摄影测量遥感考试题目及答案解析

摄影测量遥感考试题目及答案解析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、填空题（每空2分，共20分）1.摄影测量中，地面上一点与其影像上对应点之间的连线称为________。2.空中三角测量的核心任务是精确计算________的坐标。3.数字高程模型（DEM）通常表示地形起伏，而数字表面模型（DSM）则表示地物的________高度。4.遥感图像的辐射亮度是指单位时间通过单位面积、单位立体角的________能量。5.大气校正的主要目的是消除大气对遥感图像________的影响，恢复地物的真实反射率。6.根据地面控制点的数量，空中三角测量可以分为________和________两种主要类型。7.模拟法数字摄影测量系统需要建立精确的________模型来模拟摄影过程。8.雷达遥感与光学遥感相比，其主要优点之一是受________条件影响较小。9.遥感图像分类的方法主要分为________分类、非监督分类和________分类。10.在无人机遥感数据处理中，POS数据通常指________、________和________的数据集合。二、名词解释（每题4分，共20分）1.摄影比例尺2.相对定向3.成像模型4.遥感分辨率5.变化检测三、简答题（每题6分，共30分）1.简述中心投影与平行投影的区别。2.简述空中三角测量作业的基本流程。3.简述辐射校正和大气校正的主要区别。4.简述数字表面模型（DSM）与数字高程模型（DEM）的主要区别。5.简述监督分类和非监督分类的主要区别。四、计算题（每题10分，共20分）1.某摄影测量任务，像主点坐标为（0,0）mm，像幅尺寸为23cm×23cm，焦距为100mm。地面控制点A的地面坐标为（1000m,2000m,500m），其在影像上的像点坐标为（118mm,92mm）。假设比例尺为1:5000，求该影像的摄影比例尺。2.已知某地面点P的地面坐标为（2000m,1500m,800m），其在某成像模型下的像点坐标为（x,y,f）。成像模型为线性模型，其系数矩阵为：```[0.00010.00020][0.0002-0.00010][001]```求该像点坐标（x,y,f）。五、论述题（每题10分，共20分）1.论述数字摄影测量在制作数字正射影像图（DOM）中的作用和流程。2.论述遥感图像分类中，如何提高分类精度？可以提出至少三种方法并简述其原理。试卷答案一、填空题（每空2分，共20分）1.光线2.空中像点/地面点3.绝对4.辐射通量5.辐射亮度/影像亮度6.单点/单像片/非地面控制点/无地面控制点；多像片/双像片/有地面控制点/地面控制点7.相机内方位元素/摄影仪参数8.大气/云层9.监督；面向对象10.惯性测量单元（IMU）/全球导航卫星系统（GNSS）/航向姿态传感器（ADS）二、名词解释（每题4分，共20分）1.摄影比例尺：像点间的距离与地面上相应点间距离之比，或像点离像主点的距离与地面点离摄影中心的距离之比。解析思路：考察对摄影比例尺基本定义的理解，可以是局部比例尺或相对比例尺的概念。2.相对定向：利用两张（或多张）从不同位置拍摄的同名像点，确定摄影机相对姿态的过程，目的是建立单张影像的几何模型。解析思路：强调相对定向的输入（两张像对）和输出（单张像片模型），与绝对定向的区别。3.成像模型：描述从地面物体到传感器影像平面成像过程的数学模型，包括内方位元素、外方位元素和投影方式等。解析思路：涵盖成像模型的基本组成要素，即内、外方位元素和投影函数。4.遥感分辨率：指遥感传感器区分地物细微特征的能力，通常分为空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率和辐射分辨率。解析思路：考察对遥感分辨率四个维度的掌握。5.变化检测：利用不同时相的遥感数据，识别和提取地表发生变化的区域、范围、性质和过程的技术。解析思路：强调变化检测的核心是比较不同时相数据，以及检测的内容。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述中心投影与平行投影的区别。答：中心投影是光线通过一个中心点（投影中心）照射到投影面形成的投影，其特点是离投影中心越近，投影越大，影像会发生变形。平行投影是平行光线照射到投影面形成的投影，其特点是物体在投影面上的大小和形状与其在空间中的实际大小和形状成比例，不会产生变形，但比例尺可能随距离变化。解析思路：从投影原理、光线特性、影像变形三个方面对比中心投影和平行投影，点明摄影测量主要涉及中心投影。2.简述空中三角测量作业的基本流程。答：空中三角测量作业的基本流程包括：准备阶段（获取像片、地面控制点信息、选择加密方法）、测量阶段（量测像点坐标、地面控制点坐标）、计算阶段（进行光束法平差计算，解算像点坐标和地面点坐标）、成果输出阶段（输出加密点坐标、模型参数等）。解析思路：按照空中三角测量的典型工作流程进行梳理，覆盖准备、测量、计算、输出四个主要环节。3.简述辐射校正和大气校正的主要区别。答：辐射校正是将传感器记录的原始辐射亮度值转换为地物反射率或辐亮度的过程，主要消除传感器自身的影响。大气校正是在辐射校正的基础上，进一步消除大气对电磁波传播的影响，将影像辐射亮度转换为地物真实反射率。解析思路：明确辐射校正和大气校正的层级关系，辐射校正是基础，大气校正是在前者基础上进行的更精确处理。4.简述数字表面模型（DSM）与数字高程模型（DEM）的主要区别。答：DSM表示地物顶部的绝对高度，包括所有地物（如建筑、植被）的高度；DEM表示地面的绝对高度，仅包含地面点的高度。因此，DSM的值通常大于或等于DEM的值。解析思路：抓住DSM和DEM最本质的区别——包含地表还是包含地物顶部，并由此引出数值上的关系。5.简述监督分类和非监督分类的主要区别。答：监督分类需要先在已知类别样本点基础上训练分类器，然后对未知像元进行分类。非监督分类不需要预先知道类别信息，直接在像元数据内部寻找统计模式，将相似像元自动聚合成类别。解析思路：从分类是否需要先验知识（训练样本）来区分监督分类和非监督分类，并简述其基本原理。四、计算题（每题10分，共20分）1.某摄影测量任务，像主点坐标为（0,0）mm，像幅尺寸为23cm×23cm，焦距为100mm。地面控制点A的地面坐标为（1000m,2000m,500m），其在影像上的像点坐标为（118mm,92mm）。假设比例尺为1:5000，求该影像的摄影比例尺。解：像点坐标为（118mm,92mm），像主点坐标为（0,0）mm，则像点离像主点距离r为：r=√(118²+92²)mm=√(13924+8464)mm=√22388mm≈149.6mm地面点A到摄影中心的距离S可近似为（忽略地球曲率）：S=(X²+Y²+Z²)^(1/2)=(1000²+2000²+500²)^(1/2)mS=(1000000+4000000+250000)^(1/2)m=(5250000)^(1/2)m≈2291.25m摄影比例尺=r/S=149.6mm/2291.25m=149.6/2291.25(mm/m)将比例尺转换为标准形式1/x：1/x=149.6/2291.25x=2291.25/149.6≈15.3摄影比例尺≈1:15.3解析思路：首先计算像点离像主点的距离，然后计算地面点A到摄影中心的距离（简化模型），最后根据摄影比例尺的定义进行计算。注意单位统一。2.已知某地面点P的地面坐标为（2000m,1500m,800m），其在某成像模型下的像点坐标为（x,y,f）。成像模型为线性模型，其系数矩阵为：```[0.00010.00020][0.0002-0.00010][001]```求该像点坐标（x,y,f）。解：成像模型为线性模型，即X=AX'，其中A为系数矩阵，X为地面点坐标向量，X'为像点坐标向量。A=[[0.0001,0.0002,0],[0.0002,-0.0001,0],[0,0,1]]X=[2000,1500,800]ᵀX'=[x,y,f]ᵀ则AX'=[2000,1500,800]ᵀ可写成方程组：0.0001x+0.0002y=20000.0002x-0.0001y=1500f=800解前两个方程组：第一个方程乘以10000：x+2y=20000(1)第二个方程乘以10000：2x-y=15000(2)用(1)乘以2减去(2)：(2x+4y)-(2x-y)=40000-150005y=25000y=5000将y=5000代入(1)：x+2(5000)=20000x+10000=20000x=10000所以像点坐标X'=[x,y,f]ᵀ=[10000,5000,800]ᵀ解析思路：根据线性成像模型X=AX'列出方程组，然后解方程组求得像点坐标x,y,f。其中z分量（高程）由模型直接给出。五、论述题（每题10分，共20分）1.论述数字摄影测量在制作数字正射影像图（DOM）中的作用和流程。答：数字摄影测量是制作DOM的核心技术。其作用在于利用多张重叠影像，通过空中三角测量建立影像的几何模型，再利用该模型对影像进行逐像元纠正，消除透视变形，生成地形起伏、影像无变形的正射影像图。制作DOM的基本流程如下：(1)获取立体像对或多像对影像数据及POS数据。(2)进行空中三角测量，量测像点坐标，解算每张影像的内外方位元素，获取加密点三维坐标。(3)对立体像对进行相对定向和绝对定向，建立单张影像的数字模型。(4)对每张影像进行辐射纠正和大气校正，生成初步的正射影像。(5)进行正射纠正，利用数字高程模型（DEM）或数字表面模型（DSM）对影像进行逐像元几何纠正，消除透视变形。(6)进行影像镶嵌、色彩平衡、接边处理，生成最终的全区域数字正射影像图DOM。解析思路：首先阐述数字摄影测量在DOM制作中的核心地位和作用，然后分步骤详细说明制作DOM的主要技术环节和流程。2.论述遥感图像分类中，如何提高分类精度？可以提出至少三种方法并简述其原理。答：提高遥感图像分类精度可以从数据预处理、分类方法选择与优化、后处理等多个方面入手。以下是三种方法：(1)优化数据预处理：进行合理的辐射校正和大气校正，以获取更真实的地面反射率信息，减少噪声干扰。进行图像增强，突出地物特征差异。对于高光谱数据，进行维数约简（如主成分分析PCA）可以去除冗余信息，突出特征光谱。(2)采用面向对象分类（OBM）：与传统的基于像元的分类方法不同，OBM先将图像分割成同质的对象（像素簇），然后基于对象的形状、纹理、光谱、上下文等多种特征进行分类。由于对象包含了更多的地物结构信息，能够克服像元混合的缺点，尤其适用于复杂地物和细节丰富的区域，能有效提高