攝影測量 攝影測量簡答題

攝影測量［攝影測量簡答題］

一、名詞解釋

攝影測量與遙感：是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及數(shù)字表達進行記錄、量測及解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的牢靠信息的一門工藝、科學和技術。

像平面坐標系：像平面坐標系用以表示像點在像平面上

的位臵，通常采納右手坐標系，X,y軸的選擇按需要而

定。在解析和數(shù)字攝影測量中，常依據(jù)框標來確定像平面坐標系，稱為像框標坐標系。

相機主距：攝影中心到像片面對垂直距離，一般用f來表示。

單片空間后方交會：已知某張像片的內(nèi)方位元素、至少三個地面點坐標及對應的像點坐標，則可依據(jù)共線方程列出至少六個方程式，解求出像片六個外方位元素的過程，稱為單張空間后方交會。

主合點：在主垂面內(nèi)，過攝影中心點S做攝影方向線vv

的平行線，交vv線于i點，稱為主合點。

GPS幫助空中三角測量：利用載波相位差分GPS動態(tài)定位

技術獵取影像獵取時的攝站三維坐標，將其作為附加觀測值引入攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差中，整體確定物方點坐標和像片方位元素并對其質(zhì)量進行評定的理論和方法。

量測相機：相機的內(nèi)方位元素已知的相機，且其結構穩(wěn)定，畸變較小。非量測相機：相機的內(nèi)方位元素未知，結構不穩(wěn)定，且鏡頭畸變大。航高：攝影中心到攝影區(qū)域平均高程面的高度。

DEM：即數(shù)字高程模型，用于表示地面特征的空間分布的

數(shù)據(jù)陣列，常

用的是用一系列地面點的平面坐標X、Y以及該地面點的高程Z或?qū)?/p>

性組成的數(shù)據(jù)陣列。

攝影比例尺：像片水平，地面水平常，像片上一段距離l與地面一段

距離L的比值。

航向重疊度：在攝影時，為了便于測圖，一般要求航空像片在航向方

向要有肯定的重疊，其重疊大小即為航向重疊度，航向重疊度一般要

求在60%以上。

旁向重疊度：為便于航線間的拼接，相鄰航線之間需要肯定的重疊，

其大小即為旁向重疊度，一般要求在24%以上。

數(shù)字微分訂正：依據(jù)有關的參數(shù)與數(shù)字地面模型，利用相應的構象方

程式，或按肯定的數(shù)學模型用掌握點解算，從原始非正射投影的數(shù)字

影像獵取正射影像，這種過程是將影像化為許多微小的區(qū)域逐一進行

訂正，且使用的是數(shù)字方式處理，叫做數(shù)字微分訂正。

攝影基線：相鄰兩張像片攝影中心的連線即為攝影基線。

內(nèi)方位元素：用來表示攝影中心與像片之間相關位臵的參數(shù)，即攝影

中心到像片的垂距（主距f及像主點0在像框標坐標系中

的坐標

xO,yO。內(nèi)方位元素確定攝影時間束的外形。

外方位元素：用來表示攝影中心和像片在地面坐標系中的位臵和姿勢

的參數(shù),一張像片的外方位元素包括六個參數(shù)，其中有三個是直線元

素，用于描述攝影中心的空間坐標值；另外三個是角元

素，用于表達

像片面的空間姿勢。

采樣：影像上的像點是連續(xù)分布，在影像數(shù)字化過程中每隔一個間隔

讀一個點的灰度值，這個過程稱為采樣。

像點位移：地面點在地面水平的水平像片上的構像與地面有起伏時或

傾斜像片上的構像的點位不同，這種點位的差異即像點位移。

解析空中三角測量：是用攝影測量解析法確定區(qū)域內(nèi)全部影像的外方

位元素，目的主要是用于地形測圖的攝影測量加密和高

精度攝影測量

加密。

空間辨別率：用來衡量影像辨別地面目標的力量的指

標，一般空間

辨別率和影像辨別率來表示。

時間辨別率：對同一目標進行重復探測時，相鄰兩次探測的時間間隔

稱之為遙感圖像的時間辨別率。

光譜辨別率：遙感圖像的光譜辨別率指傳感器所用的波段數(shù)、波長及

波段寬度，也就是選擇的通道數(shù)、每個通道的波長及帶寬。

大氣窗口：通常把電磁被通過大氣層時較少被反射、汲取或散射的，

透過率較高的波段稱為大氣窗口。

正解法數(shù)字微分訂正：從原始影像動身，按行列的挨次依次對每個原

始像元素點位求其在輸出影像（訂正影像）中的正確位

臵：

XFx(x,y)

YFy(x,y)

式中，x,y為原始影像上像元素坐標，X,Y為訂正影像上相應像元坐

標，F(xiàn)x、Fy為直接訂正變換函數(shù)。

反解法數(shù)字微分訂正：從空白的訂正影像動身，按行列的挨次依次以

每個像素點位反求其在原始影像中的位臵：

xGx(X,Y)yGy(X,Y)

式中，Gx,Gy為間接訂正變換函數(shù)。

肯定定向：借助于物空間坐標為已知的掌握點，來確定像空間幫助坐

標系與實際物空間坐標系之間的變換關系，稱為單元模型的肯定定

向。

相對定向：立體像對的相對定向就是要恢復攝影時相鄰兩影像光束的

相互關系，從而使同名光線對對相交。

二、填空題

1?攝影測量與遙感要解決的是所獲信息的“2W”問題，

即What__

和__Where__這兩大問題。

攝影測量的進展經(jīng)受了_模擬攝影測量_、解析攝影測量_和_全數(shù)字攝影三個階段。

同一條航線內(nèi)相鄰像片之間的影像重疊稱為_航向重疊度_,一般

在__60%_以上。相鄰航線的重疊稱為_旁向重疊度,重疊度要求在_24%__以上。

攝影中心且垂直于像平面的直線叫做_主光軸__，它

與像平面的

交點稱為__像主點_。

全數(shù)字攝影測量分為在線和離線兩種方式。

航空攝影像片為中心投影。

攝影測量中常用的坐標系有像平面坐標系、像空間坐標系、像空間幫助坐標系、攝影測量坐標系、地面測量坐標系和地面攝影測量坐標系。

像點a、攝影中心S和物點A在同一條直線上，這三點之間的數(shù)學

關系式稱為共線條件方程式（或中心投影構像方程，萬能公式）。

利用航攝像片上三個以上像點坐標和相應的地面點坐標，計算像

片的外方位元素的工作，稱為單張像片的空間后方交會。

相對定向的目的是〃確定相鄰像片之間的相對位臵關系，最少

需要5對同名像點。

11.

解求單張像片的外方位元素最少需要3個平高地面掌握點。采納連續(xù)法對像對進行相對定位時，通常采納左像片的像空

間直角坐標系作為描述兩張像片相對位臵的像空間幫助坐標系。

單元模型的肯定定向最少需要2個平高和1個高程

地面掌握

點。

兩個空間直角坐標系間的坐標變換最少需要2個平高和1個高

程地面掌握點。

恢復立體像對左右像片的相互位臵關系依據(jù)的是共面條件方程。

解析空中三角測量依據(jù)平差計算范圍的大小，可分為單模型解析空中三角測量、單航帶解析空中三角測量和區(qū)域網(wǎng)解析空中三角測量三類。

17.18.19.影像數(shù)字化包括采樣和量化兩項內(nèi)容。用于影像匹配的特征分為點特征和線特征兩種?；诨叶鹊挠跋裣嚓P的基本方法有相關系數(shù)法、協(xié)方差法和高精度最小二乘相關。

20.為了獲得訂正影像格網(wǎng)的灰度值，有兩種方案，分別稱為直接法方案和間接法方案。

21.遙感技術的分類方法許多，按電磁波波段的工作區(qū)域，可分為

__紫外遙感__、可見光遙感___、__紅外遙感_和___微波遙感

等。

22.

遙感技術的分類方法許多，按傳感器的運載工具的

不同，

可分

為_

_航空遙感___和_航天遙感_兩大系統(tǒng)。

23.

按傳感器記錄方式的不同，把遙感技術分為__圖像

遙感_

_和__非圖像遙感兩大類。

24.

25.

遙感信息獵取的關鍵是___傳感器。根據(jù)天線結構

的不同，側(cè)視雷達分為__真實孔徑雷達___和__

合成孔徑雷達_。

傳感器按工作的波段可分為_可見光傳感器__、_紅外傳感器_

和__微波傳感器__。

傳感器按工作方式可分為__主動式傳感器__和__被動式傳感

光學類型傳感器主要包括__框幅式攝像機_、_縫隙式攝像機_、

__全景攝像機_以及__多光譜式攝像機___四種類型。

29.

空間辨別率通常用___地面辨別率__和_圖像辨別率_來表示。遙感圖像歸納為三方面特征，即_幾何特征_、_物理特征_和_

時間特征_。這三方面特征的表現(xiàn)參數(shù)為__空間辨別率、_輻射分

辨率_、_光譜辨別率_和_時間辨別率_。

遙感解譯人員需要通過遙感圖像獵取三方面的信息：___目標

地物的大小、外形及空間分布特點_;_目標地物的屬性特點_;_目標地

物變化的動態(tài)特點__。

30.亮度對比是視場中__對象___與___背景__之比。

人眼對光源或物體光明程度的感覺稱為_光_。

偽彩色增加的方法主要有_單色波段彩色變換、

_多波段顏色

變換__和___HLS變換__三種.

數(shù)字圖像是指__被計算機存儲___、_處理和使用的圖像.光學圖像

稱為_模擬量_,數(shù)字圖像又稱為數(shù)字量,它們之間的轉(zhuǎn)換稱__模數(shù)轉(zhuǎn)換_轉(zhuǎn)換,或反之,稱__數(shù)模轉(zhuǎn)換_.

數(shù)字量與模擬量的本質(zhì)區(qū)分在于,模擬量是_連續(xù)變量，而數(shù)字量

是__離散變量。

進入傳感器的輻射強度反映在圖像上就是__亮度值（或者灰度值）

__。輻射強度越大，__灰度值__越大。該值主要受兩個物理量影響：一是太陽輻射照耀到地面的輻射強度，二是___光譜反射率。

引起輻射畸變有兩個緣由:一是傳感器儀器本身

產(chǎn)生的

誤差；二是__大氣對輻射__的影響。

側(cè)視雷達的辨別率可分為_距離辨別率__和__方位辨別率_,前者_

垂直__飛行的方向，后者平行_飛行方向。

以實際孔徑天線進行工作的側(cè)視雷達，稱真實孔徑側(cè)視雷達。要

提高這種雷達的方位辨別力，只有加大___加大天線孔徑_、縮短_探

測距離__和___工作波長__。

下圖為四幅遙感圖像的像元亮度值直方圖，從圖中

可以看出，

__a_幅圖像亮度正常，___b___幅圖像亮度偏暗，___c_幅圖像亮度

偏亮，___d__幅圖像亮度過于集中。

下圖為遙感平臺位臵和運動狀態(tài)變化引起的遙感圖像的幾何畸

變，其中_a幅是由于航高變化引起的，_c―幅是由于航速變化引起

的，__d___幅是由于遙感平臺俯仰變化引起的，__b_幅是由于遙感平

臺翻滾變化引起的，__e__幅是由于遙感平臺偏航變化引起的。

簡潔的常用數(shù)字圖像處理方法，主要有__對比擴展_、__空間濾

波_、__圖像運算_和_多光譜變換_等。

數(shù)字圖像處理的目的是提高__圖像質(zhì)量_和突出_所需信息_,有

利于___分析判讀_或作進一步的處理。

遙感信息的復合主要指___多平臺遙感數(shù)據(jù)的復

合，以及__多時相遙感數(shù)據(jù)的復合。

在遙感數(shù)字圖像處理中，為重點突出圖像上的某些特征可采納__空間濾波方法；為了突出圖像的邊緣、線狀目標或某些亮度變化率大

的部分，可采納銳化__方法；為了轉(zhuǎn)變圖像像元的亮度值，可采納__彩色變換_方法。

遙感攝影像片解譯標志分為__直接判讀標志__和_間接判讀標志_。

假如一個物體對于任何波長的電磁輻射都全部汲取,則這個物體

是_肯定黑體_.

溫度肯定時,物體的比輻射率隨_波長_變化.

假如一個物體對于任何波長的電磁輻射都全部汲取,則這個物體

是_肯定黑體。

電磁輻射的能量稱為__輻射能量。

單位時間內(nèi)通過某一面積的輻射能量為__輻射通量

__。

被輻射的物體表面單位面積上的輻射通量為__輻照度

反差系數(shù)是指拍攝后負片影像與_景物_之比。

掃描成像是依靠探測元件和掃描鏡對目標地物以__瞬時視場_為

單位進行的逐點、逐行采樣。

光機掃描的幾何特征取決于它的_瞬間視場角_和_總視場角_。

在視場中，相鄰區(qū)域的不同顏色的相互影響叫做—顏色對比_。

像素—是數(shù)字圖像中的最小單位。

遙感圖像中目標地物特征是地物—電磁波譜差異—在遙感影像上的

典型反映。

遙感攝影像片的解譯標志分為__直接解譯標志__和—間接解譯標志_。

63?對于自然景色圖像，若采納如下的線性假彩色映射函數(shù)，

RF001RfG100GF

fBF010Bf

則原圖像中綠色物體會呈藍色，藍色物體會呈紅色，紅色物體則

呈綠色。

64.相對定向元素是描述立體像對中兩張像片的__相對位臵__和___

姿勢__的元素。

恢復立體像對左右像片的相互位臵關系依據(jù)的是共面方程。

攝影測量加密按平差范圍可分為航帶法、獨立模型和區(qū)域網(wǎng)三種方法。

68、在攝影測量中，計算物方點坐標一般采納空間后方交會+前方交會、光束法和相對定向+肯定定向。

三、推斷題

五、簡潔題

航空攝影中，為什么要求相鄰像片之間以及相鄰航線之間有肯定

的重疊？

航攝像片有哪幾個內(nèi)、外方位元素，各有何用？

答：內(nèi)方位元素包括三個參數(shù)，即攝影中心S到像片的

垂距(主距f

及像主點。在像框標坐標系中的坐標xO,yO,用其來恢復

攝影光束。確定攝影光束在攝影瞬間的空間位臵和姿勢的

參數(shù)，稱為外方位元素，一張的外方位元素包括六個參

數(shù)，其中有三個是直線元素，用于描述攝影中心的空問坐

標值；另外三個是角元素，用于表達像片面的空間姿勢。

攝影測量中常用的坐標系有哪些？各有何用？

答：攝影測量中常用的坐標系有兩大類。一類是用于描述像點的位臵，稱為像方空間坐標系；另——類是用于描述地面點的位臵．稱為物方空間坐標系。

(1)像方空間坐標系

像平面坐標系

像平面坐標系用以表示像點在像平面上的位臵，通常采

納右手坐標系，x,y軸的選擇按需要而定?在解析和數(shù)字攝影測量中，常依據(jù)框標來確定像平面坐標系，稱為像框標坐標系。

像空間坐標系

為了便于進行空間坐標的變換，需要建立起描述像點在像空間位臵的坐標系，即像空間坐標系。以攝影中心S為坐標原點，x,y軸與像平面坐標系的x,y軸平行，z軸與主光軸重合，形成像空間右手直角坐標系Sxyz

像空間幫助坐標系

像點的像空間坐標可直接以像平面坐標求得，但這種坐標的待點是每張像片的像空間坐標系不統(tǒng)一，這給計算帶來困難。為此，需要建立

一種相對統(tǒng)一的坐標系?稱為像空間幫助坐標系，用S

XYZ表示。此坐標系的原點仍選在攝影中心S坐標軸系的選擇視需要而定。

(2)物方空間坐標系

攝影測量坐標系將像空間幫助坐標系SXYZ沿著Z軸反方向平移至地面點P,得到的坐標系PXpYpZp稱為攝影測量坐標系

地面測量坐標系地面測量坐標系通常指地圖投影坐標系，也就是國家測圖所采納的高斯一克呂格3帶或6帶投影的平面直角坐標系和高程系，兩者組成的空間直角坐標系是左手系，用TXtYtZt表示。③地面攝影測量坐標系

由于攝影測量坐標系采納的是右手系，而地面測量坐標系采納的是左手系，這給由攝影測量坐標到地面測量坐標的轉(zhuǎn)換帶來了困難。為此，在攝影測量坐標系與地面測量坐標系之間建立一種過渡性的坐標系，稱為地面攝影測量坐標系，用DXtpYtpZtp表示，其坐標原點在測區(qū)內(nèi)的其一地面點上。

攝影測量中，為什么要把像空間坐標變換為像空間幫

助坐標？常用的坐標變換公式是什么？

答、由于將像平面坐標求像點的像空間坐標時，每張相片的像空間坐標系不統(tǒng)一，給計算帶來困難。因此建立相對統(tǒng)一的像空間幫助坐標系。像空間坐標系和像空間幫助坐標系坐標之間的變換關系為

xy

X

X

al

R1Y

RTY

a

2

f

Z

Z

a3b1b2b3c1X

Yc2

c3

Z

什么是共線方程，它在攝影測量中有何應用？

共線方程即中心投影的構像方程

a1(XA

XS)

b1(YA

YS)

c1(ZA

ZS)

a3(XA

XS)

b3(YA

YS)

c3(ZA

ZS)

a2(XA

XS)

b2(YA

YS)

c2(ZA

ZS)

y

fa3(XAXS)b3(YAYS)c3(ZAZS)

共線方程式包括十二個數(shù)據(jù)：以像主點為原點的像點坐標x,y,相應地面點坐標XA,YA,ZA,像片主距f及外方位元素XS,YS,ZS,,,。共線條件方程在攝影測量中的主要應用如下：

單片后方交會和立體模型的空間前方交會；

求像底點的坐標；

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進行單張像片測圖。

航攝像片與地圖有什么不同？

答：航攝像片是地面景物的中心投影構像，地圖在小范圍內(nèi)可認為是地面景物的正射投影，這兩種投影的性質(zhì)不同。

航攝像片與地形圖比例尺的差異

航攝像片的比例尺與地形圖比例尺的定義是相同的，是線段在像平面上的構像與其在地面上的實地距離之比。

對一幅地形圖來說，圖上各處比例尺都是相同的，即等于常數(shù)；③而對于中心投影的航攝像片來說，不但因航高的變化會使各片的比例尺不一樣，而且就同一張航片而言，由于像片傾斜和地形起伏產(chǎn)生的像點位移也會使各處比例尺不全都。

航攝像片與地形圖投影方法的差異

地形圖的投影屬于正射投影(也稱垂直投影)，因此地形圖上的地物地貌外形與實地完全相像，相關方位保持不變，各處比例尺相同。②航攝像片是地面的中心投影，由于同時存在由于像片傾斜和地形起伏而引起的像點位移，致使航攝像片上的影像變形，不但同一張像片上各處比例尺不全都，而且相關方位也發(fā)生變化。

航攝像片與地形圖表示方法的差異

在表示方法上，地形圖上的地物、地貌要素是按成圖比例尺規(guī)定的符號和等高線來表示的，而航攝像片只能用影像的大小、外形和色調(diào)反映地物、地貌。

在表示內(nèi)容上，地形圖上除用相應的符號外還有必要的文字、數(shù)字注記等（如居民地名稱，道路等級等），這些在航攝像片是表示不出來的。

在地形圖上要依據(jù)成圖比例尺，對地物地貌要素進行綜合取舍，只表示那些重要或有方位意義的地物；而在航攝像片上，全部地物都有其影像。

攝影測量中，建立人造立體視覺應滿意哪些條件？答：人造立體視覺必需符合自然界里提觀看的四個條件：①由兩個不同攝站攝取的同一景物的一個立體像對；

一只眼睛只觀看像對中的一張像片；

兩眼各自觀看同一景物的左右影像點的連線應與眼基

線近似平行；

像片間的距離應與雙眼的交會角相適應。

8?什么叫像點位移？怎樣才能消退它？

答：當航攝像片有傾角或地面有高差時，所攝的像片與上述抱負狀況有差異。這種差異反映為一個地面點在地面水平的水平像片上的構像與地面有起伏時或傾斜像片上構像的點位不同，這種點位的差異稱為像點位移，它包括像片傾斜引起的位移和地形起伏引起的位移，其結果是使像片上的幾何圖形與地面上的幾何圖形產(chǎn)生變形以及像片上影像比例尺到處不等。

rc2asinsinf①像片傾斜引起的像點位移，（像片傾角為，像距

為，方向角為，f為像片主距，對該位移引起景物在像片上的影像可進行像片訂正

②因地形起伏引起的像點位移

HhrhH(r為以像底點為中心的像距，為攝影航高)可對其進行改正。

對物理因素如攝影物鏡的畸變差、大氣折光、地球曲率及底片變形等引起的像點位移，可用數(shù)據(jù)模型來描述。

rc2sinsinfresinsin。9.像點

傾斜誤差的計算公式為試完成下列內(nèi)容：

何為傾斜誤差？

解釋公式中各參數(shù)的含義。

依據(jù)公式，解釋傾斜誤差的規(guī)律。

(1)傾斜誤差

物點在傾斜像片上的像點相對于其在水平像片上相應像點的位臵

變化，稱為傾斜誤差。(或：由于像片傾斜引起的像點位移稱為傾斜誤差。)

(2)公式中各參數(shù)的含義。

①rc像點到等角點的向徑；

a像片傾角；

?——向徑與等比線的夾角；

f――航攝儀主距°§a

3、傾斜誤差的規(guī)律。

傾斜誤差的方向在等角點的輻射方向上；

傾斜誤差6的大小與向徑rc的平方成正比，因此像片邊緣的傾斜誤差最大；

當?=0。或?=180。時，6a=0,即等比線上像點不存在傾斜誤差；

當?=90°或?=270。時，6a最大，即主縱線上像點傾斜誤差最大；

由于a和rc恒為正值，所以6a的符號取決于?的大小。當?在0°?180°時，6a為負值；當?在180°?360°時，6a為正值。

空間后方交會的目的是什么？解求中有多少未知數(shù)？至少需要測求幾個地面掌握點？為什么？

答：利用肯定數(shù)量的地面掌握點，依據(jù)共線方程，反求像片的外方位元素，這種方法稱為單張像片的空間后方交會。解求外方位元素時，

有六個未知數(shù)，至少需要六個方程。由于每一對共軛點可列出兩個方程，因此，若有三個已知地面坐標掌握點，則可列出六個方程，解求六個外方位元素改正數(shù)dXS,dYS,dZS,d,d,d?測量中為了提高精度，常有多余觀測方程。在空間后方交會中，通常是在像片的四個角上選取四個或更多的地面掌握點，因而要用最小二乘法平差計算。

解析攝影測量中，為什么常要用到誤差方程與法方程來解求？利用共線方程及相應的系數(shù)計算公式解求外方位元素時，有六個未知數(shù)，至少需要六個方程。由于每一對共軛點可列出兩個方程，因此，若有三個已知地面坐標掌握點，則可列出六個方程，解求六個外方位元素改正數(shù)dXS,dYS,dZS,d，d，d?測量中為了提高精度，常有多余觀測方程。在空間后方交會中，通常是在像片的四個角上選取四個或更多的地面掌握點，因而要用最小二乘法平差計算。最小二乘法平差要用到誤差方程與法方程。

依據(jù)構像方程式求偏導，各系數(shù)取自泰勒級數(shù)綻開式的一次項，而未知數(shù)的近似值往往是粗略的，因此計算必需通過漸漸趨近的方法，即用近似值與改正值的和作為新的近似值,重復計算過程，求出新的改正數(shù)，這樣反復趨近,直到改正數(shù)小于某一限值為止，最終得出六個外方位元素的解.

12?攝影中心點、像點與其對應物點三點位于一條直線上的條件方程如下

xx0

fa1(XXS)b1(YYS)c1(ZZS)

a3(X

XS)

b3(Y

YS)

c3(Z

ZS)

yy0

fa2(X

XS)

b2(Y

YS)c2(ZZS)

a3(X

XS)

b3(Y

YS)

c3(Z

ZS)

請說明式中各符號的意義，用圖示意航攝像片的內(nèi)、外方位元素，并簡要敘述以上方程在攝影測量中的主要用途。

上式中，al,a2,a3,bl,b2,b3,cl,c2,c3是由像片3個外方位角元素構組成的九個方向余弦；XS,YS,ZS是像片的3個外方位線元素。xO,yO為像主點坐標，x,y是像點在像片框標坐標系中的坐標，X，Y，Z是像點對應地面點的物空間坐標。以上方程稱作共線方程，主要應用于：

單片空間后方交會和前方交會；

求像底點坐標；

光束法平差的基本誤差方程式；

構成解析測圖儀中數(shù)字投影器的基礎；

計算像片模擬數(shù)據(jù)；

利用DEM進行單片測圖。

攝影測量測求地面點三維坐標的方法有哪三種？答：用解析的方法處理立體像對，常用的方法有三種：

利用像片的空間后方交會與前方交會來解求地面目標的空間坐標。②利用立體像對的內(nèi)在幾何關系，進行相對定向，建立與地面相像的立體模型，計算出模型點的空間坐標。再通過肯定定向，將模型進行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放．把模型納入到規(guī)定的地面坐標系之中．解求出地面目標的肯定空間坐標。

利用光束法雙像解析攝影測量來解求地面目標的空間坐標，這種方

法將待求點與已知外業(yè)掌握點同時列出誤差方程式，統(tǒng)一進行平差解求。這種方法理論較為嚴密．它把前面兩種方法的兩種步驟合在一個整體內(nèi)。

立體像對前方交會的目的是什么?

答：應用單像空間后方交會求得像片的外方位元素后，欲由單張像片上的像點坐標反求相應地面點的空間坐標仍不行能，只能確定其空間方向，而使用同名像點就能得到兩條同名射線在空間的方向，這兩條射線肯定相交其相交處必定是該地面點的空間位臵，所以空間前方交會是為了確定相應地面點的地面坐標。

試述空間后交—前交計算地面點三維坐標的基本過程

野外像片掌握測量

一人立體像對如圖3—12所示，在重疊部分四角，找出四個明顯地物點，作為四個掌握點。在野外判讀出四個明顯地物點的地面位臵，做出地面標志，并在像片上精確刺出點怔，背面加注說明。然后在野外用一般測量的方法測算出四個掌握點的地面測量坐標Xt,Yt,Zt。

用立體坐標量測儀量測像點的坐標

像片在儀器上歸心定向后，測出四個掌握點的像片坐標

(xl,yl)與(x2,y2)，然后

測出全部需要解求的地面點的像點坐標(xl,y1)和

(x2,y2)。

空間后方交會計算像片外方位元素

依據(jù)計算機中事先編制好的程序，按要求輸入掌握點的地面坐標及相內(nèi)的像點坐標，對兩張像片各自進行空間后方文會，計算各自的六

個外方位元素XS1，YS1，ZS1，1，1，1和

XS2，YS2，ZS2，2,

2,

空間前方交會計算未知點地面坐標

用各自像片的角元素，按式計算出左、右像片的方向余

弦值，組成旋轉(zhuǎn)矩陣R1與R2

依據(jù)左、右像片的外方位線元素計算攝影基線重量BX，

BY，BZ；

BXXS2XS1

BYYS2YS1

BZZS2ZS1

逐點計算像點的像空間幫助坐標

X1x1X2x2Y

Ry

112221

Z2f

計算點投影系數(shù)

N1

N2BXZ2BZX2X1Z2X2Z1BXZ1

X1Z2X2Z1

計算未知點的地面攝影測量坐標

XtpN1X1XS1N2X2XS2

RyY

Z1f

BZX1

YtpN1Y1YS1N2Y2YS2

ZtpN1Z1ZS1N2Z2ZS2

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是哪五個？

答：用于描述兩張像片相對位臵和姿勢關系的參數(shù)，稱為相對定向元素。用解析計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像對相對定向。

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，求出右方像片相對于左方像片的相對方位元素。選定像空間幫助坐標系S1X1Y1Z1,使得左像片在SIX1Y1Z1中的相對方位元

素均為已知值。需要解求的元素只有5個，即by,bz,,

單獨像對相對定向

單獨像對相對定向是以攝影基線作為像空間幫助坐標系的X軸，以左攝影中心S1為原點，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，構成右手直角坐標系S1X1Y1Z1

單獨像對相對定向元素為1,1,2,2,2

解析法肯定定向的目的是什么？定向元素有哪些？女口何解求肯定定向元毒？解求中至少需要幾個掌握點？

答：肯定定向的目的就是將相對定向后求出的攝影測量坐標變換為地面測量坐標，七個參數(shù)X，Y，Z，

，，，。7個未知數(shù)至少需列7個方程，若將已知平面坐標(Xtp,Ytp)和高程Ztp的地面掌握點稱為平高掌握點，僅已知高程的掌握點稱為高程掌握點，至少需要兩個平高掌握點和一個高程掌握點，而且三個掌握點不能在一條直線上。生產(chǎn)中，一般是在模型四角布設四個掌握點，因此有多余觀測值，按最小二乘法平差解求。

解析空中三角測量有哪些方法？

一、航帶法解析空中三角測量

首先對航帶中每個像對進行連續(xù)法相對定向，建立立體模型。然后．用航帶內(nèi)四個已知掌握點或相鄰航帶公共點，進行航帶模型的肯定定向．將各航帶模型連接成區(qū)域網(wǎng)，并得到全部模型點在統(tǒng)一的地面攝影測量坐標系中的坐標。最終，進行航帶或區(qū)域網(wǎng)的非線性改正。改正的方法是，認為每條航帶有各自的一組多項式系數(shù)值．然后以掌握點的計算坐標與實測坐標應相等以及相鄰航帶公共點坐標應相等為條件，在誤差平方和為最小條件下，求出各航帶的多項式系數(shù)．進行坐標改正，最終求出加密點的地面坐標。

二、獨立模型法解析空中三角測量

它是基于單獨法相對定向建立單個立體模型。由于各個模型的像空間幫助坐標系和比例尺均不全都，因此要用模型內(nèi)的巳知掌握點和模型公共點進行空間相像變換。首先將各單個模型視為剛體，利用各單個模型彼此間的公共點連接成一個區(qū)域。在連接過程中，每個模型只能作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放，這樣的要求通過單個模型的空間相像變換來完成。在變換中要使模型間公共點的坐標應相等，掌握點的計算坐標應與實測坐標相等，同時誤差的平方和應為最小，在滿意這些條件下，校最小二乘原理求得每個模型的七個肯定定向參數(shù)。從而求出全部加密點的地面坐標。

三、光束法解析空中三角測量

該方法以每張像片為單元，以共線方程為依據(jù)，建立全區(qū)域的統(tǒng)一誤差方程式和法方程式，整體解求區(qū)域內(nèi)每張像片的六個外方位元素以及全部待求點的地面坐標，其原理就是光束法雙像解析攝影測量。

GPS幫助空中三角測量有何優(yōu)點？論述其基本原理。

GPS幫助空中三角測量的優(yōu)點有

GPS差分定位技術可獵取亞米級精度的三維攝站坐標，有效地用于區(qū)域網(wǎng)乎差。解算出的加密點坐標精度優(yōu)干GPS攝站坐標自身的精度，可滿意各種比例尺測圖的加密規(guī)范。

在一個區(qū)域中，如GPS觀測值中沒有失鎖、周跳等信號間斷的狀況，在無須考慮基準的狀況下.GPS攝站坐標可完全取代地面掌握點用于區(qū)域網(wǎng)平差。

為解決基準問題及有效改正由于周跳、失瑣等導致的

GPS系統(tǒng)誤差，需加飛構架航線或加入少量地面掌握點。

大量的試驗結果表明，GPS幫助空中三角測量能用于不同像片比例尺、不同區(qū)域大小的聯(lián)臺平差．完全可以生產(chǎn)有用化。

GPS幫助空中三角測量是指利用機載GPS接收機與地面基準點的GP5接收機同時、快速、連續(xù)地記錄相同的GPS衛(wèi)星信號．通過相對定位技術的離線數(shù)據(jù)后處理獵取攝影機曝光時刻攝站的高精度二維坐標，將其作為區(qū)域網(wǎng)平差中的附加非攝影測量觀測值?以空中掌握取代（或削減）地面掌握，經(jīng)采納統(tǒng)一的數(shù)學模型和算法，整體確定點位并對其質(zhì)量進行評定的理論、技術和方法。

推導攝影中心點、像點與其對應物點三點位于一條直線上的共線條件方程，并簡要簡述其在攝影測量中的主要用途。

答：設攝影中心S在某一規(guī)定的物方空間左手直角坐標系中的坐標為（Xs,Ys,Zs），任一地面點A在該物方空間坐標系中的坐標

為

（XA,YA,ZA）,A在像片上的構像a在像空間坐標系和像空間幫助坐標為（x,y,f）和（X,Y,Z）,攝影時S,a,A三點共線且滿意如下關系：XYZXAXSYAYSZAZS

XXAXSYYY

Zzz即AS(1)

又像空間坐標與像空間幫助坐標系滿意：

TOC\o"1-5"\h\z

xXyRYf

Z(2)

a1

Rb1

c1式中，a2b2c2a3b3c3為由像片外方位角元素組成的正交變換矩陣。將(2)式寫成純量形式并用第一、二式分別除以第三式，可得

a1(XAXS)b1(YAYS)c1(ZAZS)x

fa3(XAXS)b3(YAYS)c3(ZAZS)

yfa2(XAXS)b2(YAYS)c2(ZAZS)

a3(XAXS)b3(YAYS)c3(ZAZS)

表示了攝影中心點、像點與其對應物點三點位于一條直線上的共線條件方程。

共線條件方程在攝影測量中的主要應用如下：

單片后方交會和立體模型的空間前方交會；

求像底點的坐標；

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進行單張像片測圖。

21、肯定定向中需要幾個掌握點？為什么？怎樣求解7個定向元素。答：肯定定向元素有七個，即三個平移量X，Y，Z,三個旋轉(zhuǎn)角，，，以及模型比例尺因子。對于模擬肯定定向，至少需要兩個平高點一個高程點反求七個肯定定向元素。將掌握點及其平面坐標及圖比例尺展繪在圖紙上后，利用圖紙的平移、旋轉(zhuǎn)?使其中一個掌握點在承影面上的投影與圖紙上同名掌握點相重合，并通過調(diào)整測繪臺的起始讀數(shù)使該點的高程讀數(shù)與實

測高程相等。然后以此掌握點為中心旋轉(zhuǎn)圖紙，使其與另一掌握點的連線與圖紙上同名連線相重合，這意味著解求三個平移量X，Y，Z及旋轉(zhuǎn)角。對于的解求，

是凋整模型比例尺?即沿基線方向轉(zhuǎn)變投影基線的長度，使模型達到規(guī)定的囚比例尺。這一步驟稱為確定模型比例尺。另外，，角表示模型有傾斜?需要利用掌握點將模型臵平。

22?什么是數(shù)字影像？如何獵取數(shù)字影像？

答：將透亮正片（或負片）放在影像數(shù)字化器

上，把像片上像點的灰度值用數(shù)字形式記錄下來，此過程形成的影像稱為數(shù)字影像。數(shù)字影像可以直接從空間飛行器中的掃描式傳感器產(chǎn)生，也可以利用影像數(shù)字化器對攝取的像片通過影像數(shù)字化過程獲得。

影像相關的目的是什么？基于灰度的影像相關有哪些方法?試以一種方法為例，詳述影像相關的全過程。

答：對于全數(shù)字化攝影測量，影像相關的目的是在沒有人眼的立體觀

測的狀況下，從左、右數(shù)字影像中查找同名像點。基于灰度的影像相關有相關系數(shù)法、協(xié)方差法、高精度最小二乘相關以及以這些方法為基礎加上各種約束條件構成的方法，如帶核線約束的相關系數(shù)法、顧及共線條件的高精度最小二乘相關法、多點乃至多片最小二乘相關方法及同時采納幾種相像性量度作為判據(jù)的多重信息多重判據(jù)方法，等等。

什么是影像相關？它與影像匹配存在著什么樣的關系？簡述影像相關的基本原理。

答：通過取出以待定點為中心的左影像的小區(qū)域的影像信號與右影像上相應區(qū)域的影像信號，計算它們的相關函數(shù)，相關函數(shù)最大值對應的右影像區(qū)域的中心即為待定點的同名點，這種求解同名點的過程就叫影像相關。影像相關只是影像匹配的一個方面，影像匹配包括影像相關，但

涵蓋的范圍更廣泛。影像相關的基本原理(以二維相關為例)：在左影像上取以待定點為中心的目標區(qū)，其大小為m*n,粗略估量其同名點在右影像上可能存在的區(qū)域，在右影像上取搜尋區(qū)大小為

k*l(km,ln),依次取搜尋區(qū)中與目標區(qū)大小相同的窗口，

并計算其與目標區(qū)的相關系數(shù)，比較全部的相關系數(shù),取其

最大值或者最小值(依算法而定)對應的搜尋區(qū)中所取區(qū)域

的中心為待定點的同名點，這就是影像相關的基本原理。

數(shù)字高程模型與數(shù)字地面模型有何區(qū)分和聯(lián)系？并說

明DEM的幾種常用的表示形式及特點。

答：數(shù)字地面模型實質(zhì)是某區(qū)域D上的m維向量，向量

中包含了地形

(X,Y,Z)、資源、環(huán)境、土地利用、人口等信息的定性或定量描述；而數(shù)字高程模型只是其地形重量(X,Y,Z),因此數(shù)字地面模型包含數(shù)字高程模型（DEM）。

DEM常用的表現(xiàn)形式有：規(guī)章矩形格網(wǎng)（Grid）、不規(guī)章三角網(wǎng)（TIN）、Grid-TIN混合結構。

規(guī)章矩形格網(wǎng)：存儲量小，計算便利，但不能很好地體現(xiàn)地形特征及細節(jié)；

TIN:存儲量大，計算與檢索簡單，但能較好地顧及斷裂線、山脊等地貌特征；

Grid-TIN混合結構：綜合了規(guī)章矩形網(wǎng)和TIN的優(yōu)點。

數(shù)字正射影像質(zhì)量的好壞與何因素有關？答：數(shù)字正射影像的質(zhì)量與四個因素有關：

數(shù)據(jù)點獵取精度

數(shù)據(jù)點數(shù)量

數(shù)據(jù)點分布位臵

格網(wǎng)點內(nèi)插精度

30、為什么要進行像片訂正?什么是像片訂正?

答:像片平面圖或正射影像圖是地圖的一種,利用中心投影的航攝像片編制像片平面圖或正射影像圖,是將中心投影轉(zhuǎn)變?yōu)檎渫队暗膯栴}.當像片水平且地面為水平的狀況下，航攝像片就相當與該地區(qū)比例尺為1：M的平面圖.由于航空攝影時,不能保持像片嚴格水平,而且地面也不行能是水平面，致使像片上的構像產(chǎn)生像點位移、圖形變形

以及比例尺不全都，將豎直攝影的航攝像片通過投影變換獲得相當于航攝機物鏡主光軸在鉛垂位臵攝影的水平像片，同時改化規(guī)定的比例尺，這種作業(yè)過程稱為像片訂正。

32、灰度差的平方和最小”、“相關系數(shù)最大”與最小二乘法影響匹配的相同點

既區(qū)分是什么？并簡述最小二乘影像匹配的原理。

答：“灰度差的平方和最小”、“相關系數(shù)最大”、“與最小二乘法影像匹配”的相同點：它們均是在影像灰度基礎上進行的匹配。不同的是：“灰度差的平方和最小”僅考慮左右影像灰度差，以其平方和的值作為求解同名點的依據(jù)；

“相關系數(shù)最大”考慮了左右影像灰度協(xié)方差陣，以相關系數(shù)的大小作為判定同名點的依據(jù)，且影像灰度線性變化時不受影響；而最小二乘匹配是引入影像的幾何畸變與輻射畸變，解求畸變系數(shù)的同時求解同名點，另外它與上兩種方法的區(qū)分還有最小二乘匹配需要給定初始值進行迭代。

最小二乘影像匹配原理：

在最小二乘匹配系統(tǒng)中引入幾何變形和輻射畸變，幾何變形為：

x2a0alxa2yy2b0blxb2y

輻射畸變?yōu)椋篻1h0h1g2

則有如下關系：gl(x,y)n1=h0hlg2(a0alxa2y,b0blxb2y)n2(其中nl,n2為隨機噪聲)，建立誤差方程式如下：

vcOdhOcldhlc2da0c3dalc4da2c5db0

c6dblc7db2g

矩陣形式為：VCXL

T1TX(CC)CL則可求得未知數(shù)

由上可知，最小二乘影像匹配的基本過程為：

幾何變形改正

灰度重采樣

輻射改正，得到右影像灰度為

計算左右影像對應區(qū)域的相關系數(shù)，并推斷是否連續(xù)迭代

最小二乘解算未知數(shù)的改正數(shù)，并計算未知數(shù)新值

計算最佳匹配點位，并求解同名點

33、遙感系統(tǒng)由哪幾部分組成？試舉例說明遙感信息的應用。

答：遙感系統(tǒng)由以下五部分組成：

信息源：任何目標物都具有放射、反射和汲取電磁波的性質(zhì)，這是遙感的信息源。目標物與電磁波的相互作用，構成了目標物的電磁波特性，這是遙感探測的基礎。

信息的獵?。航邮铡⒂涗浤繕宋镫姶挪ㄌ匦缘膬x器稱為傳感器或遙感器。

信息的接收：傳感器接收到目標地物的電磁波信息，記錄在數(shù)字磁介質(zhì)或膠片上。膠片是由人或回收艙送至地面回收，而數(shù)字磁介質(zhì)上記錄的信息則可通過衛(wèi)星上的微波天線傳輸給地面的衛(wèi)星接收站。

信息的處理：地面站接收到遙感衛(wèi)星發(fā)送來的信息，記錄在高密度的磁介質(zhì)上(如高密度的磁帶HDDT或光盤等)，并進行一系列的處理，如信息恢復、輻射校正、衛(wèi)星姿勢校正、投影變換等，再轉(zhuǎn)換為用戶可使用的通用數(shù)據(jù)格式，或轉(zhuǎn)換成模擬信號(記錄在膠片上)，

才能被用戶使用。

信息的應用：遙感獵取信息的目的是應用。這項工作由各專業(yè)人員依據(jù)不同的應用目的進行。

遙感信息的應用舉例：

洪澇災難是影響我國的主要自然災難之一，在各種自然災難中，洪澇是最常見且又危害最大的一種。利用遙感技術，建立防汛搶險應急反應體系，做好洪澇災難的科學預報、動態(tài)監(jiān)測與滯洪區(qū)的合理規(guī)劃，是減輕洪澇災難損失的有效措施。

35.微波遙感有哪些特點？

1、能全天候，全天時工作

2、對某些特別地物有特別的波譜特征

3、對冰、雪、森林、上壤等具有肯定的穿透力量

4、對海洋遙感具有特別意義

5、辨別率較低，但特征明顯

36.略

37、如何推斷遙感影像是否發(fā)生了畸變？遙感影像發(fā)生畸變的緣由有哪些？

答：當遙感圖像在幾何位臵上發(fā)生了變化，產(chǎn)生諸如行列不勻稱，像元大小與地面大小對應不精確，地物外形不規(guī)章變化等畸變時，即說明遙感影像發(fā)生了幾何畸變。

遙感影像發(fā)生畸變的緣由主要有：

遙感平臺位臵和運動狀態(tài)變化的影響；

無論是衛(wèi)星還是飛機，運動過程中都會由于種種緣由產(chǎn)生飛行姿態(tài)的變化從而引起影像變形。

地形起伏的影響；

當?shù)匦未嬖谄鸱鼤r，會產(chǎn)生局部像點的位移，使原來本應是地面點的信號被同一位臵上某高點的信號代替。

地球表面曲率的影響；

地球是球體，嚴格說是橢球體，因此地球表面是曲面。

這一曲面的影響主要表現(xiàn)在兩個方面，一是像點位臵的移動，二是像元對應于地面寬度的不等。

大氣折射的影響；

大氣對輻射的傳播產(chǎn)生折射。由于大氣的密度分布從下向上越來越小，折射率不斷變化，因此折射后的輻射傳播不再是直線而是一條曲線，從而導致傳感器接收的像點發(fā)生位移。

地球自轉(zhuǎn)的影響。

衛(wèi)星前進過程中，傳感器對地面掃描獲得圖像時，地球自轉(zhuǎn)影響較大，會產(chǎn)生影像偏離。由于多數(shù)衛(wèi)星在軌道運運行的降段接收圖像，即衛(wèi)星自北向南運動，這時地球自西向東自轉(zhuǎn)。相對運動的結果，使衛(wèi)星的星下位臵漸漸產(chǎn)生偏離。

對遙感影像進行幾何畸變校正時，