摄影测量复习.docx

1、摄影测量复习第一章 绪论 第二章1、传统摄影测量的定义：利用光学摄影机获取的像片，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科 2、摄影测量与遥感的定义：是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译，从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术 3、4D产品：DOM（数字正射影像图）、DEM（数字高程模型）、DRG（数字栅格地图）、DLG（数字线划地图）4、摄影测量的四个特点（相较与传统的摄影测量）无需接触物体本身获得被摄物体信息 由二维影像重建三维目标面采集数据方式 同时提取物体的几何与物理特性5、摄影测量的分类按距离远近： 航天摄影测量

2、航空摄影测量 地面摄影测量 近景摄影测量 显微摄影测量按处理手段： 模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量按用途： 地形摄影测量 非地形摄影测量6、摄影测量学的任务：地形摄影测量领域： 测制各种比例尺的地形图、专题图、正射影像地图、景观图 ； 建立地形数据； 为地理信息系统和各种工程应用提供基础数据 非地形摄影测量领域：生物医学；古文物、古建筑；建筑物变形监测 7、摄影信息学的形成与发展发展阶段原始资料投影方式仪器操作方式产品模拟摄影测量（1951-1970）像片物理投影模拟测图仪作业员手工模拟产品解析摄影测量（1950-1980）像片数字投影解析测图仪机助作业员操作模拟产品、数字产品数字摄

3、影测量（1970-至今）像片、数字影像、数字化影像数字投影数字摄影测量系统自动化操作+作业员的干预数字产品、模拟产品8、模拟摄影测量：利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图。得到的是：图解线划地图 和 像片影像地图。9、解析摄影测量：以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学。得到的是：数字线划地图 、数字高程模型 、像片影像地图 10、数字摄影测量：基于

4、摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理，自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字产品和目视化产品。可以得到：数字线划地图、数字高程模型、数字影像地图、数据库。11、影像信息学的形成与发展：摄影测量、遥感和地理信息系统的有机结合，导致了信息科学分支影像信息学的形成。影像信息学是一门记录、存储、传输、量测、处理、解译、分析和显示由非接触传感器影像获得的目标及其环境信息的科学、技术和经济实体。第三章 摄影测量的基本知识12、像片的尺寸：航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标。航摄像片的大小为18cmx18cm，23cmx23cm。13、摄

5、影航高：摄影航高：以拍摄区域内平均高程面为摄影基准面，摄影机的物镜中心到基准面的距离称为摄影航高，H 绝对航高：摄影瞬间摄影机的物镜中心相对平均海水面的航高 相对航高：相对其他某一基准面或某一点的航高 14、摄影比例尺：视摄影相片为水平，地面取平均高程时，相片上的线段l与地面上相应的水平距离L之比为摄影比例尺 f为摄像机主距，H为航高。15、飞机航高的规范要求：飞机飞行时的航高与选定的航高H之间的差异不得大于5%，同一航线内，各摄影站的高差不得大于50m。16、制定航摄计划：确定测区范围根据测区的地形条件、成图比例尺等因素选用摄影机 确定摄影比例尺及航高需用像片的数量、日期及航摄成果的验收 1

6、7、影像质量、控制指标/摄影资料的基本要求:航向重叠度：在同一条航线内相邻两像片之间的影像重叠。航空摄影时，航向重叠一般规定为60%65%，最小不得小于53%，最大不大于75%；在航向方向必须要3张相邻像片有公共重叠部分，这一公共重叠部分称之为三度重叠。旁向重叠度：两相邻航带像片之间的重叠部分。航空摄影时，旁向重叠一般规定为30%40%，最小不得小于15%，最大不大于50%。 航向、旁向重叠度小于最低要求称为航摄漏洞，需要在航测外业做补测。当地面起伏较大是，要增大重叠度 像片倾角：在摄像瞬间摄影机轴发生了倾斜，摄影机轴与铅直方向的夹角称为像片的倾角。当=0时，为垂直摄影，是最理想的情形。但是飞

7、机受气流影响，航摄机不可能完全置平，一般是要求倾角不大于2，最大不超过3。航线弯曲：把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称为航线弯曲。航线弯曲会影响到航向重叠、旁向重叠的一致性，甚至会产生航摄漏洞，影响摄影测量的作业。航线弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度之比的百分数，要求航线弯曲度像空间）47、内方位元素的作用：1、像点的框标坐标系向像空系的改化； 2、确定摄影光束的形状；48、外方位元素：确定摄影时像空间坐标系在地面摄影测量坐标系中位置（线元素）和姿态（角元素）的元素叫做航摄像片的外方位元素。 49、外方位线元素:确定像空间坐

8、标系的原点S在地面摄影测量坐标系中的坐标（XsYsZs） 50、外方位角元素:确定像空间坐标系三轴在地面摄影测量坐标系中的方向。51、三个角度系统（名称）：（像空地摄）主垂面方向角、像片倾角、像片旋角：航向倾角。z轴在XZ坐标面上的投影与Z轴的夹角。：旁向倾角。z轴与XZ坐标面之间的夹角。K：像片旋角。Y轴在xy坐标面上的投影与y轴的夹角。作用：、确定z轴的方向；K确定x，y轴在自身平面内的方向52、像片的方位元素：内方位元素3个，外方位元素6个。53、一点两系：建立同一个点在像空间坐标系与像空间辅助坐标系中坐标值之间的对应关系。54、像空系和像辅系转换：确定旋转矩阵（三个角元素的确定）：给出

9、三个独立的方向余弦就可以建立旋转矩阵。55、旋转矩阵的性质：旋转矩阵是一个正交矩阵；旋转矩阵每行或每列各元素的自乘之和为1，互乘之和为0；旋转矩阵中的元素等于其代数余子式；给出三个独立的方向余弦就可以建立旋转矩阵。56、方向余弦定义：像空间坐标系与像空间辅助坐标系相应两坐标轴系间夹角的余弦。57、共线条件方程定义（描述像点、投影中心、物点间的关系）在理想情况下，摄影瞬间像点、投影中心、物点位于同一条直线上，描述这三点共线的数学表达式称之为共线条件方程58、两点一系（建立共线方程）：像点、物点、地摄系59、共线方程的作用： 单像空间后方交会利用DEM进行单张像片测图 多像空间前方交会摄影测量中的

10、数字投影基础 航空影像模拟（像片仿真）利用DEM制作数字正射影像图 光束法平差的基本数学模型（因为不考计算题，所以具体的共线方程计算，参照pdf自己去看）60、航空像片上的像点位移：因像片倾斜引起的像点位移因地形起伏引起的像点位移61、投影误差定义：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位。62、倾斜误差定义：同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位。第四章 双像立体测图基础 与立体测图 63、天然立体视觉：人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种

11、现象称为人眼的天然立体视觉。64、人眼立体视觉产生的条件两张像片必须是从不同摄影站摄取的。两眼各看一张像片，即必须分像 。必须使同名像点的连线与眼基线平行，以保证两视线在同一个视平面内。 比例尺基本一致（比例尺的差异小于比例尺的 15%）65、立体摄影测量的基本单位：要获取物方点的空间位置，一般须利用两幅相互重叠的影像构成立体像对，它是立体摄影测量的基本单位。66、立体像对的定义：由不同摄站获取的，具有一定影像重叠的两张像片。 66、产生天然立体视觉的原因：生理视差是产生天然立体感觉的基本原因。67、立体像对的点、线、面：（同名光线对对相交） 同名光线(AS1, AS2) 同名像点(a1,a2

12、) 摄影基线(S1S2) 核面（垂核面、主核面） 核线（垂核线、主核线） 核点（k1、k2亦是基线的延长线与左右像片面的交点，称为核点。这个交点有一个性质：对于倾斜像片来说，每张像片上的核点是该张像片上所有核线的交点。）68、几何模型定义：根据摄影过程的几何反转原理，恢复了立体像对的内方位和相对方位后，所有同名光线对对相交。由无数同名光线相交交点构成的与实地相似的几何表面。69、几何模型和实际地表的关系（区别）：相似关系：比例尺/大小、空间方位不确定。70、（简答）立体测图（重建立体模型）的过程：（1）恢复像对内方位元素：内定向。利用平面相似变换，将像片架坐标变换为以像主点为原点的像平面坐标。

13、（2）恢复像对外方位元素，重建立体模型，两种途径： 途径一（后方交会 + 前方交会）：后方交会：利用至少3个地面平高控制点，求解每幅像片外方位元素，建立像对立体模型。前方交会：利用立体模型，根据同名光线对对相交原则，解算地面点三维坐标。 途径二（相对定向 + 绝对定向）：相对定向：恢复两幅像片的相对位置关系，使同名光线对对相交，形成与实地相似的几何模型。绝对定向：恢复几何模型的大小和空间方位，并纳入地面摄影测量坐标系，量测模型点的三维坐标。三个阶段：立体像对(相对定向)几何模型(绝对定向)实际地面71、相对定向元素定义：立体像对中，确定两像片的相对位置关系所需的元素。72、相对定向元素确定方法

14、：（1）以左像为基准的相对定向系统，连续像对相对定向 （2）以基线为基准的相对定向系统，单独像对相对定向73、连续像对相对定向基准：以左片为基准74、单独像对相对定向基准：以基线为基准75、连续相对定向元素（5个） 相对定向元素（5个） 76、基线坐标系：左摄站为原点，置于水平的摄影基线为X轴，左主核面为XZ面， Z轴向上为正，Y轴按右手法则来确定的坐标系。77、绝对定向元素定义：确定相对定向所建立的几何模型的比例尺和它在地面摄影测量坐标系中空间方位的元素。78、绝对定向7个元素：通过将相对定量建立的几何模型进行旋转、平移和缩放，使其达到绝对位置。（七参数模型）缩放、Xs、Ys、Zs平移。第5

15、章 摄影测量解析基础79、怎么获得像片的外方位元素：内方位元素通过检校已知，每张影像都相同。外方位元素则不同，对每张影像都不一样。（获得/恢复影像的外方位元素的方法）：一张影像单像空间后方交会；两张影像(一立体像对) 相对定向+绝对定向 ；多(甚至上千)张影像 空中三角测量；在摄影过程中直接获取（如GPS，INS，POS）。80、单像空间后方交会的定义：根据影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面控制点（已知其像点和地面点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素。81、后方交会的过程：线性化：将非线性方程转化为各参数改正数的线性方程。（泰勒级数展开）82、立体像对的前方交会定义：由立体像对中

16、两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法。83、前方交会解算的目的：得到对应解算点在物方的坐标。84、前方交会解算方法：（1）点投影系数法； （2）利用共线方程的严密解。85、解析法相对定向共面条件：。双向解析依赖三线（，及摄影基线B，即）共面条件。三矢量共面，他们的混合积为零。86、连续像对相对定向关系式：Q：（1）Q为定向点上模型上下视差；（2）当一个立体像对完成相对定向，Q=0；（3）当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交，Q0。87、相对定向的特点：（1）不考虑模型比例尺，不需要野外控制点；（2）连续像对法相对定向的特征；（3）单独像对法相

17、对定向适用于单模型。88、绝对定向元素（7参数）：（七参数模型）缩放、Xs、Ys、Zs平移。（注意：解算至少需要两个平高，一个高程控制点）89、重心化处理：使坐标尽可能小，提高精度，加快效率90、坐标重心化处理的目的/作用：（1）可以减少模型点坐标在计算过程中的有效位数，以保证计算精度；（2）可以使法方程系数简化，提高法方程计算效率。91、双向解析光束法的概念：把每张像片内的所有控制点、未知点都按共线条件式同时列误差方程式，在像对内联合进行解算，同时求解两像片的外方位元素及待定点的坐标。基本公式（共线方程）：x=-f*（a1*(X-Xs）+b1*(Y-Ys)+c1*（Z-Zs）/（a3*(X-

18、Xs）+b3*(Y-Ys)+c3*（Z-Zs）y=-f*（a2*(X-Xs）+b2*(Y-Ys)+c2*（Z-Zs）/（a3*(X-Xs）+b3*(Y-Ys)+c3*（Z-Zs）未知数有9个：6个外方位元素，地面摄影测量坐标X、Y、Z也是未知数，为待求点加密点坐标。给出像点坐标，地面控制点坐标，解算待求点坐标。92、三种解析法比较：空间后方交会前方交会解法：结果依赖于空间后方交会的精度，常用于已知像片的内、外方位元素、需要确定少量待定点坐标；相对定向绝对定向解法：解算结果不能严格表达一幅影像的外方位元素（只有像对的），点位精度取决于相对定向到绝对定向的精度用于航带法解析空中三角测量中。光束法：

19、待定点的坐标是按最小二乘准则解得的，理论严密、求解精度最高，常用于光束法解析空中三角测量。第六章 解析空中三角测量93、解析空中三角测量：只测定少量的外业控制点，在内业按一定的数学模型平差计算出该区域内待定点的坐标。 94、解析空中三角测量的分类95、像点坐标（观测值）的系统误差及改正1、底片变形（摄影材料变形）。引起原因：受外界因素的影响，像点偏离了摄影时的位置（三点共线）。改正方法：通过量测框标坐标或量测框标坐标距进行改正。（四个框标位于像片的四个角隅时，可用仿射变换；四个框标位于像片各边的中央时，可用比例缩放）2、摄影机物镜畸变差。引起原因：透镜组成像以减少像差，但使像点偏离了三点共线的

20、理论位置。改正方法：由摄影机鉴定改正3、大气折光的影响。引起原因：大气密度随高度增加而减少，成像光线是曲线，使像点偏离了三点共线的理论位置。改正方法：折射率由气象资料或大气模型获得。4、地球曲率的影响。引起原因：大地水准面（椭球曲面），地面坐标系是水平基准面。改正方法：采用水平基准面上的坐标系，在像点上引进改正96、航带模型的绝对定向：将模型点在统一的航带像空间 辅助坐标系坐标变换为航带统一的地面摄影测量坐标 97、航带网的非线性变形改正：航带模型仍存在偶然误差和残余的系统误差的影响，模型连接时误差的累积使航带产生变形，致使绝对定向后获得的地面坐标只是概略值 解决的办法：航带网的非线性变形改正

21、。 98、空中三角测量方法：航带法、独立模型法、光束法三种方法（1）航带法：是以单航带作为基础，由几条航带构成一个区域整体平差，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。（2）独立模型法：把航带拆分成立体像对，每个立体像对列方程一起解算，求出所有加密点的地面坐标（公共点取平均值）。（3）光束法：以每张像片为单元，区域内每张像片的控制点、加密点都列共线条件方程式建立全区统一的误差方程，统一平差解算，整体解求区域内每张像片的6个外方位元素所有加密点的地面坐标。99、三种方法比较优缺点、精度分析（1）航带法：分步近似平差，不严密，精度较差计算速度快，可以提供初始值；（2）独

22、立模型法：较航带法严密计算较费时能很好地消除系统误差的影响，对粗差有较好的抵抗能力；（3）光束法：理论最严密，精度最高，成为解析空三的主流方法计算量最大以像点坐标为观测值，对系统误差反映最敏感，通过自检校法消除系统误差，达到厘米级精度可方便地加入粗差检测，对粗差有较好的抵抗能力。100、解析空三的精度分析：误差分布规律：（1）最弱精度位于区域四周，平面控制点应布设在四周；（2）控制点稀疏布点时，理论精度随区域的增大而降低，增大旁向重叠度，可以提高理论精度；（3）周边密集布点，光束法的精度不随区域大小改变，是常数；（4）高程理论精度取决于高程控制点间的跨度，与区域大小无关。（5）注：实际的解算结

23、果仍呈现明显的系统误差和不正常情况（如光束法区域网平差精度低于独立模型法等），需进一步进行残余系统误差的改正。 101、GPS辅助空三的定义：利用GPS卫星定位系统，实时、快速、精确地对空中三角测量进行监测，处理GPS数据，解求摄站坐标，将GPS摄站坐标视为带权观测值，与摄影测量数据一起进行联合平差。102、给解析空三带来怎样的影响：将摄站的高精度三维坐标做观测值，以减少地面控制点，与摄影测量数据一起进行联合平差。103、双像解析的相对定向绝对定向法 ：用连续相对或单独相对的相对定向元素的误差方程式解求像对的相对定向元素 由相对定向元素组成左、右像片的旋转矩阵、，并利用前方交会式求出模型点在像

24、空间辅助坐标系中的坐标 根据已知地面控制点的坐标，按绝对定向元素的误差方程式解求该立体模型的绝对定向元素 按绝对定向公式，将所有待定点的坐标纳入地面摄影测量坐标中 104、绝对定向元素的计算过程 ：（1）获取控制点的两套坐标 U , V , W , X , Y , Z （2）给定绝对定向元素的初值 1,K 0, XS, YS, ZS （3）绝对定向元素的计算过程 （4）计算重心化坐标 （5）计算误差方程式的系数和常数项 （6）解法方程，求绝对定向元素改正数 （7）计算绝对定向元素的新值 （8）判断迭代是否收敛 105、共线方程计算（两种形式）：填空1、摄影测量中常用的坐标系有 像平面直角坐标系

25、、 像空间直角坐标系 、 像空间辅助坐标系、地面摄影测量坐标系 、 地面测量坐标系 。2、解求单张像片的外方位元素最少需要 3 个 平高地面控制 点。3、GPS 辅助空中三角测量的作用是 大量减少甚至完全免除地面控制点，缩短成图周期，提高生产效率，降低生产成本。4、两个空间直角坐标系间的坐标变换最少需要 2 个 平高 和 1 个 高程 地面控制点。5、摄影测量加密按平差范围可分为 单模型 、 单航带 和 区域网 三种方法。6、摄影测量的发展经历了 模拟摄影测量 、 解析摄影测量 和 数字摄影测量 三个阶段。7、恢复立体像对左右像片的相互位置关系依据的是 共面条件 方程。1、表示航摄像片的外方位角元素可以采用 以