⼀、名词解释
1、解析相对定向:根据同名光线对对相交这⼀⽴体相对内在得⼏何关系,通过量测得像点坐标,⽤解析计算⽅法解求相对定向元素,建⽴与地⾯相似得⽴体模型,确定模型点得三维坐标。
2、GPS辅助空中三⾓测量:将基于载波相位观测量得动态 GPS 定位技术获取得摄影中⼼曝光时刻得三维坐标作为带权观测值,引⼊光束法区域⽹平差中,整体求解影像外⽅位元素与加密点得地⾯坐标,并对其质量进⾏评定得理论与⽅法。3、主合点:地⾯上⼀组平⾏于摄影⽅向线得光束在像⽚上得构像
4、核线:⽴体像对中,同名光线与摄影基线所组成核⾯与左右像⽚得交线。5、航向重叠:同⼀条航线上相邻两张像⽚得重叠度。6、旁向重叠:两相邻航带摄区之间得重叠。
7、影像匹配:利⽤互相关函数,评价两块影像得相似性以确定同名点8、影像得内⽅元素:就是描述摄影中⼼与像⽚之间相关位置得参数。9、影像得外⽅元素:描述像⽚在物⽅坐标得位置与姿态得参数。10、景深:远景与近景之间得纵深距离称为景深
11、空间前⽅交会:由⽴体像对中两张像⽚得内、外⽅位元素与像点坐标来确定相应地⾯点得地⾯坐标得⽅法,称为空间前⽅交会。
12、空间后⽅交会:利⽤⼀定数量得地⾯控制点,根据共线条件⽅程或反求像⽚得外⽅位元素这种⽅法称为单张像⽚得空间后⽅交会。
13、摄影基线:相邻两摄站点之间得连线。14、像主点:像⽚主光轴与像平⾯得交点。
15、⽴体像对:相邻摄站获取得具有⼀定重叠度得两张影像。
16、数字影像重采样:当欲知不位于采样点上得像素值时,需进⾏灰度重采样。17、核⾯:过摄影基线与物⽅任意⼀点组成得平⾯。18、中⼼投影:所有投影光线均经过同⼀个投影中⼼。
19、单模型绝对定向:相对定向所构建得⽴体模型经平移、缩放、旋转后纳⼊到地⾯坐标系中得过程相对定向:根据⽴体像对内在得⼏何关系恢复两张像⽚之间得相对位置与姿态,使同名光线对对相交,建⽴与地⾯相似得⽴体模型。即确定⼀个⽴体像对两像⽚得相对位置。
20、数字影像内定向:同⼀像点得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。21、像主点:摄影机主光轴在框标平⾯上得垂⾜
22、内部可靠性:⼀定假设条件下,平差系统所能发现得模型误差得下界值
22、外部可靠性:⼀定显著性⽔平与检验功效下,平差系统不能发现得模型误差对平差结果得影响。
23、摄影学:利⽤光学摄影机摄取相⽚,通过相⽚来研究与确定被摄物体得形状,⼤⼩,位置与相互关系得⼀门学科技术。24、影像信息学:就是⼀门记录、储存、传输、量测、处理、解译、分析与显⽰由⾮接触传感器影响获得得⽬标及其环境信息得科学技术与经济实体。
⼆、填空题
1、从⾏摄像⽚上瞧量测得像点坐标可能带有摄影材料变形、摄影机物镜畸变、⼤⽓折光误差与地球曲率误差四种系统误差。
2、恢复⽴体像对左右像⽚得相互位置关系依据得就是共⾯条件⽅程。3、摄影测量加密数学模型可分为航带法、独⽴模型法与光束法三种。
4、摄影测量学中常⽤得坐标系有像平⾯坐标系、像空间坐标系、像空间辅助坐标系、地⾯摄影测量坐标、⼤地测量坐标、。5、要将地物点在摄影测量坐标系中得模型坐标转换到地⾯摄影测量坐标系,最少需要个⾼程控制点与个地⾯控制点。6、数字摄影测量系统就是由影像匹配代替⼈得形体量测与识别,完成影像⼏何与物理信息得⾃动提取。7、航空摄影像⽚为中⼼投影。
8、相对定向元素有_u_, ___v__, __phi_____, __omega_, _kappa_ 5个9、像⽚得外⽅位元素有6个,分别就是XS,YS,ZS,PHI,OMEGA,KAPPA。10、⽴体像对得解析有后⽅交会+前⽅交会,相对定向+绝对定向,光束法3种⽅法。11、空间坐标变换中得正交变换矩阵得 9 个元素中只有 3 个独⽴元素。
12、摄影测量中,为了恢复⽴体像对两张像⽚之间得相互位置关系,可以根据左右像⽚上得同名像点位于同⼀核⾯得⼏何条件,采⽤相对定向⽅法来实现,最少需要量测 5 对同名像点。
13、摄影测量得发展经历了模拟摄影测量、解析摄影测量与数字摄影测量三个阶段。14、摄影测量按⽤途可分为地形摄影测量、⾮地形摄影测量。15、4D产品就是指DEM、DLG、DRG、DOM.
16、影像灰度得系统变形有两⼤类:辐射畸变、⼏何畸变.17、解求单张像⽚得外⽅位元素最少需要3个平⾼地⾯控制点
18、摄影测量得基本问题,就就是将中⼼投影得像⽚转换为正射投影得地形图19、两个空间直⾓坐标系间得坐标变换最少需要 2 个平⾼与 1 个⾼程地⾯控制点。20、GPS辅助空中三⾓测量得作⽤就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。
21、航摄像⽚为中⼼投影,地形图就是正射投影。
22、利⽤航摄像⽚进⾏⽴体观察得条件就是从两个摄站对同⼀物体拍摄得⽴体像对、⼀只眼睛只瞧⼀张像⽚与眼基线与摄影基线⼤致平⾏。
23、摄影基线与任⼀物⽅点所作得平⾯称为核⾯。
24、解析相对定向依据得数学⽅程就是共⾯条件⽅程。相对定向完成得标志就是上下视差为0 ,最少需要 5 对同名点。
25、航摄像⽚就是地⾯景物得中⼼投影。由于像⽚倾斜与地⾯起伏两个主要原因导致影像上⼏何图形与实际地⾯上得⼏何图形通常就是不相似得。26、双眼观察⽴体像对所构成得⽴体模型称为⽴体视模型。
27、航带法区域⽹平差得观测值为重⼼化摄测坐标 ,平差单元为航带模型 ; 光束法区域⽹平差得观测值为像点坐标 ,平差单元为单张像⽚。
28、空间前⽅交会得⽬得:求待定点地⾯点得坐标
29、像⽚纠正⽅法得分类:光学机械纠正、光学微分纠正、数字微风纠正
30、数字影像相关⽅法:相关系数法、协⽅差法、最⼩⼆乘影像相关
31、、DEM内插⽅法:移动曲⾯拟合法,线性内插法,双线性内插法,,多⾯函数内插法,分块双三次多项式内插法三、问答题
1、摄影机上主距与焦距有何不同？
答:摄影机主距(像⽚主距):物镜后节点到像主点之间得垂距。焦距(f、f′):主点到焦点得距离2、在解析空中三⾓测量中时,需要对像点坐标中得系统误差进⾏改正,请问有哪些系统误差？3、航摄像⽚与地形图得区别？
答:航摄像⽚能真实⽽详细地放映地⾯信息,从像⽚上可以了解到所摄地区得地物。地貌得全部内容,但航摄像⽚不能直接⽤做地形图,航摄像⽚与地形图就是有差别得。
区别:1、像⽚与地形图表⽰⽅法与内容不同 2、像⽚与地形图得投影⽅法不同4、摄影测量得主要特点就是什么？
(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)同时提取物体得⼏何与物理特性.5、请对双像解析摄影测量得三种解法进⾏⽐较.
6、摄影测量中,建⽴⼈造⽴体视觉应满⾜哪些条件？答:⼈造⽴体视觉必须符合⾃然界⾥提观察得四个条件:1由两个不同摄站摄取得同⼀景物得⼀个⽴体像对;2⼀只眼睛只观察像对中得⼀张像⽚;
3两眼各⾃观察同⼀景物得左右影像点得连线应与眼基线近似平⾏;4像⽚间得距离应与双眼得交会⾓相适应7、⽴体像对前⽅交会得⽬得就是什么?
答:应⽤单像空间后⽅交会求得像⽚得外⽅位元素后,欲由单张像⽚上得像点坐标反求相应地⾯点得空间坐标仍不可能,只能确定其空间⽅向,⽽使⽤同名像点就能得到两条同名射线在空间得⽅向,这两条射线⼀定相交其相交处必定就是该地⾯点得空间位置,所以空间前⽅交会就是为了确定相应地⾯点得地⾯坐标。
8、什么就是影像相关？它与影像匹配存在着什么样得关系？简述影像相关得基本原理。
答:通过取出以待定点为中⼼得左影像得⼩区域得影像信号与右影像上相应区域得影像信号,计算它们得相关函数,相关函数最⼤值对应得右影像区域得中⼼即为待定点得同名点,这种求解同名点得过程就叫影像相关。影像相关只就是影像匹配得⼀个⽅⾯,影像匹配包括影像相关,但涵盖得范围更⼴泛。影像相关得基本原理(以⼆维相关为例):在左影像上取以待定点为中⼼得⽬标区,其⼤⼩为m*n,粗略估计其同名点在右影像上可能存在得区域,在右影像上取搜索区⼤⼩为k*l(k>m,l>n),依次取搜索区中与⽬标区⼤⼩相同得窗⼝,并计算其与⽬标区得相关系数,⽐较所有得相关系数,取其最⼤值或者最⼩值(依算法⽽定)对应得搜索区中所取区域得中⼼为待定点得同名点,这就就是影像相关得基本原理。9、为什么要进⾏像⽚纠正?什么就是像⽚纠正?
答:像⽚平⾯图或正射影像图就是地图得⼀种,利⽤中⼼投影得航摄像⽚编制像⽚平⾯图或正射影像图,就是将中⼼投影转变为正射投影得问题、当像⽚⽔平且地⾯为⽔平得情况下,航摄像⽚就相当与该地区⽐例尺为1:M得平⾯图、由于航空摄影时,不能保持像⽚严格⽔平,⽽且地⾯也不可能就是⽔平⾯,致使像⽚上得构像产⽣像点位移、图形变形以及⽐例尺不⼀致,将竖直摄影得航摄像⽚通过投影变换获得相当于航摄机物镜主光轴在铅垂位置摄影得⽔平像⽚,同时改化规定得⽐例尺,这种作业过程称为像⽚纠
正
10、航带⽹法解析空中三⾓测量得基本步骤:
(1)按单航带法分别建⽴航带模型,求得各航带模型点在本航带统⼀得像空间辅助坐标系中得坐标值(航带间得公共模型点独⽴计算)。
(2)各航带模型得绝对定向:从第⼀条航带开始,利⽤本航带带内已知控制点与下⼀航带得公共点进⾏绝对定向,求出模型点在全区域统⼀得地⾯摄影测量坐标系中得概略坐标。
(3)根据各航带得重⼼及重⼼化坐标,解算各航带得⾮线性变形改正系数。--------> 区域⽹整体平差(4)利⽤模型中控制点得加密坐标与野外实测坐标应相等及航带间公共连接点坐标应相等为条件列误差⽅程式,解算各航带得⾮线性变形改正系数。(5) 加密点坐标(地摄坐标)计算
11、摄影测量经历了哪⼏个发展阶段？各阶段得特点就是什么
答:航空摄影测量得发展阶段:模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量,各阶段特点如下:发展阶段原始资料代表性理论⽅法典型设备作业性质输出产品
模拟摄影测量模拟像⽚光学机械投影模拟测图仪机械辅助测图,全⼿⼯作业模拟线划图解析摄影测量模拟像⽚数字投影/平差解析测图仪计算机辅助绘图模拟/数字线划图数字摄影测量数字摄影与数字化摄影
影像匹配/模式识别数字摄影测量系统⾃动化测绘及信息处理,计算机辅助成图+⼈⼯⼲预4D产品
12、空间后⽅交会采⽤得就是哪个公式？空间后⽅交会得⽬得就是什么？试解释公式中各符号得含义
答:空间后⽅交会采⽤得公式就是:,空间后⽅交会得⽬得就是确定相⽚得外⽅位元素X S、Y S、Z S、φ、ω、κ。在上式中,x、y为观测值,X、Y、Z为地⾯点得坐标,⼀般认为就是已知值;X S、Y S、Z S、φ、ω、κ、f为待定参数。13、⽴体像对有哪些特殊得点、线、⾯？作图⽰之
答:两投影中⼼得连线B称为摄影基线,o1、o2为左、右像⽚得像主点。a1、a2就是地⾯上任⼀点A在左、右像⽚上得构像,称为同名像点。射线AS1a1与AS2a2称为同名射线。基线延长线与左、右像⽚得交点k1、k2称为核点。通过摄影基线S1S2与任⼀地⾯点A所作得平⾯W A,称为点A得核⾯。核⾯与像⽚得交线称为核线,对于同⼀核⾯得左右像⽚上得核线,如k1a1、k2a2称为同名核线。像⽚上诸核线均会聚于核点。通过像主点得核⾯称为主核⾯。15、数字重采样常采⽤得⽅法有哪⼏种？简述双线性插值法原理答:数字重采样常采⽤得⽅法有:双线性插值法、双三次卷积法、最邻近像元法。
14、解释共线条件⽅程中各类因⼦
答:
上式表⽰像点与物点得中⼼投影变换⽅程式,亦即物点、投影中⼼与相应像点得共线条件,也称共线条件⽅程。在解析摄影测量中,共线条件⽅程就是极其有⽤得。这两个⽅程式中包含⼗⼆个数值:像点坐标x、y、z,相应地⾯点坐标X、Y、Z,投影中⼼在所取物⽅空间坐标系中得坐标X S、Y S、Z S,摄影机主距f与旋转矩阵中得三个独⽴参数(如φ、ω、κ)。15、相对定向得⽬得就是什么？相对定向得元素有哪些？相对定向得定向点就是否必须就是像控点
答:相对定向得⽬得:就是恢复两张像⽚得相对位置,达到同名射线对对相交,建⽴起与地⾯相似得⼏何模型。单独像对得相对定向元素:φ1、κ1、φ2、κ2、ω2;连续像对得相对定向元素:b y、b z、φ、ω、κ。
16、绝对定向得⽬得就是什么？绝对定向得元素有哪些？绝对定向得定向点就是否必须就是像控点
答:航带模型绝对定向得⽬得,就是将航带模型在统⼀得航带像空间辅助坐标系得坐标转换到航带统⼀得地⾯参考坐标系中,取得模型得地⾯概略坐标。七个绝对定向元素:X S、Y S、Z S、Φ、Ω、Κ与b。17、航⽚上有哪些特殊得点与线特殊点特殊线
18、什么就是航⽚得内⽅位元素
答:内⽅位元素:确定物镜后节点与像⽚⾯相对位置得数据。包括像主点在像⽚框标坐标系中得x0 坐标、y0与像⽚主距f。
19、什么就是航⽚得外⽅位元元素？为什么有三种不同得外⽅位⾓元素
答:外⽅位元素:确定像⽚摄影瞬间在地⾯直⾓坐标系中空间位置与姿态得参数叫像⽚(摄影机)得外⽅位元素,由像⽚(摄影机)得外⽅位元素就可恢复像⽚在空间得位置与姿态。⼀张像⽚有六个外⽅位元素,
其中3个表述摄影光束空间姿态得三个⾓元素,3个描述摄影中⼼空间位置得坐标值得三个直线元素;三直线元素:在曝光瞬间在地⾯选定得空间直⾓坐标系中得坐标,常⽤表⽰。
三个⾓元素:它就是描述像⽚在摄影瞬间空间姿态得要素,其中两个⾓元素⽤以确定主光轴在空间得⽅向,另⼀个确定像⽚在像⽚⾯内得⽅位。实际摄影时,摄影机得主光轴不可能铅垂,像⽚也不可能⽔平,此时刻认为摄影时得姿态就是由理想姿态绕空间三个轴(主轴、副轴、第三旋转轴)向依次旋转三个⾓值后所得到,这三个⾓值称为像⽚得三个外⽅位元素。20、航摄像⽚上⼀般有哪⼏种像点位移？列出有关公式分析其位移特点答:因像⽚倾斜引起得像点位移、因地形起伏引起得像点位移。因像⽚倾斜引起得像点位移:,由上式知:
1.因向径r c与倾⾓α恒为正值,当⾓在0°~180°得I、II象限内,sinφ为正值,则δα为负值,即朝向等⾓点位移;当φ⾓在180°~360°得III、IV象限内,sinφ为负值,则δα为正值,即背向等⾓点位移。
2.当φ＝0°或180°时,sinφ＝0,则δα＝0,即等⽐线上得各点没有因像⽚倾斜所引起得像点位移。(因此称为等⽐线)3.当φ＝90°或270°时,sinφ＝±1,即r c相同得情况下,主纵线上|δα|为最⼤。因地形起伏引起得像点位移:
上式就是倾斜像⽚上因⾼差影响产⽣得像点位移铁公式,式中r n、φ同样就是表⽰向径与极⾓,⽽这⾥就是以像底点为极点,通过像底点得⽔平线为极轴得,这与前⾯得r c、φ有所不同。
1.当h为正时,向径na0增长,δh为正;h为负时,向径na0缩短,δh为负。
2.当时r = 0,则δh= 0。这说明位于像底点处得地⾯点,不存在因⾼差影响所产⽣得像点位移。
3.当α = 0时:
上式就是⽔平像⽚上因⾼差引起得像点位移公式,此时像底点n与像主点重合。
21、什么叫数字微分纠正？通常数字微分纠正有⼏种⽅法？并简述其中⼀种⽅法得作业原理
答:根据已知影像得内定向参数与外⽅位元素及数字⾼程模型,按⼀定得数字模型⽤控制点解算,从原始得⾮正射影像获取数字正射影像,称为数字微分纠正。
22、确定同名核线得⽅法有哪⼏种？简述其中⼀种确定同名核线得⽅法23、数字重采样常采⽤得⽅法有哪⼏种？简述双线性插值法原理
答:数字重采样常采⽤得⽅法有:双线性插值法、双三次卷积法、最邻近像元法。
24、在解析空中三⾓测量时,需要对像点坐标中得系统误差进⾏改正,请问有哪些系统误差答:底⽚变形、摄影物镜畸变差、⼤⽓折光差、地球曲率得影响25、摄影测量有待解决得基本问题就是什么
答:摄影测量有待解决得基本问题就是⼏何定位与摄影解译。26、何谓左右视差、上下视差
答:当观察到承影⾯上某定向点得投影点M与M′在仪器Y轴⽅向错开时,则说明同名射线SM与S′M′不相交,⽽Y与Y′坐标之差也称为上下视差,⽤Q(=Y-Y′)表⽰27、何谓核线
答:基线延长线与左、右像⽚得交点k1、k2称为核点。通过摄影基线S1S2与任⼀地⾯点A所作得平⾯W A,称为点A得核⾯。核⾯与像⽚得交线称为核线,对于同⼀核⾯得左右像⽚上得核线,如k1a1、k2a2称为同名核线。28、要实现⼈造⽴体观察应满⾜什么条件
答:条件:由两个摄影站点摄取同⼀景物⾯组成⽴体像对;每只眼睛必须分别观察像对得⼀张像⽚;两条同名像点得视线与眼基线应在⼀个平⾯内。
29、解析摄影测量软件作业流程
①定向参数计算,包括内定向、相对定向、绝对定向②空中三⾓测量解算③核线关系解算,坐标计算与变换④数值内插、数字微风纠正⑤投影变换30.空间后⽅交会得解算过程
答: ①获取已知数据②量测控制点得像点坐标③确定未知数得初始值④计算旋转矩阵R ⑤逐点计算像点坐标得近似值⑥组成误差⽅程式⑦组成法⽅程⑧解求外⽅位元素⑨检查计算就是否收敛
31、相对定向元素计算过程
32、绝对定向得具体解算过程答:
33、航带⽹法区域⽹平差作业过程
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统⼀得辅助坐标系中得坐标值。
②各航带模型得绝对定向③计算重⼼坐标及重⼼化坐标
④根据模型中控制点得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得坐
标应相等为条件,列出误差⽅程式,并利⽤最⼩⼆乘准则平差计算,整体求解各航带得⾮线性改正系数⑤⽤平差计算得出得多项式系数,分别计算各模型点改正后得坐标值34、独⽴模型法区域⽹平差作业流程
①单独法相对定向建⽴单元模型,获取各单元模型得模型坐标,包括摄站点
②利⽤相邻模型公共点与所在模型中得控制点,各单元模型分别做三维线性变换,按各⾃得条件列出误差⽅程式及法⽅程式
③建⽴全区域得改化法⽅程式,并按循环分块法进⾏求解,求出每个模型点得七个绝对定向元素
④按平差后求得得绝对定向元素,计算每个单元模型中待定点得坐标,若为相邻模型得公共点,取其平均值作为最后结果35、光束法区域⽹平差作业过程
①获取每张相⽚得外⽅位元素及待定点坐标得近似值
②从每张像⽚上控制点、待定点得像点坐标出发,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,按循环分块得求解⽅法,先求出每张像⽚得外⽅位元素④按空间前⽅交会求出待定点得地⾯坐标,对于相邻像⽚得公共点,应取其平均值作为最后结果
36、最⼩⼆乘影像相关得优点:
①最⼩⼆乘影像匹配中可以⾮常灵活得引⼊各种已知参数与条件,从⽽可以进⾏整体平差②解决“单点”得影像匹配问题,以求其视差,也可直接解求其空间坐标③同时解决“多点”影像匹配或“多⽚”影像匹配④引⼊“粗差检测”从⽽⼤⼤提⾼影像匹配得可靠性⑤灵活、可靠、⾼精度
37、数字摄影测量软件作业流程
①定向参数得计算,包括内定向、相对定向、绝对定向
②空中三⾓测量
③形成核线排列得⽴体影像
④沿核线进⾏影像相关或特征匹配,并进⾏匹配编辑与匹配后得编辑⑤建⽴数字⾼程模型⑥⾃动绘制等⾼线⑦制作正射影像⑧等⾼线与正射影像叠加,制作等⾼线得正射影像图⑨制作透视图与景观图⑩数字影像得机助测量?地图编辑于标注38、解析摄影测量软件作业流程
①定向参数计算,包括内定向、相对定向、绝对定向②空中三⾓测量解算③核线关系解算,坐标计算与变换④数值内插、数字微风纠正⑤投影变换39、相⽚纠正得原因:
答:航空摄影时不能保持相⽚得严格⽔平,⽽且地⾯也不可能就是⽔平⾯,致使中⼼投影航摄相⽚上得影像由于相⽚倾斜与地⾯起伏产⽣像点位移,使影像得构形产⽣位移与变形及⽐例尺不⼀致。40、共线条件⽅程式得应⽤:a、单像空间后⽅交会b、多像空间后⽅交会c、计算像⽚模拟数据d、摄影测量中数字投影基础e、光束法平差得基本数字模型f、利⽤DEM制作数字正射影像图g、利⽤DEM进⾏单张像⽚测图41、航摄像⽚与地形图得区别:
①⽐例尺(地图有统⼀得⽐例尺,航摄像⽚上得影像⽐例尺处处均不相等) ②表⽰⽅法(地图为线画图,航⽚为影像图) ③表⽰内容(地图需要统⼀取舍)
④⼏何差异(航摄像⽚可组成像对⽴体观测)42、
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