摄影测量学复习1

1、1像片比例尺 :航摄像片上一线段为 l 的影像与地 面上相应线段的水平距离 L 之比。2绝对航高 :是相对干平均海平面的航高, 是指摄 影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。3相对航高:是指摄影机物镜相对于某一基准面 的高度,常称为摄影航高。是确定航摄飞机飞行 的基本数据,按 H =mf 计算得到。4中心投影:投影光线会聚于一点的投影称为中 心投影。5平行投影:投影光线相互平行的投影为平行投 影。 6像点位移:由于在实际航空摄影时,在中 心投影的情况下,当航摄的飞行姿态出现较大倾 斜即像片有倾斜,地面有起伏时,便会导致地面 点在航摄像片上构像相对于在理想情况下的构 像, 产生了位置的差异, 这一差异

2、称为像点位移。 7摄影基线:航线方向相邻两个摄影站点间的空 间距离。8航向重叠:同一条航线上相邻两张像片的重叠 度。 9旁向重叠:相邻航线相邻两像片的重叠度 10像片倾角:摄影瞬间摄影机的主光轴近似与 地面垂直,偏离铅垂线的夹角小于 2度3度, 夹角为像片倾角。11像片的方位元素:确定摄影瞬间摄影物镜(摄 影中心 与像片在地面设定的空间坐标系中的位 置与姿态的参数,即确定这三者之间相关位置的 参数。12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, f,x0,y013像片的外方位元素:表示摄影中心和像片在地 面坐标系中的位置和姿态的参数。14相对定向:根据立体像对内在的几何关系恢复

3、 两张像片之间的相对位置和姿态,使同名光线对 对相交,建立与地面相似的立体模型。即确定一 个立体像对两像片的相对位置。15绝对定向元素:描述立体像对在摄影瞬间的绝 对位置和姿态的参数称16单像空间后方交会:利用至少三个已知地面控 制点的坐标,与其影像上对应三个像点的影像坐 标,根据共线条件方程,反求该像片的外方位元 素。17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 坐标的方法,称为空间前方交会。18双像解析摄影测量:按照立体像对与被摄物体 的几何关系,以数学计算方式,通过计算机解求 被摄物体的三维空间坐标的方法,称为双像解析 摄影测量。 19解析法绝

4、对定向:借助地面控制点,将相对定 向模型进行缩放、平移和旋转,使其达到绝对位 置。20影像的灰度:规则格网排列的离散阵列21数字影像的重采样: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。22影像匹配:是利用互相关函数,评价两块影像 的相似性以确定同名点。23核面:过摄影基线与物方任意一点组成的平面 24核线相关:沿核线寻找同名像点, 即核线相关。 25像片平面图:用相当于正射投影的航摄像片上 的影像来表示地物的形状和平面位置。26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像或数字正射影 像。 27人造立体视觉:空间景物

5、在感光材料上 构像,再用人眼观察构像的像片产生生理视差; 重建空间景物的立体视觉,所看到的空间景物称 为立体影像, 产生的立体视觉称为人造立体视觉。 28立体像对:在摄影测量中,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称 之为立体像对。 29 DEM:Digital Elevation Model , 数字地形模型中地形属性为高程时称为数 字高程模型。 30 TIN:不规则三角网 (Triangulated Irregular Network, TIN DEM 。 31影像数字化:将透明正片 (或负片 放在影像数 字化器上,把像片上像点的灰度值用数字形式记 录下来,此过程称为

6、影像数字化。32数字影像内定向:同一像点的像平面坐标与其 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。 33相似性测度:数字影像匹 配测度表示两同名像点匹配程度,或称相似性测 度。 34像主 点:摄影机主光轴在框标 平面上 的垂足35摄影机主 光轴:物镜后节 点作框标平面的 垂线 36同名像点:同名光 线在左右相片上 的构像37共面条件 :一对同名光线 与摄影基线位于 同一核 面内。38空间后方 交会:航摄像片 可以在摄影之后 , 利用一 定数量的地面控制 点, 根据共 线条件方 程或反 求像片的外方位元 素这种方法称为单 张像片 的空间后方交会。39解析空中三角测量:利用少量

7、的地面控 制点和大量的连接点坐标,计算区域网中 各像片的外方位元素。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 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 /

8、数字化影像进行处 理,自动(半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、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 现为弯弯曲曲的折线,称航线弯曲。10、航摄像片为量测像片,有光学框标和机械框 标。 11、 地图是地面的正射投影, 像片是地面的 中心投影。12、 在像空间坐标系中, 像点的 z 坐标值都为 -f 。 13、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

9、标值; 三 个角元素 (、 、 :描述像片的空间姿态。 14、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。15、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。 16、在摄影测量中,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。17、解析法相对定向的理论基础是同名光线对对 相交于核面内。18、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。19、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。20、根据选择的插值函数的

10、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。21几何畸变。1. 航空摄影机也被称为量测摄影机,它有什么特 征?1 量测用摄影机的像距是一个固定的已知值。 2 摄影机像面框架上有框标标志。 3 量测用摄影机 的内方位元素的数值是已知的。1、 正射投影与中心投影有何不同?中心投影的投影光线会聚于一点。正射投影的投 影光线相互平行且与投影平面成正交。2、 摄影测量常用的坐标系统有哪些?像方坐标系:像平面坐标系、像空间坐标系、像 空间辅助坐标系物方坐标系:地面测量坐标系、地面摄影测量坐 标系3、 航摄像片与地形图有什么区别?1投影方式的不同 2航片存在两项误差 3比 例尺的

11、不同 4 表示方法的不同 5 表示内容的不 同 6几何上的不同4、 请写出共线方程式,并回答:若已知像片的 内外方位元素及地面点的三维坐标,可以求相应 的像点坐标吗?若已知像片的内外方位元素及像 点坐标时,可以求相应的三维的物点坐标吗? 5、 共线条件方程有哪些应用?1 求像底点坐标 2 单像空间后方交会和多像空 间前方交会 3 是数字投影的基础 4 计算模拟航 空影像数据(根据内外方位元素和物点坐标求像 点坐标 5 光束法平差的基本数学模型 6 利用 DEM 与共线方程制作数字正射影像图 7 利用 DEM 与共线方程进行单张像片测图6、 人造立体视觉必须符合哪几个自然界立体观 察的条件?1

12、两片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的 立体像对; 2 眼睛分像:每只眼睛必须只能观察 像对的一张像片; 3 同名像点连线与眼基线大致 平行; 4 像片间的距离应与双眼的交会角相适应; 5两片比例尺相近。7、 请说明利用立体像对重建立体模型的一般过 -=-+-+-+-+-=(333333111SSSSSSSSSyZZcYYbXXaZZcYYbXXafx,可表示为:当需顾及内方位元素时程。1 内定向 2恢复像对的外方位元素:相对定 向、绝对定向8、 连续像对和独立像对的坐标系统和定向元素 有何不同?连续像对的坐标系统是像空间辅助坐标系独立像对坐标系统是右手空间直角坐标系连续法相对定向元素 By

13、 , Bz , , , 单独法相对定向元素 1, 1 , 2, 2, 2 9、 请对双像解析摄影测量的三种解法进行比 较。后方 -前方交会法:空间前方交会的结果依赖于空 间后方交会的精度,空间前方交会中没有充分利 用多余条件平差;相对定向 -绝对定向法:计算公式多, 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 方法解算的结果不能严格表达一幅影像的外方位 元素;一步定向法:理论严密、求解精度高,待定点的 坐标是按最小二乘准则求得的。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。因为只需要量测至少 5对同名像点的像 点坐标即可按相对定向误差方程求出相对定向元 素1

14、2. 像点坐标有哪些系统误差?摄影材料变形、摄影机物镜畸变、大气折光、地 球曲率分析对比常用的三种影像重采样方法。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。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。 前两种方法几何精度较好,但计算时间较长,特 别是双三次卷积法较费时,在一般值况下用双线 性插值法较宜。13. 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 2只

15、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14、 简述线性阵列影像数字微分纠正的基本原理。 与框幅式中心投影影像的数字微分纠正基本原理 相同,都是从原始的非正射投影的数字影像获取 正射影像,不同之处在于:(1每条影像的外方元素已知(2行内中心投影 (3行间正射投影15. 摄影测量优 缺点?答 :a 无需接触 物体本身获得被摄 物体信息 b 由二维影像重建三 维目标 c 面采集 数据方式 d 同时提取物体的几 何与物理特性。3 1影像数字 化 2解析内定向 3相对定向 4绝对定向 5 数字影像处理 6建立 DEM 7自动生成等高线 8生成正射影像 9

16、生成带有等高线的正射影像 10测绘数字地形图(DCG 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alfa 像平面与地平面的夹角 n像底点 N 地底点H 航 高 o 像主 点 f 主 距 主光轴 Soc 等角点 C等角点的共轭点 主垂面 WVV 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、 叙述基于灰度的数字影像相关原理。影像相关(影像匹配是利用互相关函数,评价 两块影像的相似性以确定同名点 。 是基于待相关 点所在的一个小区域内的影像灰度。1. 写出双像空间前方交会公式,并说明式中各

17、符 号意义(5分12121222211122222211111112211121221221S S ZS S Y S S X S S S S S S AA A Z X Z X ZZB Y Y B XXB Z N Y N X N Z Y X Z N Y N X N Z Y X Z Y X Z XZX XB Z B NZ X Z X X B Z B N -=-=-=+=+=-=-=其中:21, N N :点投影系数;Z Y X B B B , , :摄影模型的基 线分量; :, , , , , 222111Z Y X Z Y X 像点的像空间辅助坐标系坐标;S S S Z Y X , , :摄影中

18、心在空间辅助 坐标系或摄测坐标系中的坐标。2. 相对定向后,为什么要进行立体模型的绝对定 向?解析绝对定向解算时需要哪些已知数据,解 算什么未知数?(6分需将自由模型纳入测图 坐标系中,以获得模型点物方坐标;解析绝对定 向解算时需要三个以上控制点的物方坐标 (X , Y , Z 及相对定向后的模型坐标(X m ,Y m ,Z m ;解算 000, , , , , , Z Y X K3. 分别写出摄影测量学中所常用到的坐标系统, 并简述其作用。(1像平面坐标系(xy o - (2像空间坐标 系(xyz S -(3像空间辅助坐标系(XYZ S - (4摄影 测量坐标系 (P P P Z Y X P

19、 -(5地面测量坐标系 (t t t Z Y X t - (6地面摄 影测量坐标系(tP tP tP Z Y X A -四、什么是共面条件式?连续法相对定向解出了 哪些元素?0222111=Z Y X Z Y X B B B F ZY X222, , , , l ed dd cd bd ad v -+=即:L A A A X L AX V TT1(; -=-=其中:2222222222(; ; ; Z Y Z d N Z Y X c b Z Y b b a X X +-=-=-=Y b Y N Y N Q l -=2211; 21, N N 为 点投影系数。5相对定向元素、确定相邻两像片相对位

20、置的参 数绝对定向元素 :在片相对于地面摄影测量坐标系 仍有 6个非零方位元素 XS1、 YS1、 ZS1、 1、 1 、 1,加上确定模型比例尺的基线 B, 通 过这 7个元素可以确定立体像对在地面坐标系中 的坐标和姿态和比例尺。相对定向的计算步骤 ;1 原始数据的输入及像点 坐标的预处理。 2确定相对定向元素的初始值。 3计算左片的方向余弦值,组成旋转矩阵 R1,计算 左片各像点的像空间辅助坐标(X1, Y1, Z1 4计算右片的方向余弦值,组成旋转矩阵 R2,计算 基线分量 by 和 bz. 5计算右片各像点的像空间 辅助坐标(X2, Y2, Z2 , 计算各像点的点投影系 数 N1,N

21、2上下视差 Q 。6逐点组成误差方程式并法化,完成法方程系数 矩阵和常数项矩阵的计算。 7. 解法方程求出相对 定向元素的改正数 8计算相对定向元素的新值 9. 检查所有的改正数是否小于限值,如满足条件, 则结束相对定向计算。否则重复 4 9.6. 空间前方交会图 30推写空间前方交会公式:摄影基线B的基线分量为a1和 a2在左、右像空辅助坐标系中坐标分别为式中 R1和 R2由 1 、 1 、 1和 2 、 2 、 2构成, x1y1x2y2量测得到。由三角形的相似关系得 N1、 N2称为点投影系数,经整理后,用矩阵形式 表示为代入下式得待定点坐标由上式可得由 1、 3解 212121S SX

22、S SYS SZB X XB Y YB Z Z=-=-=-=fyxRZYX111111-=fyxRZYX222222111222122 111222122 111222122 A S S S XA S S S YA S S S ZX X N X X N X X B N X Y Y N Y Y N Y Y B N Y Z Z N Z Z N Z Z B N Z =+=+=+112211221122XYZB N X N XB N Y N YB N Z N Z=-=-=-6.空间后方交会的计算过程 6.空间后方交会的计算过程 空间后方交会 1.获取原始数据：、控制点地面坐 获取原始数据：、 1.获取原始数据：、控制点地面坐 标。 2.量测控制点对应的像点坐标 量测控制点对应的像点坐标。 2.量测控制点对应的像点坐标。 3.确定未知数的初始值 确定未知数的初始值： 3.确定未知数的初始值： 0 Z/n。 s/n ,Ys= Y/n,Zs=mf+ Z/n。 4.由角元素的初始值计算 由角元素的初始值计算 4.由角元素的初始值计算矩阵 5.用未知数的初始值和控制点的地面坐 5. 用未知数的初始值和控制点的地面坐 代入共线条件方程式， 标，代入共线条件方程式，逐点计算像点 坐标的近似值（）（） 坐标的