攝影測(cè)量復(fù)習(xí)資料打印版

1、 攝影測(cè)量與遙感的定義：攝影測(cè)量與遙感是從非接觸成像和其他傳感器系統(tǒng)，通過(guò)記錄量測(cè)分析與表達(dá)等處理，獲取地球和其他物體可靠信息的工藝、科學(xué)與技術(shù)。攝影測(cè)量側(cè)重于提取幾何信息，遙感側(cè)重于提取物理信息。也就是說(shuō)攝影測(cè)量是從非接觸成像系統(tǒng)，通過(guò)記錄量測(cè)分析與表達(dá)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(xué)與技術(shù)。2、 攝影測(cè)量可分為：（按距離分）航天攝影測(cè)量、航空攝影測(cè)量、近景攝影測(cè)量、和顯微攝影測(cè)量。（按應(yīng)用對(duì)象分）地形攝影測(cè)量和費(fèi)地形攝影測(cè)量。地形攝影測(cè)量的主要任務(wù)：測(cè)繪各種比例尺的地形圖及城鎮(zhèn)、農(nóng)林、地質(zhì)、交通、工程、資源與規(guī)劃等部門需要的各種專用圖，建立地形數(shù)據(jù)庫(kù)，為各種地理信息系統(tǒng)提供三維的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。非地形攝影測(cè)量的主要任務(wù)：用于工業(yè)、建筑、考古、醫(yī)學(xué)、生物、體育、變形觀、事故故調(diào)、查公案?jìng)善婆c軍事偵察。3、 測(cè)量技術(shù)的技術(shù)手段：模擬法、解析法、數(shù)字法。攝影測(cè)量經(jīng)歷了，模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量、與數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量三個(gè)階段。5、 像主點(diǎn)：透視變換中，由投影中心作像平面的垂線，交像面的垂足，稱為像主點(diǎn)。6、 像片主點(diǎn):攝影機(jī)主光軸與像平面的交點(diǎn)稱為像片主點(diǎn)。攝像機(jī)物鏡后節(jié)點(diǎn)到像片主點(diǎn)的垂直距離稱為攝像機(jī)主距，也叫像片主距，一般用f表示。把像片主距f和像片主點(diǎn)在框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（X0，Y0）稱為攝像機(jī)的內(nèi)放為元素，或叫像片的內(nèi)方位元素。7、 攝影比例尺：攝影比例尺是指航射影像上一線段l與相應(yīng)地面線段L的水平距之比。根據(jù)基準(zhǔn)面的不同航高分為相對(duì)航高和絕對(duì)航高。相對(duì)航高是攝影機(jī)物鏡相對(duì)于某一基準(zhǔn)面的高度稱為攝影航高。8、 像片重疊度：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(gè)像幅長(zhǎng)的百分比稱為重疊度，一般要求在60%以上。兩相鄰航帶像片之間也需要有一定的影像重疊，這種重疊影像部分稱為旁向重疊度，旁向重疊度要求在30%左右。9、 航帶彎曲度：航帶彎曲度是指航帶兩端像片主點(diǎn)之間的直線距離L與偏離該直線最遠(yuǎn)的像主點(diǎn)到該直線垂距8比的倒數(shù)，一般用百分?jǐn)?shù)表示，即聲以、5R（%）=lx100%10、 像片旋偏角：相鄰兩像片的主點(diǎn)連線與像幅沿航帶飛行方向的兩框標(biāo)連線間的夾角稱為像片的旋偏角。要求像片旋角＜6。個(gè)別最大不應(yīng)大于8°而且不能有連續(xù)三片有超過(guò)6°的情況；像片旋角過(guò)大會(huì)減少立體像對(duì)的有效范圍。11、 中心投影與正射投影：若投影光線會(huì)聚于一點(diǎn)，稱為中心投影，若投影光線相互平行且垂直于投影面，稱為正射投影。12、 攝影測(cè)量常用的坐標(biāo)系：像平面坐標(biāo)系o-xy；像空間坐標(biāo)系S-xyz；像空間輔助坐標(biāo)系S-XYZ；攝影測(cè)量坐標(biāo)系A(chǔ)-XpYpZp；物空間坐標(biāo)系O-XtYtZt。攝影測(cè)量中常用坐標(biāo)系有兩大類：一類是用于描述像點(diǎn)的位置，稱為像方坐標(biāo)系；另一類是描述地面點(diǎn)的位置，稱為物方坐標(biāo)系。像方坐標(biāo)系用來(lái)表示像點(diǎn)的平面坐標(biāo)和空間坐標(biāo)。包括像方平面坐標(biāo)系，像空間坐標(biāo)系，像空間輔助坐標(biāo)系.物方坐標(biāo)系用于描述地面點(diǎn)在物方空間的位置，有地面測(cè)量坐標(biāo)系及地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系兩種。13、 內(nèi)方位元素：確定攝像機(jī)的鏡頭中心（嚴(yán)格地說(shuō)，應(yīng)該是鏡頭像節(jié)點(diǎn)）相對(duì)于攝像位置關(guān)系的參數(shù)稱為影像的內(nèi)放為元素。其包括以下3個(gè)參數(shù)及像主點(diǎn)（主光軸在影像面上的垂足）相對(duì)于影像中心的位置x0，y0以及鏡頭中心島影像面的垂距f（也稱主距）。14、 外方位元素：在恢復(fù)內(nèi)方位元素的基礎(chǔ)上，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。一張像片的外方位元素包括六個(gè)參數(shù)，其中三個(gè)是線元素，用于描述攝影中心的空間坐標(biāo)值，另外三個(gè)是角元素，用于描述像片的空間姿態(tài)。16、 像點(diǎn)位移：因航攝像片是地面的中心投影，所以當(dāng)像片傾斜或地面有起伏時(shí)，所攝取的影像均與理想情況（像片水平、地面水平）有所差異，也就是地面點(diǎn)在像片上構(gòu)像的點(diǎn)位偏離了應(yīng)有的正確位置，產(chǎn)生了像點(diǎn)位移。17、 人造立體視覺(jué)：空間景物在感光材料上的構(gòu)像，再用人眼觀察構(gòu)像的像片而產(chǎn)生生理視差，重建空間立體視覺(jué)。這樣的立體感覺(jué)稱為人造立體視覺(jué)，所看到的立體模型稱為視模型。人造立體視覺(jué)必須符合自然界立體觀察的四個(gè)條件：1） 每張像片必須是在兩個(gè)不同位置對(duì)同一景物攝取的立體相對(duì)；2） 每只眼睛必須只能觀察像對(duì)的一張像片3） 兩像片上7同景物（同名像點(diǎn)）的連線與眼睛基線應(yīng)大致平行：4） 兩像片的比例尺相近（差別＜15%），否則需用ZOOM系統(tǒng)等進(jìn)行調(diào)節(jié)。18、單像空間后方交會(huì)：可采取的方法有：利用雷達(dá)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）以及星像攝影機(jī)來(lái)獲取影像的方位元素； 利用影像覆蓋范圍內(nèi)一定數(shù)量的控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)與影像坐標(biāo)，根據(jù)共線條件方程，反求該影像的外方位元素，這種方法稱為單幅影像的空間后方交會(huì)。18、 問(wèn)答題：什么是單像空間后方交會(huì)？其觀測(cè)值和未知數(shù)各是什么?至少需要幾個(gè)已知控制點(diǎn)?為什么？答：利用航攝像片上三個(gè)以上像點(diǎn)坐標(biāo)和相應(yīng)地面點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算外放為元素的工作稱為單幅影像的空間后方交會(huì)。其觀測(cè)值是地面控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，未知數(shù)是6個(gè)外放為元素，只少需要三個(gè)地面已知控制點(diǎn)。因?yàn)楦鶕?jù)共線方程，一個(gè)已知點(diǎn)可以列出兩個(gè)方程，共有六個(gè)未知數(shù)，需要六個(gè)方程才能解決。19、 相對(duì)定向元素和絕對(duì)定向元素：確定兩像片相對(duì)位置關(guān)系的元素稱為相對(duì)定向元素；確定相對(duì)定向所建立的模型空間方位的元素，將模型納入到大地坐標(biāo)系中即為絕對(duì)定向元素。20、 核面與核線：通過(guò)攝影基線與任一物方點(diǎn)所作的平面稱為通過(guò)該點(diǎn)的核面，通過(guò)像主點(diǎn)的核面稱為主核面。在立體像對(duì)中，左右影像各有其自身的主核面，一般兩個(gè)主盒面是不重合的。核面與該影像的交線為核線。立體像對(duì)前方交會(huì)的概念：由立體像對(duì)中兩張像片的內(nèi)、外方位元素和同名像點(diǎn)的影像坐標(biāo)量測(cè)量值來(lái)確定相應(yīng)地面點(diǎn)的在物方空間坐標(biāo)系稱作立體像對(duì)前方交會(huì)。22、 雙像解析攝影測(cè)量的三種解法及比較，各有何特點(diǎn)？雙像解析攝影測(cè)量可用三種解算方法：后交-前交解法、相對(duì)定向一絕對(duì)定向解法、光束法。三種方法的比較分析如下：第一種方法前交的結(jié)果依賴于空間后方交會(huì)的精度，前交過(guò)程中沒(méi)有充分利用多余條件平差計(jì)算。第二種方法計(jì)算公式比較多，最后的點(diǎn)位精度取決于相對(duì)定向和絕對(duì)定向的精度，用這種方法的解算結(jié)果不能嚴(yán)格表達(dá)一幅影像的外方位元素第三種方法的理論嚴(yán)密、求解精度最高，待定點(diǎn)的坐標(biāo)是按最小二乘準(zhǔn)則解得的?；谝陨戏治觯谝环N方法常在已知像片的外方位元素、需確定少量待定點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)采用；第二種方法多在航帶法解析空中三角測(cè)量中應(yīng)用；第三種方法在光束法解析空中三角測(cè)量中應(yīng)用。23、 解析空中三角測(cè)量：解析空中三角測(cè)量通常采用的平差模型可分為：航帶法、獨(dú)立模型法和光束法。航帶法區(qū)域網(wǎng)平差（基本思想）：該方法是以航帶作為整體平差的基本單元。把許多獨(dú)立立體像對(duì)構(gòu)成的單個(gè)模型連結(jié)成一個(gè)航帶模型，將航帶模型視為單元模型進(jìn)行解析處理，通過(guò)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(cè)圖坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)模型法區(qū)域網(wǎng)平差：該方法是以單元模型為平差單元。1.按照單航帶法構(gòu)成自由航帶網(wǎng)2.利用本航帶的控制點(diǎn)及與上一航帶的公共點(diǎn)進(jìn)行三維空間相似變換，將整區(qū)各航線納入統(tǒng)一的坐標(biāo)系中同時(shí)解求各航帶非線性變形改正系數(shù)3.計(jì)算各加密點(diǎn)坐標(biāo)光束法區(qū)域網(wǎng)平差：該方法是以每張像片相似投影光束為平差單元，從而求出每張像片的外方位元素及各加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)。以一張像片組成的一束光線作為一個(gè)平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過(guò)各光線束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線實(shí)現(xiàn)最佳交會(huì)，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點(diǎn)坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)及像片的外方位元素。24、 試說(shuō)明獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)平差的基本思想，并與航帶網(wǎng)法區(qū)域網(wǎng)平差方法進(jìn)行比較，說(shuō)明這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量是基于單獨(dú)法相對(duì)定向建立單個(gè)立體模型，再由一個(gè)個(gè)單模型相互連接組成一個(gè)區(qū)域網(wǎng)。由于各個(gè)模型的像空間輔助坐標(biāo)系和比例尺均不一致，因此，在模型連接時(shí)，要用模型內(nèi)的已知控制點(diǎn)和模型間的公共點(diǎn)進(jìn)行空間相似變換（三維線性變換）。首相將各個(gè)單模型視為剛體，利用各單模型彼此間的公共點(diǎn)連成一個(gè)區(qū)域。在連接的過(guò)程中，每個(gè)模型只作平移、旋轉(zhuǎn)及縮放，所以，利用空間相似變換式能完成上述任務(wù)。在變換中應(yīng)使模型公共點(diǎn)的坐標(biāo)相等，控制點(diǎn)的計(jì)算坐標(biāo)應(yīng)與實(shí)測(cè)坐標(biāo)相等，同時(shí)誤差的平方和應(yīng)為最小，在滿足這些條件下，根據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對(duì)全區(qū)域網(wǎng)實(shí)施整體平差，解求每個(gè)模型的七個(gè)絕對(duì)定向參數(shù)，從而求出所有待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)。從這兩種方法采用的數(shù)學(xué)模型和平差原理上來(lái)比較這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)：①航帶法區(qū)域網(wǎng)平差的數(shù)學(xué)模型是航帶坐標(biāo)的非線性多項(xiàng)式的改正公式，平差單元為一條航帶，把航帶的地面坐標(biāo)視為“觀測(cè)值”，整體平差解求出各航帶的非線性改正系數(shù)。該方法方便，速度快，但精度不高。 ②獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)平差法的數(shù)學(xué)模型是空間相似變換式，平差單元為獨(dú)立模型，視模型的坐標(biāo)為觀測(cè)值。未知數(shù)是各個(gè)模型空間相似變換的七個(gè)參數(shù)及待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)。該方法平差解求的未知數(shù)較多，可將平面和高程分開(kāi)求解，仍能得到嚴(yán)密平差的結(jié)果。25、 航帶網(wǎng)經(jīng)絕對(duì)定向后，為什么還要進(jìn)行非線性改正？航帶網(wǎng)整體平差解求的未知數(shù)是什么？航帶模型絕對(duì)定向后，所構(gòu)成的航帶模型仍存在著殘余系統(tǒng)誤差和偶然誤差的影響，這主要是因?yàn)樵跇?gòu)建航帶網(wǎng)的過(guò)程中，模型連接時(shí)誤差的傳遞積累使航帶網(wǎng)產(chǎn)生模型扭曲，所以絕對(duì)定向后所獲得的模型坐標(biāo)只是在地面攝測(cè)坐標(biāo)中的概略值，還需進(jìn)行航帶網(wǎng)的非線性變形改正。航帶網(wǎng)整體平差的實(shí)質(zhì)是以一條航帶模型為平差單元，解求航帶的非線性改正系數(shù)，即多項(xiàng)式系數(shù)。26、 航帶法空中三角測(cè)量的主要工作流程：1）像點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)量和系統(tǒng)誤差改正。2）像對(duì)的相對(duì)定向。3）模型連接及航網(wǎng)的構(gòu)成。4）航帶模型的相對(duì)走向。5）航帶模型的非線性改正。27、 數(shù)字高程模型簡(jiǎn)稱DEM，DEM是DTM的一個(gè)子集，是對(duì)地球表面地形、地貌的一種離散的數(shù)字表示。其表示形式主要包括規(guī)則矩形格網(wǎng)與不規(guī)則三角網(wǎng)等。28、 移動(dòng)曲面擬合法的實(shí)踐過(guò)程：1）對(duì)DEM每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)，從數(shù)據(jù)點(diǎn)中檢索出對(duì)應(yīng)該DEM網(wǎng)格點(diǎn)的幾個(gè)分塊格網(wǎng)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將坐標(biāo)原點(diǎn)移至待定點(diǎn)P（Xp，Yp）上。2）為了選取鄰近的數(shù)據(jù)點(diǎn)，以待定點(diǎn)P為圓心，以R為半徑作圓，凡落在圓內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)即被選用。3）列誤差方程式。4）計(jì)算每一數(shù)據(jù)點(diǎn)的權(quán)。 5）法化求解。29、 簡(jiǎn)述移動(dòng)擬合法逼近曲面的原理：移動(dòng)曲面擬合法是一種以待定點(diǎn)為中心的逐點(diǎn)內(nèi)插法，它以每一待定點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數(shù)去擬合周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)。30、 DEM數(shù)據(jù)的壓縮幾種方法（名詞解釋）在DEM數(shù)據(jù)壓縮中常用的方法有：整型量存儲(chǔ)、壓縮編碼及差分映射等。整型量存儲(chǔ)是將高程數(shù)據(jù)減去一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)可以是一個(gè)區(qū)域的平均高程，也可以是該區(qū)域第一個(gè)高程。壓縮編碼存儲(chǔ)方法是當(dāng)按一定精度要求將高程數(shù)據(jù)化為整型量或?qū)⒏叱淘隽炕癁檎土亢?，可根?jù)各數(shù)據(jù)出現(xiàn)的概率設(shè)計(jì)一定的編碼，用位數(shù)（bit）最短的編碼表示出現(xiàn)概率最大的數(shù)，出現(xiàn)概率較小的數(shù)用位數(shù)較長(zhǎng)的編碼表示，則每一位數(shù)據(jù)所占的平均位數(shù)比原來(lái)的固定位數(shù)（16或8）小，從而達(dá)到壓縮目的。差分映射法是將高程數(shù)據(jù)序列Z0,Z1,...Zn的差分映射定義為△Z0=Z0 皿=Zi-Zi（i=1，2 n）其逆映射為Z0=AZ0 支KZk=Zi-1+AZi（i=1，2......n）（i=1，2 n）利用差分映射K=0得到的是相鄰數(shù)據(jù)間的增量，因此其數(shù)據(jù)范圍兩較小，一個(gè)字節(jié)就可以存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到壓縮目的。31、 數(shù)字微分糾正：根據(jù)已知影像的內(nèi)定向參數(shù)和外方位元素及數(shù)字高程模型，按一定的數(shù)字模型用控制點(diǎn)解算，從原始非正射投影的數(shù)字影像獲取正射投影，這種過(guò)程是將影像化為很多微小的區(qū)域，如可為一個(gè)像元大小的區(qū)域，逐一進(jìn)行糾正。這種直接利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行逐個(gè)像元的微分糾正，稱為數(shù)字微分糾正。32、 試述數(shù)字微分糾正中正、反解法數(shù)字糾正的原理（兩種方法，名詞或簡(jiǎn)答）在已知像片的內(nèi)定向參數(shù)、外方位元素及數(shù)字高程模型的前提下，進(jìn)行數(shù)字微分糾正與光學(xué)微分糾正一樣，其基本任務(wù)仍然是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二維圖像之間的幾何變換，因此首先要確定原始圖像與糾正后圖像間的幾何關(guān)系。設(shè)任意像元在原始圖像與糾正后圖像中的坐標(biāo)分別為（x，尸）和（X，Y）它們直接存在著映射關(guān)系，即X=fx（X,Y）；y=fy（X,Y）——（1） X=中x（x,y），Y=中y（x,y） （2）公式（1）是由糾正后的像點(diǎn)P（X,Y）出發(fā)，根據(jù)像片的內(nèi)外方位元素及P點(diǎn)的高程反求其在原始圖像上相應(yīng)像點(diǎn)p的坐標(biāo)（x,y），經(jīng)內(nèi)插出P的灰度值后，再將灰度值賦給P，這種方法稱為反解法（或間接法）公式（2），則反之，是由原始圖像上的像點(diǎn)p的坐標(biāo)（x,y）解求出糾正后圖像上相應(yīng)糾正點(diǎn)P的坐標(biāo)（X,Y），并將原始圖像點(diǎn)p的灰度值賦給糾正點(diǎn)P，這種方法稱為正解法（或稱直接法）33、 攝影測(cè)量外業(yè)工作的任務(wù)：①攝影外業(yè)控制測(cè)量：在野外測(cè)定一定數(shù)量的地面控制點(diǎn)；②像片解譯（判讀）及調(diào)繪；③其他：航攝漏洞及大面積云影、陰影、影像不清楚地區(qū)的補(bǔ)測(cè)工作。34、 目視解譯特征：航攝像片的目視解譯是根據(jù)影像信息特征進(jìn)行的，這些特征即為圖像的解譯標(biāo)志，分為直接解譯特征和間接解譯特征。35、 什么是像片解譯？什么是直接解譯特征與間接解譯特征？像片解譯：俗稱像片判讀，識(shí)別像片上各種影像所反映的屬性特征。判讀類型類型有：1）目視解譯：用肉眼或借助立體眼鏡、放大鏡等儀器來(lái)分析觀察航攝像片。2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯：由計(jì)算機(jī)在一定的算法和法則支持下，依據(jù)圖像的解譯標(biāo)志對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)解譯，從而達(dá)到對(duì)圖像信息所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)屬性識(shí)別和分類的目的。目視