摄影测量学习题答案最终版

摄影测量学习题 一、名词解释： 1、摄影测量学：摄影测量学是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方 面和物理方面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 2、景深：光于点A，但在远景B和近景C之间这一段间隔内所有景物，在像面上仍可认为 获得了清晰的构像。此时，远景与近景之间的纵深距离称为景深 3、超焦点距离：当物镜向无限远物体对光时，不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜不小于某一距离H的所有物体，其构象都很清晰，这个距离H就称为超焦点距离或称为无限远起点。 4、航向重叠(p)：沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 5、旁向重叠(q)：两相邻航带摄区之间的重叠。 6、摄影基线(B)：相邻像片摄影站(投影中心)之间的空间连线 7、投影基线：将摄影B缩小到若干分之一作为投影基线b。 像片基线：相邻两张像片主点之间的连线，是摄影基线在像片上的反映。 8、内方位元素：确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。包括像主点在像片框标坐标中的x0 坐标、y0和像片主距f。 外方位元素：确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数，亦即摄影光束空间位置和姿态的数据，每张像片有六个外方位元素，三个线元素和三个角元素。 9、外方位元素：确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数，亦即摄影光束空间位置和姿态的数据。 10、倾斜误差：因像片倾斜引起的像点位移。 11、投影差：因地形起伏引起的像点位移。 12、摄影比例尺：构像比例尺：航摄像片上某一线段构像的长度与地面上相应线段水平距离之比。 13、像片控制点：测定了地面坐标的像点。 14、左右视差：又称横视差，即立体像对左右相片上同名像点的横（x轴）坐标值之差。 15、上下视差：同名像点投影点在仪器Y方向的偏差 16、核点：基线延长线与左、右像片的交点k1、k2称为核点。 17、核线：核面与像片的交线称为核线。 18、核面：通过摄影基线S1S2与任一地面点A所作的平面WA，称为点A的核面。 19、构像比例尺：航摄像片上某一线段构像的长度与地面上相应线段水平距离之比。 20、像片纠正：经过投影变换来消除像片倾斜所引起的像点位移，使它相当于水平像片的构像并符合所规定的比例尺。 21、像片联测：将像片上的点根据大地点及水准点测得其平面位置和高程的过程。 22、解析空中三角测量：是将建立的投影光束、单元模型或航带模型以至区域模型的数学模 型，根据少量地面控制点，按最小二乘法原理进行平差计算，解出各加密点的地面坐标。 23、空间后方交会：就是利用地面控制点的已知坐标值反求像片外方位元素。 空间前方交会：由立体像片对的两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定该点的物方坐标的方法，称为空间前方交会。 24、综合法测图：是利用摄影测量的方法，取得地物的平面位置，而其地貌部分则在野外测定，实质是摄影测量与平板仪地形测量方法的结合。它适用于平坦地区和丘陵地区。 二、问答题： 1、摄影测量要解决的基本问题是什么？答：将中心投影的像片转换为正射投影的地形图。(几何定位和影像解译。几何定位就是确定被摄物体的大小、形状和空间位置；影像解译就是确定影像对应地物的性质。） 2、摄影测量经历了哪几个发展阶段？ 答：摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个发展阶段。 发展阶段 原始资料 投影方式 仪 器 操作方式 产 品 模拟摄影测量 相片 物理投影 模拟测图仪 作业员手工 模拟产品 解析摄影测量 相片 数字投影 解析测图仪 机助作业员操作 模拟产品 数字摄影测量 数字影像与数字化影像 数字投影 计算机 自动化作业+作业员的干预 数字产品、模拟产品 3、 摄影机物镜的焦距和摄影机主距有什么不同？ 答：航空摄影机的焦距是物镜主(节)点到焦点间的距离，是光学概念。航空摄影机的主距是主(节)点到像主点间的距离，考虑到畸变差等因素，二者间存在微小差值，且主距是个几何概念。 4、 量测用摄影机较之普通摄影机有何特征？答：这类摄影机的物镜应具有良好的光学特性，要求畸变差小、分辨率高和透光力强；且它的机械结构要稳定可靠；应具备摄影过程的高度自动化。相对于非量测摄影机，量测摄影机应具备二个特征：内方位元素已知，承片框上具有框标。 5、 航摄像片上有哪些特殊点、线？试作图示之。 特殊点：像主点（摄影机轴与像片面的交点o）；像底点（铅锤射线与像片面的交点n）； 等角点（倾角a的平分线与像片面的交点c）。 特殊线：主纵线（主垂面与像片 面的交线vv）；等比线（过等角点的像水平线hchc） 6、 摄影测量中常采用的坐标系有哪几种？ 答：1）、像平面坐标系，以像主点为坐标原点的右手平面坐标系，用o-xy表示，用来表示像点在像片上的位置，xy轴的方向按需要而定，可选与航向方向相近的连线为x轴 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的坐标系。以投影中心S为坐标原点，x、y轴与像平面坐标系统的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，像空间坐标系是随着像片所处的空间位置而定，因此每张像片的像空间坐标系是各自独立的。 3)、像空间辅助坐标系，在立体摄影测量中，考虑到相邻像片或航线中各像片之间的联系，建立起与像空间坐标系共原点的像空间辅助直角坐标系，S－uvw轴系的选择视需要与可能而定。像空间辅助坐标系也只是一种过渡性的坐标系。 4）、物方空间坐标系，描述物点(包括地面控制点和地面模型点)在物方空间位置所建立的空间直角坐标系。 5）、地面坐标系，指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯－克吕格三度带或六度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坐标系。 7、 航摄像片上一般有哪几种像点位移？并列出有关公式加以分析。 答：倾斜误差：因像片倾斜引起的像点位移。 1．因向径 rc和倾角α恒为正值，当φ角在0°~180°的I、II象限内，sinφ为正值，则δα为负值，即朝向等角点位移；当φ角在180°~360°的III、IV象限内，sinφ为负值，则δα为正值，即背向等角点位移 2．当φ＝0°或180°时，sinφ＝0，则δα＝0，即等比线上的各点没有因像片倾斜所引起的像点位移。(因此称为等比线) 3．当φ＝90°或270°时，sinφ＝±1，即rc相同的情况下，主纵线上|δα|为最大。 投影差：因地形起伏在水平像片上引起的像点位移。 1．当h为正时，向径na0增长，δh为正；h为负时，向径na0缩短，δh为负。 2．当时r = 0，则δh = 0。这说明位于像底点处的地面点，不存在因高差影响所产生的像点位移。 3．当α = 0时： 9、人造立体效能应满足的条件是什么？ 答：1）由两个摄影站点摄取同一景物面组成立体像对； 2）每只眼睛必须分别观察像对的一张像片； 3） 两条同名像点的视线与眼基线应在一个平面内 10、双像投影测图的基本思想是什么？ 答：立体摄影测量，也称双像测图。在立体摄影测量中，利用立体像对的两张像片进行投影，有可能建立按比例缩小的地面几何模型。量测几何模型，可直接测绘出符合规定比例尺的地形原图。通过立体观察，可直接量测几何模型并绘出比例尺为 1/m 的地形原图。这种方法的基本思想是模拟空中摄影过程，或者说是摄影过程的几何反转。 12、 立体像对间有哪些特殊的点、线和面？试作图示之。 答：图6-2表示一个像对的相关位置。S1和S2是左像片P1和右像片P2的投影中心。两投 影中心的连线B称为摄影基线，o1、o2为左、右像片的像主点。a1、a2是地面上任一 点A在左、右像片上的构像，称为同名像点。射线AS1a1和AS2a2称为同名射线。基 线延长线与左、右像片的交点k1、k2称为核点。通过摄影基线S1S2与任一地面点A 所作 的平面WA，称为点A的核面。核面与像片的交线称为核线，对于同一核面的左右像片 上的核线，如k1a1、k2a2称为同名核线。 像片上诸核线均会聚于核点。通过像主点的核面称为主核面。一般情况下，通过左右像片主点的两个主核面不重合，分别称为左主核面和右主核面。通过像底点的核面，称为垂核面。因为左右像片的底点与摄影基线B位于同一铅垂面内，所以一个像对只有一个垂核面。 11、像对相对定向的目的是什么？相对定向元素有哪些？相对定向需要有几个定向点？它们的分布位置怎样？它们是否必须是像控点？ 答：像对的相对定向，目的是恢复两张像片的相对位置，达到同名射线对对相交，建立起与地面相似的几何模型。 单独像对五个相对定向元素φ1、κ1、φ2、κ2、ω2； 连续像对的相对定向元素为by、bz、φ、ω、κ 同样需要有五个定向点。为了有所检核，需要增加一个检查点，共六个点。 13、 绝对定向的目的是什么？绝对定向元素有哪些？绝对定向需要几个已知点？它们的分布如何？ 答：确定相对定向所建立的几何模型的比例尺和恢复模型空间方位的元素。为恢复立体模型相对于地面的绝对位置，需要建立相对于相空间辅助坐标系的模型点坐标，并把模型点在像空间辅助坐标系的坐标转化为地面坐标。 七个绝对定向元素：XS、YS、ZS、Φ、Ω、Κ和b。解求七个绝对定向元素需要七个已知数据，所以至少要有三个已知的地面控制点，而且这三个点不位于一条直线上，其中两点知道平面坐标X、Y和高程，而另一个点只要知道高程就够了。 13、数字影像测图有哪些基本步骤？各个步骤的目的是什么？ 答：数字影像，将光学影像或实体的一个微小区域转换成灰度矩阵 采样，确定需要观察的数据的瞬时点，将连续的 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 数模型离散化。 量化，就是把像片上点的灰度值转换成整数字量 重采样，就是采用适当的方法，把该点周围整数点位上灰度值对该点的灰度贡献积累起来，构成该点位新的灰度值。 23、 数字微分纠正有几种方法？试述数字微分纠正的作业原理。 答：两种方法：正解法和反解法 在已知像片的内、外方位元素及数字高程模型的前提下，进行数字微分纠正与光学微分纠正一样，其基本任务仍然是实现两个二维图像之间的几何变换，因此首先要确定原始图像与纠正后图像间的几何关系。 设任意像元在原始较低与纠正后图像中的坐标分别为(x，y)和(X，Y)，它们直接存在着映射关系， 即： x = fx (X，Y)；y = fy (X，Y) (13-22a) X = φX (x，y)；Y = φY (x，y) (13-22b) 公式(13-22a)是由纠正后的像点P(X，Y)出发，根据像片的内、外方位元素及P点的高程反求其在原始图像上相应像点p的坐标(x，y)，经内插出P的灰度值后，再将灰度值赋给P，这种方法称为反解法(或称间接法)。公式(13-22b)则反之，是由原始图像上的像点p的坐标(x，y)解注出纠正后图像上相应纠正点P的坐标(X，Y)，并将原始图像点p的灰度值赋给纠正点P，这种方法称为正解法(或称直接法)。 24、 数字摄影测量中，模型定向完成后要按同名核线将影像的灰度予以重新排列，这样做的目的是什么？ 答：若基于“水平”的像片上获取核线，因其规则格网的行是核线，依次将“水平”像片上的坐标x、y。但是，由于所求得的像点不一定恰好落在原始采样的像元中心，因此，也要进行灰度内插-重采样，求像元素（x、y）的灰度值，从而形成核线影像。 25、 数字影像测图中为何要进行内定向？ 答：利用框标的像点坐标（理论值）与扫描坐标，计算像片坐标与扫描坐标之间的转换参数，框标的位置可以用自动的、半自动的甚至是人工的方法进行定位，获取扫描坐标。 14、航片与地形图有何不同？ 答：航片与地形图的区别在于1，航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所规定的各种符号、注记和等高线来表示地物、地貌的，而航片则表示为影像的大小、形状和色调；在表示内容上，地形图用相应的符号和文字、数字注记表示，而在航片上表示不出来；另一方面，地形图上必须经过综合取舍，只表现经选择的有意义的地物，而航片上有所摄地物的全部影像；2，航片与地形图的投影方法不同；地形图是正射投影，比例尺处处一致，而航片是中心投影，由于像片倾斜和地形起伏的影响，各处比例尺不一致。 14、 在解析空中三角测量时，需要对像点坐标中的系统误差进行改正，请问有哪些系统误差 答：底片变形、摄影物镜畸变差、大气折光差、地球曲率的影响、 15、 要实现人造立体观察应满足什么条件 答：（1）两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对； （2）每只眼睛只能观察像对的一张像片； （3）两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼睛基线应大致平行； （4） 两像片的比例尺相近（差别小于15%），否则需要用zoom系统等进行调节 30、数字重采样常采用的方法有哪几种？简述双线性插值法原理 答：常用的重采样方法有双线性插值法、双三次卷积法和最邻近像元法。 双线性插值法的卷积核(权函数)是一个三角函数，即： W(x) =1- |x| 0≤|x|≤1 (13-4) 此时需要待重采样点P附近的四个原始影像灰度值参加计算。如图13-1所示，11、12、21、22为相邻像元中心，像元间隔为一个单位，它们的灰度值分别为g11、g12、g21、g22，P为待重采样点的位置。计算出四个原始点为点P所作贡献的权值，以构成一个2×2的二维卷积核W(权矩阵)，把它与四个原始像元素灰度值构成的2×2灰度矩阵g作哈达玛(Hadmard)积运算，即可得到重采样点P的灰度值gP： 15、确定同名核线的方法有哪几种？简述其中一种确定同名核线的方法 答：一种是根据共面条件的方法；另一种是基于数字影像几何纠正的方法 简介共面条件的方法：利用左右同名核线与摄影基线共面的特性，已知摄影基线方向，可以确定左右核线坐标关系。此前提是已知左片一个已知点坐标，以及基线方向。这样可以确定左右同名核线。这个方法并没有做影像纠正。 另外，基于独立像对核线确定时候，由于该模型相对定向时，坐标系的X洲与基线重合，所以其Y,Z分量为0.在计算时更加简便。 简介数字影像几何纠正方法：该方法的基本思路是，将左右片倾斜影像同名核线投影到与摄影基线平行的平面上。以左片为例，作为倾斜影像的左片与平行基线的平面，其几何关系类比于像空间坐标系与物空间坐标系。通过类似的旋转矩阵可求得倾斜相片上的点与纠正水平相片上的点的坐标关系。（注意，应该说该纠正平面与摄影基线方向平行，同时与核面垂直。否则平行与基线平面有很多，并不是都满足要求。） 由于以平行于基线的平面作为了纠正平面，左右影像同名核线在该平面上的投影核线是同一条直线。即y坐标相等。 反过来，对于投影到平行平面的左右2张核线影像，每一条水平线都对应左右影像的同名核线。在这样的一条水平核线上按照一定间隔取点，利用坐标关系可以反算到原始影像上。利用重采样可以得到核线影像灰度坐标。 这样就得到了核线影像。 简介另一种：其实还有一种核线影像的生成。该核线影像是平行与地面的。其方式与第一种核线影像的生成类似。但必须要经过绝对定向才行。该核线影像生成后，匹配精度会大大提高。 31、 解析法相对定向的数学模型是什么？画出连续像对相对定向的计算流程图 答;解析法像对的相对定向是通过计算相对定向元素，建立地面的立体模型。 � EMBED Equation.3 \* MERGEFORMAT ��� � EMBED Equation.3 \* MERGEFORMAT ��� � EMBED Equation.3 \* MERGEFORMAT ��� _1234567892.unknown _1418197929.unknown _1234567891.unknown