内插

多面函数法

三、逐步内插法：

移动拟合法

加权平均法

26.写出询方交会点投影系数公式，描述模型点坐标解算过程。

BxZ?

—ByX2

~x.z.-x.z,

=BxZ]_BzX、

X|Z2X2乙

「X」

Xs、

~n2x2~

—

■

N必

ZA_

Zs.

4J■

其中:

Bx=XSi-XS}

Bz=^s2~Zy

N\、N「点投影系数；

Bx、B“Bz:

摄影模型的基线分量;

XM,乙,X?

5Z：

像点的像空间辅助坐标系坐标；

X.、.,$,Zs：

摄影中心在空间辅助坐标系或摄测坐标系中的坐标。

通过相对定向获取相对定向元素，从而获取左、右像片的旋转矩阵。

根据量测的一同名点在左右两张像片上的像平面直角坐标，解算出像空间辅助坐标，再根据以上公式计算该点的模型坐标。

27.在旋转矩阵中任意选取不在同一行（或列）的三个独立元素，如：

①，久，

根据正交矩阵的性质，导出％的表达式

正交矩阵当|A|=1时，则各元素等于其代数余子式。

=a3C2_勺5二如血①_绚仇）_^2。

3=°海一00旳3-a2C3

则：

（1_加》］=_4“3爲_"2彳得：

X=仆严

其中:

=J1孑_空疋3=、/1_ciy—by

28.光束法区域网平差的基本思想是什么？

光束法区域网平差是以一张像片组成的一束光线作为平差的基本单元，以中心投影的共线方程作为平差的数学模型，以相邻像片公共交会点坐标相等、控制点的内业坐标与外业坐标相等为条件，列出控制点和加密点的误差方程式，进行

全区域的统一平差计算，解求岀每张像片的外方位元素和加密点的地面坐标。

29.数字相关算法有哪儿种？