摄影测量复习题

1、摄影测量中常用的坐标系有像平面直角坐标系、像空间直角坐标系、 像空间辅助坐标系、地面摄影测量坐标系 、 地面测量坐标系 和 像素坐标系。

2、中心投影的共线条件方程表达了 摄影中心 、 像点 和 对应地物点 三点位于 同一直线 的几何关系，利用其解求单张像片6个外方位元素的方法称为 单像空间后方交会，最少需要 3 个 平高地面控制 点。

3、数字影像重采样常用的方法有 双线性插值法 、 双三次卷积法 和 最邻近像元法 三种。

4、立体像对的摄取方法有哪几种：移动相机法、移动目标法、（旋转被摄目标法）、镜面摄影法、同一物镜法。

5、构形系数与摄影比例尺分母 K2=H/f是__摄影比例尺分母____，K1=H/B为构形系数 6、彩色电视机的制式有哪几种：NTSC制式、PAL制式、SECAM制式、EIA制式。 7、地形图为 正射 投影，而航空摄影像片为 中心 投影。

8、摄影测量中常用的坐标系有像素坐标系、 像平面坐标系 、 像空间坐标系 、 像空间辅助坐标系 、 地面摄影测量坐标系 、 地面测量坐标系 。

9、相对定向的目的是 确定两像片的相对位置 ，最少需要 5 对 点，其采用的数学公式是 共面 方程。

10、中心投影的共线条件方程表达了摄影中心 、 像点 和 对应地物点三点位于 同一直线 的几何关系，利用其解求单张像片6个外方位元素的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。

11、 影像匹配实质上是在两幅（或多幅）影像之间识别 同名点 。 12、绝对定向最少需要 2 个平高控制点和 1 个高程控制点。

13、表示航摄像片的外方位角元素可以采用 φ、ω、κ转角系统 、 φ′、ω′、κ′转角系统 和 A、α、κα 转角系统 三种转角系统。 二、名词解释

1、立体像对的空间前方交会：由立体像对中两张像片的内外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的过程。

2、绝对定向元素：确定模型在地面空间坐标系中的绝对位置和姿态的参数。

3、数字影像重采样：根据已知像元的灰度值求待定像元灰度值的过程。 4、像主点：相机主光轴与像平面的交点。

5、金字塔影像：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。

6、立体像对的相对定向元素：相机主光轴与像平面的交点。

7、同名核线： 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；

8、立体正射影像对： 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；

9、影像匹配： 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。

三、单项选择题

1、数字摄影测量系统是由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 )。

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、影像匹配实质上是在两幅（或多幅）影像之间识别(D )。

A 候选点 B 特征点 C 差异点 D 同名点

4、将一个重叠向内的立体像对的左右像片对调后，观测到的是（ B ）。 A. 正立体 B. 负立体 C. 无立体 D. 不确定的模型 5、摄影测量中立体像对相对定向的元素有(A )个。 A. 5 B. 12 C.7 D.6

6、立体像对中同名像点必定位于（ C ）上。 A. 主横线 B. 主纵线 C. 同名核线 D. 等比线 7、与非量测摄影机不同，量测摄影机能够记录（ B ）。 A. 外方位元素 B. 内方位元素 C. 目标影像 D. 摄影姿态 8、摄影测量的外业工作不包括（ B ）。

A. 控制测量 B. 空中三角测量加密 C. 像片调绘 四、简答题

1、已知摄影中心、像点与其对应的物点三点位于一条直线上的条件方程如下

xx0fyy0fa1(XXs)b1(YYs)c1(ZZs)a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs)a2(XXs)b2(YYs)c2(ZZs)a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs)

说明式中各符号的含义，并说明该公式在摄影测量中的应用。 要点：

（1）符号含义：

f为摄影机主距。

XS,YS,ZS表示摄影站点在地面坐标系中的坐标；ai,bi,ci为方向余弦，是像片外方

位角元素的函数。

X,Y,Z表示物点在地面坐标系中的坐标，x,y表示与物点相对应的像点坐标。 （2）应用：

单像空间后交、双像摄影测量光束法、解析测图仪原理、数字影像纠正。

2、解析绝对定向的目的是什么？如何解算绝对定向元素？至少需要几个地面控制点？为什么？

要点：解析绝对定向的目的是确定相对定向建立的模型在地面坐标系中的位置与姿态。 绝对定向元素的解算是根据空间相似变换公式进行的。

至少需要二个平高控制点和一个高程控制点，因为绝对定向元素共有7个，根据空间

相似变换公式，每一个平高控制点可列出三个方向，一个高程控制点列出一个方程，共七个方程解算七个元素。

3、外方位元素是描述影像的重要参数之一，请列举其获取方法

要点：

1) 空间后方交会；

2) 光束法空中三角测量；

3) POS(GPS/IMU)系统直接获取。

4、各类摄影机的性能与技术指标是什么？ 量测摄影机：机械结构稳定，光学性能好；

格网量测摄影机：配有标准网格以改正底片变形，并具备量测摄影机功能； 半量测摄影机：不具备量测摄影机众多功能但配有改正底片变形的格网；

非量测摄影机：内方为元素不能记录，光学畸变颇大，未采取减少或改正底片变形的措施并且不具备记载外部定向参数的功能。 5、多片前方交会的流程和方法是什么？

方法：1.在实地测量或记录外方位元素2.按物方空间布置适宜的一定数量的控制点，通过近景设一个测量空间后方交会法解求各像片的外方位元素3.通过适当的检校方式，预先测定两立体摄影机在给定物方空间坐标系内的外方位元素

流程：根据已知的内外方位元素的两张或两张以上像片，把待定点的像点坐标视作观测值，以求解其或是值并逐点解求待定点物方空间坐标。

6、 什么叫单像空间后方交会？其观测值和未知数各是什么？至少需要已知多少个控制点？为什么？

要点：根据像片上三个或三个以上的像点坐标及对应的控制点坐标，根据共线方程，求像片外方位元素的过程，称为单像空间后方交会。

观测值为像点坐标，未知数为像片的六个外方位元素。

至少需要3个控制点，因为根据共线条件方程可知，由每一个像点坐标及其对应的控制点坐标可列出x,y方向两个误差方程式，要求解像片的六个外方位元素，至少需要6个方程。 7、如果拥有一套POS系统，你打算如何用其快速确定地面点的三维坐标（简要叙述基本思想和具体解算过程

由POS系统获得像片的6个外方位元素。当没有地面控制点时，直接利用同名点前方交会，

获得地面点坐标；当有控制点时，先利用共线方程对POS系统获得的像片外方位元素进行检校，消除系统误差，然后利用同名像点前方交会可获得地面坐标。具体解算过程如下：

(1)同名像点识别，量测像点坐标 x1,y1 , x2,y2；由POS系统获得的像片外方位线元素计

算基线分量BX, BY, BZ； (2)由POS系统获得的像片外方位角元素计算像空间辅助坐标 X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2；计算点投影系数N1 , N2；计算地面坐标XA, YA, ZA 。

8、解析绝对定向的目的是什么？如何解算绝对定向元素？至少需要几个地面控制点？为什么？

要点：解析绝对定向的目的是确定相对定向建立的模型在地面坐标系中的位置与姿态。

绝对定向元素的解算是根据空间相似变换公式进行的。

至少需要二个平高控制点和一个高程控制点，因为绝对定向元素共有7个，根据空间

相似变换公式，每一个平高控制点可列出三个方向，一个高程控制点列出一个方程，共七个方程解算七个元素。

9、写出并推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程（画图推导），并说明各字母所代表的含义。 要点：如图： Z v S a u ZS A Y YS D X XS

D-XYZ----选定的地面摄影测量坐标系,S-uvw----像空间辅助坐标系, S-uvw与D-XYZ轴系平行。

设S及A在D-XYZ中的坐标分别为：(XS ,YS, ZS)， (X, Y, Z) 则A在S- uvw中的坐标为（ X－XS ,Y—YS , Z- ZS ） a在像空间辅助坐标系中的坐标为：（u ，v ，w），由于S、A、a三点共线，则有：

uvw1

 X  X S Y  Y S Z S   Z写成矩阵形式为：  u   X  X s 

1vYY S wZZS像点在像空间坐标系与像空间辅助坐标系的关系式为：

xa1b1c1u

abcv  y    2  2 2 

fa3b3c3w

以上式子联立得： XX S  Y S   c a 1  b 1 Y  1 Z  Z S 

xfa3XXSb3YYSc3ZZS

aXXSb2YYSc2ZZS

yf2a3XXSb3YYSc3ZZS 此式就是中心投影的构像方程式，又称为共线方程式。其中：

f为摄影机主距。

XS,YS,ZS表示摄影站点在地面坐标系中的坐标；ai,bi,ci为方向余弦，是像片外方

位角元素的函数。

X,Y,Z表示物点在地面坐标系中的坐标，x,y表示与物点相对应的像点坐标。 10、为什么要进行数字影像内定向？一般如何来做数字影像内定向？

要点：数字影像内定向是为了确定像片扫描坐标系与像平面坐标系之间变换关系的过程。

数字影像内定向的基本公式一般为仿射变换公式，即：

xh0h1xh2y012 ykkxky 五、论述题

1、论述近景摄影测量的优势与缺陷。

优势：

（1） 它是一种瞬间获取被测物体大量物理信息和几何信息的测量手段。

（2） 一种非接触性量测手段，不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态，可在恶劣条件

下作业。

（3） 一种适合于动态物体外形和运动状态测定的手段，是一种适用于微观世界和较远目

标的测量手段。

（4） 可提供基于三维空间坐标的各种产品，包括各类数据、图形、图像、数字表面模型

以及三维动态序列影像。

缺陷：

（1） 技术含量较高，需要较昂贵的硬设备投入和较高素质的技术人员，设备的不足和技

术力量的缺陷会导致不良的测量成果。

对所有测量对象不一定是最佳的技术选择。

2、论述近景摄影测量与航空摄影测量的相同点与不同点。

相同点：近景摄影测量与常规航空摄影测量在基本理论方面，不论是在模拟处理方法，解析处理方法以及数字摄影处理方法方面，还是在某些摄影测量一起的使用方面，均有相通之处。 不同点：近景摄影测量存在自身一些特点：

（1） 以测定目标物之形状和大小为目的，而不注重目标之绝对位置。

（2） 目标物的大小，目标物距摄像机的距离以及目标物的测定精度等方面差别悬殊。 （3） 对特定目标有特定的物空间坐标系以及特定控制方式的选择，包括各种相对控制的

应用。

（4） 控制点的布局可能有特殊要求，控制点和待定点大多是人工标志点，为系统误差的

消除提供了有利条件。 各类非量测用摄像机的应用，以及相应的特殊的理论与处理方式。