摄影测量学复习重点.doc
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1、1、摄影测量学得发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。 2、摄影测量按用途可分为地形摄影测量、非地形摄影测量。3、把一条航线得航摄像片根据地物影像拼接起来,各张像片得主点连线不在一条直线上,而呈现为弯弯曲曲得折线,称航线弯曲。 4、航摄像片为量测像片,有光学框标与机械框标。 5、一张像片得外方位元素包括:三个直线元素(Xs、Ys、Zs ):描述摄影中心得空间坐标值;三个角元素(、w、k)描述像片得空间姿态。 6、同一条航线内相邻像片之间得影像重叠称为航向重叠,一般在60%以上。相邻航线得重叠称为旁向重叠,重叠度要求在15%以上。7、摄影测量中常用得坐标系有像平面坐标系、像
2、空间坐标系、像空间辅助坐标系、摄影测量坐标系、地面测量坐标系与地面摄影测量坐标系。8、中心投影得共线条件方程表达了 摄影中心 、 像点 与 对应地物点 三点位于 同一直线 得几何关系,利用其解求单张像片 6 个外方位元素得方法称为 单片空间后方交会 ,最少 需要 3 个平高地面控制点。9、航摄相片误差来源:摄像机物镜畸变差;大气折光差;地球曲率影响;摄影感光材料得变形;像点量测差。10、空间后方交会得计算过程:1)获取已知数据;2)量测控制点得坐标;3)确定未知数得初始值;4) 计算旋转矩阵R;5)逐点计算像点坐标得近似值;6) 组成误差方程式;7) 组成法方程式;8)解求外方位元素得改正数;
3、9)解求改正后得外方位元素;10)外方位元素得改正数与规定得限差作比较。13、摄影测量得基本问题,就就是将中心投影得像片转换为正射投影得地形图。 14、相对定向完成得标志就是模型点在统一得辅助坐标系中坐标U、V、W得求出。 16、4D产品就是指 DEM、DLG、DRG、DOM。 17、立体摄影测量基础就是共面条件方程。 18、相对定向得理论基础、目得、标准就是两像片上同名像点得投影光线对对相交。 双像解析摄影测量得任务就是利用解析计算方法处理立体像对,获取地面点得三维空间信息。 20、双像解析摄影测量有:空间后方交会-前方交会法、相对定向-绝对定向法、光束法。 21、解析绝对定向需要量测 2
4、个平高与 1 个高程以上得控制点,一般就是在模型四个角布设四个控制点。 22、单元模型得绝对定向最少需要2个平高与1个高程地面控制点。23、两个空间直角坐标系间得坐标变换最少需要2个平高与1个高程地面控制点。24、恢复立体像对左右像片得相互位置关系依据得就是共面条件方程25、摄影测量中,为了恢复立体像对两张像片之间得相互位置关系,可以根据左右像片上得 同名像点 位于 同一核面 得几何条件,采用 相对定向 方法来实现,最少需要量测 5 对同名像点。 26、空间坐标变换中得正交变换矩阵得9个元素中只有3 个独立元素。27、空中三角测量按发展阶段,可分为 模拟空中三角测量、解析空中三角测量与数字空中
5、三角测量。28、解析空中三角测量根据平差计算范围得大小,可分为 单模型解析空中三角测量 、单航带解析空中三角测量 与 区域网解析空中三角测量 三类。29、摄影测量加密按数学模型可分为 航带法、 独立模型法 与 光束法 三种。30、摄影测量外业包括:像片控制测量、相片解译与调绘、像片补测。31、获取DEM数据得方式:沿等高线采样、规则格网采样、剖面法、渐进采样、选择采样、混合采样、全数字摄影测量系统数据采样。32、数字影像得定向方式:内定向、相对定向、绝对定向。33、立体像对得两张像片可以有三种不同得放置方式,分别产生出:正立体效应、反立体效应与零立体效应。1、 摄影测量包括哪些坐标系?如何定义
6、?答:摄影测量中常用得坐标系有两大类。一类就是用于描述像点得位置,称为像方空间坐标系;另类就是用于描述地面点得位置.称为物方空间坐标系。(1) 像方空间坐标系像平面坐标系像平面坐标系用以表示像点在像平面上得位置,通常采用右手坐标系,坐标轴得选择常用以下三种方法1、框标坐标系 :就是以像片上四边或四角上得框标来定义坐标系统。对于框标设在像幅四边中央得相片,通常以航线方向两边框标连线作为x轴,旁向两边框标连线作为y轴,框标连线得交点为原点。若框标设在四角上,则以对角线框标连线得夹角平分线作为x,y轴,连线交点为坐标原点;2、像平面直角坐标系:以像主点为原点,x,y轴分别平行于框标坐标系3、以主纵线
7、为Y轴得像平面坐标系:取主纵线为y轴,指向主合点得方向为正方向,主横线或等比线为x轴。像空间坐标系为了便于进行空间坐标得变换,需要建立起描述像点在像空间位置得坐标系,即像空间坐标系。以摄影中心为坐标原点,轴与像平面坐标系得轴平行,轴与主光轴重合,形成像空间右手直角坐标系像空间辅助坐标系像点得像空间坐标可直接以像平面坐标求得,但这种坐标得待点就是每张像片得像空间坐标系不统一,这给计算带来困难。为了在同一条航线得不同像片间建立联系,需要建立一种相对统一得坐标系.称为像空间辅助坐标系,用表示。此坐标系得原点仍选在摄影中心,坐标轴系得选择视需要而定。通常,X,Y,Z轴分别与航线第一张相片得像空间坐标系
8、对应得轴系平行;也可以取铅垂方向为Z轴,X方向与航向一致。(2) 物方空间坐标系摄影测量坐标系 将像空间辅助坐标系沿着Z轴反方向平移至地面点P,得到得坐标系称为摄影测量坐标系地面测量坐标系 地面测量坐标系通常指地图投影坐标系,也就就是国家测图所采用得高斯克吕格带或带投影得平面直角坐标系与高程系,两者组成得空间直角坐标系就是左手系,用表示。地面摄影测量坐标系由于摄影测量坐标系采用得就是右手系,而地面测量坐标系采用得就是左手系,这给由摄影测量坐标到地面测量坐标得转换带来了困难。为此,在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性得坐标系,称为地面摄影测量坐标系,用(A-XtpYtpZtp)表示
9、,其坐标原点通常选在测区内得其一地面控制A点上,Ztp轴铅垂,Xtp轴与Xp轴方向接近。 2、 什么就是方位元素,如何定义,包括哪些,有什么用方位元素:为了由像点反求物点,还必须知道投影中心、像片与地面三者之间得相关位置,用于确定这三者之间相关位置得参数称为方位元素。方位元素包括内方位元素与外方位元素,内方位元素:确定摄影中心相对于影像位置关系得参数称为影像得内方位元素。(主距f、像主点得像框标坐标(x0,y0),内方位元素包括三个参数,即摄影中心S到像片得垂距(主距)f及像主点在像框标坐标系中得坐标,用其来恢复摄影光束;外方位元素:在恢复像片内方位元素得基础上,确定像片摄影瞬间在地面直角坐标
10、系中空间位置与姿态得参数称为外方位元素。一张得外方位元素包括六个参数,其中有三个就是直线元素,用于描述摄影中心得空问坐标值;另外三个就是角元素,用于表达像片面得空间姿态。3、如何实现空间直角坐标系向像空间辅助坐标系得转化由于将像平面坐标求像点得像空间坐标时,每张相片得像空间坐标系不统一,给计算带来困难。因此建立相对统一得像空间辅助坐标系。像空间坐标系与像空间辅助坐标系坐标之间得变换关系为4、推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上得共线条件方程,并简要简述其在摄影测量中得主要用途。答:设摄影中心在某一规定得物方空间左手直角坐标系中得坐标为(),任一地面点A在该物方空间坐标系中得坐标为
11、(),A在像片上得构像a在像空间坐标系与像空间辅助坐标为()与(),摄影时三点共线且满足如下关系: 即 (1)又像空间坐标与像空间辅助坐标系满足: (2)式中,为由像片外方位角元素组成得正交变换矩阵。将(2)式写成纯量形式并用第一、二式分别除以第三式,可得表示了摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上得共线条件方程。共线条件方程在摄影测量中得主要应用如下:1、单片后方交会与立体模型得空间前方交会;2、求像底点得坐标;3、光束法平差中得基本方程4、解析测图仪中得数字投影器;5、航空摄影模拟;6、利用DEM进行单张像片测图。5、什么叫像点位移?怎样才能消除它?投影差?答:当航摄像片有倾角或地
12、面有高差时,所摄得像片与上述理想情况有差异。这种差异反映为一个地面点在地面水平得水平像片上得构像与地面有起伏时或倾斜像片上构像得点位不同,这种点位得差异称为像点位移,它包括像片倾斜引起得位移与地形起伏引起得位移,其结果就是使像片上得几何图形与地面上得几何图形产生变形以及像片上影像比例尺处处不等。 像片倾斜引起得像点位移,(像片倾角为,像距为,方向角为,为像片主距,对该位移引起景物在像片上得影像可进行像片纠正 投影差:因地形起伏引起得像点位移(为以像底点为中心得像距,为摄影航高)可对其进行改正。 对物理因素如摄影物镜得畸变差、大气折光、地球曲率及底片变形等引起得像点位移,可用数据模型来描述。8、
13、空间后方交会得目得就是什么?解求中有多少未知数?至少需要测求几个地面控制点?为什么?答:利用一定数量得地面控制点,根据共线方程,反求像片得外方位元素,这种方法称为单张像片得空间后方交会。解求外方位元素时,有六个未知数,至少需要六个方程。由于每一对共轭点可列出两个方程,因此,若有三个已知地面坐标控制点,则可列出六个方程,解求六个外方位元素改正数.测量中为了提高精度,常有多余观测方程。在空间后方交会中,通常就是在像片得四个角上选取四个或更多得地面控制点,因而要用最小二乘法平差计算。15、 立体像对空间前方交会得目得就是什么?答:应用单像空间后方交会求得像片得外方位元素后,欲由单张像片上得像点坐标反
14、求相应地面点得空间坐标仍不可能,只能确定其空间方向,而使用同名像点就能得到两条同名射线在空间得方向,这两条射线一定相交其相交处必定就是该地面点得空间位置,所以空间前方交会就是为了确定相应地面点得地面坐标。9、请简述空间后方交会得推导过程?(1) 获取原始数据。从摄影资料中查取平均航高与摄影机主距;从外业测量成果中获取地面控制点得地面测量,或转换为地面摄影测量坐标。(2)用像点坐标量测仪器量测像点坐标。(3)确定未知数得初始值:在竖直摄影情况下,三个角元素得初始值取为: 三个直线元素取为:(4) 用三个角元素得初始值计算各方向余弦值,组成旋转矩阵R(5) 用所取未知数得初始值与控制点得地面坐标,
15、代入共线方程式,逐点计算像点坐标得近似值(x),(y)并计算(6) 逐点计算误差方程式得系数与常数项,组成误差方程式。(7) 计算法方程式得系数矩阵ATA与常数项ATL,组成法方程式。(8)解算法方程,迭代求得未知数得改正数(9)计算改正后得外方位元素 (10)将求得得外方位元素与规定得限差比较,若小于限差,则迭代结束,否则新得近似值重复(4)-(9)。直到满足为止。7、摄影测量中,建立人造立体视觉应满足哪些条件?答:人造立体视觉必须符合自然界里提观察得四个条件: 由两个不同摄站摄取得同一景物得一个立体像对; 一只眼睛只观察像对中得一张像片; 两眼各自观察同一景物得左右影像点得连线应与眼基线近
16、似平行; 像片间得距离应与双眼得交会角相适应。6. 航摄像片与地图有什么不同?缩减版:1)投影方式不同 航摄像片就是中心投影;地形图就是正射投影 2)航片存在两项误差 相片因倾斜引起得像点位移;地形起伏引起得像点位移 3)比例尺不同 地图有统一得比例尺;像片无统一比例尺 4)表示方法不同 地图为线划图像;航片为影像图 5)表示内容不同 地图需综合考虑;像片为全部影像 6)几何上得不同 航摄像片可组成像对立体观察。具体版:答:航摄像片就是地面景物得中心投影构像,地图在小范围内可认为就是地面景物得正射投影,这两种投影得性质不同。(1)航摄像片与地形图比例尺得差异航摄像片得比例尺与地形图比例尺得定义
17、就是相同得,就是线段在像平面上得构像与其在地面上得实地距离之比。对一幅地形图来说,图上各处比例尺都就是相同得,即等于常数; 而对于中心投影得航摄像片来说,不但因航高得变化会使各片得比例尺不一样,而且就同一张航片而言,由于像片倾斜与地形起伏产生得像点位移也会使各处比例尺不一致。(2)航摄像片与地形图投影方法得差异地形图得投影属于正射投影(也称垂直投影),因此地形图上得地物地貌形状与实地完全相似,相关方位保持不变,各处比例尺相同。航摄像片就是地面得中心投影,由于同时存在由于像片倾斜与地形起伏而引起得像点位移,致使航摄像片上得影像变形,不但同一张像片上各处比例尺不一致,而且相关方位也发生变化。(3)
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