摄影测量学复习题.docx

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1、摄影测量学复习题一、名词解释 1像片比例尺：把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程，这时像片上的线段l与地面上相应线段的水平距离L的比值 2绝对航高：相对于平均海平面的行高，是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔 3相对航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度它是相对于被摄区域内地面平均高程基准面的设计航高。 4像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞机姿态出现较大倾斜或地面有起伏时，会导致地面点在航摄像片上的构象相对于理想情况下的构象所产生的位置差异 5摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离 6航向重叠：同一航线内相邻像片之间的影像重叠 7旁向重叠：两相邻行带像片之间的

2、影像重叠 8数字纠正通过解求对应像元素的位置，然后进行灰度的内插与赋值运算。 9像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数 10像片的内方位元素：表示摄影中心与像片之间相互位置的参数 11像片的外方位元素：标示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态参数 12相对定向 立体像对的相对定向就是要恢复摄影时相邻两影像摄影光束的相互关系，从而使同名光线对对相交。 13相对定向元素：确定一个立体像对两像片的相对位置的元素 14绝对定向元素：描述立体相对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数 15单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其影响上对应三个像

3、点的影像坐标，根据共线方程，反求该像片的外方位元素 16空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标 17双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算的方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标 18空中三角测量：利用计算的方法，根据航摄像片上所测的像点坐标以及少量的地面控制点求出地面加密点的物方空间坐标 19POS：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 20影像的灰度：光学密度，D=lgO 21数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵点上的原始函数g(x,y

4、)的数值时就需进行内插，此时称为重采样 22影像匹配：利用互相关函数，评价两块影响的相似性以确定同名点 23核线相关：沿核线寻找同名像点 24像片纠正：对原始的航摄像片或数字影像进行处理，获取相当于水平像片的影响或数字正射影像 25数字正射影像图：DOM是以航摄像片或遥感影像为基础，经扫描处理并经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，按地形图范围裁剪成的影像数据，并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公里格网、图廓整饰等形式填加到该影像平面上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库 26立体像对：摄影测量中，用摄影机在两摄站点对同一景物摄得的有一定重叠度的两张像片 27立体正射影像对：为了从立体观测

5、中获得只管立体感，为正射影像制作出一副立体匹配片，正射影像和相应的立体匹配片共同称为立体正射影像对 28数字摄影测量：是将摄影测量的基本原理与计算机视觉相结合，从数字影像中自动提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息。 29空中摄影：采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直。 30影像内定向：在传统摄影测量中，将先像片放到仪器承片盘进行测量，得到影像架坐标系下的像点坐标，1 随后利用平面相似变换等公式，将影像架坐标变换为以影像上像主点为原点的像坐标系中的坐标 31人造立体视觉：通过观察立体像对得到地面景物立体影像的立体感觉称为人造立体视觉 32解析空中三角测量是用摄影测量解

6、析法确定区域内所有摄像的外方位元素。 33航带法空中三角测量即首先要把许多立体像对所构成的单个模型连接成航带模型，然后把一个航带模型视为一个单元模型进行解析处理。 34采样对实际连续函数模型离散化的量测过程就是采样，被量测的点称为样点，样点之间的距离即采样间隔。 35重采样当欲知不位于矩阵点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，则称为重采样。即在原采样的基础上再一次采样。 36影像相关是利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点，即以影像信号分布最相似的区域为同名区域，同名区域的中心点为同名点。 37数字微分纠正根据已知影像的内定向参数和外方位元素及数字高程模型，按一定的数学模型

7、用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正射影像，这种过程是将影像化为很多微小的区域，这种直接利用计算机对数字影像进行逐个像元的微分纠正，称为数字微分纠正。 38 2 二、填空 (1)4D产品是指DEM、DLG、DRG、DOM (2)摄影测量按用途可分为地形摄影测量、非地形摄影测量 (3)摄影测量学的发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段 (4)模拟摄影测量是利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转 (5)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

8、科学 (6)数字摄影测量是基于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 (7)共线方程表达的是像点、投影中心与地面点之间关系 (8)立体摄影测量基础是共面条件方程 (9)航空摄影是安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面物体进行摄影，飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的重叠度,航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面 (10)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

9、线，称航线弯曲 (11)航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标 (12)地形图是地面的正射投影，像片是地面的中心投影 (13)在像空间坐标系中，像点的z坐标值都为-f (14)一张像片的外方位元素包括：三个直线元素(Xs、Ys、Zs）：描述摄影中心的空间坐标值；三个角元素(j、w、k)：描述像片的空间姿态 (15)相对定向的理论基础、目的、标准是两像片上同名像点的投影光线对对相交 (16)双像解析摄影测量的任务是利用解析计算方法处理立体像对，获取地面点的三维空间信息 (17)摄影测量中，一个立体像对的同名像点在各自的像平面坐标系的x、y坐标之差，分别称为左右视差、上下视差 (18)解析法相对

10、定向的理论基础是同名光线对对相交于核面内 (19)解析绝对定向需要量测2个平高和1个高程以上的控制点，一般是在模型四个角布设四个控制点 (20)解析空中三角测量按数学模型分为航带法、独立模型法、光束法 (21)根据选择的插值函数的不同，常用的影像重采样方法有最邻近像元法、双线性内插法、双三次卷积法 (22)影像灰度的系统变形有两大类：辐射畸变、几何畸变 (23)列出3种精度较高的线特征提取算法：Canny算子、拉普拉斯算子、LOG算子 同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，重叠部分与整个像幅长的百分比称为重叠度，一般要求在60%以上。两相邻航带像片之间也需要有一定的影像重叠，这种重叠

11、影像部分称为旁向重叠度，旁向重叠度要求30%左右。 投影有中心投影和平行投影两种，平行投影又有斜投影和正射投影之分。当投影射线会聚于一点时，称为中心投影。航摄像片是地面的中心投影。当诸投影射线都平行于某一固定方向时，这种投影称为平行投影。测量中，地面与地形图的投影关系属正射投影。 相对定向方法分为两种：单独像对相对定向、连续像对相对定向。 解析空中三角测量的分类：根据平差中采用的数学模型可分为航带法、独立模型法、光束法。根据平差范围的大小可分为单模型法、单航带法、区域网法。进行解析空中三角测量所必须的信息：摄影测量信息、非摄影测量信息。 重采样的方法：双线性差值法、双三次卷积法、最邻近像元法

12、点特征提取算法：Moravec算子、Forstner算子、Harris角点提取算法 影像相关的三种方式：电子相关、光学相关、数字相关 常见的五种基本匹配算法：相关函数、协方差函数、相关系数、差平方和、差绝对值和。 3 四、简答 1、摄影测量的主要特点是什么？(1)无需解除物体本身获得被摄物体信息(2)由二维影响重建三维目标(3)面采集数据形式(4)同时提取物体的几何与物理特性 2、航空摄影机也被称为量测摄影机，它有什么特征？(1)量测摄影机的像距是一个固定的已知值(2)摄影机的像面框架上有框标标志(3)量测摄影机的内方位元素是已知的 3、摄影测量常用的5个坐标系p26像平面坐标系O-xy:影像

13、平面内的直角坐标系，用以表示像点在像平面上的位置，像平面坐标系的原点就是像主点。方向与框标坐标系的方向相同，航线方向为X轴正向。像空间坐标系S-xyz:过渡坐标系，表示像点在像方空间的位置，以摄站点为坐标原点，摄像机主光轴为z轴。像空间辅助坐标系S-XYZ：过渡坐标系，以摄站点为坐标原点，铅垂方向为Z轴，航线方向为X轴，有利于改正航线方向累积的系统误差。摄影测量坐标系A-XPYPZP 过渡坐标系，描述解析摄影测量过程中模型点的坐标。地面某一点A为坐标原点。物空间坐标系O-XtYtZt ：表示所摄物体所在空间直角坐标系，与大地测量中的高斯平面坐标系相同，X为正北方向 4、航摄像片与地形图有什么区

14、别？ 1）投影方式不同、2) 航片存在两项误差、3) 比例尺的不用、4) 标示方法的不同、5 ) 表示内容的不同、6) 几何上的不同 6、共线条件方程有哪些应用? 1) 单像空间后方交会和多像空间前方交会 、 2)解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型、3）构成数字投影的基础、5）计算模拟影像数据、6）利用数字高程模型与共线方程制作正射影像、7）利用DEM与共线方程进行单幅影像测图、8） 求像底点坐标 7、人造立体视觉必须符合哪几个自然界立体观察的条件？ 1）由两个不用设站点摄取同一景物的立体像对、2）一只眼睛只能观查像对中的一张照片，分像条件、3）两眼各自观测同一景物的左右影像店的连线应

15、与眼基线近似平行 、4）像片的距离应与双眼的交会角相适应、 5）两片比例尺相近 8、请说明利用立体像对重建立体模型的一般过程1）恢复像对内方位元素：内定向； 2）恢复像对内方位元素：相对定向；绝对定向 9、连续像对和独立像对的坐标系统和定向元素有何不同？ 1）连续像对：以左片的像空间坐标系为像对的像空间辅助坐标系定向元素：BY,BZ, 2） 、独立像对：以作摄影中心为原点、左主核面为XZ平面、摄影基线为X轴的右手空间直角坐标系定向元素：1,1，2，2，2 10、请对双像解析摄影测量的三种解法进行比较 方法 后交-前交法 相对定向-绝对定向 一步定向法 严密性 点位精确度取决于外方位元素精度 没

16、有利用多余条件 点位精度取决于相对定向绝对定向精度 理论最严密 精度最高 2个平高点+ 1个高程点 2个平高点+ 1个高程点 控制点要求 3个平高点 使用场合 已知像片外方位元素 航带法加密 光束法加密 11、为了求解相对定向元素，是否需要地面控制点？为什么？不需要相对定向只是确定像对内在的几何关系，恢复两张像片摄影时的相对位置和姿态，只需测量至少5对同名像点，而不需要地面控制点 12、像点坐标量测与系统误差的改正方法： 1、像点坐标的量测；2、摄影材料变形改正；3、摄影机物镜畸变差改正；4、大气折光改正；5、地球曲率改正。 13、简述自动空中三角测量的基本原理？利用模式识别和多影像匹配等方法

17、代替人工在影像上自动选点和转点，同时自动获取像点坐标，提供给区域网平差程序解算，以确定加密点在选定坐标系中的空间位置和影像的定向参数 14、简述数字微分纠正的原理通过对点元素、线元素、面元素的纠正，实现两个二维图像之间的几何变换 4 15、分析对比常用的三种影像重采样方法 (1)最邻近像元法最简单，计算速度快且能不破坏原始影像的灰度信息。但其几何精度较差。最大可达0.5像元。 (2)双线性内插值法计算量大，但缩放后图像质量高，不会出现像素值不连续的情况。由于双线性插值具有低通滤波器的性质，使高频分量受损，所以可能会使图像轮廓在一定程度上变得模糊。 (3)前两种方法几何精度较好，但计算时间较长，

18、特别是双三次卷积法较费时，在一般情况下用双线性插值法较宜。 16、列出几种常见的点特征提取算法Moravec算子；Forstner算子；Harris角点提取算法 17、列出几种常见的线特征提取算法1）、微分算子：梯度算子；Roberts梯度算子；Sobel算子；SUSAN算子；2）二阶差分算子：方向二阶差分算子；拉普拉斯算子；LOG算子；3）特征分隔法； 4）Hough变换 18、简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统变形参数，同时按最小二乘的原则，解求这些参数，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适用于哪几种场合？1）、待匹配的点位于低反差区内，

19、如林区； (2)匹配目的是只需要配准某些“感兴趣”的点线或面： (3)在大比例尺城市航空摄影测量中，大多数对象是人工建筑物，此时由于影像的不连续、阴影与被遮蔽等原因，基于灰度匹配的算法也难以适应 20、摄影测量三个发展阶段的特点 发展阶段 模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量 原始资料 像片 像片 数字化影像 数字影像 投影方式 物理投影 数字投影 数字投影 仪器 模拟测图仪 解析测图仪 计算机 操作方式 作业员手工 机助作业员操作 自动化操作加作业员的干预 产品 模拟产品 模拟产品数字产品 数字产品模拟产品 21、单像后方空间交会基本思想：以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控

20、制点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发，根据共线条件方程，解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素 22、航带法空中三角测量的工作流程： 1）像点坐标量测与系统误差改正；2）像对的相对定向；3）模型连接及航带网的构成；4）航带模型的绝对定向；5）航带模型的非线性改正。 23、GPS辅助空中三角测量的基本原理：1）现行航空摄影系统改造及偏心测定；2）带GPS信号接收机的航空摄影； 3）解求GPS摄站坐标；4）GPS摄站坐标与摄影测量数据的联合平差。 24、数字微分纠正的基本原理： 数字微分纠正与光学微分纠正一样，是实现两个二维图像之间的几何变换，因此数字微分纠正与光学微分纠正的基本原理一样，在

21、数字微分纠正过程中，必须首先确定原始图像与纠正后的图像之间的几何关系 25、由DEM与原始影像制作景观图 1）将每一DEM格网划分为mn个地面元，原则依然是使景观图上像素之间无缝隙并尽可能地大； 2）依次计算各地面元在景观图上的像素行列号； 3）进行消隐处理； 4）由地面元计算其对应的原始影像像素行列号； 5）由双线性内插计算的灰度gp； 6）将原始影像灰度gp赋予景观图像素 gl=gp 以上过程实际上是将透视图的绘制与正射影像图的制作结合起来进行的过程。 由DEM与正射影像制作景观图 如果已经有了正射影像图，则不需利用原始影像，而可以直接利用正射影像制作景观图，这样可以大大地节省计算工作量。

22、其处理过程的前步与利用原始影像时完全相同，所不同的步骤为： 4、由地面元计算其对应的正射影像像素行列号，此时是简单的平移与缩放，而不需利用共线方程来计算； 5、将正射影像相应像素的灰度值g0取出赋予景观图像素： gi= g0 数字摄影测量工作站产品：影像参数、数字地面模型DEM、数字地形、数字正射影像图、透视图、景观图、可视化立体模型、各种工程设计所需的三维信息、各种信息系统、数据库所需的空间信息 5 五、论述 1.立体像对有哪些特殊的点、线、面？请画图说明 E地平面 P倾斜像片 TT透视轴 W主垂面 S摄影中心 o像主点 n像底点 N地底点 H航高 f主距 So主光轴 c等角点 C地面等角点

23、 VV摄影方向线 vv像片主纵线 i主合点 J 主遁点 hihi合线 hoho 主横线 hchc 等比线 2.叙述航带网法空三基本原理 把许多立体像对构成的单个模型连接成一个航带模型，将航带模型视为单元模型进行解析处理通过消除航带模型中累积的误差，将航带模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地面坐标 3.叙述光束法区域网空三基本原理 以每张像片作为平差单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，建立全区统一的误差方程式，整体求解全区域内每张像片的外方位元素，以及所有待定的的地面坐标 4.叙述相关系数法影像匹配的过程，并说明其优势 相关系数法是以相关系数作为匹配测度 (1) 确定目标点

24、(2) 确定目标窗口 (3) 估计搜索窗口 (4) 求解相关系数 (5) 获得相关系数最大值的位置 (6) 获得同名点 优点：目标影像的灰度与搜索影像的灰度之间存在线性畸变时，仍能较好的评价它们之间的相似度 5.简述大多数摄影测量软件中，数字微分纠正的实际解法 (1)用反算公式计算该纠正单元的4个角点的像点坐标； (2)用双线性内插求得纠正单元内部的坐标； (3)用灰度双线性内插，求得其灰度 6.什么是数字微分纠正？简述线性阵列影像数字微分纠正的常用方法，并指出其原理与航空影像的数字微分纠正有何不同？ 根据参数与数学地面模型，利用相应的构象方程式，或那一定的数学模型用控制点结算，从原始非正射投

25、影的数字影响中获取正射影像 方法： 间接法与直接法相结合； 间接法纠正； 多项式纠正； 直接法纠正； 基于有理多项模型的高分辨率遥感影响纠正 不同：(1)每条影像的外方位元素已知 (2)行内中心投影 (3)行间正射投影 7.叙述GPS辅助空中三角测量的基本原理，并说明其优点 利用装在飞机和设在地面的一个或多个基站上的至少两台GPS接收机同时而连续地观察GPS卫星信号，通过GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为附加观测量引入摄影测量区域网平差中，采用统一的数学模型和算法来确定整体点位并对其质量进行评价 优点：节省像片野外测量工作量、缩短航测成图周期、降低生产成本、提高生产效率 6