月號版攝影測量

1、1、攝影測量是從非接觸成像系統(tǒng)，通過記錄、量測、分析與表達等處理，獲取地球及其環(huán)境和其他物體的幾何、屬性等可靠信息的工藝、科學與技術。補充：攝影測量的主要任務是測繪各種比例尺的地形圖。2、攝影測量三個發(fā)展階段的特點發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝影測量像片物理投影模擬測圖儀手工操作模擬產(chǎn)品解析攝影測量像片數(shù)字投影解析測圖儀機助作業(yè)員操作模擬產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字攝影測量數(shù)字化影像數(shù)字影像數(shù)字投影計算機自動化操作+作業(yè)員的干預數(shù)字產(chǎn)品模擬產(chǎn)品3、像片主點：攝影機主光軸與像平面的交點像片主距：攝影機物鏡后節(jié)點到像片主點的垂距把像片主距和像片主點在框標坐標系中的坐標（x0，y0）稱為攝影機的

2、內(nèi)方位元素，或叫像片的內(nèi)方位元素。量測用攝影機的內(nèi)方位元素的數(shù)值是已知的。4、主光軸在曝光時總會有微小的傾斜，按規(guī)定要求像片傾角為23，這種攝影方式稱為豎直攝影。5、攝影比例尺是航射影像上一線段l與相應地面線段L的水平距之比。6、相對航高是指攝影機物鏡相對某一基準面的高度，常稱為攝影航高。7、絕對航高是相對于平均海平面的航高，是指攝影物鏡在攝影瞬間的真實海拔高度。8、同一條航線內(nèi)相鄰像片之間的影像重疊稱為航向重疊，重疊部分與整個像幅長的百分比稱為重疊度，一般要求在60%以上，不低于53%。9、兩相鄰航帶像片之間也需要有一定的影像重疊，這種重疊影響部分稱為旁向重疊度，旁向重疊度要求30%左右，不

3、低于15%。（當?shù)孛嫫鸱^大時，應增大重疊度）10、在航向方向必須要求三張相鄰像片有公共重疊影像，這一公共重疊部分稱之為三度重疊部分。11、航帶彎曲度是指航帶兩端像片主點之間的直線距離L與偏離該直線最遠的像主點到該直線垂距比的倒數(shù)。航帶彎曲度一般規(guī)定不超過3%。12、相鄰兩像片的主點連線與像幅沿航帶飛行方向的兩框標連線之間的夾角稱為像片的旋偏角。一般要求小于6，個別最大不應大于8。13、航折相片是地面的中心投影。14、像平面坐標系o-xy。原點位于像主點，xy和框標坐標系一致，航線方向為x軸，航線方向為正向。15、像空間坐標系S-xyz。該坐標系以攝影中心S為坐標原點，攝影機的主光軸So為坐標

4、系的z軸，像空間坐標系的x、y軸分別與像平面坐標系的x、y軸平行。每一個像點的z坐標都等于So的長，但符號是負的。16、像空間輔助坐標系S-XYZ。以攝影中心S為坐標原點，以鉛垂方向為X軸，滿足右手系。17、攝影測量坐標系A-XpYpZp。以地面某一點A為坐標原點，而它的坐標軸與像空間輔助坐標軸平行。（大地坐標系）18、物空間坐標系O-XYZ。（左手系）與高斯克呂格平面坐標系相同，高程則以我國黃海高程系統(tǒng)為基準。19、確定影像或攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù)，稱為影像的外方位元素。一張像片的外方位元素包括六個參數(shù)：其中三個是直線元素，用于描述攝影中心的空間坐標值；另外三個是角元素，用

5、于描述像片的空間姿態(tài)。角元素有三種不同的表達形式。20、像點空間直角坐標的旋轉變換是指像空間坐標與像空間輔助坐標之間的變換。21、共線方程.共線條件方程的應用：（ 1） 求像底點坐標（ 2） 單像空間后方交會和多像空間前方交會（ 3） 是數(shù)字投影的基礎（ 4） 計算模擬航空影像數(shù)據(jù)（根據(jù)內(nèi)外方位元素和物點坐標求像點坐標）（ 5） 光束法平差的基本數(shù)學模型（ 6） 利用 DEM與共線方程制作數(shù)字正射影像圖（ 7） 利用 DEM與共線方程進行單張像片測圖22、引起像點位移的兩個原因：像片傾斜和地形起伏。23、用平面相似變換等公式，將影像架坐標變換為以影像上像主點為原點的像坐標系中的坐標，通常稱該變

6、換為影像內(nèi)定向。24、利用影響覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的控制點的空間坐標與影像坐標，根據(jù)共線條件方程，反求該影像的外方位元素，這種方法成為單幅影像的空間后方交會。（這也是基本思想）25、觀察人造立體的條件：（1）由兩個不同的攝站點攝取同一景物的一個立體像對（2）一只眼睛只能觀察像對中的一張像片（3）兩眼各自觀察同一景物的左、右影像點的連線應與眼基線近似平行。（4）像片間的距離應與雙眼的交會角相適應（5）兩像片比例尺相近，小于15%26、立體像對的相對定向就是要恢復攝影時相鄰兩影像攝影光束的相互關系，從而使同名光線對對相交。27、相對定向的方法有兩種：（1）單獨像對相對定向，它采用兩幅影像的角元素運動

7、實現(xiàn)相對定向，其定向元素為（1，1， 2， 2， 2）；（2）連續(xù)像對相對定向，它以左影像為基準，采用右影像的直線運動和角運動實現(xiàn)相對定向，其定向元素為（BY，BZ，2，2，2）。28、共面條件方程的三個向量分別是：S1m1同名光線，S2m2同名光線，S1S2空間基線。29、通過射影基線與任一物方點所作的平面稱為通過該點的核面。核面與影像面的交線稱為核線。30、確定同名核線的方法：（1）基于數(shù)字影像幾何糾正的核線解析關系（課件上叫做：基于數(shù)字攝影測量的糾正）（2）基于共面條件的同名核線幾何關系（課件上叫做：基于共面條件）。31、由立體像對左右影像的內(nèi)、外方位元素和同名像點的影響坐標量測值來確定

8、該點的物方空間坐標，稱為立體像對的空間前方交會。32、借助于物方空間坐標（高斯坐標）為已知的控制點來確定空間輔助坐標系與實際物空間坐標系之間的變換關系，稱為立體模型的絕對定向。33、無需經(jīng)過相對定向和絕對定向兩個步驟，先分別求出兩幅影像的外方位元素然后再作前方交會，再將參數(shù)和物方空間點坐標在一個整體內(nèi)進行。這就是立體影像對的光束法嚴密解法。課件上的定義：在立體像對內(nèi)，同時解求兩像片的外方位元素和地面點坐標，它把外方位元素和地面點坐標的計算放在一個整體內(nèi)進行，這種方法就是光束法嚴密解法。34、雙像解析攝影測量三種解法比較（1）后交-前交解法前交的結果依賴于空間后方交會的精度，前交過程中沒有充分利

9、用多余條件進行平差計算。3個平高點（2）相對定向-絕對定向解法計算公式比較多，最后的點位精度還取決于相對定向和絕對定向的精度，用這種方法的結算結果不能嚴格表達一幅影像的外方位元素。2個平高點和一個高程點（3）一次定向解法的理論最嚴密、精度最高，待定點的坐標是完全按最小二乘原理解求出來的。2個平高點和一個高程點后交-前交解法往往在已知影像的外方位元素、確定少量的待定點坐標時采用，相對定向-絕對定向解法往往在航帶解析空中三角測量中應用，一次定向法在光線束法解析空中三角測量中應用。方法嚴密性控制點要求使用場合后交-前交法點位精度決定于外方位元素精度沒有利用多余條件3個平高點已知像片外方位元素相對定向

10、-絕對定向法點位精度決定于相對相對定向-絕對定向精度2個平高點+1個高程點航帶法加密一步定向法理論最嚴密 精度最高2個平高點+1個高程點光束法加密35、解析空中三角測量指的是用攝影測量解析法確定區(qū)域內(nèi)所有影像的外方位元素。課件定義：利用計算的方法，根據(jù)航攝像片上所量測的像點坐標以及極少量的地面控制點求出地面加密點的物方空間坐標，稱之為解析空中三角測量。36、解析空中三角測量的分類：根據(jù)平差中采用的數(shù)學模型可以分為航帶法、獨立模型法和光束法。根據(jù)平差范圍的大小可以分為單模型法、單航帶法和區(qū)域網(wǎng)法。37、像點坐標的系統(tǒng)誤差主要是由攝影材料的變形、攝影物鏡畸變、大氣折光以及地球曲率諸因素引起的。38

11、、航帶法空中三角測量的基本思想是：把許多立體像對構成的單個模型連結成一個航帶模型，將航帶模型視為單元模型進行解析處理，通過消除航帶模型中累積的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測圖坐標系中，從而確定加密點的地面坐標。39、航帶法空中三角測量的主要工作流程為：（1）像點坐標的量測和系統(tǒng)誤差改正（2）立體像對的相對定向（連續(xù)法）（3）模型連接構建自由航帶網(wǎng)（4）航帶模型的絕對定向（5）航帶模型的非線性改正（6）加密點的坐標測量(計算)40、模型連接的實質：比例尺歸化，然后計算模型點坐標。41、為什么航帶模型需要非線性改正？（課件上都沒有出現(xiàn)）航帶網(wǎng)絕對定向后，所構成的航帶模型仍存在著殘余系統(tǒng)誤差和偶然

12、誤差在模型連接中傳遞積累的影響，使航帶網(wǎng)產(chǎn)生模型的扭曲，模型坐標只是地面攝測坐標的概略值，為此，還需要利用控制點的地面坐標和地面攝測坐標概略值之間的不符關系，進行網(wǎng)的非線性變形的矯正。42、航帶模型的非線性改正過程（課件上沒有出現(xiàn)）方法：（1）首先利用控制點上重心化地面攝測坐標和相應重心化攝測坐標之間的不符值，帶入上式求出待定參數(shù)Ai，Bi，Ci（2）利用所求得的Ai，Bi，Ci和待定點的重心化攝測坐標，代入上式即可求得待定點的重心化地面攝測坐標。43、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差的是以單航帶作為基礎，把幾條航帶或一個測區(qū)作為一個解算的整體，同時求得整個測區(qū)內(nèi)全部待定點的坐標。44、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差的基本

13、思想：（1）按照單航帶法構成自由航帶網(wǎng)（2）絕對定向：利用本航帶的控制點及與上一航帶的公共點進行三維空間相似變換，將整區(qū)各航線納入統(tǒng)一的坐標系中（3）計算重心坐標和重心化坐標（4）整體平差、同時解求各航帶非線性變形改正系數(shù)（5）計算各加密點坐標45、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差的計算過程（1）建立自由比例尺的航帶網(wǎng)（2）建立松散的區(qū)域網(wǎng)（3）重心化坐標計算（4）誤差方程式的建立（5）待定點地面坐標計算46、獨立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量的基本思想：把一個單元模型視為剛體，利用各單元模型彼此間的公共點連成一個區(qū)域，在連接過程中，每個單元模型只能做平移、縮放、旋轉，這樣的要求只有通過單元模型的三維線性變換（空間

14、相似變換）來完成。在變換中要使模型間公共點的坐標盡可能一致，控制點的攝測坐標應與其他地面攝測坐標一致（即它們的差值盡可能小），同時觀測值改正數(shù)的平方和為最小，在滿足這些條件的情況下，按最小二乘原理求得待定點的地面攝測坐標。47、光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量的基本思想：以一個攝影光束（即一張像片）作為平差計算基本單元，以共線方程作為平差的基礎方程，通過各個光束在空間的旋轉和平移，使模型之間公共點的光線實現(xiàn)最佳的交會，并使整個區(qū)域納入到已知的控制點坐標系統(tǒng)中去，在影像公共點坐標應相等，控制點加密坐標應與地面攝測坐標一致的條件下，保持誤差平方和最小的情況下，解求得各像片的外方位元素和加密點的地面坐標。4

15、8、三種區(qū)域網(wǎng)平差方法的比較方法原理數(shù)學模型平差單元觀測值未知數(shù)優(yōu)缺點航帶法從模擬儀器上的空三演變而來航帶坐標的非線性多項式的改正公式一條航帶航帶的地面攝影測量坐標各航帶的非線性改正系數(shù)未知數(shù)少速度快精度不高獨立模型法單元模型的空間相似變換空間相似變換公式獨立模型計算或量測的模型的坐標七個絕對定向參數(shù)和待定點的地面坐標速度比光束法塊精度較高光束法基于三點共線共線條件方程單個光束像點坐標每張像片的外方位元素和待定點的地面坐標最嚴密、應用廣泛、便于引入附加觀測值，3個缺點注：光束法的三個缺點1、必須提供未知數(shù)初始值2、未知數(shù)多、計算量大、速度較慢3、不能將平面坐標和高程分開處理，只能三維平差49、

16、對實際連續(xù)函數(shù)模型離散化的量測過程就是采樣。50、當欲知不位于矩陣（采樣）點上的原始函數(shù)g（x，y）的數(shù)值時就需要進行內(nèi)插，此時稱為重采樣。51、采樣間隔：樣點之間的距離。（由采樣定理決定）52、三種重采樣的方法：（1）雙線性插值法（2）雙三次卷積法（3）最鄰近像元法53、核線的重采樣：（1）在“水平”影像上獲取核線影像（2）直接在傾斜影像上獲取核線影像54、點特征提?。哼\用某種算法從影響中提取我們感興趣的即有利于某種目的的點。55、Moravec算子：利用灰度方差提取點特征的算子。（1）計算各像元的興趣值（2）給定一定經(jīng)驗閾值，將興趣值大于該閾值的點作為候選點。（3）選取候選點中的極值點作為

17、特征點。Moravec算子是在四個主要方向上，選擇具有最大-最小灰度方差的點作為特征點。56、線特征的兩種類型：階躍型和線條型（脈沖型）。57、影像相關時利用互相關函數(shù)，評價兩塊影像的相似性以確定同名點。自相關函數(shù)的性質：（1）自相關函數(shù)是偶函數(shù)（2）自相關函數(shù)在t=0處取得最大值，R（0）=R（t）58、維納-辛欽定理：隨機信號的相關函數(shù)與其功率譜是一對傅立葉變換對，相關函數(shù)的傅里葉變換即功率譜，而功率譜的逆傅里葉變換即相關函數(shù)：Rxy（t）=Sxy（f）影響功率譜估計圖像分析（見149頁）：當a較小時，s（f）比較平緩，高頻信息豐富；當a較大時，s（f）比較陡峭，低頻信息占優(yōu)勢59、相關函

18、數(shù)估計圖像分析：當a較小時，R（t）較陡峭，相關精度高，但由可能的近似位置到正確相關的點間距離較?。划攁較大時，R（t）較平緩，相關精度較差，但拉入范圍較大，相關結果出錯的概率較小。60、對二維影像逐次進行低通濾波，增大采樣間隔，得到一個像元素總數(shù)逐漸變小的影像序列，將這些影響疊置起來頗像一座金字塔，稱為金字塔影像結構?；舅枷耄合葘υ夹盘栠M行低通濾波，進行粗相關，將其結果作為預測值，逐漸加入較高的頻率成分，在逐漸變小的搜索區(qū)中進行相關，最后用原始信號，以得到最好的精度。61、影像匹配實質上是在兩幅影像之間識別同名點。62、相關系數(shù)法影像匹配的過程：(1)確定目標點(2)確定目標窗口(3)估

19、計搜索窗口(4)求解相關系數(shù)(5)獲得相關系數(shù)最大值的位置(6)獲得同名點63、VLL法的過程(1)給定地面點的平面坐標（X，Y）近似最低高程Zmin。(2)Zi=Zmin+iZ高程搜索步距Z可由所要求的高程精度確定。(3)由地面點平面坐標和可能的高程Zi計算左右像坐標（xi，yi）和（xi，yi）(4分別以（xi，yi）和（xi，yi）為中心在左右影像上取影像窗口，計算其匹配測度，如相關系數(shù)p(5)將i的值增加1，重復（3）-（4）兩步，得到p0，p1，p2，pn取其最大者pk：Pk=maxp0，p1，p2，pn64、影像灰度的系統(tǒng)變形有兩大類：輻射畸變和幾何變形。65、影像匹配的精度與相關

20、系數(shù)有關，相關系數(shù)愈大則精度愈高。換言之，它與影像窗口的信噪比有關，信噪比愈大，則匹配的精度愈高。66、特征匹配的三個步驟：特征提取；利用一組參數(shù)對特征進行描述；利用參數(shù)進行特征匹配。67、跨接法影像匹配的過程左影像上Fb和Fe分別是已配準與待配準的特征，它們構成目標窗口 FbFe。以Fb為起始端點，對Fb右邊的每一特征1,2,3，分別比較Fe與 1,2,3之間的4維特征向量（ x1i, x2i, xzi, gi），選取最相似的特征作為 Fe的備選特征（例如假設為 1,3）。右影像上，以Fb為端點特征，與各備選特征為另一端點，構成右影像上不同的搜索窗口。（例如 Fb 1和Fb 1 ）對每一個搜索窗口，關于左窗口坐標重采樣，使搜索窗口長度與目標窗口長度相