1攝影測量學2航向重疊3單像空間后方交會4相對行高5像片糾正6解析空中三角測量7透視平面旋轉定律8外方位元素9核面10絕對定向元素一、填空1攝影測量的基本問題，就是將_________轉換為__________。2物體的色是隨著__________的光譜成分和物體對光譜成分固有不變的________、__________、和__________的能力而定的。3人眼產生天然立體視覺的原因是由于_________的存在。4相對定向完成的標志是__________。5光束法區域網平差時，若像片按垂直于航帶方向編號，則改化法方程系數陣帶寬為_______，若按平行于航帶方向編號，則帶寬為_________。三、簡答題1兩種常用的相對定向元素系統的特點及相對定向元素。2傾斜位移的特性。3單行帶法相對定向后，為何要進行比例尺歸化？為何進行？4獨立模型法區域網平差基本思想。5何謂正形變換？有何特點？四、論述題1空間后方交會的結算步驟。2有三條航線，每條航線六張像片組成一個區域，采用光束法區域網平差。寫出整體平差的誤差方程式的一般式。將像片進行合理編號，并計算帶寬，內存容量。請畫出改化法方程系數陣結構簡圖。A卷答案：一、1是對研究的對象進行攝影，根據所獲得的構想信息，從幾何方面和物理方面加以分析研究，從而對所攝影的對象本質提供各種資料的一門學科。2供測圖用的航測相片沿飛行方向上相鄰像片的重疊。3知道像片的內方位元素，以及三個地面點坐標和量測出的相應像點的坐標，就可以根據共線方程求出六個外方位元素的方法。4攝影瞬間航攝飛機相對于某一索取基準面的高度。5將中心投影轉換成正射投影時，經過投影變換來消除相片傾斜所引起的像點位移，使它相當于水平相片的構象，并符合所規定的比例尺的變換過程。6是將建立的投影光束，單元模型或航帶模型以及區域模型的數字模型，根據少數地面控制點，按最小二乘法原理進行平差計算，并求加密點地面坐標的方法。7當物面和合面分別繞透視軸合線旋轉后，只要旋轉地角度相同，則投影射線總是通過物面和像面的統一相對應點。8用以確定攝影瞬間攝影機或像片空間位置，即攝影光束空間位置的數據。9通過攝影基線與任意物方點所作的平面稱作通過該點的核面。10確定相對定向所建立的幾何模型比例尺和恢復模型空間方位的元素。二、1中心投影的像片、正射投影的地形圖。2照射光線、吸收、反射、透視3生理視察4模型點在統一的輔助坐標系中坐標U、V、W的求出。52N+2、N+3三、答：連續法相對定向是以左方相片為基準，求出右方相片相對于左方像片的相對方為元素。右像點在中的坐標為零。中的u與B重合，v軸與左相片的主核面相垂直，w軸在左像片的主核面內，右像空間輔助坐標系中的軸與軸重合，與平行，因而為零。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。3答：a因為每個像對模型的比例尺是按照其相對定向時所取的bu而定的，為建立航帶模型從而應將各像對模型歸化到統一的比例尺中。b以第一個像對模型比例尺為基準，在模型連接時，利用重疊區的公共點，比較公共點在相鄰模型上的空間輔助坐標w，求得模型歸化比例系數k，借助k使后一像對模型的比例尺歸化到前一對像對模型的比例尺中。4答：獨立模型法區域網平差以單元模型為為平差單元。其中單元模型是獨立地在各自的像空間輔助坐標系中建立的，在整體區域網平差時，根據地面控制點的攝影測量坐標和地面坐標相等以及相鄰模型公共點，包括公共攝影站點在內，他們各自單元模型上的測量坐標應該相等的原則，確定每一個單元的旋轉，縮放和平移，已取得在區域中的最或是值，從而求出各加密點的地面坐標5答：圖形的變換前后保持局部相似性。攝影測量學習題一、名詞解釋像片比例尺：像片上的線段l與地面上相應線段的水平距L之比。絕對航高：攝影物鏡相對于平均海平面的航高，指攝影物鏡在攝影瞬間的真實海拔高度。相對航高：攝影物鏡相對于某一基準面的高度4、像點位移：一個地面點在地面水平的水平像片上的構象與地面有起伏時或傾斜像片上構象的點位不同，這種點位的差異稱為像點位移攝影基線：航線方向相鄰兩個攝影站點的空間距離航向重疊：同一航帶內相鄰像片之間的影像重疊稱為航向重疊旁向重疊：兩相鄰航帶像片之間也需要有一定的影像重疊，這種影像重疊稱為旁向重疊像片傾角：攝影瞬間攝影機物鏡主光軸偏離鉛垂線的夾角像片的方位元素：確定攝影瞬間攝影物鏡（攝影中心）與像片在地面設定的空間坐標系中的位置與姿態的參數，即確定這三者之間相關位置的參數。像片的內方位元素：確定攝像機的鏡頭中心相對于影像位置關系的參數像片的外方位元素：確定影像或攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態的參數相對定向元素：確定像對中兩像片之間相對位置所需的元素絕對定向元素：確定單張像片或立體模型在地面坐標系中方位和大小所需的元素單像空間后方交會：利用影像覆蓋范圍內一定數量的控制點空間坐標與影像坐標，根據共線條件方程，反求該影響的外方位元素，這種方法稱為單幅影像的空間后方交會空間前方交會：由立體相對左右兩影像的內、外方位元素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統里的坐標或地面量測坐標系坐標），稱為立體像對的空間前方交會雙像解析攝影測量：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?？罩腥菧y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、高程和像片外方位元素的測量方法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。影像的灰度：規則格網排列的離散陣列數字影像的重采樣：當欲知不位于矩陣（采樣）點上的原始函數個（x,y）的數值時就需要進行內插，此時稱為重采樣影像匹配：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。核線相關：利用立體像對左、右核線上的灰度序列進行的影像相關像片糾正：通過投影轉換，將傾斜像片變換成規定比例尺水平像片的作業過程。數字正射影像圖DOM：（DigitalOrthophotoMap）是以航攝像片或遙感影像（單色/彩色）為基礎，經掃描處理并經逐像元進行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，按地形圖范圍裁剪成的影像數據，并將地形要素的信息以符號、線畫、注記、公里格網、圖廓（內/外）整飾等形式填加到該影像平面上，形成以柵格數據形式存儲的影像數據庫。立體像對：從不同攝站攝取的具有重疊影像的一對像片。立體正射影像對：為了從立體觀察中獲得直觀立體感，為正射影像制作出一幅立體匹配片，正射影像和相應立體匹配片共同稱為立體正射影像對二、填空4D產品是指DEM、DLG、DRG、DOM。攝影測量按用途可分為地形攝影測量、非地形攝影測量。攝影測量學的發展經過了模擬攝影測量、解析攝影測量、數字攝影測量三個階段。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。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。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。共線方程表達的是像點、投影中心與地面點之間關系。立體攝影測量基礎是共面條件方程。攝影是根據小孔成像原理。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。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，稱航線彎曲。航攝像片為量測像片，有光學框標和機械框標。地圖是地面的正射投影，像片是地面的中心投影。在像空間坐標系中，像點的z坐標值都為-f。一張像片的外方位元素包括：三個直線元素(Xs、Ys、Zs）：描述攝影中心的空間坐標值；三個角元素(、、))：描述像片的空間姿態。相對定向的理論基礎、目的、標準是兩像片上同名像點的投影光線對對相交。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。在攝影測量中，一個立體像對的同名像點在各自的像平面坐標系的x、y坐標之差，分別稱為左右視差、上下視差。解析法相對定向的理論基礎是同名光線對對相交于核面內。解析絕對定向需要量測2個平高和1個高程以上的控制點，一般是在模型四個角布設四個控制點。解析空中三角測量按數學模型分為航帶法、獨立模型法、光束法。根據選擇的插值函數的不同，常用的影像重采樣方法有最鄰近像元法、雙線性內插法、雙三次卷積法。影像灰度的系統變形有兩大類：輻射畸變、幾何畸變。列出3種精度較高的線特征提取算法：算子、算子、算子。三、判斷：航攝像片上任何一點都存在像點位移?！汤脝螐埾衿芮蟪龅孛纥c坐標?！晾昧Ⅲw像對可以確定物點的空間坐標?！糖蠼庀鄬Χㄏ蛟?，需要地面控制點?！两^對定向元素也被稱為相似變換參數?！讨灰谝粭l航帶十幾個像對中，或幾條航帶構成的一個區域網中，測少量外業控制點，在內業用解析攝影測量的方法加密出每個像對所要求的控制點，然后就可以用于測圖?！棠壳皵底謹z影測量系統可以全自動化地提取目標。正射影像的缺點是不包含第三維信息（高程信息）?！趟?、簡答攝影測量的主要特點是什么？1)無需接觸物體本身，因而較少受到周圍環境與條件的限制2）二維影像重建三維模型3）面采集數據方式4）同時提取物體的幾何與物理特征航空攝影機也被稱為量測攝影機，它有什么特征？量測攝影機的像距是一個固定的已知值。攝影機的像面框架上有框標標志。量測攝影機的內方位元素是已知的。攝影測量常用的坐標系統有哪些？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；物空間坐標系航攝像片與地形圖有什么區別？投影方式不同航攝像片是中心投影；地形圖是正射投影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a方法不(XX同)地圖為b(Y線劃Y)圖像c(Z；貥Z片為影像圖)x5)表示f內1容不同S地圖需1綜合考慮；S 1 像片為全S部影像a(XX)b(YY)c(ZZ)6）幾何上3的不同S3 S 3 S5y、請寫fa出2(共線XX方程S)式b2，(Y并回YS答)：若已知c2(ZZ像片的內外方S)位元素及地面點的三維坐標，可以求相a3(X應X的像點坐標S)b3(YY嗎S？)若已知c3(Z像片的內外方ZS)位元素及像點坐標時，可以求相當需應顧及的三維的物點坐標內方位元素時，可嗎？表示為：a(XX)b(YY)c(ZZ)x－x0fa1(XXS)b1(YYS)c1(ZZS) 3 S 3 S 3 Sa(XX)b(YY)c(ZZ)y－yf2 S 2 S 2 S 0 a3(XXS)b3(YYS)c3(ZZS)共線條件方程有哪些應用？單向空間后方交會和多像空間前方交會；解析空中三角測量光束法平差中的基本數學模型；構成數字投影的基礎；計算模擬影像數據（已知影像內外方位元素和物點坐標求像點坐標）；利用數字高程模型（DEM）與共線方程制作正射影像；利用DEM與共線方程進行單幅影像畫圖；求像底點坐標。人造立體視覺必須符合哪幾個自然界立體觀察的條件？由兩個不同攝站點攝取同一景物的一個立體像對；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；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；像像片間的距離應與雙眼的交會角相適應；兩片比例尺相近（差別<15%）。請說明利用立體像對重建立體模型的一般過程。內定向2）恢復像對的外方位元素：相對定向、絕對定向連續像對和獨立像對的坐標系統和定向元素有何不同？連續像對的坐標系統是像空間輔助坐標系獨立像對坐標系統是右手空間直角坐標系連續法相對定向元素By，Bz，，，單獨法相對定向元素1，1，2，2，2請對雙像解析攝影測量的三種解法進行比較。后方-前方交會法：空間前方交會的結果依賴于空間后方交會的精度，空間前方交會中沒有充分利用多余條件平差；相對定向-絕對定向法：計算公式多，最后的點位精度取決于相對定向和絕對定向的精度，用這種方法解算的結果不能嚴格表達一幅影像的外方位元素；一步定向法：理論嚴密、求解精度高，待定點的坐標是按最小二乘準則求得的。為了求解相對定向元素，是否需要地面控制點？為什么？不需要。因為只需要量測至少5對同名像點的像點坐標即可按相對定向誤差方程求出相對定向元素像點坐標有哪些系統誤差？攝影材料變形、攝影機物鏡畸變、大氣折光、地球曲率簡述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。簡述數字微分糾正的原理。從原始的非正射投影的數字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區域逐一進行，且使用的是數字方式處理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變得模糊。前兩種方法幾何精度較好，但計算時間較長，特別是雙三次卷積法較費時，在一般值況下用雙線性插值法較宜。列出幾種常見的點特征提取算法。1）Moravec算子2）Forstner算子3）Harris角點提取算法4）SUSAN算子什么是數字微分糾正？簡述線性陣列影像數字微分糾正的常用方法，并指出其原理與航空影像的數字微分糾正有何不同？根據有關的參數與數字地面模型，利用相應的構像方程式，或按一定的數學模型用控制點解算，從原始非正射投影的數字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區域逐一進行糾正，且使用的是數字方式處理，故叫做數字微分糾正或數字糾正。線性陣列影像數字微分糾正常用方法：間接法糾正，直接法糾正、直接法與間接法相結合的糾正、多項式糾正、基于有理多項式模型的高分辨率遙感影像糾正。線性陣列影像數字微分糾正的基本原理：每條影像的外方位元素已知，行內中心投影，行間正射投影。敘述GPS輔助空中三角測量的基本原理，并說明其優點。GPS輔助空中三角測量是指利用機載GPS接收機與地面基準站的GPS接收機，至少兩臺GPS信號接收機同步、快速、連續地觀測GPS衛星信號、同時獲取航空攝影瞬間航攝儀快門開啟脈沖，經過GPS載波相位測量差分定位技術的離線數據后處理，獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標，然后將其視為附加觀測值引入攝影測量區域網平差中，以取代(或減少)地面控制，經采用統一的數學模型和算法來整體確定目標點位和像片方位元素，并對其質量進行評定的理論、技術和方法。一、填空題（每空1分，共15分）模擬攝影測量、解析攝影測量、全數字攝影測量原點、單位、坐標軸的方向3、194.4、97.24、像點、瞬時攝影中心5、56、影像匹配7、DOM(數字正射影像圖)、DEM(數字高程模型)、DRG(數字柵格地圖)、DLG(數字線劃地圖)單選題（在下列各小題中的備選答案中，請把你認為正確答案的序號填入題干的括號內，每題2分，共20分）。1、C2、C3、C4、C5、B6、A7、B8、A9、D10、A判斷題（下列各題，你認為正確的，請在題干的括號內打“√”。錯的打“×”。每題1.5分，共15分）。1、×2、×3、×4、√5、√6、√7、√8、×9、×10、√四、名詞解釋（每題3分，共18分）攝影測量學攝影測量學是通過影像研究信息的獲取、處理、提取合成果表達的一門信息科學。傳統的攝影測量學是利用光學攝影機攝得得影像，研究和確定被攝物體得形狀、大小、性質和相互關系得一門科學與技術，攝影測量學得主要特點是在像片上進行測量和解譯，無需接觸物體本身，因而很少受自然和地理等條件的限制。外方位元素外方位元素是表示攝影中心和像片在地面坐標系中的位置和姿態的參數,一張像片的外方位元素包括六個參數，其中有三個是直線元素，用于描述攝影中心的空間坐標值；另外三個是角元素，用于表達像片面的空間姿態。同名像點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。立體像對的空間前方交會由立體像對左右兩影像的內外方位元素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稱做立體像對的空間前方交會。數字地面模型數字地面模型是一個表示地面特征空間分布的數據庫。一般用一系列地面點坐標X,Y以及該地面點上的高程Z或屬性（如名稱、目標類別、特征等）組成的數據陣列，以此組成數字地圖。反解法解法就是由糾正后的像點坐標（X,Y）出發反求其在原始圖像上的像點坐標（x，y）。五、簡答題（每題6分，共12分）1、試說明單像空間后方交會的思路及解算步驟。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，根據共線方程，反求該影像的外方位元素的方法稱為單幅影像的空間后方交會。利用空間后方交會求解外方位元素的基本過程如下：讀入原始數據原始數據包括像點的觀測坐標、像片的內方位元素、控制點在地輔系中的坐標。確定外方位元素的初值1、確定攝站坐標的初值取控制點平面坐標的平均值作為攝站平面位置的初值，即： [X] [Y] X0 ，Y0（10） S n S n式中[X],[Y]為各點地面坐標的總和，n為已知點的數量。取航攝的絕對高度H作為Z0。 0 S2、確定外方位角元素的初值，在一般情況下，0＝0＝0＝0x（三）組建誤差方程式按照角元素初值，組旋轉矩陣；計算X,Y,Z；求x，y；計 計按（7）、（8）式組建誤差方程式CLV按最小二乘法原理，構建法方程CTCCTL0答解法方程，解算外方位元素的改正數dX,dY,dZ,d,d,d。 S S S x＝（CTC）－1CTL按（9）式計算像片外方位元素改正后的值。重復（三）至（六）的計算，直至外方位元素改正數小于限差為止。2、在城市建設規劃中，發現某居民區新增了大量的建筑物，為了及時更新該地區的地籍圖，利用配有POS系統的數字航攝儀獲取了一個立體像對，請問如何用最快速的方法將新建房屋加入地籍管理數據庫中？在POS系統提供的像片外方位元素無誤差的情況下，簡要敘述其基本思想并繪出作業流程圖。答:基本思想：首先在立體像對上量測新增房屋的角點坐標，然后利用POS系統獲取的像片外方位元素進行立體像對的空間前方交會，求出量測像點所對應的地面點坐標，最后把求解的房屋角點坐標連接形成新增房屋輪廓，并將相關信息添加到地籍管理數據