摄影测量学试题.doc

摄影测量学1.摄影测量与遥感：从非接触成像和其他传感器系统，通过记录、测量、分析与表达等处理，获得地球及其环境和其他物体可靠信息的工艺、科学与技术。2.摄影测量侧重于提取几何信息，遥感侧重于提取物理信息。3.摄影测量的特点：对影像进行量测与解译等处理，无需接触物体本身，因而较少受到周围环境与条件的限制。4.摄影测量的技术手段有模拟法、解析法与数字法；摄影测量也经历了模拟摄影测量、解析摄影测量与数字摄影测量三个发展阶段。5.摄影测量常用的坐标系像平面坐标系o-xy（左右手系）；像空间坐标系S-xyz；像空间辅助坐标系S-XYZ；摄影测量坐标系A-XpYpZp；物空间坐标系O-XtYtZt。6.内方位元素定义：确定摄影机的镜头中心相对于影像位置关系的参数称为影像；内方位元素的三个参数：像主点相对于影像中心的位置Xo、Yo，以及镜头中心到影像面的垂距f。7.外方位元素定义：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数；外方位元素包括六个参数：其中有三个是线元素，用与描述摄影中心S相对于物方空间坐标系的位置Xs，Ys，Zs，另外三个是角元素，用与描述影响面在摄影瞬间的空中姿态。角元素的三种不同表达方式：以Y轴为主轴的-k系统；以X轴为主轴的-k系统；以Z轴为主轴的A-k系统。8.共线条件方程式：式中，x, y为观测值，相应的改正数为vx， vy ；X, Y，Z为地面点的坐标，一般认为是已知值；Xs，Ys，Zs，为待定的参数，可用其近似值加相应的改正数Xs，Ys，Zs，表示9.共线条件方程的应用：单像空间后方交会和多像空间前方交会；解析空间三角测量光束法平差中的基本数学模型构成数字投影的基础计算模拟影像数据（已知影像内外方位元素和物点坐标求像点坐标）利用数字高程模型与共线方程制作正射影像利用DEM与共线方程进行单幅影像测图等。10.影像内定向：在传统摄影测量中是将相片放到仪器承片盘进行量测，但此时所量测的像点坐标称为影像架坐标或仪器坐标，随后应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，通常称该变化为影像内定向。11.内定向问题需要借助影像的框标来解决。12.常用的多项式变换公式有：线性正形变换公式；仿射变换公式；双线性变换公式；投影变换公式。13.单幅影像的空间后方交会：利用影像覆盖范围内一定数量的控制点的空间坐标与影像坐标，根据共线条件方程反求该影像的外方位元素。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Xs，Ys，Zs，k。14.解求影像的外方位元素时，有六个未知数，至少需要列出6个方程，最少要用3个地面坐标控制点。15立体像对的相对定向：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。方法：单独像对相对定向；连续像对相对定向。16.q值的几何意义：相对定向时模型上的上下视差，若q等于零表示相对定向已完成；若q不等于零则表示相对定向未完成，模型存在上下视差。17.核面：通过摄影基线S1S2与任一物方点A所做的平面WA称为通过点A的核面；核线：核面与影像面的交线称为核线。18.一条核线上的任一点在另一幅影像上的同名像点必位于其同名核线上。重叠影像上的同名像点必位于同名核线上。19.立体像对的空间前方交会：由立体像对左右两影像的内、外方位元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点的物方空间坐标。20.两种空间前方交会法的数学模型：利用点投影系数的空间前方交会；利用共线方程的严格解法。21.立体模型的绝对定向：借助于物空间坐标为已知的控制点来确定空间辅助坐标系与实际物空间坐标系之间的变换关系。22.空间相似变换的7个参数是比例尺缩放系数，3个旋转量，k，3个平移量X，Y，Z。23.坐标重心化的目的：一是减少模型点坐标在计算过程中的有效位数，以保证计算的精度；二是采用了重心化坐标以后，可使法方程的系数简化，个别项的数值变成零，部分未知数可以分开求解，从而提高了计算速度。24.后方交会-前方交会解法：可首先利用控制点的物方空间坐标与像坐标由单像空间后方交会求出左、右影像的外方位元素，然后在根据待定同名点的像点坐标与外方位元素，利用空间前方交会方法求出待定点的物方空间坐标； 相对定向-绝对定向解法：通过解求立体像对的相对定向元素，按前方交会方法计算得到模型点的空间辅助坐标以后，利用至少两个平面高程控制点和一个高程控制点进行单元模型的绝对定向，再由绝对定向参数求得待定点的物方空间坐标。 立体影像对的光束法严密解：先分别求出两幅影像的外方位元素然后再做前方交会，再将参数与物方空间点坐标在一个整体内进行，理论较为严密。25.以上三种方法的优缺点比较：第一行中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进行平差计算；第二种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，用这种方法的结算结果不能严格表达一幅影像的外方位元素；第三种方法的理论最严密、精度最高，待定点的坐标是完全按最小二乘法原理解求出来的。26.第一种方法往往在已知影像的外方位元素、需确定少量的待定点坐标时采用；第二种方法往往在航带法解析空中三角测量中应用；第三种方法在光线束法解析空中三角测量中应用。27.解析空中三角测量：用摄影测量解析法测定区域内所有影像的外方位元素。28.解析空中三角测量根据平差中采用的数学模型可分为航带法，独立模型法和光束法；根据平差范围的大小可分为单模型法，单航带法和区域网法。29.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30.在摄影测量作业中，影像间的联系，影像对的定向等均是通过影像上的连接点来实现的。31.影像连接点的类型：人工转刺点；仪器转刺点；标志点；利用地面明显地物点（自然点）；数字影像匹配转点。32.像点坐标的系统误差主要是由摄影材料的变形，摄影物镜畸变，大气折光以及地球曲率诸因素引起的。33摄影材料的变形有均匀变形和不均匀变形，所引起的像点坐标位移可通过量测框标坐标或量测框标距来进行改正。34.航带法空中三角测量的基本思想：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解析处理。由于在单个模型连成航带模型的过程中，各个模型中的偶然误差和残余的系统误差将传递到下一个模型中去，这些误差传递累积的结果会使航带模型产生扭曲变形，所以航带模型经绝对定向以后还需做模型的非线性改正，才能得到较为满意的结果。35.航带法区域网平差的基本思想：首先按单航带的方法将每条航带构成自由网，然后用本航带的控制点及与上一条相邻航带的公共点，进行本航带的三维线性变换，把整个区域内的各条航带都纳入到统一的摄影测量坐标系中，然后各航带按非线性变形改正公式同时解算各航带的非线性改正系数。计算过程中既要顾及相邻航带间公共点的坐标应相等，控制点的摄测坐标与它的地面摄测坐标应相等，又要使观测值改正数的平方和【pvv】最小。36.独立模型法区域网空中三角测量的基本思想是：把一个单元模型视为刚体，利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域，在连接过程中，每个单元模型只能作平移，缩放，旋转，这样的要求只有通过单元模型的三维线性变换（空间相似变换）来完成。在变换中要使模型间公共点的坐标尽可能一致，同时观测值改正数的平方和为最小，在满足这些条件的情况下，按最小二乘法原理求得待定点的地面摄测坐标。37.三种区域网平差方法的比较： 航带法区域网平差的数学模型是航带坐标的非线性多项式改正公式，“观测值”是自由航带中各点的摄影测量坐标，平差单元为航带。整体平差未知数是各航带的多项式改正数。这种平差方法的特点是未知数少，解算方便和快速，但精度不高。 独立模型法区域网平差的数学模型是单元模型的空间相似变换公式，观测值是计算的或量测的模型坐标，平差单元为独立模型，未知数是各模型空间相似变换的7个参数，亦可按平面4个，高程3个参数分开求解，此外未知数还有加密点的地面坐标。对于一个区域而言，其未知数要比航带法区域网平差时多的多。但是如采用平高分求的办法，其解算所占用的内存和计算时间要比光束法区域网平差少的多。 光束法区域网平差的数学模型是共线条件方程式，平差单元是单个光束，每幅影像的像点坐标为原始观测值，未知数是各影像的外方位元素（在某些特定条件下也包含内方位元素）和所有待求点的地面坐标。38.数字摄影测量处理的原始资料是数字影像，因此，影像的采样与重采样以及获取所需要的影像特征都是数字摄影测量最基础的工作。39.特征提取是影像分析和影像匹配的基础，也是单幅影像处理的最重要的任务。特征提取主要是应用各种算子来进行的。由于特征可分为点状特征，线状特征与面状特征，因而特征提取算子又可分为点特征提取算子与线特征提取算子，而面状特征主要是通过区域分割来获取。40.影像的表达可以由“空间域”变换到“频率域”中。在空间域内系表达像点不同位置（x，y）处（或用（i，j）表达）的灰度值，而在频率域内则表达在不同频率中（像片上每毫米的线对数，即周期数）的振幅谱（傅立叶谱）。41.采样：对实际连续函数模型离散化的两侧过程就是采样，被量测的点称为样点，样点之间的距离即采样间隔。42.重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数g（x，y）的数值时就需进行内插，此时称为重采样。43重采样的三种方法：双线性插值法；双三次卷积法；最邻近像元法44.点特征主要指明显点，如角点，圆点等。提取点特征的算子称为兴趣算子或有利算子，即运用某种算法从影像中提取我们所感兴趣的即有利于某种目的的点。45.线特征是指影像的“边缘”与“线”。“边缘”可定义为影像局部区域特征不相同的那些区域间的分界线，而“线”则可以认为是具有很小宽度的其中间区域具有相同的影像特征的边缘对。线特征提取算子常用方法有差分算子，拉普拉斯算子，LOG算子等。46.在数字摄影测量中是以影像匹配代替传统的人工观测，来达到自动确定同名像点的目的。57.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。即首先取出以待定点位中心的小区域中的影像信号，然后取出其在另一影像中相应区域的影像信号，计算两者的相关函数，以相关函数最大值对应的相应区域中心点为同名点，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。这就是自动化立体量测的基本原理。58.三种相关技术：电子相关，光学相关，数字相关（数字相关是利用计算机对数字影像进行数值计算的方式完成影像的相关）。59.维纳-辛钦定理：随机信号的相关函数与其功率谱是以傅立叶变换对，相关函数的傅立叶变换即功率谱，而功率谱的逆傅立叶变换即相关函数。60.分频道相关的方法：先对原始信号进行低通滤波，进行粗相关，将其结果作为预测值，逐渐假如较高的频率成分，在逐渐变小的搜索区中进行相关，最后用原始信号，以得到最好的精度； 金字塔影像结构：对于二维影像逐次进行低通滤波，并增大采样间隔，得到一个像元素总数逐渐变小的影像序列，依次在这些影像对中相关，即对影像的分频道相关。将这些影像叠置起来颇像一座金字塔，因而称之为金字塔影像结构。61.常见的五种基本匹配算法：相关函数（矢量数积）；协方差函数（矢量投影）；相关系数（矢量夹角）；差平方和（差矢量模）；差绝对值和（差矢量分量绝对值和）。62.特征匹配可分为三步：特征提取；利用一组参数对特征做描述；利用参数进行特征匹配。63.64.DEM数据点的采集方法：地面测量；现有地图数字化；空间传感器；数字摄影测量方法。65.DEM数据采集方式：沿等高线采样；规则格网采集；沿断面扫描；渐进采样；选择采样；混合采样；自动化DEM数据采集。66.DEM数据预处理一般包括数据格式的转换，坐标系统的转换，数据的编辑，栅格数据的矢量化转换及数据分块等内容。67.数字高程模型的内插方法：移动曲面拟合法；多面函数法DEM内插；有限元法DEM内插68.根据有