攝影測(cè)量課后練習(xí)題總結(jié)

1、第三章1、攝影測(cè)量對(duì)航攝資料有哪些基本要求？答：1）影像的色調(diào)要求影像清晰，色調(diào)一致，反差適中，像片上不應(yīng)有妨礙測(cè)圖的陰影。2）像片重疊同一航線上要求兩相鄰像片應(yīng)有一定的重疊，稱航向重疊。航向重疊：60% 65% ，最小不應(yīng)小于53%； 相鄰航線間也應(yīng)有足夠的重疊稱旁向重疊。旁向重疊：30% 40% 最小不得小于15%3）像片傾角在攝影瞬間攝影機(jī)軸發(fā)生了傾斜，攝影機(jī)軸與鉛直方向的夾角稱為相片傾角，不大于2°，最大不超過3°。4）航線彎曲受技術(shù)和自然條件限制，飛機(jī)往往不能按預(yù)定航線飛行而產(chǎn)生彎曲，造成漏攝或旁向重疊過小從而影像內(nèi)業(yè)成圖。一般要求航攝最大偏距與全航線長(zhǎng)之比不大于

2、3%。5）像片旋角相鄰像片的主點(diǎn)連線與像幅沿航線方向兩框標(biāo)連線間的夾角稱像片旋角，一般要求像片旋角不超過6°，最大不超過8°。2、什么是像片重疊？為什么要求相鄰像片之間及航線之間的像片要有一定的重疊？答：兩張相鄰的像片之間重疊的部分叫像片重疊為了滿足測(cè)圖的需要，在同一航線上，相鄰兩像片應(yīng)有一定范圍的重疊，稱為航向重疊。相鄰航線也應(yīng)有足夠的重疊，稱為旁向重疊。3、什么是中心投影？什么是正射投影？答：若投影光線相互平行且垂直于投影面，稱為正射投影若投影光線匯聚于一點(diǎn)，稱為中心投影4、畫圖說明航攝像片上特殊的點(diǎn)、線、面。5、攝影測(cè)量常用那些坐標(biāo)系？各坐標(biāo)系又是如何定義的？像方坐標(biāo)

3、系：像平面坐標(biāo)系、像空間坐標(biāo)系、像空間輔助坐標(biāo)系；像平面坐標(biāo)系：是以像主點(diǎn)為原點(diǎn)的右手平面坐標(biāo)系。像空間坐標(biāo)系：以攝影中心S為坐標(biāo)原點(diǎn)，x、y軸與像平面坐標(biāo)系的x、y軸平行，z軸與光軸重合，形成像空間右手指教坐標(biāo)系S-xyz。像空間輔助坐標(biāo)系：像點(diǎn)坐標(biāo)可以直接從像片上量取獲得，而各個(gè)像片的像空間坐標(biāo)是不統(tǒng)一的，給計(jì)算帶來了困難，就需要建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系，于是有了像空間輔助在坐標(biāo)系。有三種取法：1. 取u、v、w軸系分別平行于地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系D-XYZ,這樣同一像點(diǎn)a在像空間坐標(biāo)系坐標(biāo)為x，y，z = (-f)，而在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為u，v，w；2. 是以每條航線第一張像片的像空間坐標(biāo)系

4、作為像空間輔助坐標(biāo)系；3. 以每個(gè)相片對(duì)的左像片攝影中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，攝影基線方向?yàn)閡軸，以攝影基線及左片光軸構(gòu)成的平面作為uw平面，過原點(diǎn)且垂直于uw平面(左核面)的軸為v構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。物方坐標(biāo)系：地面測(cè)量坐標(biāo)系、地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系；地面測(cè)量坐標(biāo)系：高斯-克呂格3度或6度帶投影的平面直角坐標(biāo)系與定義的從某一基準(zhǔn)面量起的高程兩者組合而成的空間左手坐標(biāo)系地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系：地面測(cè)量坐標(biāo)系是左手系，像空間輔助坐標(biāo)系是右手系，給地面點(diǎn)由像空間輔助坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到地面測(cè)量坐標(biāo)系帶來困難，為此要建立一個(gè)過渡性坐標(biāo)系，稱為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系。原點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)某一地面點(diǎn)上，X軸大致與航向一致的水平方向，Y軸與X

5、軸正交，軸沿鉛垂方向，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。6、攝影測(cè)量中為什么常把像空間坐標(biāo)系變?yōu)橄窨臻g輔助坐標(biāo)系？答：像點(diǎn)的像空間坐標(biāo)可以直接從像片平面坐標(biāo)得到，但由于格片的像空間坐標(biāo)系不同一，給計(jì)算帶來了困難，為此，需建立一種相對(duì)統(tǒng)一的坐標(biāo)系，稱為像空間輔助在坐標(biāo)系。7、什么是像片的內(nèi)、外方位元素？答：用攝影測(cè)量方法研究被攝物體的幾何信息和物理信息時(shí)，必須建立該物體與像片之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，為此首先要確定航空攝影瞬間攝影中心與像片在地面設(shè)定的空間坐標(biāo)系中的位置與姿態(tài)，描述這些位置和姿態(tài)的參數(shù)稱為像片的方位元素。內(nèi)方位元素：是描述攝影中心與像片之間位置關(guān)系的參數(shù)，包括三個(gè)參數(shù)，即攝影中心S到像片的垂距（主距）f

6、及像主點(diǎn)o在框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x0、y0。外方位元素：在恢復(fù)內(nèi)方位元素的基礎(chǔ)上，確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態(tài)的參數(shù)，稱為外方位元素。8、為什么外方位角元素又三種不同的選擇？答：用模擬攝影測(cè)量?jī)x器單張像片測(cè)量?jī)x器單張像片測(cè)圖時(shí)，多采用A、k系統(tǒng)；立體測(cè)圖時(shí)采用、系統(tǒng)或'、'、'系統(tǒng)；在解析攝影測(cè)量及數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中采用、系統(tǒng)。9、在像點(diǎn)的空間坐標(biāo)變換中，為什么用外方位角元素表示方向余弦？答：像空間坐標(biāo)系可以看成是像空間輔助坐標(biāo)系經(jīng)過三個(gè)角度的旋轉(zhuǎn)得到的，即像空間輔助在坐標(biāo)系經(jīng)過三個(gè)外方位角元素的旋轉(zhuǎn)后，恰好與像空間坐標(biāo)系重合。因此，確定方向余弦的方法不涉及兩坐標(biāo)系

7、軸系間的夾角，而由三個(gè)外方位元素來計(jì)算兩坐標(biāo)軸系間夾角的余弦值。10、什么是共線方程？它在攝影測(cè)量中有何應(yīng)用？共線方程：上式描述了像點(diǎn)a、攝影中心S與地面點(diǎn)A位于一條直線上，所以又稱共線方程。應(yīng)用：?jiǎn)蜗窨臻g后方交會(huì)，雙像攝影測(cè)量光束法、解析測(cè)圖儀原理及數(shù)字影像糾正都要用到。11、什么是像點(diǎn)位移？像點(diǎn)位移有什么規(guī)律？答：像點(diǎn)位移：因航攝像片是地面的中心投影，所以當(dāng)像片傾斜或地面有起伏時(shí)，所攝取的影像均與理想情況（相片水平，地面水平）有所差異，也就是地面點(diǎn)在像片上構(gòu)像的點(diǎn)位偏離了應(yīng)有的正確位置，產(chǎn)生了像點(diǎn)位移。規(guī)律：1.相片傾斜引起的像點(diǎn)位移：圖：規(guī)律：(1)(2)(3)(4)2.地形起伏引起的像

8、點(diǎn)位移：圖：規(guī)律：12、航攝像片與地形圖有什么不同？答：1.像片與地形圖表示方法和內(nèi)容不同在表示方法上：地形圖上是按成圖比例尺所規(guī)定的各種符號(hào)、標(biāo)記和等高線來表示地貌的，而航攝像片則表示為影像的大小、形狀和色調(diào)。在表示內(nèi)容上：在地形圖上用相應(yīng)的符號(hào)和文字、數(shù)字注記表示，如據(jù)居民地的名稱，房屋的類型，道路的等級(jí)，河流的寬、深和流向，地面的高程等，這些在像片上時(shí)表示不出來的。另一方面，地形圖上必須經(jīng)過綜合取舍，只表示那些經(jīng)選擇的有意義的地物，而在像片上有所攝地物的全部影像。2.像片與地形圖的投影方法不同地形圖是正射投影，比例尺處處一致，常以1/M表示。地形圖上所有的圖形不僅與實(shí)際形狀完全相似，而且

9、其相關(guān)方位也保持不變。航攝像片是中心投影。由于存在像片傾斜和地形起伏兩種誤差的影像，致使航攝像片上的影像有變形，各處比例尺也不一致，相關(guān)方位也發(fā)生變化。若利用航攝像片制作正攝影像圖時(shí)，必須消除傾斜誤差和投影誤差，統(tǒng)一像片上各處比例尺，使中心投影的航攝像片轉(zhuǎn)化為正射投影的影像。第四章1、說明雙眼觀察的天然立體視覺。圖：如上圖：有一物點(diǎn)A，距雙眼的距離為L(zhǎng)，當(dāng)雙眼注視A點(diǎn)時(shí)，兩眼的視準(zhǔn)軸本能地交會(huì)于該點(diǎn)，此時(shí)兩眼視準(zhǔn)軸相交的角度 ，稱為交會(huì)角。在兩眼交會(huì)的同時(shí)，水晶體自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距，得到最清晰地影像。交會(huì)與調(diào)節(jié)焦距這兩項(xiàng)動(dòng)作視本能地進(jìn)行的。人眼的這種本能稱為凝視。當(dāng)雙眼凝視A點(diǎn)時(shí)，在兩眼的網(wǎng)膜窩中央

10、就得到構(gòu)像a和a'；若A點(diǎn)附近有一點(diǎn)B，較A點(diǎn)為近，距雙眼的距離為L(zhǎng)-dL，同樣的到構(gòu)像b，b'。由于A、B兩點(diǎn)距眼睛的距離不等，致使網(wǎng)膜窩上ab與a'b'弧長(zhǎng)不相等，稱 為生理視差，生理視差也反映為觀察A、B兩點(diǎn)交會(huì)角的差別，雙眼交會(huì)A點(diǎn)時(shí)的交會(huì)角為 ，雙眼交會(huì)B點(diǎn)時(shí)的交會(huì)角為 ，因此，人的雙眼觀察就能區(qū)別物體的遠(yuǎn)與近。生理視差時(shí)產(chǎn)生天然立體感覺的根本原因。2、什么是人造立體效能？人造立體視覺必須符合自然立體觀察的那些條件？答：空間景物在感光材料上構(gòu)像，再用人眼觀察構(gòu)像的像片而產(chǎn)生生理視差，重建空間景物立體視覺。這樣的立體感覺稱為人造立體視覺，所看到的立體模型

11、稱為視模型。必須符合四個(gè)條件：1. 兩張像片必須是在兩個(gè)不同位置對(duì)同一景物攝取的立體像對(duì)。2. 每只眼睛必須只能觀察相對(duì)的一張像片；3. 兩像片上相同景物（同名像點(diǎn)）的連線與眼睛基線應(yīng)大致平行；4. 兩像片的比例尺相近（差別<15%），否則需要ZOOM系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。上述方法觀察到的立體與實(shí)物相似，稱為正立體效應(yīng)。3、立體觀察有哪些方法？1.立體鏡觀察法；2.雙目鏡觀測(cè)光路的立體觀察；3.互補(bǔ)色法立體觀察；4.同步閃閉法立體觀察；5.偏振光法立體觀察。4、立體像對(duì)有哪些特殊的點(diǎn)、線及面？圖：上圖表示一個(gè)像對(duì)的相關(guān)位置，S S 分別為左像片P 和右像片P 的攝影中心。兩攝影中心的連線B稱為攝

12、影基線，o o 分別為左右像片的像主點(diǎn)。a a 為地面上任一點(diǎn)A字左右像片上的構(gòu)像，稱為同名像點(diǎn)。射線AS a 和AS a 稱為同名射線。通過攝影基線S S 與任一地面點(diǎn)A所作的平面W 稱為A點(diǎn)的核面。若同名射線都在核面內(nèi)，則同名射線必然對(duì)對(duì)相交。核面與像片面的交線稱為核線。對(duì)于同一核面的左右像片的核線，如k a k a 稱為同名核線。顯然，k k 亦是基線的延長(zhǎng)線與左右像片面的交點(diǎn)，稱為核點(diǎn)。在傾斜像片上諸核線都會(huì)匯聚與核點(diǎn)。通過像主點(diǎn)的核面稱為主核面。一般情況下通過左右像主點(diǎn)的兩個(gè)主核面不重合，分別稱為左主核面和右主核面。通過像底點(diǎn)的核面稱為核垂面。5、連續(xù)像對(duì)與單獨(dú)像對(duì)各選取怎樣的像空間

13、輔助坐標(biāo)系？各有哪些相對(duì)定向元素？答：連續(xù)像對(duì)：若將左片置平，以左片的像空間坐標(biāo)系作為本像對(duì)的像空間輔助坐標(biāo)系（或稱以左方像片為基準(zhǔn)或左像片的外方位元素為已知），這樣的像對(duì)為連續(xù)相對(duì)。相對(duì)定向元素：b b 、 、 為連續(xù)相對(duì)定向的五個(gè)相對(duì)定向元素。單獨(dú)像對(duì)：若將攝影基線置水平，像空間輔助坐標(biāo)系選取S 為坐標(biāo)原點(diǎn)，基線B作為U軸，垂直于作核面的軸V軸構(gòu)成右手平面直角坐標(biāo)系S U V W ，這樣的像對(duì)為單獨(dú)像對(duì)。相對(duì)定向元素： 、 、 、 、為單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向五個(gè)元素。6、什么是絕對(duì)定向？一個(gè)立體模型有哪些絕對(duì)定向元素？答：要確定立體模型在地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中的正確位置，需要把相對(duì)定向所建立的立

14、體模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放，以便納入到地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中，并歸化到制圖比例尺，這一過程稱為立體模型的絕對(duì)定向。一共有七個(gè)參數(shù)X 、Y 、Z 、7、簡(jiǎn)述模擬法立體測(cè)圖原理。答：模擬法立體測(cè)圖需要在特定的立體測(cè)圖儀上進(jìn)行。該儀器是用光學(xué)投影或機(jī)械投影來模擬攝影過程，實(shí)現(xiàn)幾何反轉(zhuǎn)。在模擬立體測(cè)圖儀上要恢復(fù)像片對(duì)攝影光束的空間方位及像片的空間方位，其方法是通過內(nèi)定向、相對(duì)定向、絕對(duì)定向完成。模擬法相對(duì)定向：特點(diǎn)是只要所有同名光線對(duì)對(duì)相交形成一個(gè)幾何模型，必然恢復(fù)了兩像片的相對(duì)位置，也就恢復(fù)了相對(duì)定向元素，而并不在意相對(duì)定向元素?cái)?shù)量值。模擬法絕對(duì)定向：為了在立體模型上獲取正射投影的地形圖，還需要將相對(duì)

15、定向的模型納入地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系并將模型大小歸化為測(cè)土比例尺，這一過程稱為立體模型的絕對(duì)定向。過程：首先將兩像片分別放在測(cè)圖儀的投影器內(nèi)，且使兩像片主點(diǎn)分別與兩像片盤的主點(diǎn)重合，并安置攝影時(shí)的主距，這就恢復(fù)了攝影時(shí)的內(nèi)方位元素，也稱內(nèi)定向。然后經(jīng)過相對(duì)定向建立立體模型，在通過控制點(diǎn)進(jìn)行絕對(duì)定向，建立與實(shí)地一樣的模型并以該模型進(jìn)行立體測(cè)圖。完成上述過程后，對(duì)所建立的幾何模型進(jìn)行地物、地貌的量測(cè)。8、模擬法立體測(cè)圖中怎樣進(jìn)行像對(duì)的相對(duì)定向與模型的絕對(duì)定向？答：相對(duì)定向：圖如上圖：分別在1、2、3、4、5點(diǎn)附近選取同名像點(diǎn)的投影點(diǎn)，通過量測(cè)臺(tái)的升降消除同名投影點(diǎn)在X方向上的分離，然后按不同的定向方法

16、（連續(xù)像對(duì)或單獨(dú)像對(duì)），遵循投影器不同螺旋微小移動(dòng)的變化規(guī)律，用某一螺旋移動(dòng)微小量來消除上下視差Q，當(dāng)然要反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)上述各點(diǎn)存在的上下視差都消除后，再用6點(diǎn)進(jìn)行檢核，若6點(diǎn)上有視差但在允許范圍內(nèi)，就認(rèn)為完成了本模型相對(duì)定向。這種定向方法也是一種模擬，也就是說，用五個(gè)投影器的螺旋消除五個(gè)定向點(diǎn)上的上下視差來恢復(fù)相對(duì)定向元素。絕對(duì)定向：模擬法絕對(duì)定向不是通過公式求解七個(gè)絕對(duì)定向參數(shù)的大小，而是模擬恢復(fù)這些絕對(duì)定向參數(shù)，俗稱為“相當(dāng)于解求”絕對(duì)定向元素。圖：如上圖四個(gè)已知控制點(diǎn)N ，N ，N ，N 均為已知控制點(diǎn)。為了把模型納入地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系，人工將底圖做X、Y方向上平移以及X、Y平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)

17、，使模型上兩投影點(diǎn)的連線與相應(yīng)圖底兩點(diǎn)連線重合，這三個(gè)動(dòng)作相當(dāng)于恢復(fù)了X 、Y 、Z 。另外，立體切準(zhǔn)某已知地面控制點(diǎn)，并在立體測(cè)圖儀上安置該點(diǎn)的起始高程，這相當(dāng)于恢復(fù)了Z ，因此，在模擬法絕對(duì)定向的任務(wù)僅是規(guī)劃模型比例尺及旁向傾角、，恢復(fù)、也稱模型航向、旁向置平。具體做法是利用底圖兩點(diǎn)間的距離與模型上的相應(yīng)點(diǎn)間的距離對(duì)比，并改變基線長(zhǎng)度，是模型的投影點(diǎn)與底圖相符，這項(xiàng)工作相當(dāng)于恢復(fù)了。旋轉(zhuǎn)模擬測(cè)圖儀上的、螺旋，使模型在航向及旁向的兩個(gè)高程點(diǎn)的高程與實(shí)地相符，這項(xiàng)工作相當(dāng)于恢復(fù)了、，也就是進(jìn)行了航向及旁向置平。9、用解析測(cè)圖儀測(cè)圖，為什么稱為數(shù)字投影？答：在解析測(cè)圖儀測(cè)圖時(shí)，用計(jì)算方式取代了模

18、擬測(cè)圖儀上復(fù)雜的光學(xué)或機(jī)械投影，所以稱為數(shù)字投影。10、試述解析測(cè)圖儀的工作原理。答：工作原理：1. 作業(yè)員把像片分別安放在解析測(cè)圖儀左右像片盤上，將攝影參數(shù)如攝影機(jī)主距、底片縮放系數(shù)、物鏡畸變差、地球曲率、折光差及測(cè)土必要的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)；2. 按相應(yīng)的程序進(jìn)行內(nèi)定向：用測(cè)標(biāo)逐次對(duì)準(zhǔn)每個(gè)框標(biāo)，計(jì)算機(jī)用數(shù)字方式建立正確的內(nèi)定向，確定每張像片的主點(diǎn)位置及相片坐標(biāo)系與儀器坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)；3. 量測(cè)出像對(duì)的相對(duì)定向和絕對(duì)定向的像點(diǎn)坐之后，計(jì)算機(jī)按設(shè)計(jì)好的像對(duì)定向和絕對(duì)定向運(yùn)算程序解求出定向元素存儲(chǔ)備用。4. 作業(yè)員操縱手輪和腳盤將模型點(diǎn)的坐標(biāo)X、Y、Z輸入到計(jì)算機(jī)中，這是模擬量，需要經(jīng)過模/數(shù)

19、轉(zhuǎn)換，將模擬坐標(biāo)變成一個(gè)數(shù)字量輸入給計(jì)算機(jī)，有計(jì)算機(jī)按共線條件方程解求出理論的像點(diǎn)坐標(biāo)x 、y 、x 、y 。再顧及像點(diǎn)的各種改正量后，轉(zhuǎn)換為實(shí)際的像點(diǎn)坐標(biāo)，這又是數(shù)字量，還須經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換。像點(diǎn)坐標(biāo)變成模擬量后，再由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)左右像片移動(dòng)到應(yīng)有的位置。因此，由作業(yè)員通過手輪和腳盤輸入物空坐標(biāo)直至左右像片盤的移動(dòng)，其過程為：由儀器的X、Y手輪及Z腳盤輸入X、Y、Z坐標(biāo)，這是模擬量，需要經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按共線方程算出x 、y 、x 、y ，這是數(shù)字量，還須經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換將數(shù)字量變?yōu)槟M量后又伺服系統(tǒng)推動(dòng)左右像片盤移動(dòng)到應(yīng)有的位置。 5. 與此同時(shí)，還要進(jìn)行模型坐標(biāo)與地面坐標(biāo)

20、間的轉(zhuǎn)換，其中還要顧及地球曲率和大氣折光差的改正。聯(lián)機(jī)測(cè)繪作業(yè)時(shí)，還要實(shí)時(shí)地進(jìn)行模擬坐標(biāo)與圖面坐標(biāo)的換算，并有伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)畫筆繪圖。第五章1、什么叫單像空間后方交會(huì)？其觀測(cè)值和未知數(shù)各是什么？至少需要幾個(gè)已知控制點(diǎn)？為什么？答：?jiǎn)蜗窨臻g后方交會(huì)：基本思想是利用至少三個(gè)已知地面控制點(diǎn)的坐標(biāo)A(X ,Y ,Z )、B(X ,Y ,Z )、C(X ,Y ,Z )，與其影像上對(duì)應(yīng)的三個(gè)像點(diǎn)的影像坐標(biāo)a(x ,y )、b(x ,y )、c(x ,y )，根據(jù)共線方程，反求像片的外方位元素X 、Y 、Z 、。這種解算方法是以單張像片為基礎(chǔ)，亦稱單像空間后方交會(huì)。共線方程有六個(gè)未知數(shù)，至少需要列六個(gè)方程才可

21、以解出這六個(gè)外方位元素，每個(gè)點(diǎn)可以列出兩個(gè)方程，所以至少需要三個(gè)已知地面控制點(diǎn)。2、利用共線條件式進(jìn)行空間后方交會(huì)如何推導(dǎo)出線性化誤差方程？附錄：3、已知攝影機(jī)主距f=153.24mm，四對(duì)點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)與相應(yīng)的地面坐標(biāo)列如下表：計(jì)算近似垂直攝影情況下后方交會(huì)解。附錄：4、立體像對(duì)雙像前方交會(huì)的目的是什么？答：用單像空間后方交會(huì)可以求得像片的外方位元素，但要想根據(jù)單張像片的像點(diǎn)坐標(biāo)反求相應(yīng)地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)是不可能的。外方位元素與一個(gè)已知像點(diǎn)，只能確定該像片的空間方位及攝影中心S至像點(diǎn)的射線空間方向，只有利用立體像對(duì)上的同名像點(diǎn)，才能得到兩條同名射線在空間相交的點(diǎn)，即該地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)。立體像對(duì)雙

22、像前方交會(huì)的目的就是通過外方位元素與已知像點(diǎn)，求解相應(yīng)地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)。5、什么是解析法相對(duì)定向？如何解算連續(xù)像對(duì)與單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向元素？答：解析法相對(duì)定向是通過計(jì)算相對(duì)定向元素建立地面立體模型。解析法相對(duì)定向恢復(fù)核面，需要從共面條件式出發(fā)求解五個(gè)相對(duì)定向元素，才能建立地面立體模型。解算連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向元素：連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向是以左像片為基礎(chǔ)，求出右像片相對(duì)于左像片的五個(gè)相對(duì)定向元素b 、b 、 、 、 。過程附錄：解算單獨(dú)像對(duì)的相對(duì)定向元素：?jiǎn)为?dú)像對(duì)是以基線為u軸，左主核面為uw平面，建立像空間輔助坐標(biāo)系S U V W 及S U V W 。像點(diǎn)a 、a 在各自的像空間輔助坐標(biāo)系的坐標(biāo)分別為(

23、u ,v ,w )及(u ,v ,w )，則共面條件的坐標(biāo)表達(dá)為：附錄：6、如何利用相對(duì)定向元素解求模型點(diǎn)的坐標(biāo)？P847、解析法絕對(duì)定向的目的是什么？如何解算絕對(duì)定向元素？至少需要幾個(gè)地面控制點(diǎn)？為什么？答：目的：恢復(fù)攝影時(shí)像片之間的絕對(duì)位置，三個(gè)線元素和角元素。相對(duì)定向僅僅是恢復(fù)了攝影時(shí)相片之間的相對(duì)位置。絕對(duì)定向基本關(guān)系式：上式包含有七個(gè)絕對(duì)定向參數(shù)，即：模型比例尺縮放系數(shù)；兩坐標(biāo)軸系的三個(gè)旋轉(zhuǎn)角、；坐標(biāo)原點(diǎn)的平移量X 、Y 、Z 。解析法絕對(duì)定向，就是利用已知的地面控制點(diǎn)，從絕對(duì)定向的關(guān)系式出發(fā)，解求上述七個(gè)絕對(duì)定向元素。至少需要 個(gè)地面控制點(diǎn)。因?yàn)橛衅邆€(gè)未知數(shù)， 個(gè)已知地面控制點(diǎn)可以

24、列 個(gè)方程，以便解求七個(gè)未知數(shù)。8、簡(jiǎn)述立體像對(duì)光束法解求像片對(duì)的外方位元素以及待定點(diǎn)地面坐標(biāo)的過程。答：過程為：(1) 確定待定參數(shù)的初始值， = = =0， =1， X= Y= Z=0；(2) 計(jì)算控制點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系中心的坐標(biāo)和重心化坐標(biāo)；(3) 計(jì)算控制點(diǎn)的空間輔助坐標(biāo)系中心的坐標(biāo)和重心化坐標(biāo)；(4) 計(jì)算常數(shù)項(xiàng)；(5) 按下式計(jì)算誤差方程系數(shù)；(6) 逐點(diǎn)法化及法方程求解；(7) 計(jì)算待定參數(shù)的新值： (8) 判斷d、d、d是否小于給定的限值。若大于限值，將求得的所有未知數(shù)的改正數(shù)加到近似值作為新的近似值，重復(fù)上述計(jì)算過程，逐步趨近，知道滿足要求。地面點(diǎn)解求過程：求出絕對(duì)定向元

25、素后，可根據(jù)待求點(diǎn)的重心化坐標(biāo)(U，V，W)按下式：求出待求點(diǎn)的重心化坐標(biāo)（X，Y，Z），再加上重心坐標(biāo)（X ，Y ，Z ）后得待求點(diǎn)的地面攝影測(cè)量坐標(biāo)（X，Y，Z）。最后將地面攝影測(cè)量坐標(biāo)再轉(zhuǎn)回到地面測(cè)量坐標(biāo)，提交成果。9、雙像解析攝影測(cè)量有哪三種解析方法？各有何特點(diǎn)？答：三種方法分別為：后交-前交解法、相對(duì)定向-絕對(duì)定向解法、光束法。分析比較如下：(1)第一種方法前方交會(huì)的結(jié)果依賴于空間后方交會(huì)的精度，前方交會(huì)過程中沒有充分利用多余條件平差計(jì)算；(2)第二種方法計(jì)算公式比較多，最后的點(diǎn)位精度取決于相對(duì)定向和絕對(duì)定向的精度，用這種方法的結(jié)算結(jié)果不能嚴(yán)格表達(dá)一幅影像的外方為元素；(3)第三種方

26、法的理論嚴(yán)密、求解精度高，待定點(diǎn)的坐標(biāo)是按最小二乘法準(zhǔn)則解得的。通過以上分析，第一種方法常用在已知像片的外方為元素、確定少量待定點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)采用；第二種方法多在航帶法解析空中三角測(cè)量中應(yīng)用；第三種方法在光束法解析空中三角測(cè)量中應(yīng)用。10、相對(duì)定向需要地面控制點(diǎn)嗎？為什么？答：不需要，因?yàn)橄鄬?duì)定向只是解求兩像片相對(duì)位置參數(shù)的過程，不需要控制點(diǎn)。利用六對(duì)定向點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)（x ，y ） 及（x ，y ） (i=1,2,，6)，按如下方程連續(xù)法相對(duì)定向：解求相對(duì)定向元素近似值的改正數(shù)?？词欠裥∮诮o定的誤差，若符合則將改正數(shù)加到近似值上的最后成果，若超出誤差，則迭代計(jì)算直到小于誤差值。第六章 解析空中三角測(cè)

27、量1、簡(jiǎn)述解析空中三角測(cè)量的概念。答：在一條航帶幾十個(gè)像對(duì)覆蓋的區(qū)域或由幾條航帶幾百個(gè)像對(duì)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)，僅僅由外業(yè)實(shí)測(cè)幾個(gè)少量的控制點(diǎn)，按一定的數(shù)學(xué)模型，平差解算出（加密）攝影測(cè)量作業(yè)過程中所需要的全部控制點(diǎn)（稱待定點(diǎn)或加密點(diǎn)）及每張像片的外方位元素。這是空中三角測(cè)量與區(qū)域網(wǎng)平差的基本思想，通常稱之為解析空中三角測(cè)量或解析空三加密。2、構(gòu)建航帶時(shí)，為什么要進(jìn)行模型連接？如何計(jì)算模型連接系數(shù)？答：將單個(gè)模型連接成為航帶模型，要將個(gè)模型不同的比例尺歸化為統(tǒng)一的比例尺。通常，以相鄰像對(duì)重疊范圍內(nèi)三個(gè)連接點(diǎn)的高程應(yīng)相等為條件，從左向右順次得將后一個(gè)模型的比例尺歸化到前一個(gè)模型的比例尺中，建立統(tǒng)一的以第

28、一個(gè)模型的比例尺為基準(zhǔn)的航帶模型。這樣就可以將各像對(duì)的模型坐標(biāo)納入到全模型航帶統(tǒng)一的坐標(biāo)系中。如下圖由于模型1與模型2比例尺不相等，公共點(diǎn)M在模型1上位于M 處，在模型2上位于M 處，現(xiàn)對(duì)模型2的比例尺進(jìn)行歸化，使其與模型1具有相同的比例尺，即M 與M 點(diǎn)重合。若使S M 與S M 相等，則模型2的比例歸化系數(shù)為：一般在模型重疊的區(qū)域內(nèi)用上中下三個(gè)點(diǎn)側(cè)球模型比例規(guī)劃系數(shù)，去算術(shù)平均值為最后結(jié)果，即：模型連接的實(shí)質(zhì)是求處相鄰模型間的比例歸化系數(shù)。3、航帶網(wǎng)經(jīng)絕對(duì)定向后，為什么還要進(jìn)行非線性改正？航帶網(wǎng)整體平差接球的未知數(shù)是什么？答：由于單個(gè)模型構(gòu)成航帶模型的過程中，不可避免地有誤差存在，同時(shí)還要

29、受到誤差積累的影響，致使航帶模型產(chǎn)生非線性變形。所以，航帶模型經(jīng)絕對(duì)頂向后，還要進(jìn)行航帶模型的非線性改正，最終求出加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)。4、試說明航帶網(wǎng)法解析空中三角測(cè)量的基本思想及作業(yè)過程。答：基本思想：航帶網(wǎng)法空中三角測(cè)量研究的對(duì)象是一條航帶的模型，在一條航帶內(nèi)，首先用立體像對(duì)按連續(xù)法建立單個(gè)模型，再把單個(gè)模型連接成航帶模型，構(gòu)成航帶自由網(wǎng)，再把航帶模型視為一個(gè)單元模型進(jìn)行航帶網(wǎng)的絕對(duì)定向。作業(yè)過程：1. 建立航帶模型(1) 像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)及改正系統(tǒng)誤差(2) 連續(xù)法相對(duì)定向，建立單個(gè)立體模型。(3) 模型連接，建立統(tǒng)一的航帶自由網(wǎng)。2. 航帶模型的絕對(duì)定向3. 航帶模型的非線性改正主要步驟：1

30、. 按單航帶模型法分別建立航帶模型，以取得各航帶模型點(diǎn)在本航帶統(tǒng)一的輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2. 各航帶模型的絕對(duì)定向。3. 計(jì)算重心坐標(biāo)及重心化坐標(biāo)。4. 根據(jù)模型中控制點(diǎn)的加密坐標(biāo)應(yīng)與外業(yè)坐標(biāo)實(shí)測(cè)坐標(biāo)相等以及相鄰航帶間公共連接點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)相等為條件，列出誤差方程，并用最小二乘準(zhǔn)則平差計(jì)算，整體求解各航帶的非線性改正系數(shù)5. 用平差計(jì)算得出的多項(xiàng)式系數(shù)，分別計(jì)算各模型點(diǎn)改正后的坐標(biāo)值。5、試說明獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)平差的基本思想，并與航帶網(wǎng)法區(qū)域網(wǎng)平差進(jìn)行比較，說明這答：兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量是基于單獨(dú)發(fā)相對(duì)定向建立單個(gè)立體模型，再由一個(gè)個(gè)單模型相互連接組成一個(gè)區(qū)域網(wǎng)。由于各

31、個(gè)模型的像空間輔助坐標(biāo)系和比例尺均不一致，因此，在模型連接時(shí)，要用模型內(nèi)的已知控制點(diǎn)和模型間的公共點(diǎn)進(jìn)行空間相似變換。首先將各個(gè)單模型視為剛體，利用各模型彼此間的公共點(diǎn)連成一個(gè)區(qū)域。在連接的過程中，每個(gè)模型只做平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，所以，利用空間相似變換式能完成上述任務(wù)。在變換中應(yīng)使模型公共點(diǎn)的坐標(biāo)相等，控制點(diǎn)的計(jì)算坐標(biāo)應(yīng)與實(shí)測(cè)坐標(biāo)相等，同時(shí)誤差的平方和應(yīng)為最小，在滿足這些條件下，根據(jù)最小二乘準(zhǔn)則對(duì)全區(qū)域網(wǎng)實(shí)施整體平差，解求每個(gè)模型的七個(gè)絕對(duì)定向參數(shù)，從而求出所有待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)。優(yōu)缺點(diǎn)：航帶網(wǎng)法區(qū)域網(wǎng)平差：方便，速度快，但精度不高。目前，航帶網(wǎng)法區(qū)域網(wǎng)平差主要提供初始值和小比例尺低精度定位加密獨(dú)

32、立模型法區(qū)域網(wǎng)平差：解求的未知數(shù)較多。優(yōu)點(diǎn)：可將平面和高程分開求解，仍能得到嚴(yán)密平差的結(jié)果。6、試說明光束法區(qū)域網(wǎng)平差的基本思想，為什么說它是最嚴(yán)密的一種方法。答：在一張像片中，待定點(diǎn)與控制點(diǎn)的像點(diǎn)與攝影中心即相應(yīng)地面點(diǎn)均構(gòu)成一條光束。該方法是以每張像片所著稱的一束光束作為平差的基本單元，以共線條件方程作為平差的基本方程，通過各個(gè)光束在空中的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間公共點(diǎn)的光線實(shí)現(xiàn)最佳交會(huì)，并使整個(gè)區(qū)域納入到已知的控制點(diǎn)地面坐標(biāo)系中去，所以要建立全區(qū)統(tǒng)一的誤差方程式，整體解求全區(qū)域內(nèi)每張像片的六個(gè)外方位元素以及所有得求點(diǎn)的地面坐標(biāo)。主要內(nèi)容包括：(1) 獲取每張像片外方位元素及待定點(diǎn)坐標(biāo)的近似值

33、；(2) 從每張像片上控制點(diǎn)、待定點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)出發(fā)，按共線條件列出誤差方程式；(3) 逐點(diǎn)法化建立改化方程式，按循環(huán)分塊的求解方法，先求出其中的一類未知數(shù)，通常先求出每張像片的外方位元素；(4) 按空間前方交會(huì)求待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)，對(duì)于相鄰像片的公共點(diǎn)，應(yīng)取其均值作為最后結(jié)果。為什么說它是最嚴(yán)密的一種方法：光束法區(qū)域網(wǎng)平差是基于攝影點(diǎn)、物點(diǎn)和攝站點(diǎn)三點(diǎn)共線提出來的。由單張像片構(gòu)成區(qū)域，其平差的數(shù)學(xué)模型是共線條件方程，平差單元是單個(gè)光束，像點(diǎn)坐標(biāo)是觀測(cè)值，未知數(shù)是每張像片的外方位元素及所有待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)。誤差方程直接由像點(diǎn)坐標(biāo)的觀測(cè)值列出，能對(duì)像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)誤差改正，所以說光束法區(qū)域網(wǎng)平差是最

34、嚴(yán)密的一種方法。7、光束法區(qū)域網(wǎng)平差中，為什么要給出未知數(shù)的初始值？并說明確定初始值的方法。光束法區(qū)域網(wǎng)平差公式是由共線方程線性化而得到的，因此，必須提供未知數(shù)的近似值。外方位元素初始值：以近似垂直攝影設(shè)角元素近似值為0，線元素設(shè)為：控制點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)地測(cè)得，相應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)通過量測(cè)獲得。第七章 數(shù)字地面模型及其應(yīng)用1、 什么是數(shù)字高程模型？它有何特點(diǎn)？答:數(shù)字地面模型DTM是一個(gè)用于表示地面特征的空間分布的數(shù)據(jù)陣列，最常用的是用一系列地面點(diǎn)的平面坐標(biāo)X、Y地面高程Z及屬性信息如資源、環(huán)境、土地利用、人口分布等組成的數(shù)據(jù)陣列。若只考慮DTM的地形分量，我們通常稱其為數(shù)字高成模型（Digital Ele

35、vation Model），簡(jiǎn)稱DEM。特點(diǎn)：DEM是對(duì)地球表面地形、地貌的一種離散的數(shù)字表示。2、 獲取建立數(shù)字高成模型的數(shù)據(jù)點(diǎn)有哪些方法？答：主要由以下四種方法獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)：(1) 由現(xiàn)有地形圖上采集。現(xiàn)在常用的方法是使用掃描裝置采集。(2) 由攝影測(cè)量方法采集?？捎媒馕鰷y(cè)圖儀或自動(dòng)化的測(cè)圖系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)。(3) 野外實(shí)地測(cè)量。即在實(shí)地直接測(cè)量地面點(diǎn)的平面位置和告成。一般使用電子速測(cè)儀進(jìn)行。(4) 由遙感系統(tǒng)直接測(cè)得。如航空和航天飛機(jī)搭載雷達(dá)和激光測(cè)高儀獲得的數(shù)據(jù)。3、 簡(jiǎn)述移動(dòng)擬合法逼近曲面的原理。答：移動(dòng)曲面擬合法是一種以待定點(diǎn)為中心的逐點(diǎn)內(nèi)插法，它以每一待定點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數(shù)去

36、擬合周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)。應(yīng)用于由離散數(shù)據(jù)點(diǎn)生成規(guī)則格網(wǎng)DEM，計(jì)算速度較其他方法慢。其過程為：(1) 對(duì)DEM每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)，從數(shù)據(jù)中檢索出對(duì)應(yīng)該DEM網(wǎng)格點(diǎn)的幾個(gè)分塊個(gè)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將坐標(biāo)原點(diǎn)移至待定點(diǎn)P(X ,Y )上： X =X - X Y =Y - Y(2) 為了選取臨近的數(shù)據(jù)點(diǎn)，以待定點(diǎn)P為圓心，以R為半徑做圓，如下圖所示，落在圓內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)即被選用。所選擇的點(diǎn)數(shù)根據(jù)所用的局部擬合函數(shù)來確定，在二次曲面內(nèi)插時(shí)，要求選用的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)n>6。數(shù)據(jù)點(diǎn)P (X ,Y )到待定點(diǎn)P(X ,Y )的距離為d ：d = X + Y 當(dāng)d <R時(shí)，該店即被選用。若選擇的點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)則應(yīng)增大R的數(shù)值，

37、直至數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)n滿足要求為止(3) 列誤差方程式。若選擇二次曲面作為擬合面： Z=Ax + Bxy + Cy + Dx + Ey + F則數(shù)據(jù)點(diǎn)P 對(duì)應(yīng)的誤差方程為：v =X A + X Y B + Y C + X D + Y E + Z 由n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)列出的誤差方程為：v = MX Z(4) 計(jì)算每一數(shù)據(jù)點(diǎn)的權(quán)。根據(jù)平差理論，二次曲面系數(shù)的解為：X = ( M PM ) M PZ由于X =0， Y = 0 ,所以系數(shù)F就是待定點(diǎn)的內(nèi)插高程Z 。4、 簡(jiǎn)述數(shù)字高程模型的應(yīng)用。答：DEM的應(yīng)用非常廣泛。在測(cè)繪中可用于繪制等高線、坡度、坡向圖、立體透視圖、制作正射影像圖、立體景觀圖、立體地形模型及

38、地圖的修測(cè)等。在各種工程中可用于計(jì)算體積、面積和繪制斷面圖等。在軍事上可用于導(dǎo)航、通信、作戰(zhàn)任務(wù)的計(jì)劃等。在環(huán)境與規(guī)劃中可用于土地利用現(xiàn)狀分析、各種規(guī)劃和洪水險(xiǎn)情預(yù)報(bào)等。5、 什么是三角網(wǎng)數(shù)字地面模型？簡(jiǎn)述用角度判別法建立數(shù)字地面模型的過程。答：對(duì)于非規(guī)則的離散分布的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，可以建立各種非規(guī)則格網(wǎng)的數(shù)字地面模型，其中最常見的時(shí)不規(guī)則三角網(wǎng)（Triangulated Irregular Network，TIN）數(shù)字地面模型?？梢跃_地表示復(fù)雜地形，很好地顧及地貌特征點(diǎn)、線。角度判斷法建立TIN：先選定三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)(即一條邊)后，利用余弦定理計(jì)算所有備選第三頂點(diǎn)所在的內(nèi)角的大小，選擇最大的

39、內(nèi)角所對(duì)應(yīng)的頂點(diǎn)作為該三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)。步驟為：(1) 將原始數(shù)據(jù)分塊，以便檢索所處理三角形的臨近的點(diǎn)，不必檢索所有數(shù)據(jù)。(2) 確定一個(gè)三角形。從幾個(gè)離散點(diǎn)中任選取一個(gè)點(diǎn)A，通?？扇?shù)據(jù)文件中的第一個(gè)點(diǎn)或左下角檢索格網(wǎng)的第一個(gè)點(diǎn)。在其附近選取距離最近的一個(gè)點(diǎn)B作為三角形的第二個(gè)點(diǎn)，然后對(duì)這兩點(diǎn)附近的點(diǎn)C ，利用余弦定理計(jì)算 C : C = arccos其中，a = BC ； b = AC ； c = AB。若 C = max C ，則C為該三角形第三個(gè)頂點(diǎn)。(3) 三角形的擴(kuò)展。由第一個(gè)三角形向外擴(kuò)展，將全部離散點(diǎn)構(gòu)成三角網(wǎng)，并要保證三角網(wǎng)中沒有重復(fù)和交叉的三角形。其做法就是依次對(duì)每一個(gè)已

40、生成的三角形的新增加的兩個(gè)邊，按角度最大的原則向外進(jìn)行擴(kuò)展，并檢測(cè)是否重復(fù)。1. 向外擴(kuò)展的處理。若從頂點(diǎn)為P (X ,Y ),P (X ,Y ),P (X ,Y )的三角形的P P 邊向外擴(kuò)展，擴(kuò)展的點(diǎn)P應(yīng)相對(duì)于直線P P 與點(diǎn)P 異側(cè)。判斷的方法為：設(shè)直線P P 的方程為F(x , y) = ( y - y )( x - x ) - ( y - y )( x - x ) = 0P點(diǎn)坐標(biāo)為(x , y)，則當(dāng)F(x , y) · F(x , y ) < 0時(shí)，P 與P 在直線P P 的異側(cè)，P點(diǎn)可作為備選擴(kuò)展點(diǎn)。2. 重復(fù)與交叉的檢測(cè)。由于任意一邊最多只能是兩個(gè)三角形的公共邊

41、，因此只需給每一邊記下擴(kuò)展的次數(shù)，當(dāng)改變的擴(kuò)展次數(shù)超過2時(shí)，擴(kuò)展無效；否則才有效。當(dāng)所有生成的新生邊經(jīng)過擴(kuò)展處理后，則全部離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)就練成了一個(gè)不規(guī)則的三角網(wǎng)。第八章 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基礎(chǔ)1、 什么是數(shù)字影像？如何獲取數(shù)字影像？答：數(shù)字影像是一個(gè)灰度矩陣g：g g g g g g g = g g g 矩陣的每一個(gè)像元素g 是一個(gè)灰度值，對(duì)應(yīng)著光學(xué)影像或?qū)嶓w的一個(gè)微小區(qū)域，稱為像元素或像素。各元素的灰度值g 代表其影像經(jīng)采樣與量化了的“灰度級(jí)”。數(shù)字影像可以直接從空間飛行器中的掃描式傳感器產(chǎn)生，也可以利用影像數(shù)字化器對(duì)攝取的光學(xué)像片經(jīng)過采樣的量化而獲取。2、 什么是數(shù)字影像的重采樣？答：數(shù)字影像

42、是個(gè)規(guī)則排列的灰度格網(wǎng)序列，但當(dāng)對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行幾何處理時(shí)，如對(duì)核線的排列，數(shù)字糾正等，由于所求得的像點(diǎn)不一定恰好落在原始像片上像素的中心，要獲得該像點(diǎn)的灰度值，就要在原采樣的基礎(chǔ)上再一次采樣，稱重采樣。3、 已知四個(gè)框標(biāo)點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)x 、y 及掃描坐標(biāo) x 、y ，寫出數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量?jī)?nèi)定向的關(guān)系式。答：由于在像片掃描的數(shù)字化過程中，像片的掃描坐標(biāo)與想平面坐標(biāo)一般不平行，且坐標(biāo)原點(diǎn)也不同，所以同一像點(diǎn)的像平面坐標(biāo)x，y與其掃描坐標(biāo)x，y不相等，需要加以換算，這種換算成為數(shù)字影像內(nèi)定向。用仿射變換公式進(jìn)行變換，即x = h + h x + h yy = k + k x + k y式中，h 、h 、h

43、 、k 、k 、k 稱為內(nèi)定向參數(shù)，其數(shù)值由像片上四個(gè)框標(biāo)點(diǎn)的掃描坐標(biāo)及相應(yīng)的像平面坐標(biāo)（視為理論值）組成誤差方程式，平差運(yùn)算求得。4、 什么是基于灰度的數(shù)字影像相關(guān)？以相關(guān)系數(shù)法為例，寫出一維影像相關(guān)與二維影像相關(guān)的關(guān)系式？答：所謂基于灰度的數(shù)字影像相關(guān)，主要是基于待相關(guān)點(diǎn)所在的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的影像的灰度。其做法是在左片上確定一個(gè)待定點(diǎn)，以該點(diǎn)為中心選取n×n個(gè)點(diǎn)的灰度陣列作為目標(biāo)區(qū)，一般n為奇數(shù)，其中心點(diǎn)即為待定點(diǎn)。為了在右片上便于搜索到同名像點(diǎn)，估計(jì)出該同名像點(diǎn)可能出現(xiàn)的范圍，以此定出一個(gè)l×m的灰度陣列（m > n,l > n）作為搜索區(qū)。在搜索區(qū)尋找同名

44、像點(diǎn)時(shí)，若搜索工作在x，y方向上進(jìn)行，這種工作的相關(guān)運(yùn)算是二維的，稱為二維影響相關(guān)。相關(guān)過程就是以此把一個(gè)目標(biāo)區(qū)的灰度陣列，與其搜索去內(nèi)搜索到的某一個(gè)與目標(biāo)陣列有同等大小的陣列，根據(jù)它們的灰度值按某一數(shù)字相關(guān)方法進(jìn)行計(jì)算，判斷它們的相似程度并最終找出同名像點(diǎn)。相關(guān)系數(shù)法：一維影像相關(guān)：設(shè)g代表目標(biāo)區(qū)組的灰度值，g代表搜索區(qū)域內(nèi)相應(yīng)點(diǎn)組的灰度值，則每個(gè)點(diǎn)組共取n個(gè)點(diǎn)的灰度值的均值為：g = g ， g'= g' （k = 1，2，3，4，5，m - 1）兩個(gè)點(diǎn)組的方差 分別為： = g - g ， = g' - g' 兩個(gè)點(diǎn)組的協(xié)方差 為： = g g'

45、- g g'則兩個(gè)點(diǎn)組的相關(guān)系數(shù) 為： = (k = 0, 1, 2, 3, , m-n )在搜索區(qū)域內(nèi)沿核線尋找同名像點(diǎn)，每次移動(dòng)一個(gè)像素，按上式依次計(jì)算出相關(guān)系數(shù)，共能計(jì)算出m-n+1各相關(guān)系數(shù)，取的最大值，其對(duì)應(yīng)的相關(guān)窗口的中心像素被認(rèn)為時(shí)目標(biāo)點(diǎn)的同名像點(diǎn)。設(shè)k = k 時(shí)相關(guān)系數(shù)取得最大值，則同名像點(diǎn)在搜索區(qū)內(nèi)的序號(hào)為：k + ( n + 1)在二維相關(guān)的情況下，上述公式的相應(yīng)公式為：g = g g' = g' = g - g = g' - g' = g g - g g'5、 什么是核線相關(guān)？為什么要進(jìn)行核線相關(guān)？答：在進(jìn)行二維影像相關(guān)時(shí)

46、，為了在右片上搜索到同名像點(diǎn)，必須在給定的搜索區(qū)內(nèi)沿x，y兩個(gè)方向搜索同名像點(diǎn)，因此，搜索區(qū)是一個(gè)二維影像窗口，在這樣的二維影像窗口里進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，其計(jì)算量是相當(dāng)大的。由攝影測(cè)量的基本知識(shí)可知，核面與兩像片面的交線為同名核線，同名像點(diǎn)必定在同名核線上。沿核線尋找同名像點(diǎn)，即核線相關(guān)。這樣，利用核線相關(guān)的概念就能將沿x、y方向搜索同名像點(diǎn)的二維相關(guān)問題轉(zhuǎn)化為沿同名核線搜索同名像點(diǎn)的一維相關(guān)問題，從而大大減少了計(jì)算工作量。6、 如何獲取同名核線？答：兩種方法：一種是根據(jù)共面條件的方法；另一種是基于數(shù)字影像幾何糾正的方法。1. 共面條件法，這種方法是從核線定義出發(fā)，直接在傾斜像片上提取同名核線。2.

47、 基于數(shù)字影像幾何糾正法提取核線具體過程附錄：7、 什么是高精度的最小二乘影像相關(guān)？分別說明一維與二維最小二乘影像相關(guān)過程。答：本方法由德國(guó)Stuttgart大學(xué)的一些學(xué)者提出。這種方法的特點(diǎn)是在實(shí)行數(shù)字影像的相關(guān)運(yùn)算中，引入變換參數(shù)作為待定值，直接納入到最小二乘法運(yùn)算中。引入變換參數(shù)的目的是抵償目標(biāo)區(qū)與搜索區(qū)兩個(gè)窗口之間因輻射及幾何畸變產(chǎn)生的差異。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，利用這種方法尋找同名像點(diǎn)，其精度可達(dá)到1/50 1/100像元( 1m ) ，因此也稱該方法為高靜的最小二乘影響相關(guān)。過程：附錄8、 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的主要功能有哪些？答：目前全世界已有近20個(gè)撒謊能夠用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)問世，這些

48、系統(tǒng)主要具有以下功能：(1) 相片掃描數(shù)字化；(2) 影像處理，有一些系統(tǒng)含基本的影像處理系統(tǒng)，如反差增強(qiáng)、幾何變換等，有少數(shù)系統(tǒng)含有較強(qiáng)的影像處理系統(tǒng)；(3) 內(nèi)定向、相對(duì)定向、絕對(duì)定向；(4) 幾何操作，坐標(biāo)量測(cè)，影像配準(zhǔn)；(5) 人工獲取數(shù)字高成模型原始數(shù)據(jù)；(6) 人工或自動(dòng)化獲取數(shù)字高成模型，包括影像相關(guān)功能；(7) 空中三角測(cè)量；(8) 半自動(dòng)化空中三角測(cè)量；(9) 數(shù)字制圖，包括特征提取與更新，屬性化及繪圖；(10) 序列影像獲取與分析；(11) 單像測(cè)圖，通常是指利用影像特別是正射影像作為背景來進(jìn)行特征提取與向量更新，不需要利用數(shù)字高成模型確定高程；(12) 正射影像圖的生成，

49、包括柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的疊合和正射影像圖的繪制；(13) 正射影像圖的生成，有時(shí)包括影像拼接；(14) 規(guī)則數(shù)字高程模型的內(nèi)插，其他產(chǎn)品包括等高線圖、斷面圖、體積的派生及可視化；(15) 可視化，特別是地形三維顯示，即正射影像疊置在數(shù)字高程模型上；(16) 遙感功能，主要是多光譜分析；(17) GIS功能，通常用于柵格數(shù)據(jù)的分析、疊置和表達(dá)；(18) GPS輔助空中三角測(cè)量。第九章 像片糾正與正射影像圖1、 為什么要進(jìn)行像片糾正？什么是像片糾正？答：由于航空攝影時(shí)不能保持像片嚴(yán)格水平，而且地面也不可能是水平面，致使中心投影的像片上的影像由于像片傾斜和地形起伏產(chǎn)生像點(diǎn)位移，使影像的構(gòu)成產(chǎn)生位移與

50、變形及比例尺不一致。不能簡(jiǎn)單地用原始航攝像片上的影像表示地物的形狀和平面位置，因此，需要進(jìn)行相片糾正。從原始非正射的數(shù)字影像獲取數(shù)字正射影像，這項(xiàng)作業(yè)過程稱為像片糾正。2、 什么是像片平面或正射影像圖？答：像片平面圖或正射影像圖是地圖的一種形式，是用相當(dāng)于正射投影的航攝像片上的影像來表示地物的形狀和平面位置。當(dāng)像片水平且地面水平情況下，該航攝像片就是正射投影的像片，相當(dāng)于該地面比例尺為1 : M ( = f / H)的平面圖或正射影像圖。3、 像片糾正有那些方法？分別說明各種糾正方法的基本特點(diǎn)。答：1. 光學(xué)機(jī)械糾正法：用光學(xué)機(jī)械糾正法對(duì)航攝像片進(jìn)行糾正，是攝影測(cè)量的傳統(tǒng)方法，對(duì)平坦地面的航攝

51、糾正，就是用糾正儀進(jìn)行投影變換的。特點(diǎn)：只適用對(duì)平坦地區(qū)的航攝像片進(jìn)行糾正只能消除因像片傾斜引起的像點(diǎn)位移，不能消除因地形起伏產(chǎn)生的投影差。2. 光學(xué)微分糾正：在縫隙就正時(shí)，取縫隙中心點(diǎn)的水平面作為糾正基準(zhǔn)面，但縫隙的長(zhǎng)度一般也有幾毫米長(zhǎng)，若地面沿X方向存在一定的坡度，高出或低于基準(zhǔn)面的點(diǎn)仍會(huì)產(chǎn)生投影差，因此在斷面掃描時(shí)，會(huì)出現(xiàn)影像的丟失、重復(fù)或錯(cuò)位的現(xiàn)象，影像圖面的質(zhì)量。其改進(jìn)方法是：對(duì)于零級(jí)的正射投影儀，加入坡度改進(jìn)器，能夠改正投影差，因此影像質(zhì)量大大提高。利用光學(xué)微分糾正，算然使用一個(gè)小縫隙操作為糾正單元，要想提高精度，必須縮小縫隙，但這樣一來勢(shì)必增加作業(yè)時(shí)間，降低作業(yè)效率，并且光學(xué)機(jī)械

52、的限制縫隙不可能太小。3. 數(shù)字微分糾正：利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行逐個(gè)像元的微分糾正。4、 什么是光學(xué)微分糾正？問什么說光學(xué)微分糾正能實(shí)現(xiàn)山區(qū)航攝像片的糾正？答：對(duì)要糾正的像片分為若干戈小塊兒面積進(jìn)行糾正。把每一個(gè)小塊視為一個(gè)平面按中心投影方式進(jìn)行變換，但并不是用“對(duì)點(diǎn)”的方式進(jìn)行糾正，而是按每小塊面積的斷面高程來控制糾正元素，使之實(shí)現(xiàn)從中心投影到正射投影的變換。小塊的面積最常見的是呈線狀面積，是一個(gè)糾正單元，亦稱縫隙。其寬度在0.1-1.0毫米級(jí)，其長(zhǎng)度也只有幾個(gè)毫米，使用這樣一個(gè)呈線狀面積的小塊沿掃描帶方向連續(xù)的移動(dòng)，這種糾正方法稱為光學(xué)微分糾正，又稱正射投影技術(shù)。因?yàn)椋杭尤肓藬嗝娓叱虂砜?/p>

53、制糾正元素，所以能實(shí)現(xiàn)山區(qū)航攝像片的糾正。5、 說明直接式光學(xué)微分糾正的原理和方法。直接投影關(guān)系的微分糾正，其投影曬像的光線是經(jīng)過投影器定向好了的中心投影管線。如圖：( a )為直接光學(xué)投影方式中最直觀的一種正射投影儀的示意圖，由一臺(tái)雙像投影測(cè)圖儀與具有相同投影器的正射投影儀聯(lián)系在一起，正射投影器的投影鏡箱與立體測(cè)圖儀中的一個(gè)投影器始終保持同高，且可在Z方向作同步運(yùn)動(dòng)。將要糾正的像片放在投影器內(nèi)，立體測(cè)圖儀進(jìn)行絕對(duì)定向后，讀得P 片的角元素，并在正射投影儀上安置感光材料，上面用黑布遮蓋，只留縫隙?？p隙可以沿儀器Y方向跟蹤模型表面運(yùn)動(dòng)，稱掃描，上圖( b )?？p隙沿Y方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，縫隙的中心與測(cè)圖儀的測(cè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)承影面（或投影面）根據(jù)地形起伏作升降運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)者不斷改變投影高度，使空間浮游測(cè)標(biāo)始終且準(zhǔn)立體模型表面。縫隙經(jīng)過處，即進(jìn)行曝光、曬像。一條帶曬完，縫隙在X方向上移動(dòng)一個(gè)縫隙長(zhǎng)度，稱為步進(jìn)，在Y方向上反向掃描。依次地進(jìn)行整個(gè)模型各個(gè)斷面掃描，便可獲得正射影像的像片，這樣的糾正方法稱為直接光學(xué)投影微分糾正。6、 什么是數(shù)字微分糾正？答：根據(jù)已知影像的內(nèi)定向參數(shù)