1、湖南科技大學建筑與城鄉規劃學院 地理信息系統第一章 緒論1. 攝影測量：從非接觸成像系統，通過記錄、量測、分析與表達等處理，獲取地球及其環境和其他物體的幾何、屬性等可靠信息的工藝、科學與技術。2. 攝影測量的基本問題，就是將中心投影的像片轉換為正射投影的地形圖。3. 按成像距離的不同，攝影測量可分為航天攝影測量、航空攝影測量、近景攝影測量和顯微攝影測量等；按照應用對象的不同，攝影測量可分為地形攝影測量和非地形攝影測量。4. 攝影測量的特點：無需接觸物體本身獲得被攝物體信息；由二維影像重建三維目標；面采集數據方式；同時提取物體的幾何與物理特性。5. 攝影測量的優點：1、時間短、周期快2、節省人力

2、、財力3、不受氣候、地形、交通等制約4、影像記錄目標信息客觀、逼真、豐富；5、適合較大范圍的測圖任務；6、可測繪動態目標和復雜形態目標；7、影像信息可永久保存、重復量測使用。6. 攝影測量的任務：地形攝影測量的主要任務是測繪各種比例尺的地形圖及城鎮、農業、林業、地質、交通、工程、資源與規劃等部門需要的各種專題圖，建立地形數據庫，為各種地理信息系統提供三維的基礎數據；非地形攝影測量用于工業、建筑、考古、醫學、生物、體育、變形觀測、事故調查、公安偵破與軍事偵察等各方面。7. 攝影測量的技術手段有模擬法、解析法與數字法。同樣攝影測量也經歷了模擬攝影測量、解析攝影測量與數字攝影測量三個發展階段。8.

3、模擬攝影測量是利用光學/機械投影方法實現攝影過程的反轉。9. 解析攝影測量以電子計算機為主要手段，通過對攝影像片的量測和解析計算方法的交會方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質及其相互關系，并提供各種攝影測量產品的一門科學。10. 數字攝影測量是基于攝影測量的基本原理，通過對所獲取的數字/數字化影像進行處理，自動（半自動）提取被攝對象用數字方式表達的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數字產品和目視化產品。11. 解析測圖儀與模擬測圖儀的主要區別在于：前者使用的是數字投影方式；后者使用的是模擬的物理投影方式。由此導致儀器設計和結構上的不同：前者是由計算機控制的坐標量測系統；后者使用純光

4、學、機械型的模擬測圖裝置。還有操作方式的不同：前者是計算機輔助的人工操作；后者是完全的手工操作。12. 數字攝影測量與模擬、解析攝影測量的最大區別在于：它處理的原始資料是數字影像或數字化影像，它最終是以計算機視覺代替人的立體觀測，因而它所使用的儀器最終將只是通用計算機及其相應外部設備；其產品是數字形式的，傳統的產品只是該數字產品的模擬輸出。（p8表1-4-1）13. 攝影測量工作的第一步是內定向。第二章 單幅影像解析基礎14. 安裝在飛機上對地面能自動地進行連續攝影的攝影機稱為航攝機。攝影時攝影物鏡都是固定調焦于無窮遠點處，因此，相距是一個不變的定值，幾乎等于攝影物鏡的焦距。15. 光學攝影相

5、片上，兩框標連線交點為相片幾何中心，近似為像主點，即航攝機物鏡主光軸在相片上的垂足。且兩框標連線成正交，組成框標坐標系，其交點就是坐標系原點。16. 攝影機主光軸與像平面的交點稱為像片主點，攝影機物鏡后節點到像片主點的垂距稱為攝影機主距，也叫像片主距，一般用字母f表示。像片主距f和像片主點在框標坐標系中的坐標（x0,y0）稱為攝影機的內方位元素，或叫像片的內方位元素。17. 目前生產的航空數碼相機大致可以分為以下三種類型：單面陣航空數碼相機、多面陣航空數碼相機和三線陣航空數碼相機。18. 攝影比例尺是指航攝影像上一線段l與相應地面線段l的水平距之比。（p18表2-1-2）19. 相對航高是指攝

6、影機物鏡相對于某一基準面的高度，常稱為攝影行高；絕對航高是相對于平均海平面的航高，是指攝影物鏡在攝影瞬間的真實海拔高度。20. 攝影瞬間攝影機物鏡主光軸與鉛垂線之間的夾角，或者像片所在平面與水平面的夾角稱為像片傾角。21. 相鄰攝站間攝影中心的連線稱為攝影基線。22. 航空攝影是安裝在航攝飛機上的航攝儀從空中一定角度對地面物體進行攝影，飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應有30%左右的重疊度,航攝機在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。23. 把一條航線的航攝像片根據地物影像拼接起來，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現為彎彎曲曲的折線，稱

7、航線彎曲。24. 同一條航線內相鄰像片之間的影像重疊稱為航向重疊，重疊部分與整個像幅長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的影像重疊稱為旁向重疊，旁向重疊度要求30%左右。25. 航帶彎曲度是指航帶兩端像片主點之間的直線距離l與偏離該直線最遠的像主點到該直線垂距比的倒數，一般采用百分數表示。26. 相鄰兩像片的主點連線與像幅沿航帶飛行方向的兩框標連線之間的夾角稱為像片的旋偏角。27. 用一組假想的直線將物體向幾何面投射稱為投影。當投影射線會聚于一點時，稱為中心投影；當投影射線相互平行與投影平面成斜交的稱為斜投影；相互平行的投影射線與投影平面成正交的稱為正射投影。28.

8、透視變換（中心投影）中的特殊點、線、面及特性（p21-p23很重要）29. 透視變換作圖（p23-p26可能會有作圖題）透視變換作圖的基本規則：1、確定跡點。物面上直線與透視軸的交點。2、確定合點。過投影中心作物面上直線的平行線與合線的交點。3、確定線段端點的中心投影。跡點、合點連線與物面線段端點、投影中心連線的交點4、確定線段的中心投影。連接物面線段兩端點的中心投影，其連線即為物面上線段的中心投影。30. 像平面坐標系o-xy是影像平面內的直角坐標系，用以表示像點在像平面上的位置。以像主點為原點，其與航線方向一致的連線為x軸，航線方向為正向。（與框標坐標系的方向相同）31. 像空間坐標系s-

9、xyz是過渡坐標系的一種，用來表示像點在像方空間的位置。該坐標系以攝站點（或投影中心）s為坐標原點，攝影機的主光軸so為坐標系的z軸，垂直像片向上為正方向，像空間坐標系的x、y軸分別與像平面坐標系的x、y軸平行。32. 像空間輔助坐標系s-xyz是過渡坐標系的一種，以攝站點（或投影中心）s為坐標原點，以鉛垂方向（或設定的某一豎直方向）為z軸，并取航線方向為x軸。有利于改正沿航線方向累積的系統誤差。33. 攝影測量坐標系a-xpypzp是一種過渡坐標系，用來描述解析攝影測量過程中模型點的坐標。以地面上某一點a為坐標原點，而它的坐標軸與像空間輔助坐標軸平行。34. 物空間坐標系o-xtytzt是所

10、攝物體所在的空間直角坐標系。測繪中所用的是地面測量坐標系，為左手坐標系。它的xt軸指向正北方向，與大地測量中的高斯-克呂格平面坐標系相同，高程則以我國黃海高程系統為基準。35. 攝影測量中常用的坐標系有像平面坐標系、像空間坐標系、像空間輔助坐標系、攝影測量坐標系、地面測量坐標系和地面攝影測量坐標系。36. 確定攝影機的鏡頭中心相對于影像位置關系的參數，稱為影像的內方位元素。包括以下3個參數：像主點相對于影像中心的位置x0、y0以及鏡頭中心到影像面的垂距f（也稱主距）。37. 確定影像或攝像光束在攝影瞬間的空間位置和姿態的參數，稱為影像的外方位元素。包括以下6個參數：其中有3個是線元素，用于描述

11、攝影中心s相對于物方空間坐標系的位置xs，yx，zs；另外3個是角元素，用于描述影像面在攝影瞬間的空中姿態。俯仰角，滾動角，航偏角。38. 共線方程表達的是像點、投影中心與地面點之間的關系。39. 共線方程：為了對航攝像片進行解析處理，必須建立航空影像、地面目標和投影中心的數學模型。在理想情況下，像點、投影中心、物點位于同一條直線上，我們將以三點共線為基礎建立起來的描述這三點共線的數學表達式，稱之為共線條件方程式。如上圖所示，s為攝影中心，在某一規定的物方空間坐標系中其坐標為（xs,ys,zs），a為任一物方空間點，它的物方空間坐標為（xa,ya,za）。a為a在影響上的構像，相應的像空間坐標

12、和像空間輔助坐標分別為（x,y,-f）和（x,y,z）。攝影時s、a、a三點位于一條直線上，那么像點的像空間輔助坐標與物方點物方空間坐標之間有以下關系：xxa-xs=yya-ys=zza-zs=1則x=1xa-xs，y=1ya-ys，z=1(za-zs) 而像空間坐標與像空間輔助坐標有下列關系：xy-f=a1b1c1a2b2c2a3b3c3xyz將上式展開為x-f=a1x+b1y+c1za3x+b3y+c3zy-f=a2x+b2y+c2za3x+b3y+c3z再將第一個式子代入上式中，并考慮到像主點的坐標x0，y0，得x-x0=-fa1xa-xs+b1ya-ys+c1za-zsa3xa-xs+

13、b3ya-ys+c3za-zsy-y0=-fa2xa-xs+b2ya-ys+c2za-zsa3xa-xs+b3ya-ys+c3za-zs上式就是常見的共線條件方程式（簡稱共線方程）。式中： x，y為像點的像平面坐標；x0，y0，f為影像的內方位元素；xs，ys，zs為攝站點的物方空間坐標；xa，ya，za為物方點的物方空間坐標；ai，bi，ci（i=1，2，3）為影像的3個外方位角元素組成的9個方向余弦。共線條件方程的應用主要有：求像底點坐標；單像空間后方交會和多像空間前方交會；是構成數字投影的基礎；計算模擬航空影像數據；解析空中三角測量光束法平差中的基本數學模型；利用dem與共線方程制作數字

14、正射影像圖；利用dem與共線方程進行單幅影像測圖，等等。40. 有理函數模型（rfm）可以直接建立其像點和空間坐標之間的關系，不需要內外方位元素，回避成像的幾何過程，可以廣泛的應用于線陣影像的處理中。在rfm中由光學投影引起的畸變表示為一階多項式，而像地球曲率、大氣折射及鏡頭畸變等改正，由二階多項式逼近。高階部分的其他未知畸變用三階多項式模擬。41. 有理函數模型的特性：優點簡述如下：1、因為rfm中每一等式右邊都是有理數，所以rfm能得到比多項式模型更高的精度。另一方面，多項式模型次數過高時會產生振蕩，而rfm不會振蕩；2、眾所周知，在像點坐標中加入附加改正參數能提高傳感器模型的精度；3、r

15、fm獨立于攝影平臺和傳感器，這是rfm最誘人的特性；4、rfm獨立于坐標系統；有理函數的缺點：1、該定位方法無法為影像的局部變形建立模型；2、模型中很多參數沒有物理意義，無法對這些參數的作用和影響做出定性的解釋和確定；3、解算過程中可能會出現分母過小或者零分母，影響該模型的穩定性；4、有理多項式系數之間也有可能存在相關性，會降低模型的穩定性；5、如果影像的范圍過大或者有高頻的影像變形，則定位精度無法保證。42. 一個地面點在地面水平的水平像片上的構像與地面有起伏時或傾斜像片上構像的點位不同，這種點位的差異稱為像點位移。包括像片傾斜引起的位移和地形起伏引起的位移，其結果是使像片上的幾何圖形與地面

16、上的幾何圖形產生變形以及像片上影像比例尺處處不等。43. 利用平面相似變換等公式，將影像架坐標或掃描坐標變換為以影像上像主點為原點的像坐標系中的坐標，通常稱該變換為影像內定向。44. 現代航攝儀一般都具有48個框標，位于影像四邊中央的為機械框標，位于影像四角的為光學框標，它們一般對稱分布。45. 利用影像覆蓋范圍內一定數量的控制點的空間坐標與影像坐標，根據共線條件方程，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（單像空間后方交會）。46. 解求單張像片的外方位元素最少需要3個平高地面控制點。47. 單像空間后方交會的基本思想是：以單幅影像為基礎，從該影像所覆蓋地面范圍內若干控制

17、點的已知地面坐標和相應點的像坐標量測值出發，根據共線條件方程，解求該影像在航空攝影時刻的外方位元素xs，ys，zs，。（p36）48. 空間后方交會的計算過程：1、獲取已知數據。從攝影資料中查取影像比例尺1/m，平均攝影距離（航空攝影的航高）、內方位元素x0，y0，f；獲取控制點的空間坐標xt，yt，zt；2、量測控制點的像點坐標并進行必要的影像坐標系統誤差改正，得到像點坐標；3、確定未知數的初始值。單像空間后方交會必須給出待定參數的初始值，在豎直航空攝影且地面控制點大體對稱分布的情況下，可按某些方法確定初始值；4、計算旋轉矩陣r。利用角元素近似值計算方向余弦值，組成r陣；5、逐點計算像點坐標

18、的近似值。利用未知數的近似值按共線條件方程式計算控制點像點坐標的近似值（x），（y）；6、逐點計算誤差方程式的系數和常數項，組成誤差方程式；7、計算法方程的系數矩陣ata與常數項atl，組成法方程式；8、解求外方位元素。根據法方程，解求外方位元素改正數，并與相應的近似值求和，得到外方位元素新的近似值；9、檢查計算是否收斂。將所求得的外方位元素的改正數與規定的限差比較，通常對，的改正數，給予限差，當3個改正數都小于限差時，迭代結束。否則用新的近似值重復48步驟的計算，直到滿足要求為止。（p42圖2-5-1）49. 航攝像片與地形圖有什么區別？答：1）投影方式不同 航攝像片是中心投影；地形圖是正射

19、投影；2）航片存在兩項誤差 相片因傾斜引起的像點位移；地形起伏引起的像點位移；3）比例尺不同 地圖有統一的比例尺；像片無統一比例尺；4）表示方法不同 地圖為線劃圖像；航片為影像圖；5)表示內容不同 地圖需綜合考慮；像片為全部影像；6）幾何上的不同。50. 傾斜位移的特性？答：在傾斜像片上從等角點出發，引向任意兩個像點的方向線，他們之間的夾角與水平像片上相應的方向之間，即水平地面上相應方向之間的夾角恒等。51. 航空攝影中，為什么要求相鄰像片之間以及相鄰航線之間有一定的重疊？答：為便于立體測圖及航線間的接邊，除航攝像片要覆蓋整個測區外，還要求像片間有一定的重疊，航向重疊一般要求在60%以上，旁向

20、重疊要求在30%以上。地面起伏大時，重疊度還要大，才能保持像片立體量測與拼接。52. 航攝像片有哪幾個內、外方位元素，各有何用？答：內方位元素包括三個參數，即攝影中心s到像片的垂距(主距)f及像主點o在像框標坐標系中的坐標x0, y0，用其來恢復攝影光束。確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態的參數，稱為外方位元素，一張的外方位元素包括六個參數，其中有三個是直線元素，用于描述攝影中心s相對于物方空間坐標系的位置；另外三個是角元素，用于表達像片面的空間姿態。53. 攝影測量中常用的坐標系有哪些？答：攝影測量中常用的坐標系有兩大類。一類是用于描述像點的位置，稱為像方空間坐標系；另一類是用于描述地面

21、點的位置，稱為物方空間坐標系。1、 像方空間坐標系1） 像平面坐標系；2）像空間坐標系；3）像空間輔助坐標系；2、 物方空間坐標系1）攝影測量坐標系；2）地面測量坐標系；3）地面攝影測量坐標系：由于攝影測量坐標系采用的是右手系，而地面測量坐標系采用的是左手系，這給由攝影測量坐標到地面測量坐標的轉換帶來了困難。為此，在攝影測量坐標系與地面測量坐標系之間建立一種過渡性的坐標系，稱為地面攝影測量坐標系，用d-xtpytpztp表示，其坐標原點在測區內的其一地面點上。54. 攝影測量中，為什么要把像空間坐標變換為像空間輔助坐標？答：由于將像平面坐標求像點的像空間坐標時，每張相片的像空間坐標系不統一，給

22、計算帶來困難。因此建立相對統一的像空間輔助坐標系。第三章 雙像立體測圖55. 攝影測量中，立體像對的同名像點在各自像平面坐標系中坐標的橫坐標之差為左右視差；同樣縱坐標之差為上下視差。56. 當人眼同時觀察點a與附近的點b時，a點的左右視差與b點的左右視差之差，稱之為生理視差。57. 相鄰攝影基站所拍攝的具有一定重疊度的兩張像片組成立體像對。58. 當左、右眼各看立體像對中一張相應像片時（即左眼看左片，右眼看右片），就可感覺到與實物一樣的地面景物存在，在眼中同樣產生生理視差，能分辨出物體的遠近。這種觀察立體像對得到地面景物立體影像的立體感覺稱為人造立體視覺。59. 形成人造立體視覺的條件：1、由

23、兩個不同攝站點攝取同一景物的一個立體像對；2、一只眼睛只能觀察像對中的一張像片，即雙眼觀察像對時必須保持兩眼分別只能對一張像片觀察，這一條件稱之為分像條件；3、兩眼各自觀察同一景物的左、右影像點的連線應與眼基線近似平行；4、像片間的距離應與雙眼的交會角相適應；5、兩比例尺相近（差別小于15%）。60. 像對的立體觀察方式：立體鏡觀察立體方式和重疊影式觀察立體方式，其中后者包括互補色法、光閘法、偏振光法和液晶閃閉法。61. 立體像對的相對定向就是要恢復攝影時相鄰兩影像攝影光束的相互關系，從而使同名光線對對相交。相對定向的方法有兩種：一種是單獨像對相對定向，它以兩影像的基線為基準，采用兩幅影像的角

24、元素運動實現相對定向，其定向元素為（1，1，2，2，2）；另一種是連續像對像對定向，它以左影像為基準，采用右影像的直線運動和角運動實現相對定向，其定向元素為（by，bz，2，2，2）。62. 相對定向完成的標志是模型點在統一的輔助坐標系中坐標u、v、w的求出。63. 攝影測量中，為了恢復立體像對的兩張像片之間的相互位置關系，可以根據左右像片上的同名像點位于同一核面的幾何條件，采用相對定向方法來實現，最少需要量測5對同名像點。64. 兩種常用的相對定向元素系統的特點及相對定向元素。/3/65. 描述兩張像片相對位置和姿態關系的參數，稱為相對定向元素。一般相對定向元素為5個。66. 恢復立體像對左

25、右像片的相互位置關系依據的是共面條件方程。67. 連續像對相對定向元素解算過程（p58圖3-2-2）68. 同一地面點發出的兩條光線經左右攝影中心在左右像片上構成的像點稱為同名像點。69. 分別由相鄰兩攝站間的攝影中心發射的相交于地面同一點的兩條光線，稱為同名光線。70. 通過立體像對的攝影基線s1s2與任一物方點a所作的平面wa稱為通過點a的核面。通過像主點的核面稱為主核面。核面與影像面的交線稱為核線。一條核線上的任一點其在另一幅影像上的同名像點必定位于其同名核線上。71. 確定同名核線的方法基本上可以分為兩類：一是基于數字影像的幾何糾正；二是基于共面條件。72. 由立體像對左右兩影像的內、

26、外方位元素的和同名像點的影像坐標量測值來確定該點的物方空間坐標（某一暫定三維坐標系里的坐標或地面測量坐標系坐標），稱做立體像對的空間前方交會。73. 利用物空間坐標為已知的控制點來確定空間輔助坐標系與實際物空間坐標系之間的變換關系，稱為立體模型的絕對定向。74. 絕對定向的目的是把模型點的攝影測量坐標轉化為物空間坐標（將單元模型納入到物空間坐標系中）。75. 對立體模型的絕對定向而言，需經過3個角度的旋轉，一個比例尺的縮放和3個坐標方向的平移，才能將模型點的空間輔助坐標變換為物空間坐標。76. 坐標的重心化是區域網平差中經常采用的一種數據預處理方法，它的目的有兩個：一是減少模型點坐標在計算過程

27、中的有效位數，以保證計算的精度；二是采用了重心化坐標以后，可使法方程式的系數簡化，個別項的數值變成零，部分未知數可以分開求解，從而提高了計算速度。77. 絕對定向的解算實際上就是要確定空間相似變換的7個待定參數，至少需要列出7個誤差方程式。在航空攝影測量中，這需要利用最少兩個平面高程控制點和一個高程控制點。若有多余的控制點，便可按最小二乘法原理來解算。78. 絕對定向的解算過程如下：1、確定待定參數的初始值：0=0=0=0，0=1，x=y=z=0；2、計算地面攝測坐標系重心的坐標和重心化的坐標；3、計算空間輔助坐標系重心的坐標和重心化的坐標；4、計算常數項；5、計算誤差方程式系數；6、逐點法化

28、及法方程式求解；7、計算待定參數的新值；8、判斷d，d，d是否均小于給定的限值。若大于限值，則重復步驟38，否則計算過程結束。79. 雙像解析攝影測量：按照立體像對與被攝物體的幾何關系，以數學計算方式，通過計算機解求被攝物體的三維空間坐標的方法，稱為雙像解析攝影測量。80. 雙像解析攝影測量的任務是利用解析計算方法處理立體像對，獲取地面點的三維空間信息。81. 雙像解析攝影測量的三種解法：后方交會-前方交會解法：首先利用控制點的物方空間坐標與像坐標由單像空間后方交會求出左、右影像的外方位元素，然后再根據待定同名點的像點坐標與外方位元素，利用空間前方交會方法求出待定點的物方空間坐標。相對定向-絕

29、對定向解法：先通過解求立體像對的相對定向元素，按前方交會方法計算得到模型點的空間輔助坐標以后，利用至少兩個平面高程控制點和一個高程控制點進行單元模型的絕對定向，再由絕對定向參數求得待定點的物方空間坐標。一步定向法（光束法嚴密解法）：無需經過相對定向和絕對定向兩個步驟，先分別求出兩幅影像的外方位元素然后再作前方交會，再將參數與物方空間點坐標在一個整體內進行，理論較為嚴密。82. 雙像解析攝影測量的三種方法的比較與應用：1、后交-前交解法的前交的結果依賴于空間后方交會的精度，前交過程中沒有充分利用多余條件進行平差計算；相對定向-絕對定向解法的計算公式比較多，最后的點位精度取決于相對定向和絕對定向的

30、精度，用這種方法的解算結果不能嚴格表達一幅影像的外方位元素；一次定向解法的理論最嚴密、精度最高，待定點的坐標是完全按最小二乘法原理解求出來的。基于上述原因，第一種方法往往在已知影像的外方位元素、需確定少量的待定點坐標時采用；第二種方法往往在航帶法解析空中三角測量中應用；第三種方法在光線束法解析空中三角測量中應用。當然，三種方法均可在機助和機控攝影測量系統中得到應用。第四章 解析空中三角測量83. 解析空中三角測量指的是用攝影測量解析法確定區域內所有影像的外方位元素。也稱攝影測量加密。84. 空中三角測量：利用航攝像片與所攝目標之間的空間幾何關系，根據少量像片控制點，計算待求點的平面位置、高程和

31、像片外方位元素的測量方法。85. 攝影測量方法測定點位坐標的意義在于：1、不需直接觸及被量測的目標或物體，凡是在影像上可以看到的目標，不受地面通視條件限制，均可以測定其位置和幾何形狀；2、可以快速地在大范圍內同時進行點位測定，從而可節省大量的野外測量工作量；3、攝影測量平差計算時，加密區域內部精度均勻，且很少受區域大小的影響。86. 攝影測量加密方法（解析空中三角測量）的應用：1、為立體測繪地形圖、制作影像平面圖和正射影像圖提供定向控制點和內、外方位元素；2、取代大地測量方法，進行三、四等或等外三角測量的點位測定（要求精度為厘米級）；3、用于地籍測量以測定大范圍內界址點的國家統一坐標，稱為地籍

32、攝影測量，以建立坐標地籍（要求精度為厘米級）；4、單元模型中解析計算大量點的地面坐標，用于諸如數字高程模型采樣或樁點法測圖；5、解析法地面攝影測量，例如各類建筑物變形測量、工業測量以及用影像重建物方目標等。此時，所要求的精度往往較高。87. 概括起來講，解析空中三角測量的目的可以分為兩個方面：第一是用于地形測圖的攝影測量加密；第二是高精度攝影測量加密，用于各種不同的應用目的。88. 解析空中三角測量的分類：從傳統方法上講，根據平差中采用的數學模型可分為航帶法、獨立模型法和光束法。航帶法是通過相對定向和模型連接先建立自由航帶，以點在該航帶中的攝影測量坐標為觀測值，通過非線性多項式中變換參數的確定

33、，使自由網納入所要求的地面坐標系，并使公共點上不符值的平方和為最小。獨立模型法平差是先通過相對定向建立起單元模型，以模型點坐標為觀測值，通過單元模型在空間的相似變換，使之納入到規定的地面坐標系，并使模型連接點上殘差的平方和為最小。光束法是直接由每幅影像的光線束出發，以像點坐標為觀測值，通過每個光束在三維空間的平移和旋轉，使同名光線在物方最佳地交會在一起，并使之納入規定的坐標系，從而加密出待求點的物方坐標和影像的方位元素。根據平差范圍的大小，解析空中三角測量可分為單模型法、單航帶法和區域網法。89. 獲取影像連接點的方式有人工轉刺點、儀器轉刺點、標志點、利用地面明顯地物點、數字影像匹配轉點等五種

34、。90. 像點坐標的系統誤差主要是由攝影材料的變形、攝影物鏡畸變、大氣折光以及地球曲率諸因素引起的。91. 傳統的量測像點坐標的儀器主要有立體坐標量測儀、單像坐標量測儀和解析測圖儀。92. 航帶法空中三角測量的基本思想：首先要把許多立體像對所構成的單個模型連接成航帶模型，然后把一個航帶模型視為一個單元模型進行解析處理最后進行模型的非線性改正，才能得到較為滿意的結果。93. 航帶法空中三角測量的主要工作流程為：1、像點坐標的量測和系統誤差改正；2、像對的相對定向；3、模型連接及航帶網的構成；4、航帶模型的絕對定向；5、航帶模型的非線性改正。94. 航帶法空中三角測量中的自由航帶網的構成主要包括像

35、對的相對定向和模型連接兩部分內容。模型連接的實質就是求出相鄰模型之間的比例尺歸化系數。95. 航帶法區域網平差的基本思想是：首先，按單航帶的方法將每條航帶構成自由網，然后用本航帶的控制點及與上一條相鄰航帶的公共點，進行本航帶的三維線性變換，把整個區域內的各條航帶都納入到統一的攝影測量坐標系中，然后各航帶按非線性變形改正公式同時解算各航帶的非線性改正系數。96. 航帶法區域網平差的主要計算過程：1、建立自由比例尺的航帶網；2建立松散的區域網；3、區域網整體平差。97. 獨立模型法區域網空中三角測量的基本思想：把一個單元模型視為剛體，利用各單元模型彼此間的公共點連成一個區域，在連接過程中，每個單元

36、模型只能作平移、縮放、旋轉，這樣的要求只有通過單元模型的三維線性變換來完成。最后按最小二乘原理求得待定點的地面攝測坐標。98. 獨立模型法區域網空中三角測量的主要內容包括：1、求出各單元模型中模型點的坐標，包括攝站點坐標；2、利用相鄰模型之間的公共點和所在模型中的控制點，對每個模型各自進行空間相似變換，列出誤差方程式及法方程式；3、建立全區域的改化法方程式，并按循環分塊法求解，求得每個模型的7個參數；4、由已經求得的每個模型的7個參數，計算每個模型中待定點平差后的坐標。若為相鄰模型的公共點，則取其平均值作為最后結果。99. 光束法區域網空中三角測量的基本思想：以一幅影像所組成的一束光線作為平差

37、的基本單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎方程。通過各個光線束在空間的旋轉和平移，使模型之間公共點的光線實現最佳的交會，并使整個區域最佳地納入到已知的控制點坐標系統中去。在具有多于觀測的情況下，由于存在著像點坐標量測誤差，所謂的相鄰影像公共交會點坐標應相等，和控制點的加密坐標與地面量測坐標應一致。100. 光束法區域網空中三角測量的基本內容：1、各影像外方位元素和地面點坐標近似值的確定；2、從每幅影像上的控制點和待定點的像點坐標出發，按每條攝影光線的共線條件方程列出誤差方程式；3、逐點法化建立改化法方程式，按循環分塊的求解方法先求出其中的一類未知數，通常是先求得每幅影像的外方位元素；4、空

38、間前方交會求得待定點的地面坐標，對于相鄰影像公共交會點應取其均值作為最后結果。101. 解析空中三角測量中的三種區域網平差方法的比較：航帶法采用分步近似平差，不嚴密，精度較差，計算速度快，可以提供初始值；獨立模型法較航帶法嚴密，計算較費時，不能很好地消除系統誤差的影響，對粗差有較好的抵抗力；光束法理論最嚴密，精度較高，成為解析空三的主流方法，計算量最大，以像點坐標為觀測值，對系統誤差反映最敏感，通過自檢校法消除系統誤差，達到厘米級精度，可方便地加入粗差檢測，對粗差有較好的抵抗能力。（p92圖4-6-2）102. 把待定點的坐標改正數視為隨機變量，在最小二乘平差計算中，求出坐標改正數的方差-協方

39、差矩陣而得到的精度稱為理論精度；利用大量的野外實測控制點作為解析空中三角測量的多余檢查點，將平差計算所得該點的坐標與野外實測坐標比較，其差值視為真誤差，由這些真誤差計算出點位坐標精度，稱為實際精度。103. 解析空中三角測量控制點布設的原則：1、平面控制點應采用周邊布點；2、高程控制點應布成鎖形；3、當信噪比較大時，光束法區域網平差可利用附加參數的自檢校平差來補償影像系統誤差；4、在區域網平差中可用來代替地面控制點的非攝影測量觀測值主要是導航數據，如gps定位系統提供的攝站坐標；5、為了提高區域網的可靠性，控制點可布成點組；6、在不增加控制點的情況下，通過擴大平差區域范圍，可以提高加密精度和可

40、靠性。104. pos：機載定位定向系統pos是基于全球定位系統gps和慣性測量裝置imu的直接測定影像外方位元素的現代航空攝影導航系統，可用于在無地面控制或僅有少量地面控制點情況下的航空遙感對地定位和影像獲取。105. 自動空中三角測量的基本原理：利用模式識別和多影像匹配等方法代替人工在影像上自動選點與轉點，同時自動獲取像點坐標，提供給區域網平差程序解算，以確定加密點在選定坐標系中的空間位置和影像的定向參數。106. 解析空中三角測量的系統誤差有：攝影物鏡的畸變差、攝影材料的變形、軟片的壓平誤差、地球曲率和大氣折光、量測系統的誤差以及作業員的系統誤差等。107. 補償系統誤差的方法：試驗場檢

41、校法、驗后不補償法、自檢校法。其中，自檢校法是補償系統誤差最有效的方法。108. 聯合平差指的是在攝影測量平差中使用了更一般的原始的非攝影測量觀測值或條件。109. 非攝影測量信息的分類：物方空間的大地測量觀測值、影像外方位元素觀測值或條件、影像內方位元素觀測值、一組攝影測量點應滿足的條件。110. gps輔助空中三角測量是利用載波相位差分gps動態定位技術獲取影像獲取時的攝站三維坐標，將其作為附加觀測值引入攝影測量區域網平差中，整體確定物方點坐標和像片方位元素并對其質量進行評定的理論和方法。（p102）111. 粗差是人為因素引起的誤差如讀數誤差或記錄誤差等，它具有偶然性，但在數值上比偶然誤

42、差大得多。112. 內可靠性表示可檢測觀測值中粗差的能力。通常用可檢測出租差的最小值或可檢測出粗差的下限值來衡量，下限值越小，內可靠性越好。113. 外可靠性表示不可檢測的粗差對平差結果或平差結果函數的影響。如果不可檢測的粗差對結果的影響小，表明外可靠性好。第五章 數字影像與特征提取114. 數字影像的特征可分為點狀特征、線狀特征和面狀特征，因而特征提取算子又可分為點特征提取算子與線特征提取算子，而面狀特征主要是通過區域分割來獲取。115. 直方圖是指對應于每個灰度值、求出圖像中具有該灰度值的像素數或頻數占總像素數的比率)的圖形，一般用橫軸代表灰度值，縱軸代表像素數或頻數。116. 影像數字化

43、包括采樣和量化兩項內容。117. 對實際連續函數模型離散化的量測過程就是采樣；獲得不位于采樣點上的灰度值的過程稱為重采樣。118. 由于采樣過程得到的每個點的灰度值不是整數，將各點的灰度值取為整數，這一過程稱為影像灰度的量化。119. 重采樣的常用三種方法：最鄰近像元法、雙線性插值法、雙三次卷積法。120. 分析對比常用的三種影像重采樣方法。最鄰近像元法最簡單，計算速度快且能不破壞原始影像的灰度信息。但其幾何精度較差。最大可達0.5像元。雙線性內插值法計算量較大，但縮放后圖像質量高，不會出現像素值不連續的情況。由于雙線性插值具有低通濾波器的性質，使高頻分量受損，所以可能會使圖像輪廓在一定程度上

44、變得模糊。雙三次卷積方法幾何精度最好，但計算工作量大，計算時間較長，較費時，在一般值況下用雙線性插值法較宜。121. 特征提取算法（p128）原理、過程。122. 基于特征的影像匹配算法適用于哪幾種場合？答：1、待匹配的點位于低反差區內，如林區；2、匹配目的是只需要配準某些“感興趣”的點線或面；3、在大比例尺城市航空攝影測量中，大多數對象是人工建筑物，此時由于影像的不連續、陰影與被遮蔽等原因，基于灰度匹配的算法也難以適應。第六章 影相匹配基礎理論與算法123. 影像相關是利用互相關函數，評價兩塊影像的相似性以確定同名點。其原理即首先取出以待定點為中心的小區域中的影像信號，然后取出其在另一影像中

45、相應區域的影像信號，計算兩者的相關函數，以相關函數最大值對應的相應區域中心點為同名點。124. 電子相關就是采用電子線路構成的相關器來實現影像相關的功能。電子相關器的最大優點是實時響應。125. 光學相關是光學信息處理的一部分，它的理論基礎是光的干涉和衍射以及由此而導出的一個透鏡的傅立葉變換特性。它有很多優點，如裝置的結構簡單，可處理的數據量大等。126. 數字相關是利用計算機對數字影像進行數值計算的方式完成影像的相關。127. 影像匹配：影像匹配即通過一定的匹配算法在兩幅或多幅影像之間識別同名點的過程。128. 影像匹配實質上是在兩幅影像之間識別同名點，它是計算機視覺及數字攝影測量的核心問題

46、。常見的五種基本匹配算法：相關函數（矢量數積）、協方差函數（矢量投影）、相關系數（矢量夾角）、差平方和（差矢量摸）、差絕對值和（差矢量分量絕對值和）（p152算法原理得了解了解）。129. 最小二乘影像匹配原理與方法（p161）老師如果考慮我們地信專業對最小二乘方法的不太了解的話，不會考。130. 基于灰度的影像相關的基本方法有相關系數法、協方差法和高精度最小二乘影相匹配。131. 單點最小二乘影像匹配的過程：1、幾何變形改正；2、重采樣；3、輻射畸變改正；4、計算左方影像窗口與經過幾何、輻射改正后的右方影像窗口的灰度陣列之間的相關系數，判斷是否需要繼續迭代；5、采用最小二乘影像匹配，解求變形參數的改正值；6、計算變形參數；7、計算最佳匹配的點位。132. 影像匹配的精度與相關系數有關，相關系數越大則精度越高。133. 特征匹配的步驟：1、特征提取；2、利用一組參數對特征作描述；3、利用參數進行