摄影测量学

1.摄影测量学：利用光学摄影机摄取像片，通过像片来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置和相互关系的一门科学技术。

通俗的讲，是信息的获取及对信息加工、处理和相互关系的一门科学技术。

2.摄影测量的分类：按摄影平台位置分为：航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量；按用途分为：地形摄影测量和非地形摄影测量。

3.解析空中三角测量：是指用计算的方法，根据少量地面控制点，按一定的数学模型，平差解算出待定点（或加密点）的平面位置和高程及每张像片外方位元素的测量方法。

4.摄影测量的特点：1.

无需接触物体本身，受自然和地理等条件的限制少2.信息丰富逼真3.获取资料速度快，能反应物体不同时期动态变化有良好的量测精度4.

只要物体能被成像，都可以使用摄影测量的方法和技术解决某一方面的问题。

5.框标的作用：建立框标坐标系、用于改正底片变形、用于确定扫描坐标系与像平面坐标系的关系。

6.摄影比例尺：航摄片上一线段为l的影像与地面上相应线段的水平距离l之比。

7.航空摄影前的准备工作：1.确定摄区范围2.选择航摄仪3.确定摄影比例尺4.确定摄影航高5.需要的像片数、日期及航摄成果的验收等。

8.像片的重叠式进行立体观察、量测及像片连接的必须条件，在同一航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠，称为航向重叠（60%~65%，最小不小于53%）；相邻航线也应有足够的重叠，称为旁向重叠（30%~40%，最小不小于15%）

9.像片倾角：在摄影瞬间摄影机轴发生了倾斜，摄影机轴与铅直方向的夹角（2°-3°）

10.五个重要的坐标系：（1）像平面坐标系p-xy（x-x0,y-y0）；（2）像空间直角坐标系s-xyz（xa，ya，-f）；（3）像空间辅助坐标系s-uvw（4）摄影坐标系d-xyz（5）大地坐标系~~~其中2与3坐标转换的关系式：

已知像点坐标（x,y,-f），关系式为[u,v,w] =r[x,y,-f],r=r,r为旋转矩阵。

11.方位元素：描述确定航空摄影瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置和姿态的参数；内方位元素：

描述摄影中心与像片之间相关位置的参数，包括摄影中心到像片的垂距f及像主点o在框标坐标系中的坐标x0,y0；外方位元素：在恢复内方位元素的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，包括摄影瞬间摄影中心s在摄影坐标系的坐标xs,ys,zs和三个角元素φωκ

12.中心投影构象方程式及其推导见书本48页。

13.像点位移：地面点在航摄像片上的构像相对于理想情况下构象位置的差异。包括地面水平时像片倾斜引起的像点位移和地形起伏在水平像片上引起的像点位移。

14.共线条件方程式的应用：单像空间后方交会、多像空间前方交会、摄影测量中的数字投影基础、光束法平差的基本数学模型、利用dem制作数字正射影像图。

15.人造立体视觉必须符合自然界立体观察的四个条件：（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）每只眼睛必须只能观察像对的一张像片（3）两像片上相同景物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<15%），否则需用zoom系统等进行调节。

16.摄影基线：摄取立体像对时，相邻摄站间的连线。

17.核面：过摄影基线与地面店的平面。

18.核线：核面与像片平面的交线。

19.同名核线：对于同一核面的左右像片的核线。

20.主核面：包含像主点的核面。

21.垂核面：~~底~~~

22.核点：摄影基线与像片平面的交点。

23.同名像点：同一地面点在不同像片的构像。

24.同名光线：同一地面店向不同摄站的投射光线。

25.立体摄影测量：利用一个立体像片对，在恢复它们的内外方位元素后，重建与地面相似的几何模型，并对该模型进行量刑的一种摄影测量方法。

26.立体像对恢复固有几何关系的过程：1.

恢复像片对的内方位元素（内定向）2.恢复像对的相对定向元素（相对定向）3.恢复像对的绝对定向元素（绝对定向）4.

用量测工具量测立体模型，绘制地形图（立体测图）

27.绝对定向：借助已知的地面控制点，对模型进行平移、旋转和缩放使其变为地面模型，纳入到地面摄影测量坐标系中。

其任务是：借助地面控制点恢复或计算七个绝对定向元素（xs,ys,zs,λ,

28.单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点坐标及其对应像点坐标根据共线条件方程计算像片的外方位元素的工作。

29.空间后方交会的解算过程（填空）：（1）获取已知数据（2）量测控制点的像点坐标（3）确定未知数的初始值（4）计算旋转矩阵r（5）逐点计算像点坐标的近似值（6）组误差方程式（7）组法方程式（8）解求外方位元素（9）检查计算是否收敛。

30.空间前方交会：已知立体像对中两张像片的内外方位元素和同名像点坐标，确定相应地面点坐标的方法。其方法包括：严密解法和点投影系数法。

31.解析法绝对定向至少需要两个平高控制点和一个高程点，且三点不能在同一直线。

32.光束法：用已知的少数控制点以及待求的地面店，在立体像对内同时解求两像片的外方位元素和待定点的坐标（也称一步定向法）

33.要利用控制点的方法：空中三角测量、单像空间后方交会。模型的绝对定向和dom的生成（后三个称为加密）

1.解析空三按平差模型分为：航带法、独立模型法和光束法，按加密区域分为：

单航带法和区域网法，区域网法按整体平差单元不同有三种称谓：航带法区域网平差、独立模型法区域网平差和光束法区域网平差。

2.像点坐标系统误差改正包括：底片变形改正、摄影机物镜畸变差改正、大气折光改正、地球曲率改正。

3.光束法区域网空中三角测量：以一张像片构成的一个光束作为一个平差单元，以共线条件方程作为平差的基础方程，通过各光束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现最佳交会，将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素。

其主要内容包括：1.获取每张像片外方位元素及待定点坐标的近似值；2.

从每张像片控制点、待定点的像点坐标出发，按共线条件列出误差方程式；3.逐点法化建立改化法方程式，按循环分块的求解方法，先求出其中的一类未知数，通常先求出每张像片的外方位元素；4.按空间前方交会求待定点的地面坐标，对于相邻像片的公共点，应取其均值作为最后结果。

其优点是（答案仅供参考）：由单张像片构成区域，其平差的数学模型是共线条件方程，平差单元是单个光束，像点坐标是观测值，未知数是每张像片的外方位元素及所有待定点的地面坐标，误差方程直接由像点坐标的观测值列出，能对像点坐标进行系统误差改正。是最严密的方法，得到了日益广泛的应用。

4.数字地面模型（dtm）：一个用于表示地面特征的空间分布的数据阵列。

5.数字高程模型（dem）：指表示地面高程的数字地面模型，即指在某一区域上以高程表示地面起伏状态的有序阵列。

有多种表示形式，主要包括：规则矩形格网（优点：存储量小，便于使用，又易于管理，可容易地计算等高线、坡度坡向；缺点：

有时不能准确地表示地形的结构和细部导致基于dem描绘的等高线不能准确地表示地貌）和不规则三角网（优点：能准确地表示地形的结构和细部；缺点：这种方式的数据结构其数据量大，数据结构较复杂，因此使用及管理也比较复杂）

的建立过程：数据采集、数据处理和数据记录。

的应用（随便写几点）：

1）作为国家地理信息的基础数据：我国现在强调4d产品的建设，即dlg、dem、dom、drg，前3d作为国家空间数据基础设施的框架数据。

2）土木工程中：工程设计中的填挖方计算，各种线路设计及各种工程的面积、体积、坡度的计算，任意两点间可视性判断及绘制任意断面图。

3）在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图、制作正射影像图，进行地图的修测等。

4）在军事上可用于导航及制作导弹。

5）在工业上可利用dsm绘制出表面结构复杂的物体的形状。

6）dem是gis的基础数据，可用于空间分析，三维可视化、虚构现实、土地利用现状的分析规划，、洪水险情预报等。

7）在遥感中可作为影像解译、遥感图像分类的辅助数据等。

的数据内插：根据参考点（已知点）上的高程求出其他待定点上的高程。5种方法：

移动曲面拟合法、线性内插法、双线性多项式内插法（z=a0+a1*x+a2*y+a3*xy）、多面函数法dem内插、分块双三次多项式法（样条函数法）

9.数字摄影测量：是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄影对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分科。

其特点是：（1）自动化程度高（2）可处理多种资料：航面遥感影像（3）产品多样化（4）功能多。

10.数字影像是一个灰度矩阵：

矩阵的每一个像元素是一个灰度值，对应着光学影像或实体的一个微笑区域，称为像素。个元素的灰度值代表其影像经采样与量化了的“灰度级”。

11.重采样：根据已有的采样点灰度值内插未知像元灰度值的过程。方法：双三次卷积法、最邻近像元法和双线性内插法。

12.影像相关：利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名像点。

按方法不同分为：基于灰度的影像匹配、基于特征的影像匹配；按信号不同分为：电子相关、光学相关和数字相关。

数字相关：根据数字影像的灰度特性，利用计算机进行数值计算完成影像相关。

13.影像灰度的集中基本匹配算法：协方差法（最大）、相关系数法（最大）、相关函数法（最大）、差平方和（最小）、差绝对值和（最小）

14.最小二乘影像匹配的原理（或者什么是~~）灰度差的平方和最小，即σvv=min

15.最小二乘影像匹配的优点：若想得满分（10），请答：

（1）最小二乘影像匹配中可以非常灵活地引入各种已知参数和条件，从而可以进行整体平差（2）解决“单点”的影像匹配问题，以求视差，也可以解求其空间坐标（3）同时解决“多点”影像匹配或“多片”影像匹配（4）引入“粗差检测”，从而大大地提高影像匹配的可靠性若只得8分，请答：灵活可靠高精度~~~最小二乘影像匹配的缺点：如当初始值不太准时，系统的收敛性等问题有待解决。

16.影像灰度的系统变形包括：辐射畸变和几何畸变。

17. 同名核线的确定方法：共面条件法和基于数字影像几何纠正法。

18.数字摄影测量工作站的组成：硬件（计算机、立体观察设备和立体量测设备）和软件。

19.数字摄影测量工作站的功能（4d功能）：1.

量测2.影像定向3.自动空三测量4.

核线影像5.影像匹配6.建立数字高程模型7.

自动绘制等高线8.制作正射影像9.正射影像镶嵌与修补10.

制作透视图和景观图11.数字测图12.制作影像地图（答案仅供参考）

20.数字摄影测量工作站的产品（4d产品）：（1）影像数据（2）dem（3）数字地图（4）数字正射影像图、影像地形图（5）数字三维地形景观图、透视图。

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