数字摄影测量

一、单项选择题：（从下列各题备选答案中选出一个正确答案，将其代号填写在相应的横线上。每小题1分，共10分）

1、数字摄影测量系统是由_a___代替人的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。

a．计算机视觉 b 机械导杆 c 光学投影 d 光学与机械导杆。

2、当欲知不在采样点上的影像的灰度值时就需进行内插，此时称为 __a__。

a 重采样 b 采样 c 离散化 d 量化。

3、__c___是利用计算机对数字影像进行数值计算的方式完成影像的相关。

a 电子相关 b 光学相关。

c 数字相关 d 核线相关。

4、影像匹配实质上是在两幅（或多幅）__d___影像之间识别。

a 候选点 b 特征点。

c 差异点 d 同名点。

5、仅考虑辐射的线性畸变的最小二乘匹配是__c___

a 相关函数 b 协方差函数。

c 相关系数 d 最小距离。

6、先按预定的比较稀疏的间隔进行采样，获得一个较稀疏的格网，然后分析是否需要对格网加密，称为__a___

a 渐进采样 b 规则格网采样。

c 选择采样 d 混合采样。

7、__b___是根据光标在屏幕上的位置，检索出光标所指物体（或点、线）的序号。

a 坐标表 b 屏幕检索表。

c 属性码表 d 坐标转换表。

8、图板定向的目的是建立空间坐标系（大地坐标系）与___d___之间的变换关系。

a 像空间辅助坐标 b 模型坐标。

c 像平面坐标 d 绘图坐标系。

9、所有图形必须绘在某一窗口之内，而不应超出窗口之外，称为___d__。

a 窗口内裁剪 b 矢量裁剪。

c 相片裁剪 d 窗口外裁剪。

10、相关系数是__d___线性变换的不变量。

a 坐标 b 焦距 c 几何 d 灰度。

二、多项选择题：（从下列各题备选答案中选出一个以上正确答案，将其代号填写在相应的横线上。每个空0.5分，共10分）

1、数字摄影测量的基本范畴还是确定被摄对象的_a___与__c___即量测与理解。

a 几何 b 高程 c 物理属性 d 辐射特性。

2、特征匹配可分为三步：① a___b___利用参数进行特征匹配。

a 特征提取 b 特征描述。

c 给定种子点 d 影像预处理。

3、__c__ 和_d___共同称为立体正射影像对。

a 原始影像 b 水平影像。

c 正射影像 d 相应的立体匹配片。

4、跨接法影像匹配与最小二乘法影像匹配处理方式不同，它先作_a___后作。

__d_。a 几何改正 b 辐射改正。

c 影像配准 d 影像匹配。

5、通过相关函数的谱分析可知，当信号中高频成分较少时，相关函数__c___但相关的___b__；

a 曲线较平缓 b 拉入范围较大。

c 曲线陡峭 d 拉入范围较小。

6、从粗到精的相关策略。即先通过___a__，进行初相关，找到同名点的粗略位置，然后利用高频信息进行_b___

a 低通滤波 b 精确相关。

c 高通滤波 d 粗相关。

7、根据有关的参数与__d___利用相应的__c__ 或按一定的数学模型用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正射影像，叫做数字微分纠正。

a 立体模型 b 外方位元素。

c 构像方程式 d 数字地面模型。

8、forstner算子计算各像素的_b___和像素为中心的一个窗口的__d__ 在影像中寻找具有尽可能小而接近圆的误差椭圆的点作为特征点。

a 灰度方差阵 b robert’s梯度。

c 二阶差分 d 协方差矩阵。

9、数字高程模型中逐点内插法是以每一__d___为中心，定义一个_b___去拟合周围的数据点。

a 整体函数 b 局部函数。

c 参考点 d 待定点。

10、dem的精度主要取决于___c__ 和__b___对不同的内插方法，只要应用合理，所得dem的精度相差并不大。

a 目标的高程 b 地形的复杂程度。

c 采样间隔 d 影像的质量。

三。简答题(50分)

3. 请说明利用相关系数的影像匹配和最小二乘法影像匹配的异同点？(10分)

答：最小二乘影像匹配的基本思想是，在影像匹配中引入几何和辐射变形参数，同时按最小二乘的原则σ，在影像匹配的同时解求这些参数。 =minvv

单纯地利用相关系数测度进行影像匹配算法是，计算目标区域与搜索区域中相同大小影像的相关系数，选择最大相关系数对应窗口中的中心像元为同名点。

两种算法相同点：相关系数是仅考虑辐射的线性畸变的最小二乘匹配。因为相关系数不受左右影像灰度线性畸变的影像，在最小二乘匹配影像匹配中，影像经过几何和辐射变形改正之后，评判它们的相似程度仍用相关系数。

因此，可以。

两种算法本质是相同的。

不同之处：1）最小二乘影像匹配中把像素的灰度值视为观测值，并充分考虑了影像的系统误差改正，改善了影像匹配的精度。

2）最小二乘影像匹配采用最小二乘法计算原则，有利于考虑观测值（像素）与观测值或其他地面目标之间的关系，灵活应用这些控制条件，使其的精度和可靠性有所提高，并使它的解的形式不仅仅局限与传统的左右位移。

3) 最小二乘影像匹配可以进行多张影像的匹配。并能够与其他匹配算法相结合。

4）在最小二乘影像匹配中，由于观测误差方程式是非线性函数，需要进行线性化，因此需要较为准确的初值。

4. 请叙述一种构建不规则的三角网的方法。（10分）

答：三角网dtm的建立应基于最佳三角形的条件，即应尽可能保证每个三角形是锐角三角形或三边的长度近似相等，避免出现过大的钝角和过小的锐角。利用角度判断法建立tin，是当已知三角形的两个顶点（即一条边）后，利用余弦定理计算备选第三顶点的三角形内角的大小，选择最大者对应的点为该三角形的第三顶点。

其步骤为。

1）将原始数据分块，以便检索所处理三角形邻近的点，而不必检索全部数据。

2）确定第一个三角形。从几个离散点中任取一点a，通常可取数据文件中的第一个点或左下角检索格网中的第一个点。在其附近选取距离最近的一个点b作为三角形的第二个点。

然后对附近的点c。，利用余弦定理计算∠ci

iiiiibacbac2cos222+=∠1）

其中abcacbbcaiiii===

若，则c为该三角形第三顶点。

展才有效。四 1. 结合课间编程实习内容，请叙述基于特征点的影像匹配方法原理，并画出相应的程序框图。（15分）

答：（1）特征提取：采用一定的特征提取算法对左影像进行特征提取。

特征点的分布则可有随机分布和均匀分布。对右影像也进行相应的特征提取，挑选**区内的特征点作为可能的匹配点，或者右像不进行特征提取，将**区内的每一点都作为可能的匹配点。或者右影像不进行特征提取，但也不将所有的点作为可能的匹配点，而用“爬山法”搜索，动态地确定各选点。

爬山法主要用于二维匹配。对一维匹配仅用于在搜索区边沿取得匹配测度最大的情况。

2）特征点的匹配。

当影像方位参数未知时，必须进行二维的影像匹配。如果形成核线影像进行一维匹配。如果采用金字塔影像的数据结构，可以采用“深度优先”方式进行匹配，即对最上一层左影像每提取到一个特征点，即对其进行匹配。

然后将结果化算到下一层影像进行匹配，直至原始影像。也可以采用“广度优先”方式，即首先对最上一层影像进行特征提取与匹配，将全部点处理完后，将结果化算到下一层，并加密，进行匹配。重复以上过程直至原始影像。

3）匹配的准则。

除了运用一定的相似性测度（主要是相关系数）外，一般还可考虑特征的方向，周围已匹配点的结果，如将前一条核线已匹配的点沿边缘线传递到当前核线上同一边缘线上的点。由于特征点的信噪比应该较大，因此其相关系数也应较。

大，故可设一较大的阈值，当相关系数高于阈值时，才认为其是匹配点，否则需利用其他条件进一步判别。经验表明，特征的相关系数一般都能达到0．9以上。

4）粗差的剔除。

可在一个小范围内利用倾斜平面或二次曲面为模型进行视差（或右片对应点位）拟合，将残差大于某一阈值的点作为粗差剔除。

一。名词解释（每题3分，共计15分）

1．影像匹配，2. 金字塔影像， 3. 立体正射影像对，4.同名核线，5.立体透视图。

1 、影像匹配：

答】通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点，如二维影像匹配中通过比较目标区和搜索区中相同大小的窗口的相关系数，取搜索区中相关系数最大所对应的窗口中心点作为同名点；

2、金字塔影像：

答】对二维影像进行低通滤波，并逐渐增大采样间隔，形成的影像像素数依次减少的影像序列；

3、立体正射影像对：

答】由正射影像和通过该正射影像生成的立体匹配片两者组成的立体相对；

4、同名核线：

答】同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面；

5、立体透视图：

答】运用透视原理和一定的数学模型（共线方程）将物方具有三维信息的点转换到指定的平面上，并通过消影处理获得立体透视效果。

1、什么是特征匹配？它与基于灰度的影像匹配有什么不同？结合课间编程实习内容，请说明实现自动相对定向的方法原理和关键技术。

答】特征匹配是指通过分别提取左右片影像或多张影像的特征（点、线、面等特征），对特征进行参数描述，然后运用所描述的参数来进行匹配的一种匹配算法；

特征匹配与灰度匹配的区别：灰度匹配是基于像素的，特征匹配则是基于区域的，特征匹配在考虑像素灰度的同时还考虑诸如空间整体特征、空间关系等因素；

数字摄影测量

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数字摄影测量试题

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