摄影测量学地质大学考试题库及答案

摄影测量学地质大学考试题库及答案一、选择题（共15题，每题2分，共30分）（一）单项选择题（每题仅有一个正确选项）1.摄影测量中，共线条件方程描述了以下哪三者之间的数学关系？A.像点、投影中心、物点B.像主点、像底点、等角点C.主光轴、主垂面、主横线D.像平面、物平面、投影面答案：A2.在摄影测量中，一个立体像对完成绝对定向后，其建立的光束模型是：A.与地面相似的几何模型，但比例尺和方位任意B.与地面完全一致且方位正确的几何模型C.消除了像点系统误差的模型D.仅恢复了像片间相对位置的模型答案：B3.数字微分纠正的核心是：A.解求像片的外方位元素B.解求像对的相对定向元素C.解求像点坐标与地面点坐标之间的对应关系D.进行影像的辐射增强处理答案：C4.摄影测量中，利用空中三角测量方法进行区域网平差的主要目的是：A.提高单张像片的量测精度B.用少量地面控制点解求区域内所有像片的外方位元素和待定点地面坐标C.生成数字高程模型D.制作正射影像图答案：B5.在解析空中三角测量中，连接点（或称加密点）的主要作用是：A.控制绝对定向B.保证模型之间的连接和网的几何强度C.消除大气折光差D.进行影像匹配答案：B6.以下哪种像点位移不是由于地形起伏引起的？A.投影差B.大气折光差C.地球曲率差D.镜头畸变差答案：D7.对于竖直摄影的航摄像片，当存在地形起伏时，像片上的投影差朝向：A.像主点B.像底点C.等角点D.主合点答案：B8.数字高程模型（DEM）与数字表面模型（DSM）最本质的区别在于：A.数据格式不同B.数据采集方式不同C.是否包含地面以上物体（如植被、建筑物）的高度信息D.应用领域不同答案：C9.摄影测量中，相对定向的直接目的是：A.恢复摄影时相邻两像片之间的相对方位B.将模型纳入地面坐标系C.消除像片的内方位元素误差D.计算地面点的高程答案：A10.光束法区域网平差是以哪项作为平差计算的基本单元？A.单张像片的光束B.单个立体模型C.单个像点D.单个地面控制点答案：A（二）多项选择题（每题有两个或两个以上正确选项，多选、少选、错选均不得分）11.下列哪些属于摄影测量中常用的像点坐标系统误差改正项？A.底片变形改正B.摄影机物镜畸变差改正C.大气折光差改正D.地球曲率改正答案：A,B,C,D12.一个立体像对要完成前方交会，必须已知：A.两张像片的内方位元素B.两张像片的外方位元素C.同名像点的像平面坐标D.至少一个地面控制点坐标答案：A,B,C13.关于解析相对定向，以下描述正确的有：A.需要地面控制点B.以共面条件方程为基础C.解算五个相对定向元素D.建立的立体模型比例尺是任意的答案：B,C,D14.数字正射影像图（DOM）的特点包括：A.具有正射投影性质B.具有统一的比例尺C.信息丰富，直观易读D.包含高程信息答案：A,B,C15.以下哪些技术或数据是生成真正射影像（TDOM）通常需要考虑或处理的？A.数字表面模型（DSM）B.建筑物等高大物体的遮挡检测与补偿C.数字高程模型（DEM）D.影像匀光匀色答案：A,B二、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.摄影测量的三个发展阶段是：______摄影测量、______摄影测量、______摄影测量。答案：模拟、解析、数字2.摄影测量中，确定摄影机在摄影瞬间相对于物方空间位置和姿态的参数称为______；确定摄影机镜头中心相对于像平面关系的参数称为______。答案：外方位元素、内方位元素3.在立体测图中，人眼观察立体所必须具备的三个条件是：______、______、影像重叠度足够。答案：两张影像存在一定程度的像对差异（或视差）、左右眼分别观察左右像片（或分像条件）4.共线条件方程的线性化形式通常称为______方程，它是解析空中三角测量和数字微分纠正的数学基础。答案：误差5.利用影像自动匹配技术生成DEM的过程中，匹配的基元可以是______、______或特征。答案：像元（或像素）、灰度阵列6.摄影测量中，将自由比例尺和方位的立体模型纳入到规定的地面坐标系中，并归化为规定比例尺的过程，称为______。答案：绝对定向三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述内方位元素和外方位元素的含义及作用。答案：内方位元素是描述摄影机物镜后节点与像片之间相关位置的参数，包括像主点在像平面坐标系中的坐标(,)和摄影机主距外方位元素是描述摄影光束在摄影瞬间在物方空间坐标系中位置和姿态的参数，包括三个线元素(,,)2.什么是像点位移（投影差）？简述在竖直摄影情况下，地形起伏引起的像点位移规律。答案：像点位移（投影差）是指由于地形起伏或像片倾斜，导致地面点在像片上的构像点与其理想的正射投影位置之间的差异。在竖直摄影（假设像片水平）情况下，地形起伏引起的像点位移规律为：(1)位移方向位于像点与像底点的连线上。(2)当地面点高于基准面时，像点背离像底点方向位移；当地面点低于基准面时，像点朝向像底点方向位移。(3)位移量与地面点对基准面的高差成正比，与摄影高度（航高）成反比，且距像底点越远，位移量越大。在像底点处，投影差为零。3.简述解析法绝对定向的基本过程及所需条件。答案：解析法绝对定向的基本过程是利用已知的地面控制点，通过空间相似变换，将经相对定向后建立的自由比例尺和方位的立体模型，纳入到规定的地面坐标系中，并归化为规定比例尺。所需条件：(1)一个已经完成相对定向的立体模型（已知模型点在模型坐标系中的坐标）。(2)至少两个平高控制点和一个高程控制点（即至少需要两个平面坐标和三个高程已知的地面点，通常使用三个或以上平高控制点以提高精度和可靠性）。(3)通过解算空间相似变换的七个参数（三个旋转角、三个平移量、一个比例尺因子），建立模型坐标与地面坐标之间的转换关系。4.什么是数字微分纠正？与传统的模拟纠正和光学纠正相比有何优点？答案：数字微分纠正是根据已知的影像内方位元素、外方位元素和数字高程模型（DEM），按一定的数学模型（如共线方程）和控制方式，逐像素解算原始影像与纠正后影像之间的几何对应关系，并对灰度进行重采样，生成数字正射影像图的过程。优点：(1)灵活性高：能处理各种摄影方式（包括倾斜摄影）的影像，适用于各种复杂的投影变换。(2)精度高：以共线方程等严密数学模型为基础，逐点改正，精度均匀。(3)易于自动化：整个过程可在计算机上自动完成，效率高。(4)产品形式多样：可直接生成数字正射影像，便于建立数据库和GIS集成。5.简述摄影测量中影像匹配的基本原理及常用的匹配策略（或方法）有哪些？答案：影像匹配的基本原理是在两幅或多幅存在重叠的影像中，自动识别对应于同一地面点的同名像点的过程。其理论基础是影像的相似性度量，即认为同名点在各自影像的局部窗口中具有相同或相似的灰度分布、特征或结构。常用的匹配策略或方法包括：(1)基于灰度的匹配：如相关系数法、最小二乘匹配法。(2)基于特征的匹配：提取点、线、面等特征（如角点、边缘），然后对特征进行匹配。(3)基于关系的匹配：利用特征之间的拓扑或几何关系进行匹配。(4)整体匹配：如松弛法、动态规划法，考虑匹配结果的整体一致性。(5)近年来深度学习方法也广泛应用于影像匹配。四、计算题（共2题，每题10分，共20分）1.已知某航摄像片的主距f=152.00mm，像主点坐标==0。在像片上量测得某点的框标坐标系坐标为x=（提示：像空间坐标系到像空间辅助坐标系的变换公式为：[XYZ]=R[x答案：将角度转换为弧度：φ=在小角近似下，旋转矩阵简化为：R≈[1−像空间坐标：(x计算像空间辅助坐标：\begin{aligned}X&=1×(-65.20)+(-0.178023)×48.70+(-0.008727)×(-152.00)&=-65.20-8.666+1.326=-72.540mmY&=0.178023×(-65.20)+1×48.70+(-0.013963)×(-152.00)&=-11.607+48.70+2.122=39.215mmZ&=0.008727×(-65.20)+(-0.013963)×48.70+1×(-152.00)&=-0.569-0.680-152.00=-153.249mm\end{aligned}X&=1×(-65.20)+(-0.178023)×48.70+(-0.008727)×(-152.00)&=-65.20-8.666+1.326=-72.540mmY&=0.178023×(-65.20)+1×48.70+(-0.013963)×(-152.00)&=-11.607+48.70+2.122=39.215mmZ&=0.008727×(-65.20)+(-0.013963)×48.70+1×(-152.00)&=-0.569-0.680-152.00=-153.249mm$$因此，像空间辅助坐标为：(X2.在一条航线的空中三角测量中，采用独立模型法区域网平差。已知其中一个单元模型的空间相似变换误差方程式为：v其中，t为模型改正数向量（包含7个变换参数改正数），A为系数矩阵，l为常数项向量，P为权矩阵。现已知该模型包含4个连接点（加密点）和2个控制点。所有点均为平高控制点。请写出该模型的误差方程式中，常数项l对于连接点和控制点的具体计算公式，并说明其含义。答案：对于空间相似变换，模型点坐标(,,)[]=λR[]线性化后的误差方程形式为：[]=[100−0常数项l的计算公式及其含义：(1)对于控制点：其地面坐标(,===其中，上标0表示当前近似值。l代表了当前变换参数下，模型坐标与已知地面控制坐标的不符值。(2)对于连接点：其地面坐标是未知的待求参数。在单元模型误差方程中，连接点的常数项通常设为零，或者设为与其他模型连接产生的不符值（在多模型平差中，连接点的地面坐标是公共参数，其不符值体现在整体平差中）。在仅考虑单个模型的误差方程建立时，通常将连接点对应的常数项l视为0，其地面坐标通过变换参数和模型坐标计算得到，并在区域网整体平差中与其他模型的同名连接点坐标取得一致。五、综合应用题（共2题，每题15分，共30分）1.某测区采用数字航空摄影测量方法生产1:2000比例尺的数字线划图（DLG）。航摄仪焦距为100mm，像元大小为0.008mm。设计要求地面采样间隔（GSD）为0.2m。请完成以下计算和分析：(1)计算所需的摄影航高（相对航高）。(2)若像幅大小为20000像素×15000像素，计算单张像片对应的地面覆盖范围（长×宽）。(3)为满足立体测图要求，航向重叠度设计为65%，旁向重叠度设计为35%。计算该测区的基线长度和航线间隔。(4)分析在山区进行作业时，上述按平均高程面设计的航高可能会遇到什么问题？摄影测量作业中通常如何应对？答案：(1)摄影航高计算：根据公式：GSD=，其中a为像元大小，H所以，H=因此，相对航高为2500米。(2)单张像片地面覆盖范围：像片宽度方向像素数：=20000pi像片高度方向像素数：=15000pi因此，地面覆盖范围为4000m(3)基线长度和航线间隔计算：航向基线长度：指相邻两摄站在航线方向上的距离。由航向重叠度p得：=×旁向航线间隔：指相邻两条航线中心线之间的距离。由旁向重叠度q得：=×(4)问题分析与应对措施：在山区，地面高差起伏大。如果按平均高程面设计航高（即相对航高恒定），则实际摄影时，对地面点而言的绝对航高=+会随地面高程变化。这会导致：a.GSD变化：高处地面GSD变大（影像分辨率降低），低处GSD变小（影像分辨率提高），导致影像比例尺不一致。b.重叠度变化：在高程较低的区域，实际重叠度会小于设计重叠度；在高程较高的区域，实际重叠度会大于设计重叠度。可能造成低洼地区重叠度不足，无法形成有效立体模型。应对措施：a.分区设计航高：根据测区地形起伏情况，划分不同的航摄分区，每个分区按其平均高程面设计航高。b.提高设计重叠度：在山区，通常会适当提高航向和旁向重叠度的设计值（例如航向80%，旁向60%），以应对地形起伏引起的重叠度变化，确保全区都能满足立体观测和模型连接的需要。c.采用构架航线或增加控制点：在困难地区布设构架航线或增加地面控制点，以加强区域网平差的几何强度。2.论述基于无人机倾斜摄影测量技术进行城市三维建模的主要技术流程、关键技术环节及各自的难点。答案：主要技术流程：1.项目规划与航线设计：确定测区范围、建模精度要求，设计多镜头（通常五镜头：下视、前、后、左、右视）倾斜摄影的飞行航线，确保足够的重叠度（航向和旁向通常需达到80%以上）。2.数据采集：无人机搭载倾斜摄影系统，按设计航线自动飞行，同步获取测区多视角、高重叠的倾斜影像和POS数据。3.数据预处理：包括影像质量检查、畸变差改正、POS数据解算与精化（可能结合控制点进行）。4.空中三角测量：利用多视角影像和POS数据，进行大规模的区域网联合平差（通常采用光束法平差），解算所有影像的高精度外方位元素和加密点坐标。这是核心几何处理环节。5.密集匹配与三维点云生成：基于精确的空三结果，通过多视角立体匹配算法（如PMVS、SGM等），生成高密度、高精度的三维点云。6.三维网格模型构建：将离散的三维点云进行三角化，构建连续的三角网（TIN）表面模型。7.纹理映射：从倾斜影像中，为每个三角面片自动选择最优的、清晰的、正射的影像片段，并将其纹理映射到对应的三角面片上，生成具有真实纹理的三维模型。8.模型修饰与输出：对模型进行空洞修补、几何优化、纹理匀色等后处理，输出为通用的三维模型格式（如OSGB、OBJ等）。关键技术环节及难点：1.高精度多