攝影測量考試總結(jié)

第一章緒論

攝影測量的三個(gè)發(fā)展階段及他們的特點(diǎn)？

答：第一階段：模擬攝影測量

特點(diǎn)：使用的影像資料為硬拷貝像片；利用光學(xué)機(jī)械模擬裝置，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的攝影測量解算；得到的是模擬產(chǎn)品；攝影測量科技的發(fā)展可以說基本上是圍繞著十分昂貴的立體測圖儀進(jìn)行的；利用幾何反轉(zhuǎn)原理，建立縮小模型；最直觀，好理解。

第二階段;解析攝影測量

特點(diǎn)：使用的影像資料為硬拷貝像片；使用的是數(shù)字投影方式，用精確的數(shù)字解算代替了精度較低的模擬解算；得到的是模擬產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品；引入了半自動化的機(jī)助作業(yè)，因此，免除了定向的繁瑣過程及測圖過程中的許多手工作業(yè)方式。但需要人用手去操縱儀器，同時(shí)用眼進(jìn)行觀測。

第三階段：數(shù)字?jǐn)z影測量

特點(diǎn)：使用的影像資料為數(shù)字影像或數(shù)字化影像；使用的是數(shù)字影像方式，用精確的數(shù)字解算代替了精度較低的模擬解算；得到的是數(shù)字產(chǎn)品和模擬產(chǎn)品；最終是以計(jì)算機(jī)視覺代替人眼的立體觀測，因而它使用的儀器最終將只是計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的外部設(shè)備。

數(shù)字?jǐn)z影測量的定義及主要研究的內(nèi)容？

答：定義一：基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測量的分支學(xué)科。

定義二：以數(shù)字影像為基礎(chǔ)，用計(jì)算機(jī)分析和處理確定被攝物體的形狀、大小、位置及其性質(zhì)的技術(shù)，具有全數(shù)字的特點(diǎn)

研究的內(nèi)容：數(shù)字影像的獲取與處理；定向理論；影像匹配；DEM自動生成；數(shù)字空中三角測量；數(shù)字微分糾正；地物識別；數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)

目前數(shù)字?jǐn)z影測量面臨的問題有哪些？

答:輻射信息(RadiationInformation)；數(shù)據(jù)量與信息量(DataVolume)；速度與精度；自動化與數(shù)字影像匹配(DigitalImageMatching)；數(shù)字影像解譯與理解(ImageUnderstanding)

第二章

什么是數(shù)字影像？什么是數(shù)字化影像？

答:數(shù)字影像又稱為數(shù)字圖像，是物體電磁波輻射能量的二位數(shù)字陣列表示，是便于計(jì)算機(jī)處理的圖像形式。

把圖像分割成同樣形狀的小單元(像元)，并把各小單元的平均亮度值或中心部分的亮度值變換成“灰度級”作為該單元的亮度等級值的圖像就是數(shù)字圖像

常用的影像重采樣的方法有哪些？是比較這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)

答：最鄰近內(nèi)插法：計(jì)算簡單，速度快；精度最低

雙線性內(nèi)插法：計(jì)算量適中；需要附近4個(gè)像元參加計(jì)算；中誤差較大，精度較低

雙三次卷積法：是理論上最優(yōu)的Sinc函數(shù)的有效近似；

計(jì)算量較大；需要附近16個(gè)像元參加計(jì)算；精度高，中誤差為雙線性的1/3

P40頁第四題

模擬影像數(shù)字化的過程

答：包括兩步：空間離散一采樣，就是將覆蓋區(qū)域進(jìn)行空間上的細(xì)分，分割成許多小單元；強(qiáng)度離散一量化，輻射強(qiáng)度的細(xì)分、編碼，即對每一個(gè)小單元賦以灰度值。

攝影測量中數(shù)字影像的獲取方式

答：主要的兩種途徑：采用某種類型的數(shù)字傳感器直接獲取；模擬影像進(jìn)行數(shù)字化

目前航空攝影中，有哪些主要的航攝儀？

答：ADS40數(shù)字航攝儀；DMC數(shù)字航攝儀；UCD/UCX數(shù)字航攝儀；SWDC數(shù)字航攝儀；RMKD相機(jī)

什么是量化？采樣？

答：采樣就是對實(shí)際連續(xù)函數(shù)離散化的量測過程

量化就是輻射強(qiáng)度的細(xì)分，編碼，即對每一個(gè)小單元賦以灰度值

什么是采樣定理？

數(shù)字影像金字塔的定義及如何形成？

答：所謂數(shù)字影像金字塔，是用不同分辨率、不同維數(shù)表示同一幅數(shù)字影像所形成的多層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

要產(chǎn)生影像金字塔，首先進(jìn)行平滑處理，然后重采樣到較粗的格網(wǎng)空間，導(dǎo)致圖像尺寸急劇減小。常用的方法是對上一層到下一層變化的過程中將格網(wǎng)尺寸放大兩倍。

最簡單的方法是將第k層中2X2的領(lǐng)域的像素灰度平均值賦給第k-1層中對應(yīng)位置的像素，平滑是通過空間域中進(jìn)行均值濾波來實(shí)現(xiàn)的

另一種方法是表達(dá)平滑前后圖像之間的差異。

第三章

有哪些算子可用于提取線特征？他們的特點(diǎn)是什么？

答：根據(jù)使用的技術(shù)方法分為三類

1）使用圖像函數(shù)一階導(dǎo)數(shù)（最大）的算子即一階差分算子：確定圖像函數(shù)的梯度。主要包括Roberts、Prewitt、Sobel、Kirsch等算子

基于圖像函數(shù)二階導(dǎo)數(shù)（過零點(diǎn)）的算子即二階差分算子：用零交叉點(diǎn)確定邊緣像素。如方向二階差分算子，Laplacian算子等

將圖像函數(shù)與邊緣的參數(shù)模型相匹配的算子即模板匹配算子：用理想的邊緣模板和圖像進(jìn)行匹配。當(dāng)發(fā)現(xiàn)吻合很好時(shí)，但前的像素就標(biāo)記為邊緣。如：Kirsch算子

什么是影像分割？有哪幾種主要的分割方法？

答：影像中的物體，除了在邊界表現(xiàn)出不連續(xù)性之外,在物體區(qū)域內(nèi)部具有某種同一性。根據(jù)這種同一性，把一整幅影像分為若干子區(qū)域,每一區(qū)域?qū)?yīng)于某一物體或物體的某一部分，這就是區(qū)域分割

閾值法影像分割、區(qū)域生長法影像分割、聚類法影像分割、邊界檢測

提取點(diǎn)特征的方法

答：第一種：Moravec點(diǎn)特征提取算子

基本原理：考慮某一點(diǎn)與周圍像素之間的灰度差，以四個(gè)方向上具有最小-最大灰度方差的點(diǎn)作為特征點(diǎn)。

具體實(shí)現(xiàn)步驟：1）計(jì)算各像元的興趣值IV（InterestValue）

2） 給定經(jīng)驗(yàn)閾值，將興趣值大于閾值的點(diǎn)作為候選點(diǎn)

3） 選取候選點(diǎn)中的極值點(diǎn)作為特征點(diǎn)

在一定大小的窗口內(nèi)，將候選點(diǎn)中興趣值不是最大者均去掉，僅留下一個(gè)興趣值最大者，該像素即為一個(gè)特征點(diǎn)“抑制局部非最大”

第二種：Forstner點(diǎn)特征提取算子

基本原理：計(jì)算各像素的Robert’s梯度和像素（c，r）為中心的一個(gè)窗口的灰度協(xié)方差矩陣，在影像中尋找具有盡可能小而接近圓的誤差橢圓的點(diǎn)作為特征點(diǎn)

具體過程：1）以某一像素為中心，開取一定大小的窗口2）計(jì)算各像素的Robert's梯度3）計(jì)算窗口中灰度的協(xié)方差矩陣4）計(jì)算興趣值q和權(quán)值w；5）確定待選點(diǎn)6）選取極值點(diǎn)

由于Forstner算子比較復(fù)雜，可首先用一簡單的差分算子提取初選點(diǎn)，然后采用Forstner算子在3*3窗口計(jì)算興趣值，并選擇備選點(diǎn)，最后提取的極值點(diǎn)為特征點(diǎn)，具體步驟如下：

1）利用差分算子提取初選點(diǎn)（提高計(jì)算速度）

2）在以初選點(diǎn)（c,r）為中心的窗口中按FOrstner算子法計(jì)算協(xié)方差矩陣與誤差橢圓的圓度qc,r；

3） 給定閾值選擇備選點(diǎn)；

4） 以權(quán)值為依據(jù)，選取一適當(dāng)窗口中的極值點(diǎn)為特征點(diǎn)

數(shù)字影像線特征有什么特點(diǎn)？

答：沿邊緣走向的灰度變化平緩，而垂直于邊緣走向的灰度變化劇烈。

線特征算子基于什么原理設(shè)計(jì)的？

答：通過分析邊緣的曲線函數(shù)及一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)的情況，發(fā)現(xiàn)：邊緣上像素值的一階導(dǎo)數(shù)較

大，而二階導(dǎo)數(shù)在邊緣處值為零，呈現(xiàn)零交叉，根據(jù)這些特子能夠可以設(shè)計(jì)線特征提取算子。

第四章

什么是基于灰度的影響匹配？

答：以數(shù)字影像局部范圍內(nèi)（窗口）的灰度值及其分布作為匹配實(shí)體，通過計(jì)算相似性測度確定共軛實(shí)體的影像匹配方法。

敘述基于灰度影像匹配的計(jì)算過程

答：1）在目標(biāo)影像上選取待匹配的點(diǎn)，稱為目標(biāo)點(diǎn)；

2） 以目標(biāo)點(diǎn)為中心，選取一定大小的窗口，稱為目標(biāo)窗口；

3） 按照一定的先驗(yàn)知識和約束條件確定該目標(biāo)點(diǎn)的共軛點(diǎn)（同名點(diǎn)）在右影像上可能存在的范圍，稱為搜索區(qū)域

4） 以搜索區(qū)域內(nèi)每一點(diǎn)為中心，開取同樣大小的窗口，稱為搜索窗口；

5） 計(jì)算目標(biāo)窗口和每一個(gè)搜索窗口的相關(guān)系數(shù)，以相關(guān)系數(shù)大于一定閾值的搜索窗口的中心作為候選的匹配點(diǎn)；

6） 結(jié)合其它的條件或指標(biāo)在候選點(diǎn)中確定最終配準(zhǔn)點(diǎn)。

7） 或者直接以相關(guān)系數(shù)最大的窗口作為目標(biāo)窗口的配準(zhǔn)窗口，中心點(diǎn)作為配準(zhǔn)點(diǎn)。

根據(jù)影響相關(guān)的譜分析，可以得出什么樣的影像匹配策略？

答：定位點(diǎn)控制策略；多重判據(jù)匹配方法；地形連續(xù)控制策略；雙向匹配策略；整體松弛匹配方法；最小二乘匹配方法

簡述基于物方影響匹配的思想和過程

答：基本思想：在物方有一條鉛垂線軌跡（VLL—VerticalLineLocus），它在影像上的投影是一直線。就是說VLL與地面交點(diǎn)A在影像上的構(gòu)像必定位于相應(yīng)的“投影差”上。

過程：1）給定地面點(diǎn)的平面坐標(biāo)（X，Y）近似最低高程Zmin

2） Zi=Zmin+i-AZ，高程搜索步距Z可由所要求的高程精度確定

3） 由地面點(diǎn)平面坐標(biāo)和可能的高程Zi計(jì)算左右像坐標(biāo)（xi’，yi’）與（xi”，yi”）

4） 分別以（xi’，yi’）與（xi”，yi”）為中心在左右影像上取影像窗口，計(jì)算其匹配測度，如相關(guān)系數(shù)pi。

5） 將i的值增加1，重復(fù)（3）-（4）兩步，得到p0，p1，p2，???pn取其最大者pk：

pk=max（p0，p1，p2，???pn）

數(shù)字影像匹配的定義及五個(gè)專業(yè)術(shù)語

答：利用計(jì)算機(jī)，自動地在由數(shù)字立體像對（或多張影像）中提取的要素之間建立對應(yīng)關(guān)系的過程，

稱為數(shù)字影像匹配

共軛實(shí)體：共軛實(shí)體是比共軛點(diǎn)更一般的概念，它是目標(biāo)空間特征的影像，包括點(diǎn)，線，面等

匹配實(shí)體：是一種要素，通過比較不同影像上的這些要素來尋找共軛實(shí)體。這些要素包括影像的灰度值，從影像上提出的特征以及描述參數(shù)，以及其他的符號描述。

相似性測度：匹配實(shí)體與其它匹配實(shí)體之間相似性程度的定量度量。一般說來，相似性程度是用代價(jià)函數(shù)來表示的。

匹配方法:計(jì)算匹配實(shí)體相似性測度的方法

匹配策略：指求解影像匹配問題的概念或整體策略，包括匹配環(huán)境分析、匹配方法選擇、匹配質(zhì)量控制等。

數(shù)字影像匹配中常用哪些限制約束條件？

答：搜索空間、匹配實(shí)體的唯一性；近似值、約束以及假設(shè)；匹配實(shí)體的幾何變形

第五章

單點(diǎn)最小二乘影像匹配的基本思想、數(shù)學(xué)模型和實(shí)現(xiàn)過程

答：基本思想：兩個(gè)局部影像片（patch）之間的變形，不僅有灰度畸變、相對移位，而且還存在著幾何畸變。只有充分地考慮影像間的這些變形因素，才能獲得最佳的影像匹配

數(shù)學(xué)模型：由于影響匹配窗口的尺寸很小，所以只考慮一次畸變

x=a+ax+ay

2 01 2

y=b+bx+by

201 2

上式中x,y為左影像上一點(diǎn)的像素坐標(biāo)，x2,y2為點(diǎn)在右影像上的同名點(diǎn)坐標(biāo)，ai,bi分別為右影像相對于左影像的幾何變形參數(shù)。

若同時(shí)在考慮到右影像相對于左方影像的線性灰度畸變，則可得

g（x,y）+n（x,y）=h+hg（a+ax+ay,b+bx+by）+n（x,y）

TOC\o"1-5"\h\z

1 1 o1 2 0 1 2 0 1 2 2

我們的目的就是在局部窗口范圍內(nèi)，求出上述方程中參數(shù)的最或然值：

h,h,a,b,i=0~2

0 1ii

然后對給定的初值（x,y）計(jì)算出配準(zhǔn)位置（x,y）

1 1 2 2

實(shí)現(xiàn)過程：1）幾何變形改正

根據(jù)幾何變形改正參數(shù)a0,al,a2,b0,bl,b2將左方影像窗口的影像坐標(biāo)變換至右方影像陣列:

x=a+ax+ay

2 01 2

y=b+bx+by

2 01 2

2） 重采樣：由于換算所得之坐標(biāo)x2，y2一般不可能是右方影像陣列中的整數(shù)行列號，因此重采樣

是必須的

3） 輻射畸變改正

利用所求的輻射畸變改正參數(shù)h0,hl；對上述重采樣的結(jié)果作輻射改正

4） 相關(guān)系數(shù)計(jì)算

計(jì)算左方影像窗口與經(jīng)過幾何、輻射改正后的右方影像窗口的灰度陣列之間的相關(guān)系數(shù)，若小

于前一次迭代后所求得的相關(guān)系數(shù)，則迭代結(jié)束，轉(zhuǎn)step7；否則轉(zhuǎn)step5

5） 采用最小二乘影像匹配，解求變形參數(shù)的改正值dh0,dh1,da0,…

6） 計(jì)算新的變形改正參數(shù)，轉(zhuǎn)stepl

7） 計(jì)算最佳匹配的點(diǎn)位

可用梯度的平方為權(quán)，在左方影像窗口內(nèi)對坐標(biāo)作加權(quán)平均

第六章

基于特征的影像匹配的概念

答：以影像上提取的特征為共軛實(shí)體，以特征的描述參數(shù)為匹配實(shí)體，通過計(jì)算匹配實(shí)體之間的

相似性測度實(shí)現(xiàn)共軛實(shí)體配準(zhǔn)的影像匹配方法，稱為基于特征的影像匹配

影像段特征

答:有三個(gè)特征點(diǎn)組成，即灰度梯度最大點(diǎn)和兩個(gè)“突出點(diǎn)”（梯度很?。┙M成

中心法與跨接法窗口的結(jié)構(gòu)

答：“中心法”的窗口結(jié)構(gòu)，就是目標(biāo)點(diǎn)（待匹配點(diǎn)）置于窗口的中心

所謂跨接法窗口結(jié)構(gòu)，就是將兩個(gè)特征連接起來構(gòu)成窗口，其中一個(gè)特征可以是已經(jīng)配準(zhǔn)的特征，也可以是待匹配的特征，而另一個(gè)特征是待定特征。

跨接法影像匹配的思想

答：先作幾何改正，后作影像匹配

第七章

什么是內(nèi)定向？為什么要進(jìn)行內(nèi)定向？

答：內(nèi)定向 確定內(nèi)方位元素的工作

因?yàn)橐_定框標(biāo)坐標(biāo)系與量測坐標(biāo)系之間的關(guān)系

內(nèi)定向的數(shù)學(xué)模型以及主要步驟是什么？

答：掃描坐標(biāo)系與像片坐標(biāo)系之間的關(guān)系可以用下列關(guān)系式表示：

x=（m+mI+mJ）?A

y=（n+nI+nJ）?A

其中△是采樣間隔，ml，n1是需要求解的變形參數(shù)，I、J表示像點(diǎn)的掃描坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，x、y表示想點(diǎn)在像平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)

步驟：框標(biāo)識別和定位；變形參數(shù)解算

如何進(jìn)行內(nèi)定向

答：先建立數(shù)學(xué)模型第二題中的數(shù)學(xué)模型，為求解式中6個(gè)參數(shù)，必須觀測4個(gè)框標(biāo)之掃描坐標(biāo)與已知的框標(biāo)的相片坐標(biāo)，進(jìn)行平差，求解6個(gè)參數(shù)因此要進(jìn)行如下步驟：框標(biāo)識別和定位：基于灰度的方法和基于特征的方法；變形參數(shù)解算：需要已知至少4個(gè)框標(biāo)的掃描坐標(biāo)和像平面坐標(biāo)，以上式為基礎(chǔ)列誤差方程，然后又最小二乘求解變形參數(shù)

敘述基于灰度自動內(nèi)定向的過程

答：基于灰度的方法：包含框標(biāo)的局部影像的二值化，精確定位通過與標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)影像之間的灰度相關(guān)來完成。步驟如下：1）局部影像的二值化2）閾值優(yōu)化3）精確定位（模板匹配）4）變形參數(shù)解算：利用四個(gè)以上框標(biāo)按最小二乘法求解

簡述相對定向的過程及特點(diǎn)

答：過程：1）進(jìn)行特征的提取2）進(jìn)行特征的匹配3）求解相對定向的變形參數(shù)

特點(diǎn)：自動的選點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)；以多求可靠，可以利用影像匹配來識別足夠多的同名點(diǎn)，使得相對定向達(dá)到高精度。

第八章

什么是數(shù)字微分糾正？它有幾種方法？簡述各種方法的原理與特點(diǎn)？

答：根據(jù)有關(guān)的參數(shù)與數(shù)字地面模型，利用相應(yīng)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型用控制點(diǎn)解算，從原始非正射投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影響化為很多微小的區(qū)域逐一進(jìn)行糾正，且使用的是數(shù)字方式處理，故叫作數(shù)字微分糾正（數(shù)字糾正）。按照微分糾正的最小單元分：點(diǎn)元素糾正、線元素糾正、面元素糾正。

兩種方法：正解法（直接法）、反解法（間接法）。

正解法：是有像點(diǎn)解求對應(yīng)物點(diǎn)是一個(gè)迭代過程，其實(shí)“送灰度”的過程，但其難以實(shí)現(xiàn)灰度內(nèi)插，獲取規(guī)則排列的糾正的數(shù)字影像

反解法：是有物點(diǎn)反求對應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)，不需要迭代，其實(shí)“取灰度”的過程

二者依據(jù)的基本原理是：確定原始影像與糾正后影響之間的幾何關(guān)系，解求對應(yīng)像素的位置，進(jìn)行灰度內(nèi)插與賦值運(yùn)算。

敘述反解法數(shù)字微分糾正的方法和主要過程

答：有糾正后的像點(diǎn)P坐標(biāo)（X，Y）出發(fā)反求出在原始圖像上的像點(diǎn)p的坐標(biāo)

（x，y）稱為反解法

主要過程：1）計(jì)算地面點(diǎn)坐標(biāo)2）計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)3）灰度內(nèi)插4）灰度賦值

依次對每個(gè)糾正像素完成上述運(yùn)算，即能獲得糾正后的數(shù)字圖像，這就是反解算法的原理和基本步驟

什么是真正射影像？如何制作真正射影像？

（DSM）為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)字微分糾正的得到的正射影像。

答：在數(shù)字微分糾正過程中，以數(shù)字表面模型

其制作流程如下：

第九章

1、 什么是數(shù)字高程模型（DEM）?DEM與DSM（數(shù)字表面模型）、DTM（數(shù)字地面模型）有何區(qū)別？

答：數(shù)字地面模型DTM是地形表面形態(tài)等多種信息的一個(gè)數(shù)字表示。嚴(yán)格地說,DTM是地形、資源、環(huán)境、土地利用、人口分布等多種信息的定量或定性描述。

DTM是表示區(qū)域D上的地形的三維向量有限序列。DEM是對地貌形態(tài)的虛擬表示，可派生出等高線、坡度圖等信息，也可與DOM或其它專題數(shù)據(jù)疊加，用于與地形相關(guān)的分析應(yīng)用，同時(shí)它本身還是制作DOM的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

數(shù)字表面模型（DigitalSurfaceModel，縮寫DSM）是指包含了地表建筑物、橋梁和樹木等高度的地面高程模型。和DEM相比，DEM只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步涵蓋了除地面以外的其它地表信息的高程。

2、 DEM有哪幾種主要數(shù)據(jù)組織形式，其優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？

答：（1）矩形網(wǎng)格GridDEM，用一系列在X,Y方向上都是等間隔排列的格點(diǎn)的高程值Z表示地形，形成一個(gè)矩形格網(wǎng)的DEM。

優(yōu)點(diǎn)：存貯量?。蛇M(jìn)行壓縮），便于存取和管理；

缺點(diǎn)：有時(shí)不能準(zhǔn)確表示地形的結(jié)構(gòu)和細(xì)部；

（2）不規(guī)則三角網(wǎng)TIN

根據(jù)地形特征采集的點(diǎn)按一定規(guī)則連接成覆蓋整個(gè)區(qū)域并且互不重疊的許多三角形，構(gòu)成的不規(guī)則三角網(wǎng)。

優(yōu)點(diǎn)：能較好地顧及地面的點(diǎn)、線特征，表示復(fù)雜地形較規(guī)則格網(wǎng)精確；

缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理不便；

（3）Grid-TIN

一般地區(qū)使用Grid結(jié)構(gòu)，沿地形特征附加TIN結(jié)構(gòu)

3、 DEM數(shù)據(jù)的獲取方法有哪些？它們的特點(diǎn)各是什么？

獲取方式

DEM的精度

獲取速度

成本

更新難度

應(yīng)用范圍

地面測量

非常高（cm）

耗時(shí)

很高

很困難

小范圍區(qū)域，特別的工程項(xiàng)目

攝影測量

比較高(cm-m)

比較快

比較高

周期性

大的工程項(xiàng)目，國家范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)收集

立體遙感

低

很快

低

很容易

國家范圍乃至全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)收集

地圖數(shù)字化

比較低

比較耗時(shí)

低

周期性

國家范圍內(nèi)以及軍事上的數(shù)據(jù)采集，中小比例尺地形圖的數(shù)據(jù)獲取

GPS

比較高(cm-m)

快

比較高

容易

小范圍，特別的項(xiàng)目

激光掃描

非常高（cm）

很快

比較高

容易

高分辨率、各種范圍

雷達(dá)干涉測量

比較高(cm-m)

很快

比較高

容易

高分辨率、各種范圍

答：地面測量；現(xiàn)有地圖數(shù)字化；攝影測量方法；雷達(dá)干涉測量；激光掃描儀（LIDAR）

4、DEM的應(yīng)用有哪些？

答：繪制等高線、繪制坡度、坡向圖、繪制立體透視圖、制作正射影像圖、地形圖修測等。

第十章

目前有哪些攝影測量系統(tǒng)

答：國外的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)：SOCETSET,Leicaphotogrammetrysuite,inpho攝影測量系統(tǒng)，ImageStation全數(shù)字身影測量軟件，GeomaticaOrthoEngine

國產(chǎn)的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)：VirtuoZo數(shù)字?jǐn)z影測量工作站，JX-4數(shù)字?jǐn)z影測量工作站，GEOWAY

DPS數(shù)字?jǐn)z影測量軟件，多基線數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)

新一代數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)：海量影像自動處理系統(tǒng)“像素工廠”，數(shù)字?jǐn)z影測量網(wǎng)格DPGrid

數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)有那幾部分組成？應(yīng)具備哪些功能

答：硬件：計(jì)算機(jī)；立體觀測設(shè)備；輸入、輸出設(shè)備

軟件：數(shù)字?jǐn)z影測量軟件、數(shù)字影像處理軟件、模式識別軟件及輔助功能軟件等

應(yīng)具備的功能：影像數(shù)字化、影像處理、單像測量、多像量測、影像定向、空中三角測量、影像匹配、數(shù)字地面模型的建立、等高線的自動繪制、正射影像圖的制作、數(shù)字測圖、交互編輯等

以Virtuozo軟件為例，敘述數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)4D產(chǎn)品的主要工作流程和步驟。

答：基于VirtuoZo系統(tǒng)的4D產(chǎn)品生產(chǎn)

1.技術(shù)設(shè)計(jì)

資料分析：

①Hammer測區(qū)：航飛時(shí)共6張影像，兩條航帶；像機(jī)類型是WILD15/4，相機(jī)號碼是13037，攝影比例尺是1：15000，航高是3000m，攝影主距是152.72mm，像主點(diǎn)坐標(biāo)是(x0=—0.004,y0=—0.008)；掃描影像像素大小是0.05mm，分辨率是254DPI；15個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)，8個(gè)相框點(diǎn)坐標(biāo)。

①咸寧測區(qū)：圖名是咸寧市化纖廠，圖號是01.25—33.0；圖廓是500X500的矩形框，左下角坐標(biāo)是(533000，301250)，右上角坐標(biāo)是(533500，301750)；所用模型是咸寧90794 0771-0772。

測區(qū)分析：

①Hammer測區(qū)：地形較為復(fù)雜，起伏有致，高山、低谷、懸崖和平原等地貌都有，等高線容易繪制。

①咸寧測區(qū)：地形起伏不大，建筑物較多，植被、水系、道路等常見地物也有，影像清晰，需要有三個(gè)模型才能完成整副圖。

規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：

①內(nèi)定向精度：中誤差0.005mm；

①相對定向精度:每點(diǎn)殘差0.020mm;中誤差0.010mm；

①絕對定向精度:每點(diǎn)平面及高程殘差0.3m;平面及高程中誤差0.3m；

①匹配窗口及間隔為9；

①DEM格網(wǎng)間隔為10m；

①正射影像分辨率0.1mm；

①等高線間隔5m；

①模型拼接精度：中誤差小于2.0m;大于三倍中誤差的點(diǎn)不超過百分之一；

生產(chǎn)流程框圖如圖一：

實(shí)施過程

（1） 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：

①資料分析：查看原始數(shù)字影像的分辨率、比例尺等；查看相機(jī)檢校參數(shù)，及其影像方位、框標(biāo)的位置等；查看地面控制點(diǎn)數(shù)據(jù)及其點(diǎn)位與分布。

①創(chuàng)建新測區(qū)，設(shè)置測區(qū)參數(shù)文件：在規(guī)定的硬盤里用自己的學(xué)號建立自己的工作文件夾。

①相機(jī)參數(shù)文件的數(shù)據(jù)錄入：注意框標(biāo)坐標(biāo)的正負(fù)號，同時(shí)要對給定的相機(jī)數(shù)據(jù)和VirtuoZo系統(tǒng)規(guī)定的框標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)號之間的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

①地面控制點(diǎn)文件的數(shù)據(jù)錄入：注意左手系（地面測量坐標(biāo)系）與右手系（地面攝影測量坐標(biāo)系）之間的對應(yīng)轉(zhuǎn)換。

①原始影像的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換：設(shè)置影像轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)注意第一條航帶不旋轉(zhuǎn)，第二條航帶上的三張影像需要選擇“旋轉(zhuǎn)相機(jī)一是”。轉(zhuǎn)后的*.vz文件放在測區(qū)目錄下的image分目錄中。

（2） DEM的生產(chǎn)：

Hammmer測區(qū)的DEM生產(chǎn)用了兩種方法，一種是影像自動匹配和拼接后生成的，另一種是人工進(jìn)行矢量編輯，采集特征點(diǎn)線（等高線、高程點(diǎn)），然后構(gòu)TIN生成DEM，用DEMmaker生成。

I.模型定向后匹配拼接生成DEM：

①創(chuàng)建新模型：在系統(tǒng)主菜單中，選擇“文件”一“打開模型”，輸入當(dāng)前模型名，進(jìn)入模型參數(shù)界面，這里主要是設(shè)置模型目錄文件和影像匹配參數(shù)。模型參數(shù)填寫完后，點(diǎn)擊保存。

①自動內(nèi)定向：打開模型后，在系統(tǒng)主菜單中，選擇“處理”一“定向”一“內(nèi)定向”，分別對左右影像進(jìn)行內(nèi)定向通過框標(biāo)調(diào)整使得十字絲中心對準(zhǔn)框標(biāo)中心，在這里框標(biāo)調(diào)整有自動或人工兩種方式。

①自動相對定向：在系統(tǒng)主菜單中，選擇“處理”一“定向”一“相對定向”，系統(tǒng)讀入當(dāng)前模型的左右影像數(shù)據(jù)，屏幕顯示相對定向界面，檢查界面的定向結(jié)果窗中顯示相對定向的中誤差。拉動定向結(jié)果窗的滾動條可看到所有相對定向點(diǎn)的上下視差。如某點(diǎn)誤差過大，可進(jìn)行調(diào)整（刪除或微調(diào)）。調(diào)整中應(yīng)參看定向結(jié)果窗中的誤差顯示，以保證精度要求。

①絕對定向：首先參看影像文件中的控制點(diǎn)的位置，移動鼠標(biāo)將光標(biāo)對準(zhǔn)左影像上的控制點(diǎn)的點(diǎn)位，然后將光標(biāo)移至點(diǎn)位放大影像窗，精確對準(zhǔn)其點(diǎn)位單擊鼠標(biāo)左鍵，程序自動匹配到右影像的同名點(diǎn)后，彈出該點(diǎn)位的右影像放大窗以及點(diǎn)位微調(diào)窗；再在點(diǎn)位微調(diào)窗中可以鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊左或右影像的微調(diào)按鈕，精確調(diào)整點(diǎn)位直至滿意；最后在點(diǎn)位微調(diào)窗中的點(diǎn)號欄中輸入當(dāng)前所測點(diǎn)的點(diǎn)號?？刂泣c(diǎn)量測完后，單擊鼠標(biāo)右鍵彈出菜單，選擇“絕對定向”一“普通方式”，系統(tǒng)進(jìn)行絕對定向計(jì)算后隨即在定向結(jié)果窗中顯示絕對定向的中誤差及每個(gè)控制點(diǎn)的定向誤差。根據(jù)誤差顯示可知絕對定向的精度如何，若控制點(diǎn)誤差過大，則可進(jìn)行微調(diào)。

①生成核線影像：在相對定向界面，在右擊彈出式菜單中選擇“自動定義最大作業(yè)區(qū)”，系統(tǒng)自動定義一個(gè)最大作業(yè)區(qū)。單擊鼠標(biāo)右鍵彈出菜單，選擇“生成核線影像”一“非水平影像”。非水平方式的核線重采樣是基于模型相對定向結(jié)果，遵循核線原理對左右原始影像沿核線方向保持X不變在Y方向進(jìn)行核線重采樣，這樣所生成的核線影像保持了原始影像同樣的信息量和屬性。

?影像匹配：在VirtuoZoNT主菜單中，選擇菜單“處理”…“影像匹配”項(xiàng)。影像匹配是采用一種幾何變換將圖像歸化到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中。影像匹配的關(guān)鍵是在兩副（或多幅）影像之間識別同名點(diǎn)。影像匹配的目的是提取物體的幾何信息，確定其空間位置。

⑦匹配結(jié)果編輯：在VirtuoZoNT主菜單中，選擇菜單“處理”一“匹配結(jié)果編輯”。匹配后結(jié)果的編輯是影像匹配的后處理工作，是一個(gè)交互式的人工干預(yù)過程。目前，在影像匹配中，尚有一些區(qū)域（例：水面、人工建筑、森林等）計(jì)算機(jī)難以識別，將出現(xiàn)不可靠匹配點(diǎn)（沒有匹配在地面上），這將影響數(shù)字高程模型DEM的精度。因此，對這些區(qū)域進(jìn)行人工干預(yù)是必要的，所以必須通過使用立體眼鏡來對高程有誤的地物進(jìn)行糾正，主要對象有河流（平滑河流表面區(qū)域），閉合水面（置平水面的所有高程），房屋和建筑物（平滑擬合建筑物使其符合地面的高程），單獨(dú)的樹或一小族樹（平滑擬合以消除樹高所產(chǎn)生的“小山包”）。

?重復(fù)①一⑦的步驟完成其它的模型，然后自動生成各個(gè)模型的DEM。

⑵在系統(tǒng)主菜單中，選擇菜單“鑲嵌”一“設(shè)置”，設(shè)置多模型拼接區(qū)域及參數(shù)。一幅完整的圖幅或一個(gè)測區(qū)，一般都是由多個(gè)相鄰模型或影像組成，必須將多個(gè)單模型拼接起來，才是一幅完整的產(chǎn)品。所以必須進(jìn)行鑲嵌，通過匹配編輯使得鑲嵌的結(jié)果符合精度。

ODEM拼接及誤差檢查：在系統(tǒng)主菜單中，選擇“鑲嵌”一“DEM拼接”項(xiàng)，進(jìn)入DEM的拼接計(jì)算，屏幕彈出拼接進(jìn)展顯示條。當(dāng)拼接完成后，將顯示拼接中誤差、總點(diǎn)數(shù)、誤差分布統(tǒng)計(jì)及誤差分布圖。通過這些數(shù)據(jù)檢查DEM拼接精度及中誤差是否符合規(guī)范要求。主要檢查紅色接邊處（大于三倍中誤差的點(diǎn)），一般原因是兩個(gè)模型DEM的邊緣有錯(cuò)誤的匹配點(diǎn)，進(jìn)入匹配編輯對精度不好的DEM進(jìn)行重新檢查編輯，重新生成DEM和拼接工作。

II.IGS模塊進(jìn)行矢量編輯結(jié)合DEMMaker內(nèi)插生成DEM：

①新建或打開測圖文件：新建一個(gè)測圖文件，并在測圖參數(shù)對話框中輸入各項(xiàng)測圖參數(shù)：成圖比例尺（分母），高程注記的小數(shù)位數(shù)，流數(shù)據(jù)壓縮容限（單位：毫米），圖廓坐標(biāo)。

①裝載立體模型：當(dāng)打開測圖文件后，方可打開立體模型。選擇一個(gè)模型***.mdl（或*.ste）文件打開，屏幕彈出影像窗顯示立體影像。

①設(shè)置網(wǎng)格：在工具欄中設(shè)置網(wǎng)格的顏色，大小以及透明度。

①地物的采集：輸入屬性碼一進(jìn)入量測狀態(tài)一根據(jù)需要選擇線型或輔助測圖功能一對地物地貌進(jìn)行量測。

①地形的編輯：進(jìn)入編輯狀態(tài)一選擇將要編輯的某個(gè)地物或某塊地貌一選擇所需的編輯命令一進(jìn)行具體的修測修改等。

①運(yùn)用DEMMaker內(nèi)插生成DEM:調(diào)用DEMMaker模-＞新建ftr的特征文件-＞引入已有的*.xyz矢量文件-＞層轉(zhuǎn)換特征碼-＞創(chuàng)建一個(gè)DEM對象并設(shè)置DEM參數(shù)-＞創(chuàng)建DEM格網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)-＞三角網(wǎng)內(nèi)插DEM格網(wǎng)-＞輸出DEM-＞顯示內(nèi)插的DEM透視圖。

（3） DOM的生產(chǎn)：

數(shù)字正射影像的制作是基于DEM的數(shù)據(jù)，采用反解法進(jìn)行數(shù)字微分糾正而制作，過程也是全自動化的。

①生成正射影像：在系統(tǒng)主菜單中，選擇“產(chǎn)品”一“生成正射影像”項(xiàng)，自動制作當(dāng)前模型的正射影像。此為單影像處理方式，即逐個(gè)模型進(jìn)行。

①生成等高線并與正射影像疊加：在系統(tǒng)主菜單中，分別先后選擇“產(chǎn)品”一“生成等高線”項(xiàng)和“正射影像疊加等高線”項(xiàng)自動制作當(dāng)前模型的正射影像疊加等高線。

①顯示正射影像（檢查影像）：在系統(tǒng)主菜單中，選擇“顯示”一“正射影像”項(xiàng)，屏幕顯示當(dāng)前模型的正射影像。將光標(biāo)移至影像中，按鼠標(biāo)右鍵彈出菜單，供選擇不同的比例，可對影像進(jìn)行縮放?？衫瓌由舷伦笥覞L動條，檢查正射影像的每個(gè)部位的影像有無變形。

①正射影像的鑲嵌：在系統(tǒng)主菜單中，選擇菜單“鑲嵌”一“設(shè)置”項(xiàng)對拼接與鑲嵌參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后選擇菜單“鑲嵌”一“自動鑲嵌”項(xiàng)，系統(tǒng)自動進(jìn)行影像鑲嵌計(jì)算，完成多個(gè)正射影像的拼接。

①顯示測區(qū)正射影像：在系統(tǒng)主菜單中，選擇菜單“顯示”一“顯示影象”項(xiàng)，對于每個(gè)模型的接邊處應(yīng)仔細(xì)檢查，影像有無變形及扭曲等錯(cuò)誤。

（4） DLG的生產(chǎn)：

所用模塊為交互式數(shù)字影像測圖系統(tǒng)(IGS),主要用于地物量測。從立體影像或正射影像上對目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及編輯，生成三維數(shù)字測圖文件(***.xyz)，并按標(biāo)準(zhǔn)的制圖符號輸出為矢量圖。

①在VirtuoZoNT系統(tǒng)主菜單中，選擇“數(shù)字測圖”-“IGS數(shù)字測圖”項(xiàng)，調(diào)用測圖模塊。

⑵在IGS系統(tǒng)主菜單中，選擇“文件”一“新建Xyz文件”，輸入一個(gè)新的xyz文件名，確定DLG四角點(diǎn)坐標(biāo)和成圖比例尺。

①在IGS系統(tǒng)主菜單中，選擇“模型”一“裝載立體影像”，裝入?yún)⒖嫉某蓤D模型影像。

①在立體模型影像上跟蹤地物地貌，生成相應(yīng)的矢量文件，不同類的地物采用不同的圖層繪制。

①在矢量圖上添加高程點(diǎn)，注意高程點(diǎn)的位置應(yīng)剛好在地面上，在地勢起伏大，地形復(fù)雜處應(yīng)添加足夠數(shù)量切分布合理的高程點(diǎn)來控制地形。

①在地勢起伏大的地方，繪制等高線，勾畫地形走勢，使等高線切準(zhǔn)地面。

①對矢量圖進(jìn)行編輯，檢查房屋未閉合，房屋重疊，等高線自相交等錯(cuò)誤。

①根據(jù)調(diào)繪片對矢量文件添加注記和標(biāo)注，確定地物的屬性和地貌的說明。

①在VirtuoZoNT系統(tǒng)主菜單中，選擇“工具"-“圖廓整飾”，新建圖廓種子文件，加入矢量影像，改寫輸出成圖比例尺，添加圖名、圖號、比例尺、出版單