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《摄影测量学》知识要点
上班族学习网 2014-04-18 23:25:49
《摄影测量学》知识要点 1、什么是摄影比例尺？什么是航高？当知道摄影比例尺和相机类型后如确定航高？
摄影比例尺是指空中摄影计划设计的相片比例尺。航高是摄影飞机在摄影瞬间相对某一水准面的高度。当知道相机类型=知道摄影机主距f，用H=f?m ，m为相片比例尺分母。
2、什么是相片倾角？对其大小有何要求？ 摄影方向与铅垂射线之间的夹角称为相片的倾角<3°。
3、什么是航向重叠、旁向重叠？什么要求？沿航线飞行方向两相邻像片对所摄地面的影像重叠部分称为航向重叠。>60% 两相邻航带像片之对所摄地面的影像重叠部分称旁向重叠。>30%
4、什么是主光轴？像主点？从摄影中心出发，对像平面P做垂线交P于O点即主光轴，其焦距为f，O为像主点。（像主点：航摄机的主光轴与像平面的交点称为像片主点。）
5、像平面、像空间、像空间辅助坐标系的建立？①像平面坐标系：用于表示像点在像平面上的位置。以像主点为坐标原点，并采用右手坐标系，xy轴的方向按需要而定（与框标坐标的xy平行）。②像空间坐标系：以投影中心S为坐标原点，x，y轴与像平面上所选定的x，y轴平行，z轴与摄影方向重合，形成像空间右手直角坐标系S-xyz。③像空间辅助坐标系：以投影中心S为坐标原点，xy轴与地面xy平行。（作用：统一航带内坐标系，过度性）6、像空间与像空间辅助坐标系区别联系？原点都是摄影中心S；前者的xy轴方向与像平面上xy轴平行，后者xy轴与地面的xy轴平行；前者是后者经过三次旋转而得的，均属于右手坐标系。7、摄影测量坐标系与地面摄影测量坐标系的区别与联系?前者的坐标系与像空间坐标系相一致，坐标原点是地面上任意一点；后者的坐标系与像空间辅助坐标系基本一致，其x轴水平，z轴竖直，坐标原点是控制点。8、内方位元素？包括那些？什么作用？确定物镜后节点和像片面相对位置的数据称为内方位元素，包括像片主距f和像主点O在像片框标坐标系的坐标 ， 。作用：利用它可得到与摄影时完全相似的光束，是进行立体测图的基础。9、什么是外方位元素？包括哪些？确定摄影瞬间摄影机或相片的空间位置即摄影光束空间位置的数据称为相片的外方位元素；每张像片有6个外方位元素：3个线元素： ：投影中心S在所取空间直角坐标系的坐标；3个角元素： 航向倾角； 旁向倾角； 像片旋角。（作用：描述像平面空间姿态）。10、什么是主轴？相片绕其旋转第一个角度的不变轴称为第一轴。11、 名称？几何意义及符号的确定。表示航向倾
角，是摄影方向在uw轴平面上的投影与w轴的夹角； 表示旁向倾角，是摄影方向同它在uw平面上投影之间的夹角； 表示相片旋角，Svo是平面在像片上的交线与像片上y轴之间的夹角。我国习惯规定 角顺时针方向为正， 、 角逆时针方向为正。12、摄影测量中为什么常把像空间坐标系变换成像空间辅助坐标系？像空间坐标系是由像空间辅助坐标系经过三次旋转而来，像空间辅助坐标系是过渡性坐标系，可以使物方与像方产生联系，从7个参数转换成3个参数，计算简化了。13、已知三个角元素的像空间坐标系，怎样计算像空间辅助坐标系下的坐标?由三个角元素，可根据 转角系统计算出旋转矩阵R，故像空间坐标系下的坐标乘以旋转矩阵即可转化为像空间辅助坐标系下的坐标。14、共线方程的正解和反解形式？正解形式：左边像方，右边物方；反解形式：左边物方，右边像方。共线方程正解方程： 共线方程反解方程： 15、共线方程包含多少元素，各是什么?共线方程中共有12个数值：像点坐标x、y，相应地面点坐标X、Y、Z,投影中心在所取物方空间坐标系坐标Xs、Ys、Zs,摄影机主距f，旋转矩阵中得三个独立参数 。16、空间后方交汇的目的是什么？要解求多少个未知数？至少需要几个地面控制点？目的：利用像片上三个以上点坐标和对应地面点坐标来计算外方位元素。要解求6个未知数据即万外方位元素；至少知道3个地面控制点。17、空间后方交汇的实际计算公式是怎样得到的？迭代计算中应如何计算外方外元素的初始值？1）将共线方程线性化 按泰勒级数展开取小值一次项，迭代求解2） =0, =0, k=0;Xso=1/n∑Xi,Yso=1/n∑Yi Zso=H=m?f 。18、什么是人造立体视觉？基本条件是什么？空间景物在感光材料上成像，用人眼进行立体观测，产生生理视差 立体感觉感觉到视觉上空间物体的存在。基本条件：1由两个摄影站点摄取同一景物而成立体像对；2每只眼睛必须分别观察像对的一张像片；3两条同名像点的视线与眼基线应在一个平面内；4两张像片的比例尺相差不得超过60%。19、航摄像片与地形图的区别。航摄像片是中心投影，无统一比例尺，表示方法是栅格影响像图，内容全记录，可以组成像对进行立体观察；地形图是正射投影，有统一比例尺，表示方法是线划图，内容需要综合取舍，只有符号无立体像对效果。 1、相对定向与绝对定向的概念？相对定向：恢复像对两相片摄影时的相对方位，建立和地面相似的立体模型。绝对定向：将立体模型纳入一地面测量坐标系中，并归化为所需的模型比例尺。2、连续法相对定向元
素有哪些，什么含义？以左片的像空间坐标系为像空间辅助坐标系。共5个：右片相对于左片的线元素：By，Bz以及右片相对于左片的角元素：j，w，k 3、单独模型法相对定向元素有哪些，什么含义？以摄影基线作为像空间辅助坐标系的X轴，以左摄影中心为原点，左片主光轴与摄影基线B组成的主核面为XZ面。共有5个：左片角元素j1 k1 ，右片的角元素：j2，w2，k24、相对定向的理论基础是什么？同名射线对对相交是相对定向的理论基础5、什么是共面条件？摄影基线与一对同名射线在同一平面。即B*(S1a1×S2a2)=0。意义：B与S1a1和S2a2构成的平面的法线垂直。
6、相对定向中模型点坐标系的建立方法？轴系：让摄测坐标系各坐标轴与像空间辅助坐标系的相对应的坐标轴平行；原点P：选在Z1轴上，与S1的距离为mf 。左片摄影中心S1坐标：0，0，mf
7、绝对定向元素包括哪些？把模型点的摄影测量坐标转化为地面测量坐标，称为立体模型的绝对定向包括7个：比例因子λ；角元素 模型坐标原点在地摄坐标系中的平移量△X△Y△Z.
8、在解算绝对定向元素时，对控制点的数量和分布有何要求？至少需要两个平高控制点和一个高程控制点，且三个控制点不能在一条直线上。
9、解析空中三角测量的概念？解析空中三角测量是以像片上量测的像点坐标为依据，采用严密的数学模型，按最小二乘法原理，用少量的地面控制点为平差条件，在电子计算机上解求测图所需控制点的地面坐标。又被称为摄影测量加密
10、解析空中三角测量的分类？按数学模型:航带法 独立模型法 光线束法按平差范围:单模型法 单航带法 区域网法
11、航带法解析空中三角测量的的工作流程？1）像点坐标的量测和系统误差改正；2）像对的相对定向；3）模型连接及航带网的构成；4）航带模型的绝对定向；5）航带模型的非线性改正。
12、自由航带网的基本构成？a、统一各模型的比例尺；b、统一全航带各模型坐标系为一个坐标原点。
13、如何使前后两个模型的比例尺相一致？两模型同名点的Z坐标之比，定义为比例规化系数k， 求得 后，将后一模型中各模型点坐标（NX，NY，NZ）及其分量(bx,by,bz）都乘以归化系数，就得到与前一模型比例尺相同的模型点坐标。
14、为什么要进行航带网模型的非线性改正？航带网在构建过程中，由于像片上像点坐标存在各种残存的系统误差，在测量像点坐标时观测中存在偶然误差，它们会独立或非独立地进行累积，致使航带网产生非线性变形。
15、光束法区域网空中三角测量的概念？是以一幅影像所组成的一束光线作为平差的基本单元，以中心投影的共
线方程作为平差的基础方程。通过各个光线束在空间的旋转和平移，使模型之间公共点的光线实现最佳的交会，并使整个区域最佳地纳入到已知的控制点坐标系统中去。这里的旋转相当于光线束的外方位元素，而平移相当于摄影中心的空间坐标。此外在具有多余观测的情况下，采用最小二乘原理，保证相邻影像公共交会点坐标相等，以及控制点的加密坐标与地面测量坐标一致。
16、GPS辅助空中三角测量的概念？利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或多个基准站上的至少两台GPS信号接收机同步而连续地观测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为带权观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的数学模型来整体确定地面目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法
17、在线空中三角测量的两种方案有何区别？第一种方案中联机的作用在于作数据获取时的质量控制，使其具有高度的可靠性，之后作脱机的整体平差。第二种方案中联机的计算作为整体平差作业过程的一部分，使之能在量测结束以后，马上就获得最后的成果。该方案较多用于单航带加密。
18、自动空中三角测量的基本原理？基本原理是是利用模式识别技术与多像影像匹配等方法代替人工在影像上自动选点与转点，同时自动获取像点坐标，提供给区域网平差程序解算，以确定加密点在选定坐标系中的空间位置和影像的定向参数。
19、POS系统中，DGPS与IMU系统中各有什么优缺点？DGPS 系统可量测传感器的位置和速率, 具有高精度, 误差不随时间积累等优点, 但其动态性能差(易失锁),输出频率低,不能量测瞬间快速的变化, 没有姿态量测功能；IMU 有姿态量测功能, 具有完全自主、无信号传播、既能定位、测速, 又可快速量测传感器瞬间的移动,输出姿态信息等优点, 但主要缺点是误差随时间迅速积累增长
20、POS辅助空中测量的基本原理？
1、近景摄影测量与航空摄影测量的区别与联系？相同点：基本原理相同;模拟处理方法、解析处理方法、数字影像处理方法相同;某些内业摄影测量仪器的使用相同；不同点：测量目的不同(航空摄影测量以测制地形、地貌为主，注重其绝对位置;近景摄影测量以测定目标物的形状,大小和运动状态为目的，并不注重目标物的绝对位置)；被测量目标物不同(航空摄影测量目标物以地形、地物为主;近景摄影测量目标物各式各样、千差万别)；目标物纵深尺寸与摄影距离比不同(航空摄影测量：摄
影比例尺1/m=f/H;近景摄影测量：景深,即在摄影机镜头或其他成像器前沿着能够取得清晰图像的成像器轴线所测定的物体距离范围);摄影方式不同(航空摄影为近似竖直摄影方式;近景摄影除了正直摄影方式外，还有交向摄影方式（包括多重交向摄影方式）)；影像获取设备不同(航空摄影以航摄仪为主;近景摄影除了各种量测摄影机外，还有各类非量测摄影机);控制方式不同(航空摄影测量的控制方式以控制点为主，且多为明显的地面点;近景摄影测量除了控制点方式外，还有相对控制方式，且常常使用人工标志);近景摄影测量适合动态目标.
2、近景摄影测量的主要摄影方式？主要有两种基本方式1）正直摄影方式:摄影时两摄影机主光轴相互平行且垂直于摄影基线的摄影方式;摄影基线方向可以是任意的;2）交向摄影方式：摄影时两摄影机主光轴大体位于同一平面内且不平行、不同时垂直于摄影基线的摄影方式；交向摄影方式适合于解析法及数字近景摄影测量，常采用100%重叠方式。
3、什么是标准尺法？在测量基线的前方，水平放置一根高精度的标准尺，按前方交会方法测得尺上两点的坐标后，计算其长度，求出它与真实尺长的比值，改化基线长度。
4、直接线性变换的表达式？
5、直接线性变换系数解算中对控制点空间分布的要求？控制点不能布设在空间的任意同一平面内，引申为控制点布设在空间的起伏不大，则解算结果也不稳定；要求：控制点在空间分布均匀；在像片上的构像范围大
6、影像匹配的概念？影像匹配实质上是在两幅（或多幅）影像之间识别同名点
7、影像重采样的主要方法？（课本第80页~第82页）双线性插值法,双三次卷积法,最邻近像元法,
8、核面与同名核线？同一地面点相邻相片的，两摄影物镜投射的主光线为同名光线。在航空摄影过程中，摄影基线与一对同名光线构成的面称核面。
9、数字微分纠正的概念？根据有关的参数与数字地面模型利用相应的构像方程式，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
10、直接发与间接法数字微分纠正的原理与流程？