摄影测量学复习题_答案缩印版

《摄影测量学》复习提纲绪论摄影测量学、摄影测量与遥感的定义摄影测量与遥感乃是对非接触式传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录量测和解译，从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门科学和技术。摄影测量学的特点主要特点是在像片上进行量测和解译，无需接触，因而很少受自然和地理条件的限制，而且可摄得瞬间的动态物体影像。摄影测量学的分类按摄影距离分（航空摄影测量、航天摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量、显微摄影测量）；按用途分（地形摄影测量和非地形摄影测量）；按影像信息处理的技术手段分（模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量）摄影测量发展的三个阶段，各阶段的原始资料、投影方式、仪器、操作方式和产品模拟摄影测量（像片，物理投影，模拟测图仪，作业员手工，模拟产品）。解析摄影测量（像片，数字投影，解析测图仪，机助作业员操作，模拟产品、数字产品）。数字摄影测量（像片、数字化影像、数字影像，数字投影，数字摄影测量系统，自动化操作+作业员干预，数字产品、模拟产品）。影像获取航空摄影测量学的形成：摄影技术与航空航天技术。航摄仪的结构特点，主距的概念，主距与焦距的关系，按焦距和像场角的分类由镜箱、胶片暗盒、座架、传动系统、光阑系统、快门机构、卷轴机构等组成。并配备有投影器、航空仪、高差仪、滤色镜及自动光束控制系统等附属设备。摄取的像片具有较高的光学几何精度和摄影质量，且可按一定的时间间隔进行自动连续摄影。航空摄影机物镜中心至底片面的距离是摄影机主距，它与物镜焦距基本一直，因物镜畸变等原因而仅有少许差异，焦距是指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离。摄影机按焦距或像场角分类：（摄影机分类，焦距(𝑚𝑚)，像场角(2𝛽)）:（短焦距摄影机，150，100°（特宽））。（中焦距摄影机，中焦距摄影机，70°~100°）。（长焦距摄影机，300，=70°）。量测摄影机与非量测摄影机专为摄影测量目的设计制造的摄影机。内方位元素已知，具有框标，物镜畸变经严格校正。是专为摄影测量目的设计制造的摄影机。内方位元素不稳定或不能记录，没有框标，一般无外部定向设备。摄影测量学基础知识名词解释：航高，比例尺，像幅，重叠度，航向重叠，旁向重叠，摄影基线，航线间隔，像片倾角，航线弯曲，像片旋角取摄区内的平均高程面为摄影基面时，摄影机的物镜中心至该面的距离为摄影航高。摄影比例尺表示为摄影机主距与航高之比(1𝑚=𝑓𝐻)。像片的构像幅面尺寸为像幅。同一条航线上，相邻两像片的影像重叠。相邻航线上两张像片的重叠。航线方向相邻两摄站点间的空间距离。航线间隔是指航空摄影时，两条相邻航线之间的地面距离，可用航摄像片旁向非重叠部分的长度乘摄影比例尺分母求得。摄影机轴与铅直方向的夹角(𝛼)。航空摄影测量中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。相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线间的夹角(𝜅)。摄影基线B与航线间隔D的计算摄影基线：(𝐵=𝑚𝑙(1−𝑝%)，航向间隔：(𝐷=𝑚𝑙(1−𝑞%)。(𝑙)为像片的像幅尺寸，(𝑚)为摄影比例尺分母，(𝑝%)设计的航向重叠度，(𝑞%)设计的旁向重叠度。中心投影的几何作图：点、线的成像作图航摄像片上的特殊点、线、面So主距，o像主点，O地面主点。n像地点，N地底点，SN航高。∠oSn为像片倾角，c为等角点，C地面等角点。VV基本方向线，vv为主纵线，J遁点。hihi为合线，i主合点，hoho为主横线，hchc为等比线。像片倾斜和地面起伏情况下的投影作图常用的摄影测量坐标系像方坐标系：像平面坐标系(𝑜−𝑥𝑦)，像空间坐标系：(𝑆−𝑥𝑦𝑧)，像空间辅助坐标系：(𝑆−𝑢𝑣𝑤)。物方坐标系：地面测量坐标系(𝑇−𝑋𝑡𝑌𝑡𝑍𝑡)，地面摄影测量坐标系(𝐷−𝑋𝑌𝑍)。坐标转换顺序：12354。内外方位元素描述航空摄影瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置和姿态的参数。表示摄影中心与像片之间相关位置的参数为内方位元素，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为外方位元素。内方位元素，主距(𝑓)，主点在框标坐标系中的坐标(𝑥0,𝑦0)。外方位元素，摄影中心(𝑆)在(𝐷−𝑋𝑌𝑍)中的坐标(𝑋𝑠,𝑌𝑠,𝑍𝑠)，转角系统——航向倾角(𝜑)，旁向倾角(𝜔)，像片旋角(𝜅)。旋转矩阵的构成及其特点像空间坐标到像空间辅助坐标的转换，𝑢𝑣𝑤=𝑅𝑥𝑦−𝑓，R=𝑎1𝑎2𝑎3𝑏1𝑏2𝑏3𝑐1𝑐2𝑐3，{𝑎1=𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐𝑜𝑠𝜅−𝑠𝑖𝑛𝜑𝑠𝑖𝑛𝜔𝑠𝑖𝑛𝜅𝑎2=𝑐𝑜𝑠𝜑𝑠𝑖𝑛𝜅−𝑠𝑖𝑛𝜑𝑠𝑖𝑛𝜔𝑐𝑜𝑠𝜅𝑎3=−𝑠𝑖𝑛𝜑𝑐𝑜𝑠𝜔𝑏1=𝑐𝑜𝑠𝜔𝑠𝑖𝑛𝜅𝑏2=𝑐𝑜𝑠𝜔𝑐𝑜𝑠𝜅𝑏3=−𝑠𝑖𝑛𝜔𝑐1=𝑠𝑖𝑛𝜑𝑐𝑜𝑠𝜅+𝑐𝑜𝑠𝜑𝑠𝑖𝑛𝜔𝑠𝑖𝑛𝜅𝑐2=−𝑠𝑖𝑛𝜑𝑠𝑖𝑛𝜅+𝑐𝑜𝑠𝜑𝑠𝑖𝑛𝜔𝑐𝑜𝑠𝜅𝑐3=𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐𝑜𝑠𝜔旋转矩阵(𝑅)是正交矩阵，即有(𝑅𝑇=𝑅−1)。共线方程的推导过程、应用利用相似条件进行求解，如图：，中心投影的构像方程：像点位移的作图及其规律像片倾斜：等比线上无倾斜位移；水平像片上无倾斜位移；倾斜位移出现在以等角点c为中心的辐射线上，且中心小边缘大。地形起伏：像底点上无高差位移；水平像片上的高差为(𝛿ℎ=𝑟𝑛ℎ𝐻)；高差位移出现在以像底点为中心的辐射线上，且中心小边缘大。航摄像片与地形图的区别像片与地形图表示方法和内容不同：在表示方法上，地形图是按成图比例尺所规定的各自符号、注记和等高线来表示地物、地貌的，而航摄像片则表示为影像的大小、形状和色调。像片与地形图的投影方式不同：一是中心投影，由于地形起伏和像片倾斜两种误差的影响，致使航摄像片有变形，各处比例尺也不一致，相关方位也发生变化。二是正射投影，各处比例尺相同。双像立体测图基础与立体测图左右视差、上下视差、左右视差较立体像对左右象片上同名像点的横(X轴)坐标值之差；立体像对上同名像点或投影点的纵坐标之差；立体像对上某一像点的左右视差相对于作为基准点像点（或另一像点）的左右视差的差值。人造立体视觉的条件观察立体像对；两眼分别观察一张像片上的同名像点；使同名像点连线与眼基线大致平行；两像片的比例尺相近（差别15%），否则需用ZOOM系统等进行调节。同名像点、同名光线、同名射线地面上任意一点在左右像片上的构像；地面点与左右像片摄影中心的连线；地面点与左右像片上的相应构像点的连线。内定向、相对定向、绝对定向恢复像片对的内方位元素；恢复像对的相对定向元素；恢复模型的大小和空间方位数据。相对定向元素、绝对定向元素两张像片的相对位置数据，连续像对的相对定向元素：(𝑏𝑣,𝑏𝑤,𝜑1,𝜔1,𝜅1)，单独像对的相对定向元素：(𝜑1,𝜅1,𝜑2,𝜔2,𝜅2)；模型的大小和空间方位数据，七参数：(𝑋𝑠,𝑌𝑠,𝑍𝑠,𝜆,Φ,Ω,Κ)。解析法测图同模拟法测图相比，其主要特点有哪些数字法测图同解析法测图相比，其主要特点有哪些一是用双像投影来模拟空中摄影过程。使用有投影器及其他机械装置等构成的专用仪器，用光学像片及人工双眼寻找同名像点，通过投影器的机械装置恢复像片的内方位元素之后，利用投影器的运动来模拟相对定向，使同名光线对对相交，建立立体模型。然后，仍然借助于机械螺旋的运动来模拟绝对定向，恢复模型的空间位置和大小。二是使用光学像片，由人的双眼寻找同名像点。像片安装在像片盘上，按相应的数学公式用解析计算的方法求出像对的相对定向元素和绝对定向元素，并将求解建立立体模型的各种元素存储在计算机中。测图时，软件自动计算模型点对应的左右像片上同名像点坐标，并通过伺服系统自动推动左右像片盘和左右测标运动，使测标切准模型点，从而满足共线方程，进行立体测图。精度高，且不受模拟法的某些限制，适用于各种摄影资料、各种比例尺测图任务，其产品首先以数字形式存储在计算机中。三是利用数字相关技术代替人眼观察，自动寻找同名像点并量测坐标。摄影测量解析基础空间后方交会的观测值、已知值、未知数、数学模型分别是什么？如何解算n、t、r，平差计算的流程图观测值：至少三个地面点坐标和像点坐标；已知值：空间前方交会的观测值、已知值、未知数、数学模型分别是什么？如何解算n、t、r，平差计算的流程图。解析法相对定向的定义、观测值、未知数、数学模型分别是什么？如何解算n、t、r，平差计算的流程图。解析法绝对定向的定义、观测值、未知数、数学模型分别是什么？如何解算n、t、r，平差计算的流程图。双像光束法的定义、观测值、未知数、数学模型分别是什么？如何解算n、t、r，平差计算的流程图。双像解析摄影测量的三种方法的比较。解析空中三角测量名称解析：空中三角测量，航带网法区域网平差，独立模型法区域网平差，光束法区域网平差以像点坐标为依据，采用一定的数学模型，用少量控制点作为平差条件，解求加密点物方坐标的理论方法或作业过程称为解析空中三角测量。俗称摄影测量加密。航带网法：在一条航带内，首先用立体像对按连续法建立单个模型，再把单个模型连接成航带模型，构成航带自由网，再把航带模型视为一个单元模型进行航带网的绝对定向。光束法：以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现最佳交会，将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素。独立模型法：以各自建立的单模型为基本的平差单元，根据控制点的内业坐标与外业坐标相等、连接点的内业坐标相等，按照三维空间相似变换列出误差方程，在整个区域内统一进行平差，解出各模型的绝对定向参数，并计算出加密点地面坐标。像点坐标的系统误差改正的内容底片变形改正；摄影机物镜畸变差改正；大气折光改正；地球曲率改正。单航带区域网平差的计算过程按单航带模型法分别建立航带模型，以取得各航带模型点在本航带统一的辅助坐标系中的坐标值。各航带模型的绝对定向。计算重心坐标及重心化坐标。根据模型中控制点的加密坐标应与外业实测坐标相等以及相邻航带间公共连接点的坐标相等为条件，列出误差方程式，并用最小二乘准则平差计算，整体解求各航带的非线性改正系数。利用平差计算得出的多项式系数，分别计算各模型点改正后的坐标值。模型连接中的主要问题和解决方法由于在单个模型连接成航带模型的过程中，各单个模型的偶然误差和残余的系统误差，将传递到下一个模型中，这些误差传递累积的结果，使航带模型产生扭曲变形，因此航带模型经绝对定向后，还需作模型的非线性改正。单航带非线性改正的定义、数学模型、观测值、未知数航带模型经概略定向后，改正各定向点的计算坐标与其正确坐标的差值。数学模型：三维坐标分列的多项式，采用三次多项式进行坐标改正。观测值为七个控制点坐标，未知数为(𝑎𝑖,𝑏𝑖,𝑐𝑖)(𝑖=0~6)，共21个待定系数。数字地面模型及其应用数字地面模型的定义，三种表达类型，数据获取方式数字地面模型DTM是地形表面形态等多种信息的一个数字表示，DTM是定义在某一区域D上的m维向量有限序列：{Vi,i=1,2,…,n}其向量Vi=（Vi1，Vi2，…，Vin）的分量为地形Xi，Yi，Zi（（Xi，Yi）∈D）、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述。规则矩形格网，不规则三角网（TIN），Grid-TIN混合网。由现有地形图上采集，由摄影测量方法采集，野外实地测量，由遥感系统直接测得。DEM插值类型及其应用场合移动曲面拟合法：该法十分灵活，计算方法简单，对计算机内存要求不高，常被用于由离散数据点生成的规则格网DEM。线性内插：常用于根据格网点和注记点、断裂像点高程内插