攝影測量作業(yè)部分答案

1、1. 什么是攝影測量學(xué)，攝影測量發(fā)展的三個(gè)階段攝影測量學(xué)是對研究的物體進(jìn)行攝影， 測量和解譯所獲得的影像， 獲取被攝物體的幾何信息和物理信息的一門科學(xué)。三個(gè)階段：模擬、解析、數(shù)字?jǐn)z影測量。2. 根據(jù)成圖的需要，規(guī)定了攝影比例尺后，如何選擇航空攝影機(jī)與航攝高度 答：采 用特寬角航攝機(jī)，航高值就小，采用常角或窄角航攝機(jī)，航高值就大。 （航高的大小將決定 飛機(jī)實(shí)際升限和最小安全高度的限制， 另外， 測圖的高程測定精度與航高有關(guān) （高程中誤差 與航高成正比） ）大比例尺單像測圖，應(yīng)選用常角或窄角航攝機(jī)，小比例尺立體測圖應(yīng)選用 特寬角航攝機(jī)。3. 什么是航攝像片的內(nèi)外方位元素，各有何作用答：內(nèi)方位元素包

2、括三個(gè)參數(shù)，即攝影中心S到像片的垂距（主距）f及像主點(diǎn)0在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 0 0,y x ，用其來恢復(fù)攝影光束。確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和 姿態(tài)的參數(shù)，稱為外方位元素，一張的外方位元素包括六個(gè)參數(shù)，其中有三個(gè)是直線元素， 用于描述攝影中心的空問坐標(biāo)值；另外三個(gè)是角元素，用于表達(dá)像片面的空間姿態(tài)。4. 攝影測量中常用的坐標(biāo)系有哪些，各有何作用答：攝影測量中常用的坐標(biāo)系有兩大類。 一類是用于描述像點(diǎn)的位置， 稱為像方空間坐標(biāo)系；另類是用于描述地面點(diǎn)的位置稱為物方空間坐標(biāo)系。（1） 像方空間坐標(biāo)系 像平面坐標(biāo)系 像平面坐標(biāo)系用以表示像點(diǎn)在像平面上的位置，通 常采用右手坐標(biāo)系， xy 軸

3、的選擇按需要而定在解析和數(shù)字?jǐn)z影測量中，常根據(jù)框標(biāo)來確 定像平面坐標(biāo)系， 稱為像框標(biāo)坐標(biāo)系。 像空間坐標(biāo)系 為了便于進(jìn)行空間坐標(biāo)的變換， 需 要建立起描述像點(diǎn)在像空間位置的坐標(biāo)系，即像空間坐標(biāo)系。以攝影中心S為坐標(biāo)原點(diǎn)，xy,這給計(jì)算帶來困難。 為此， 需要建立一種相對 s-XYZ 表示。此坐標(biāo)系的原點(diǎn)仍選在攝影中軸 與像平面 坐標(biāo)系的 xy 軸平行， z 軸與主 光軸 重合，形 成像空間 右手 直角坐標(biāo) 系 s-xyz 像空間輔助坐標(biāo)系 像點(diǎn)的像空間坐標(biāo)可直接以像平面坐標(biāo)求得，但這種坐 標(biāo)的待點(diǎn)是每張像片的像空間坐標(biāo)系不統(tǒng)一， 統(tǒng)一的坐標(biāo)系稱為像空間輔助坐標(biāo)系，用 心 S 坐標(biāo)軸系的選擇視需

4、要而定。將像空間輔助坐標(biāo)系 XYZ S- 沿著 Z 軸反方（2） 物方空間坐標(biāo)系 攝影測量坐標(biāo)系向平移至地面點(diǎn) P,得到的坐標(biāo)系稱為攝影測量坐標(biāo)系地面測量坐標(biāo)系地面測量坐標(biāo)系通 常指地圖投影坐標(biāo)系， 也就是國家測圖所采用的高斯克呂格 3帶或 6帶投影的平面直角坐 標(biāo)系和高程系， 兩者組成的空間直角坐標(biāo)系是左手系。 地面攝影測量坐標(biāo)系 由于攝影測 量坐標(biāo)系采用的是右手系， 而地面測量坐標(biāo)系采用的是左手系， 這給由攝影測量坐標(biāo)到地面 測量坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換帶來了困難。 為此， 在攝影測量坐標(biāo)系與地面測量坐標(biāo)系之間建立一種過渡 性的坐標(biāo)系，稱為地面攝影測量坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)在測區(qū)內(nèi)的其一地面點(diǎn)上。5. 攝影

5、測量中，為什么常要把像空間坐標(biāo)變換為像空間輔助坐標(biāo)，常用的坐標(biāo)變換公式是 什么 答：由于將像平面坐標(biāo)求像點(diǎn)的像空間坐標(biāo)時(shí)， 每張相片的像空間坐標(biāo)系不統(tǒng)一， 給計(jì)算帶來困難。因此建立相對統(tǒng)一的像空間輔助坐標(biāo)系。像空間坐標(biāo)系和像空間7. 什么叫共線方程，它在攝影測量中有何應(yīng)用以像主點(diǎn)為答：共線方程是： 共線方程即中心投影的構(gòu)像方程共線方程式包括十二個(gè)數(shù)據(jù)： 原點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo) ，相應(yīng)地面點(diǎn)坐標(biāo) ，像片主距 及外方位元素 。主要應(yīng)用如下：( 1 )單片后方交會(huì)和立體模型的空間前方交會(huì)； 求像底點(diǎn)的坐標(biāo)； 光 束法平差中的基本方程 解析測圖儀中的數(shù)字投影器；航空攝影模擬；利用 DEM進(jìn)行單張像片測圖。9.

6、 什么叫像點(diǎn)位移，簡述引起像點(diǎn)位移的因素 答：當(dāng)航攝像片有傾角或地面有高差時(shí)，所 攝的像片與上述理想情況的差異。 這種差異反映為一個(gè)地面點(diǎn)在地面水平的水平像片上的構(gòu) 像與地面有起伏時(shí)或斜像片上構(gòu)成的點(diǎn)位不同，這種點(diǎn)位的差異稱為像點(diǎn)位移。因素：像片傾斜、地形起伏、攝影物鏡的畸變差、大氣折光、地球曲率等1O.空間后方交會(huì)的目的是什么，解求中有多少未知數(shù)，至少需要測求幾個(gè)地面控制點(diǎn)，為 什么答：利用一定數(shù)量的地面控制點(diǎn)，根據(jù)共線方程， 張像片的空間后方交會(huì)。 對共軛點(diǎn)可列出兩個(gè)方程，因此，若有三個(gè)已知地面坐標(biāo)控制點(diǎn) 六個(gè)外方位元素改正數(shù)K 方程。 在空間后方交會(huì)中， 用最小二乘法平差計(jì)算。 標(biāo)及相片

7、內(nèi)外方位元素， 能確定地面店的平面位置，反求像片的外方位元素， 這種方法稱為單 解求外方位元素時(shí)， 有六個(gè)未知數(shù)， 至少需要六個(gè)方程。 由于每一, 則可列出六個(gè)方程，解求codxs dys dzs 測量中為了提高精度， 常有多余觀測 通常是在像片的四個(gè)角上選取四個(gè)或更多的地面控制點(diǎn)， 因而要11. 求解地面三維坐標(biāo)為什么要用到立體像對 應(yīng)為已知像點(diǎn)坐 還不能計(jì)算地面店的三維坐標(biāo)， 只有同時(shí)知道地面店的高程時(shí)， 才 因此在攝影測量處理中，要用立體相對來街球地面三維坐標(biāo)12. 什么叫人造立體視覺，觀察立體有哪三個(gè)基本條件 答：人造立體視覺是： 空間景物在感光材料上的構(gòu)像， 再用人眼觀察構(gòu)像的 像片

8、產(chǎn)生生理 視差， 重建空間景物的立體視覺， 所看到的景物稱為立體影像， 產(chǎn)生的立體視覺稱為人造立 體視覺。觀察立體的三個(gè)基本條件是： 1 ：兩張相片必須是在兩個(gè)不同位置對同一景物攝 取的立體像對。 2 ：兩只眼睛必須只能觀察像對的一張像片。 3 ：兩像片上相同景物(同 名像點(diǎn))的連線與眼基線應(yīng)大致平行。 13. 在立體坐標(biāo)量測儀上如何量測像點(diǎn)坐標(biāo)1 相片歸心，使像平面上坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)與坐標(biāo)儀遠(yuǎn)點(diǎn)重合。 2 相片定向，使像平面坐標(biāo)系的軸 系與坐標(biāo)儀軸系重合。 3 測定儀器零位置，將左右側(cè)表分別對準(zhǔn)像平面上坐標(biāo)系原點(diǎn)讀取 x,y,p,q, 值。 4 立體量測左像片像點(diǎn)坐標(biāo)： X1=X-X0 ， y1=

9、Y-Y0 ，右像片像點(diǎn)坐標(biāo)： X2=X1-( P-PO ), y2=y1-(Q-Q0)a.動(dòng)x,y手輪使測標(biāo)對準(zhǔn) a1. b動(dòng)p,q手輪使測標(biāo)對準(zhǔn) a2. C 立體觀察下，動(dòng) x,y,p,q 手輪使測標(biāo)立體切準(zhǔn)模型點(diǎn)A， d. 記錄讀數(shù)x,y,p,q.用解析的方法處理立體像14. 雙像解析攝影測量測求地面點(diǎn)三維坐標(biāo)的方法有哪三種 對，常用的方法有三種：利用立體像對的內(nèi)在利用像片的空間后方交會(huì)與前方交會(huì)來解求地面目標(biāo)的空司坐標(biāo)。幾何關(guān)系， 進(jìn)行相對定向，建立與地面相似的立體模型， 計(jì)算出模型點(diǎn)的空間坐標(biāo)。再通過 絕對定向，將模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放把模型納入到規(guī)定的地面坐標(biāo)系之中解求出地 面目標(biāo)

10、的絕對空間坐標(biāo)。這種方法將待求點(diǎn)與已知外業(yè)這種方法理論較為嚴(yán)密 它把前面兩種方利用光束法雙像解析攝影測量來解求地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)， 控制點(diǎn)同時(shí)列出誤差方程式， 統(tǒng)一進(jìn)行平差解求。法的兩種步驟合在一個(gè)整體內(nèi)。15. 立體像對前方交會(huì)的目的是什么欲由單張像片上的像點(diǎn)坐標(biāo)反求相應(yīng)地而使用同名像點(diǎn)就能得到兩條同名射線在所以空間前方交會(huì)應(yīng)用單像空間后方交會(huì)求得像片的外方位元素后， 面點(diǎn)的空間坐標(biāo)仍不可能， 只能確定其空間方向， 空間的方向， 這兩條射線一定相交其相交處必定是該地面點(diǎn)的空間位置， 是為了確定相應(yīng)地面點(diǎn)的地面坐標(biāo)16. 簡述空間后交 - 前交計(jì)算地面點(diǎn)三維坐標(biāo)的基本過程5個(gè)(1) 野外像片控

11、制測量 在野外判讀出四個(gè)明顯地物點(diǎn)的地面位置，做出地面標(biāo)志，并在 像片上準(zhǔn)確刺出點(diǎn)怔， 背面加注說明。 然后在野外用普通測量的方法測算出四個(gè)控制點(diǎn)的地 面測量坐標(biāo) 。 (2) 用立體坐標(biāo)量測儀量測像點(diǎn)的坐標(biāo) 像片在儀器上歸心定向后，測出 四個(gè)控制點(diǎn)的像片坐標(biāo)，然后測出所有需要解求的地面點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)和。 (3) 空間后方 交會(huì)計(jì)算像片外方位元素 根據(jù)計(jì)算機(jī)中事先編制好的程序， 按要求輸入控制點(diǎn)的地面坐標(biāo) 及相內(nèi)的像點(diǎn)坐標(biāo)，對兩張像片各自進(jìn)行空間后方文會(huì)，計(jì)算各自的六個(gè)外方位元 素 和 (4) 空間前方交會(huì)計(jì)算未知點(diǎn)地面坐標(biāo) 用各自像片的角元素，按式計(jì)算出左、右 像片的方向余弦值，組成旋轉(zhuǎn)矩陣 根

12、據(jù)左、右像片的外方位線元素計(jì)算攝影基線分 量 ； 逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo) 計(jì)算點(diǎn)投影系數(shù) 計(jì)算未知點(diǎn)的地面攝影 測量坐標(biāo)17. 解析相對定向的目的是什么，有哪兩種方法，各種方法的定向元素有哪用于描述兩張像片相對位置和姿態(tài)關(guān)系的參數(shù)， 稱為相對定向元素。 用解析計(jì)算的方 法解求相對定向元素的過程， 稱為解析法相對定向。 有連續(xù)像對相對定向和單獨(dú)像對相對定 向。1 1 1 1Z Y X S1. 連續(xù)像對相對定向 連續(xù)像對相對定向是以左方像片為基準(zhǔn)， 求出右方像片相對于左方 像片的相對 方位 元素。選定像空間輔助 坐標(biāo) 系 s-x1y1z1 ，使 得左 像片 在 中的相對方位元素均為已知值。需

13、要解求的元素只有 5 個(gè)，bz byX 軸，以2. 單獨(dú)像對相對定向單獨(dú)像對相對定向是以攝影基線作為像空間輔助坐標(biāo)系的左攝影中心s1為原點(diǎn)，左像片主光軸與攝影基線B組成的主核面（左主核面）為XZ平面，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系s-x1y1z1單獨(dú)像對相對定向元素為K 2 3 2 ? 2 k 1? 1 21. 解析法絕對定向的目的是什么，定向元素有哪些，如何解求絕對定向元素，解求中至少 需要幾個(gè)地面控制點(diǎn) 絕對定向的目的就是將相對定向后求出的攝影測量坐標(biāo)變換為地面測量坐標(biāo)，七個(gè)參數(shù) K ? ?Z ?X ?丫入。7個(gè)未知數(shù)至少需列7個(gè)方程，若將已知平面坐標(biāo)（tpX tpY ） 和高程 tp Z 的地面控制

14、點(diǎn)稱為平高控制點(diǎn)， 僅已知高程的控制點(diǎn)稱為高程 控制點(diǎn)，至少需要兩個(gè)平高控制點(diǎn)和一個(gè)高程控制點(diǎn)，而且三個(gè)控制點(diǎn)不能在一條直線上。 生產(chǎn)中，一般是在模型四角布設(shè)四個(gè)控制點(diǎn)， 因此有多余觀測值， 按最小二乘法平差解求。18. 相對定向要不要外業(yè)控制點(diǎn)，為什么 答：不要，用于描敘倆張像片相對位置個(gè)姿態(tài)關(guān)系 的參數(shù)， 稱為相對定向元素， 用解析計(jì)算的方法解求相對定向元素的過程， 稱為解析法相對 定向，猶豫不涉及相片的絕對位置，只需要相對內(nèi)在的集合關(guān)系來進(jìn)行。答： 1 原始數(shù)據(jù) 2 確定相對方位元素的初始6 解法方程 7 計(jì)算相對方位元19. 簡述連續(xù)法相對定向計(jì)算的基本過程值 3計(jì)算右片的旋轉(zhuǎn)矩陣 4

15、 計(jì)算坐標(biāo) 5組誤差方程 素的值都是一個(gè)二維的影像窗口，在這樣 而由核線的幾何關(guān)系確定了同名點(diǎn) x,y 方向搜索同名點(diǎn)的二維相關(guān)問22. 為什么要進(jìn)行核線相關(guān)，如何獲取同名核線由于基本的影像相關(guān)方法。無論是目標(biāo)區(qū)，還是搜索區(qū)， 的二維影像窗口里進(jìn)行相關(guān)計(jì)算， 其計(jì)算量是相當(dāng)大的， 必然位于同名核線上。這樣利用核線的概念就能將沿著 題，改成為沿同名核線的一維相關(guān)問題，從而大大地減少相關(guān)的計(jì)算工作, 因此要進(jìn)行核線相關(guān)。 通過攝影基線所作的任意一個(gè)與像片面相交的平面， 與像片對相交， 就會(huì)在左右像片 上獲得一對同名核線23. 什么是基于特征的影像匹配基于特征提取算子提取影像中的特征（ 點(diǎn)、線、面）

16、 ；然后對提取的特征進(jìn)行參數(shù)描述; 最后以特征的參數(shù)值為依據(jù)進(jìn)行同名特征的搜索，繼而獲得同名像點(diǎn)。對于信息缺乏區(qū) 域，或相關(guān)影像之間存在著較大比例尺區(qū)域或扭曲的區(qū)域很適合；同時(shí)顧及圖像的總體結(jié) 構(gòu)。 24. 等高線自動(dòng)繪制的步驟 主要包括以下兩個(gè)步驟：利用DEM勺矩形或方形格網(wǎng)點(diǎn)的高程，內(nèi)插出格網(wǎng)邊上的等高線 點(diǎn)的位置，并將這些等高線點(diǎn)按順序排列；利用這些順序排列的等高線點(diǎn)的平面坐標(biāo) y 進(jìn)行插補(bǔ)，即進(jìn)一步加密等高線點(diǎn)，并繪制成光滑的曲線，這些工作都是在一臺計(jì)算機(jī)和 由它控制的繪圖桌上進(jìn)行的。 內(nèi)插格網(wǎng)邊上的等高線點(diǎn)與排列的方法有按每條等高線走向順 序插點(diǎn)即按逐條等高線的走向進(jìn)行搜索邊插點(diǎn)的方

17、法 , “內(nèi)插”等高線點(diǎn)及其“排列”是時(shí)完成的 . 另一種方法是整體算求各等高線上的點(diǎn)并分別排列存貯。這種方法是按數(shù)字高程模 型格網(wǎng)邊的順序搜索內(nèi)插計(jì)算出全部等高線穿越格網(wǎng)邊交點(diǎn)的坐標(biāo)（X,Y）, 然后按等高線的順序?qū)儆诿恳粭l等高線的點(diǎn)找出來 , 并按等高線走向?qū)⑺鼈兊捻樞?排列 , 并存貯在磁帶或磁盤上 , 以上得出一系列排列的離散的等高線點(diǎn)為了獲得一條光滑的 等高線 ,在這些離散的等高線之間還必須插補(bǔ)一些點(diǎn) , 使相鄰兩點(diǎn)之間的距離與繪圖儀步距 相適應(yīng)。25.什么是 4d 產(chǎn)品DRG （ 數(shù)字柵格地圖 與其他空間信息相關(guān)， 息。DOM （ 數(shù)字正射影像圖 ）利用航空相片、遙感影像，經(jīng)象元糾正，按圖幅范圍裁切生成的影 像數(shù)據(jù)。 它的信息豐富直觀， 具有良好的可判讀性和可量測性， 從中可直接提取自然地理 和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息。 DEM （