武大摄影测量习题资料

摄影测量与遥感习题库答案简答题1.航空摄影中，为什么要求相邻像片之间以及相邻航线之间有一定的重叠？答：为便于立体测图及航线间的接边，除航摄像片要覆盖整个测区外，还要求像片间有一定的重叠，航向重叠一般要求在60%以上，旁向重叠要求在24%以上。地面起伏大时，重叠度还要大，才能保持像片立体量测与拼接。2.航摄像片有哪几个内、外方位元素，各有何用？答：内方位元素包括三个参数，即摄影中心S到像片的垂距(主距)f及像主点o在像框标坐标系中的坐标00,yx，用其来恢复摄影光束。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，一张的外方位元素包括六个参数，其中有三个是直线元素，用于描述摄影中心的空问坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。3.摄影测量中常用的坐标系有哪些？各有何用？答：摄影测量中常用的坐标系有两大类。一类是用于描述像点的位置，称为像方空间坐标系；另——类是用于描述地面点的位置．称为物方空间坐标系。(1)像方空间坐标系①像平面坐标系像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置，通常采用右手坐标系，yx,轴的选择按需要而定．在解析和数字摄影测量中，常根据框标来确定像平面坐标系，称为像框标坐标系。②像空间坐标系为了便于进行空间坐标的变换，需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。以摄影中心S为坐标原点，yx,轴与像平面坐标系的yx,轴平行，z轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系xyzS③像空间辅助坐标系像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，但这种坐标的待点是每张像片的像空间坐标系不统一，这给计算带来困难。为此，需要建立一种相对统一的坐标系．称为像空间辅助坐标系，用XYZS表示。此坐标系的原点仍选在摄影中心S坐标轴系的选择视需要而定。(2)物方空间坐标系①摄影测量坐标系将像空间辅助坐标系XYZS沿着Z轴反方向平移至地面点P，得到的坐标系pppZYXP称为摄影测量坐标系②地面测量坐标系地面测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯—克吕格3带或6带投影的平面直角坐标系和高程系，两者组成的空间直角坐标系是左手系，用tttZYXT表示。③地面摄影测量坐标系由于摄影测量坐标系采用的是右手系，而地面测量坐标系采用的是左手系，这给由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难。为此，在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系，称为地面摄影测量坐标系，用tptptpZYXD表示，其坐标原点在摄影测量与遥感习题库答案测区内的其一地面点上。4.摄影测量中，为什么要把像空间坐标变换为像空间辅助坐标？常用的坐标变换公式是什么？由于将像平面坐标求像点的像空间坐标时，每张相片的像空间坐标系不统一，给计算带来困难。因此建立相对统一的像空间辅助坐标系。像空间坐标系和像空间辅助坐标系坐标之间的变换关系为ZYXcbacbacbaZYXRZYXRfyxT33322211115.什么是共线方程，它在摄影测量中有何应用？答：共线方程即中心投影的构像方程)()()()()()()()()()()()(333222333111SASASASASASASASASASASASAZZcYYbXXaZZcYYbXXafyZZcYYbXXaZZcYYbXXafx共线方程式包括十二个数据：以像主点为原点的像点坐标yx,，相应地面点坐标AAAZYX,,，像片主距f及外方位元素,,,,,SSSZYX。共线条件方程在摄影测量中的主要应用如下：①单片后方交会和立体模型的空间前方交会；②求像底点的坐标；③光束法平差中的基本方程④解析测图仪中的数字投影器；⑤航空摄影模拟；⑥利用DEM进行单张像片测图。6.航摄像片与地图有什么不同？答：航摄像片是地面景物的中心投影构像，地图在小范围内可认为是地面景物的正射投影，这两种投影的性质不同。(1)航摄像片与地形图比例尺的差异①航摄像片的比例尺与地形图比例尺的定义是相同的，是线段在像平面上的构像与其在地面上的实地距离之比。②对一幅地形图来说，图上各处比例尺都是相同的，即等于常数；③而对于中心投影的航摄像片来说，不但因航高的变化会使各片的比例尺不一样，而且就同一张航片而言，由于像片倾斜和地形起伏产生的像点位移也会使各处比例尺不一致。(2)航摄像片与地形图投影方法的差异①地形图的投影属于正射投影（也称垂直投影），因此地形图上的地物地貌形状与实地完全相似，相关方位保持不变，各处比例尺相同。②航摄像片是地面的中心投影，由于同时存在由于像片倾斜和地形起伏而引起的像点位移，致使航摄像片上的影像变形，不但同一张像片上各处比例尺不一致，而且相关方位也发生变摄影测量与遥感习题库答案化。(3)航摄像片与地形图表示方法的差异①在表示方法上，地形图上的地物、地貌要素是按成图比例尺规定的符号和等高线来表示的，而航摄像片只能用影像的大小、形状和色调反映地物、地貌。②在表示内容上，地形图上除用相应的符号外还有必要的文字、数字注记等（如居民地名称，道路等级等），这些在航摄像片是表示不出来的。③在地形图上要依据成图比例尺，对地物地貌要素进行综合取舍，只表示那些重要或有方位意义的地物；而在航摄像片上，所有地物都有其影像。7.摄影测量中，建立人造立体视觉应满足哪些条件？答：人造立体视觉必须符合自然界里提观察的四个条件：①由两个不同摄站摄取的同一景物的一个立体像对；②一只眼睛只观察像对中的一张像片；③两眼各自观察同一景物的左右影像点的连线应与眼基线近似平行；④像片间的距离应与双眼的交会角相适应。8.什么叫像点位移？怎样才能消除它？答：当航摄像片有倾角或地面有高差时，所摄的像片与上述理想情况有差异。这种差异反映为一个地面点在地面水平的水平像片上的构像与地面有起伏时或倾斜像片上构像的点位不同，这种点位的差异称为像点位移，它包括像片倾斜引起的位移和地形起伏引起的位移，其结果是使像片上的几何图形与地面上的几何图形产生变形以及像片上影像比例尺处处不等。①像片倾斜引起的像点位移，sinsin2frca(像片倾角为，像距为，方向角为，f为像片主距，对该位移引起景物在像片上的影像可进行像片纠正②因地形起伏引起的像点位移Hrhh(r为以像底点为中心的像距，H为摄影航高)可对其进行改正。③对物理因素如摄影物镜的畸变差、大气折光、地球曲率及底片变形等引起的像点位移，可用数据模型来描述。9.试解释“摄影过程几何反转”这一概念.10.像点倾斜误差的计算公式为sinsinsinsin2ccrfr。试完成下列内容：(1)何为倾斜误差？(2)解释公式中各参数的含义。(3)根据公式，解释倾斜误差的规律。答:(1)倾斜误差物点在倾斜像片上的像点相对于其在水平像片上相应像点的位置变化，称为倾斜误差。（或：由于像片倾斜引起的像点位移称为倾斜误差。）(2)公式中各参数的含义。摄影测量与遥感习题库答案①rc——像点到等角点的向径；②α——像片倾角；③φ——向径与等比线的夹角；④f——航摄仪主距。δα3、倾斜误差的规律。①倾斜误差的方向在等角点的辐射方向上；②倾斜误差δ的大小与向径rc的平方成正比，因此像片边缘的倾斜误差最大；③当φ=0°或φ=180°时，δα=0，即等比线上像点不存在倾斜误差；④当φ=90°或φ=270°时，δα最大，即主纵线上像点倾斜误差最大；⑤由于α和rc恒为正值，所以δα的符号取决于φ的大小。当φ在0°～180°时，δα为负值；当φ在180°～360°时，δα为正值。11.空间后方交会的目的是什么?解求中有多少未知数?至少需要测求几个地面控制点?为什么?答：利用一定数量的地面控制点，根据共线方程，反求像片的外方位元素，这种方法称为单张像片的空间后方交会。解求外方位元素时，有六个未知数，至少需要六个方程。由于每一对共轭点可列出两个方程，因此，若有三个已知地面坐标控制点，则可列出六个方程，解求六个外方位元素改正数ddddZdYdXSSS,,,,,．测量中为了提高精度，常有多余观测方程。在空间后方交会中，通常是在像片的四个角上选取四个或更多的地面控制点，因而要用最小二乘法平差计算。12.解析摄影测量中，为什么常要用到误差方程与法方程来解求利用共线方程及相应的系数计算公式解求外方位元素时，有六个未知数，至少需要六个方程。由于每一对共轭点可列出两个方程，因此，若有三个已知地面坐标控制点，则可列出六个方程，解求六个外方位元素改正数SdX，SdY，SdZ，d，d，d．测量中为了提高精度，常有多余观测方程。在空间后方交会中，通常是在像片的四个角上选取四个或更多的地面控制点，因而要用最小二乘法平差计算。最小二乘法平差要用到误差方程与法方程。根据构像方程式求偏导,各系数取自泰勒级数展开式的一次项,而未知数的近似值往往是粗略的,因此计算必须通过逐渐趋近的方法,即用近似值与改正值的和作为新的近似值,重复计算过程,求出新的改正数,这样反复趋近,直到改正数小于某一限值为止,最后得出六个外方位元素的解.13.摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的条件方程如下)()()()()()(3331110SSSSSSZZcYYbXXaZZcYYbXXafxx)()()()()()(3332220SSSSSSZZcYYbXXaZZcYYbXXafyy请说明式中各符号的意义，用图示意航摄像片的内、外方位元素，并简要叙述以上方程在摄影测量中的主要用途。答：上式中，321321321,,,,,,,,cccbbbaaa是由像片3个外方位角元素构组成的九个方向余摄影测量与遥感习题库答案弦；SSSZYX，，是像片的3个外方位线元素。00,yx为像主点坐标，yx,是像点在像片框标坐标系中的坐标，ZYX，，是像点对应地面点的物空间坐标。以上方程称作共线方程，主要应用于：①单片空间后方交会和前方交会；②求像底点坐标；③光束法平差的基本误差方程式；④构成解析测图仪中数字投影器的基础；⑤计算像片模拟数据；⑥利用DEM进行单片测图。14．双像解析摄影测量测求地面点三维坐标的方法有哪三种？答：用解析的方法处理立体像对，常用的方法有三种：①利用像片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空司坐标。②利用立体像对的内在几何关系，进行相对定向，建立与地面相似的立体模型，计算出模型点的空间坐标。再通过绝对定向，将模型进行平移、旋转、缩放．把模型纳入到规定的地面坐标系之中．解求出地面目标的绝对空间坐标。②利用光束法双像解析摄影测量来解求地面目标的空间坐标，这种方法将待求点与已知外业控制点同时列出误差方程式，统一进行平差解求。这种方法理论较为严密．它把前面两种方法的两种步骤合在一个整体内。15.立体像对前方交会的目的是什么?答：应用单像空间后方交会求得像片的外方位元素后，欲由单张像片上的像点坐标反求相应地面点的空间坐标仍不可能，只能确定其空间方向，而使用同名像点就能得到两条同名射线在空间的方向，这两条射线一定相交其相交处必定是该地面点的空间位置，所以空间前方交会是为了确定相应地面点的地面坐标。16.试述空间后交—前交计算地面点三维坐标的基本过程。答：(1)野外像片控制测量一人立体像对如图3—12所示，在重叠部分四角，找出四个明显地物点，作为四个控制点。在野外判读出四个明显地物点的地面位置，做出地面标志，并在像片上准确刺出点怔，背面加注说明。然后在野外用普通测量的方法测算出四个控制点的地面测量坐标tttZYX,,。(2)用立体坐标量测仪量测像点的坐标像片在仪器上归心定向后，测出四个控制点的像片坐标),(11yx与),(22yx，然后测出所有需要解求的地面点的像点坐标),(11yx和),(22yx。摄影测量与遥感习题库答案(3)空间后方交会计算像片外方位元素根据计算机中事先编制好的程序，按要求输入控制点的地面坐标及相内