摄影测量学复习整理(仅供参考)

包括三部分：1、摄影测量考试要点2、要点详见部分3、试题考卷部分--------------------------------一、摄影测量考试要点（是按照老师划的重点整理的仅供参考）----------------------第一章绪论（了解）第二章影像获取2-1航空影像获取第三章摄影测量基础（全部）3-1航空摄影3-2中心投影的基本知识3-3航摄像片上特殊的点、线、面3-4摄影测量常用的坐标系统3-5航摄像片的内、外方位元素3-6像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程3-7航摄像片上的像点位移第四章双像立体测图基础与立体测图4-3立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素（其余的了解）第五章摄影测量解析基础（全部）5-1像点坐标测量5-2单像空间后方交会5-3立体像对的前方交会5-4立体相对解析法相对定向5-5立体模型的解析法绝对定向5-6双像解析的光束法严密解第六章解析空中三角测量（全部）6-1概述6-2航带网法空中三角测量6-3独立模型法区域空中三角测量6-4光束法区域网空中三角测量第七章（不考）第八章全数字摄影测量基础（全部）8-1概述8-2数字影像及数字影像重采样8-3基于灰度的数字影像相关8-4SIFT匹配方法8-5核线相关与同名核线的确定8-6数字摄影测量系统第九章像片纠正与正射影像图（考概念）9-1像片纠正的概念与分类9-2数字微分纠正-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------二、要点详解部分（有绿色填充的是曾经的作业题）--------------------------------影像获取2-1、3-1；航空影像获取P4-13航空影测量由于其成图速度快、精度高、不受天气及季节的限制等优点、一直是我国基本地图成图的主要方式，仍然作为测制地形图获取影像的主要手段。航空摄影测量主要使用的是专用的测量主要使用的是专用的量测航空摄影机，随着数字摄影量测的发展，有时也使用普通数字摄影机。航空摄影机是一种专门设计的大像福的摄影机，也称航摄仪。摄影测量基础3-1航空摄影(用安装在飞机上的航摄仪)从空中一定角度对地面进行摄影）1、摄影比例尺又称像片比例尺P22航摄影片上一线段为l的摄影与地面上相应线段的水平距离L之比，即：H表示摄影航高：以拍摄区域内平均高程面为摄影基准面，摄影机的物镜中心到基准面的距离称为摄影航高。F为摄影机主距。P22综合考虑：测图比例尺、摄影测量内业成图方法、成图精度、经济性和摄影资料的可使用性(摄影比例尺越大，像片地面分辨率越高)绝对航高：摄影瞬间摄影机的物镜中心相对平均海水面的航高相对航高：相对其他某一基准面或某一点的航高2、空中摄影过程，实质上是将地球表面上的地物、地貌等信息，穿过大气层，进入摄影机物镜，到达航摄的传输过程。P233、航空摄影前要做出计划，航摄设计中的技术部分包括：确定测区范围；根据测区的地形条件、成图比例尺等因素选用摄影机；确定摄影比例尺及航高；需用像片的数量、日期及航摄成果的验收等。P234、摄影的曝光过程是飞机在飞行中瞬间完成的，在之一个曝光时刻，摄影机物镜所在的空间位置成为摄站点，航线方向相邻两摄站点间的空间距离成为摄影基线。P235、摄影测量学的航摄资料有哪些基本要求？(P23-25)答：1.影像的色调要求影像清晰色调一致，反差适中。像片上不含有妨碍测图的阴影。2.像片重叠同一条航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠，称为胖向重叠。航向重叠要求为q%=60%~65%，最小不得小于53%；旁向重叠要求为q%=30%~40%，最小不得小于15%3.像片倾角倾角不大于2°，最大不超过3°4.航线弯曲一般要求航摄最大偏距△L于全航线长L之比不大于3%。5.像片旋角相邻像片主点连线与像幅沿航线方向两框标连线间的夹角称为像片旋角，以K表示。一般要求K角不超过6°，最大不超过8°3-2中心投影的基本知识P26-281、中心投影与正射投影①投影：一个空间点按一定方式在一个平面上的构像，叫做该空间点的投影。②正射投影：投影射线与投影平面正交。③中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影，叫做中心投影。SSS负片/阴位：投影中心位于物和像之间。正片/阳位：投影中心位于物和像同侧。④航摄像片与地形图2、中心投影的主要特征点的中心投影、线段的中心投影、相交线段的中心投影、空间一组不与投影面平行的平行直线的中心投影、平面曲线的中心投影、空间曲线的中心投影1．点的中心投影一般是点（特例）。2．线段的中心投影一般是线段（特例）。3．相交线段的中心投影一般是相交线段。（特例）4．空间一组不与承影面平行的平行直线，其中5．心投影为一平面线束。6．平面曲线的中心投影一般是平面曲线。（特例）7．空间曲线的中心投影是平面曲线。SffABbab'a'负片正片主距3-3航摄像片上特殊的点、线、面（详见PPT第三章40-46页、课本P28-29）特殊的点、线、面几何关系点线特征3-4摄影测量常用的坐标系统摄影测量常用哪些坐标系统？各坐标系如何定义的？（P29-32）答：一、像方坐标系，用于描述像点的位置，表示缘点的平面和空间坐标1.像平面坐标系:是以主点为原点的右手平面坐标系，用O-xy表示，又常用框标连线交点不重合，须平移，框表坐标系中x0，y0，化算为x-x0，y-y02.像空间坐标系：进行像点空间坐标变换，描述像点在像空间位置的坐标系从摄影中心S为原点，x，y轴与像平面坐标系x，y轴平行，z轴与光轴重合。形成像空间右手直角坐标系S-XYZ，每张像片的像空间坐标系而建立的坐标系，3.像空间辅助坐标系:用S-UVW表示，原点为S，坐标轴依情况而定a.取u、v、w分别平行地面摄影测量坐标系D-XYZ.b.以每个像片对的左片摄影中心为原点.c.摄影基本为u轴，以摄影基线及左片光轴构成的平面作为uw平面，过原点且垂直于uw平面的轴为v构成右手直角坐标系二.物方坐标系，用于描述地面在物方空间的位置1.地面测量坐标系:高斯-克吕格6°带或3°带投影的平面直角坐标与定义的从某一基准面量起的高程组合而成的空间左手直角坐标系，用T-XtYtZt。2.地面摄影测量坐标系：过渡像空间辅助坐标系的右手系换算到地面测量坐标系左手系的坐标系，用D-XYZ表示，原点为测区骱某一地面点上，X轴与航向一致，Y轴与X轴正交，Z轴沿铅垂方向，构成右手直角系。3-5航摄像片的内、外方位元素P32-35什么是航摄像片的内外方面元素？答：内方位元素：是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数，包括三个参数，即摄影中心S到像片的垂距（主距）f及像主点o在框标坐标系中的坐标x0,y0。外方位元素：在恢复内方位元素的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数称为外方位元素。一张像片的外方位元素包括六个参数：其中三个是直线元素，用于描述摄影中心的空间坐标值；另外三个是角元素，用于描述像片的空间姿态。3-6像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程P35-41方向余弦是空间坐标系与像空间辅助坐标系相应两坐标轴系间夹角的余弦值。(详见ppt第三章86---85页书本P36)什么是共线方程？它在摄影测量中有何作用？哪些表达式？共线方程是摄影测量的最重要的公式，在解析摄影测量与数学摄影测量中是极其有用的。单像空间后方交会利用DEM进行单张像片测图；多像空间前方交会；摄影测量中的数字投影基础；航空影像模拟（像片仿真）；利用DEM制作数字正射影像图；光束法平差的基本数学模型。共线方程的相关表达式：fcycxcfbybxbZYfcycxcfayaxaZX321321321321用像点坐标表示地面点坐标的共线条件方程：共线方程(详见第三章PPT96--110页，书本40--41)·3-7航摄像片上的像点位移什么是像点位移？像点位移有什么规律？答：因航摄像片是地面的中心投影，所以当像片倾斜或地面有起伏时，所摄取的影像均与理想情况有所差异。也就是地面点在像片点位偏离了应有的正确位置，产生了像点位移。①地面水平时，像片倾斜引起的像点位移近似表达式：(基本规律书本P42)②地形起伏在水平像片上引起的像点位移)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afy)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afxSSSSSSSSSSSS333222333111fcycxcfbybxbZsZYsYfcycxcfayaxaZsZXsX321321321321)()(fcycxcfbybxb)ZsZ(YsYfcycxcfayaxa)ZsZ(XsX321321321321共线方程有哪些作用？12个数据)()()()()()()()()()()()(SSSSSSSSSSSSZZcYYbXXaZZcYYbXXafyZZcYYbXXaZZcYYbXXafx333222333111sinsin2frca(见书本P42-44)除了上述两种几何因素外，物理畸变、大气折光。地球曲率及底片形变等一些物理因素也会倒致像点位移。航摄像片与地形图的区别？P44航摄像片能真实而详细地放映地面信息，从像片上可以了解到所摄地区的地物。地貌的全部内容，但航摄像片不能直接用做地形图，航摄像片与地形图是有差别的。1、像片与地形图表示方法和内容不同2、像片与地形图的投影方法不同双像立体测图基础与立体测图4-3立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素恢复像片对的外方位元素要经历两个步骤：相对定向与绝对定向。确定两像片相对位置关系的元素成为相对定向元素。一般确定两像片的相对位置有两种方法：其一是将摄影基线固定水平，称为独立像对相对定向系统；其二是将做像片置平或将其位置固定不变，称为连续像对相对定向系统。摄影测量解析基础5-1像点坐标测量归心：是使像片坐标的原点与仪器坐标的已知位置重合，定向是使坐标仪坐标轴系与像平面坐标轴系平行。5-2单像空间后方交会根据影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面控制点（已知其像点和地面点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素..aCBcbS(XS、YS、ZS)AXZY空间后方交会基本关系式为提高解算外方位元素的精度，常有多余观测方程。在空间后方交会中，通常是在像片的四角上选取四个或更多的地面控制点，因此要用最小二乘法平差计算。将地面控制点的地面坐标（X,Y,Z)视为真值将相应像点坐标（x,y)视为观测值，观测值+观测值改正数=近似值+近似值改正数5-3立体像对的前方交会由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法(详见PPT第五章10--39页，课本P69--79)5-4立体相对解析法相对定向P79--851、解析法像对的相对定向是通过计算相对定向元素建立地面立体模型。无论是模拟法相对定向还是解析法相对定向，同名射线对对相交定向的理论基础。所谓同名射线对对相交，其实质是恢复了核面，即同名射线与基线共面。解析法相对定向恢复核面，需要从共面条件式出发解求五个相对定向元素，才能建立地面立体模型。2、解析相对定向的共面条件)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afy)ZZ(c)YY(b)XX(a)ZZ(c)YY(b)XX(afxSSSSSSSSSSSS333222333111()()xyxvxdxyvydy()()xSSSSS