(完整版)摄影测量作业部分答案
1.什么是摄影测量学，摄影测量发展的三个阶段
摄影测量学是对研究的物体进行摄影，测量和解译所获得的影像，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学。三个阶段：模拟、解析、数字摄影测量。
2.根据成图的需要，规定了摄影比例尺后，如何选择航空摄影机与航摄高度？答：采用特宽角航摄机，航高值就小，采用常角或窄角航摄机，航高值就大。（航高的大小将决定飞机实际升限和最小安全高度的限制，另外，测图的高程测定精度与航高有关（高程中误差与航高成正比））大比例尺单像测图，应选用常角或窄角航摄机，小比例尺立体测图应选用特宽角航摄机。
3.什么是航摄像片的内外方位元素，各有何作用？
答：内方位元素包括三个参数，即摄影中心S到像片的垂距(主距)f及像主点o在像框标坐标系中的坐标00,y x，用其来恢复摄影光束。确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素，一张的外方位元素包括六个参数，其中有三个是直线元素，用于描述摄影中心的空问坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。
4.摄影测量中常用的坐标系有哪些，各有何作用？
答：摄影测量中常用的坐标系有两大类。一类是用于描述像点的位置，称为像方空间坐标系；另——类是用于描述地面点的位置．称为物方空间坐标系。
(1)像方空间坐标系①像平面坐标系像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置，通常采用右手坐标系，xy轴的选择按需要而定．在解析和数字摄影测量中，常根据框标来确定像平面坐标系，称为像框标坐标系。②像空间坐标系为了便于进行空间坐标的变换，需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。以摄影中心S为坐标原点，xy,轴与像平面坐标系的xy轴平行，z轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系s-xyz③像空间辅助坐标系像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，但这种坐标的待点是每张像片的像空间坐标系不统一，这给计算带来困难。为此，需要建立一种相对统一的坐标系．称为像空间辅助坐标系，用s-XYZ表示。此坐标系的原点仍选在摄影中心S坐标轴系的选择视需要而定。
(2)物方空间坐标系①摄影测量坐标系将像空间辅助坐标系XYZ S?沿着Z轴反方向平移至地面点P，得到的坐标系称为摄影测量坐标系②地面测量坐标系地面测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯—克吕格3带或6带投影的平面直角坐标系和高程系，两者组成的空间直角坐标系是左手系。③地面摄影测量坐标系由于摄影测量坐标系采用的是右手系，而地面测量坐标系采用的是左手系，这给由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难。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的坐标系，称为地面摄影测量坐标系，其坐标原点在测区内的其一地面点上。
5.摄影测量中，为什么常要把像空间坐标变换为像空间辅助坐标，常用的坐标变换公式是什么？答：由于将像平面坐标求像点的像空间坐标时，每张相片的像空间坐标系不统一，给计算带来困难。因此建立相对统一的像空间辅助坐标系。像空间坐标系和像空间
7.什么叫共线方程，它在摄影测量中有何应用
答：共线方程是：共线方程即中心投影的构像方程共线方程式包括十二个数据：以像主点为原点的像点坐标，相应地面点坐标，像片主距及外方位元素。
主要应用如下：（1）单片后方交会和立体模型的空间前方交会；②求像底点的坐标；③光束法平差中的基本方程④解析测图仪中的数字投影器；⑤航空摄影模拟；⑥利用DEM进行单张像片测图。
9.什么叫像点位移，简述引起像点位移的因素答：当航摄像片有倾角或地面有高差时，所摄的像片与上述理想情况的差异。这种差异反映为一个地面点在地面水平的水平像片上的构像与地面有起伏时或斜像片上构成的点位不同，这种点位的差异称为像点位移。
因素：像片倾斜、地形起伏、摄影物镜的畸变差、大气折光、地球曲率等
10.空间后方交会的目的是什么，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：利用一定数量的地面控制点，根据共线方程，反求像片的外方位元素，这种方法称为单张像片的空间后方交会。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κω?dxs dys dzs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，通常是在像片的四个角上选取四个或更多的地面控制点，因而要用最小二乘法平差计算。11.求解地面三维坐标为什么要用到立体像对应为已知像点坐标及相片内外方位元素，还不能计算地面店的三维坐标，只有同时知道地面店的高程时，才能确定地面店的平面位置，因此在摄影测量处理中，要用立体相对来街球地面三维坐标
12.什么叫人造立体视觉，观察立体有哪三个基本条件
答：人造立体视觉是：空间景物在感光材料上的构像，再用人眼观察构像的像片产生生理视差，重建空间景物的立体视觉，所看到的景物称为立体影像，产生的立体视觉称为人造立体视觉。观察立体的三个基本条件是：1：两张相片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对。2：两只眼睛必须只能观察像对的一张像片。3：两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行。13.在立体坐标量测仪上如何量测像点坐标
1相片归心，使像平面上坐标系远点与坐标仪远点重合。2相片定向，使像平面坐标系的轴系与坐标仪轴系重合。3测定仪器零位置，将左右侧表分别对准像平面上坐标系原点读取x,y,p,q,值。4立体量测左像片像点坐标：X1=X-X0，y1=Y-Y0，右像片像点坐标：X2=X1-(P-P0），y2=y1-(Q-Q0) a.动x,y手轮使测标对准a1.b动p,q手轮使测标对准a2.C立体观察下，动x,y,p,q手轮使测标立体切准模型点A，d.记录读数x,y,p,q.
14.双像解析摄影测量测求地面点三维坐标的方法有哪三种用解析的方法处理立体像对，常用的方法有三种：
①利用像片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空司坐标。②利用立体像对的内在几何关系，进行相对定向，建立与地面相似的立体模型，计算出模型点的空间坐标。再通过绝对定向，将模型进行平移、旋转、缩放．把模型纳入到规定的地面坐标系之中．解求出地面目标的绝对空间坐标。
③利用光束法双像解析摄影测量来解求地面目标的空间坐标，这种方法将待求点与已知外业控制点同时列出误差方程式，统一进行平差解求。这种方法理论较为严密．它把前面两种方法的两种步骤合在一个整体内。
15.立体像对前方交会的目的是什么
应用单像空间后方交会求得像片的外方位元素后，欲由单张像片上的像点坐标反求相应地面点的空间坐标仍不可能，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的方向，这两条射线一定相交其相交处必定是该地面点的空间位置，所以空间前方交会是为了确定相应地面点的地面坐标
16.简述空间后交-前交计算地面点三维坐标的基本过程
(1)野外像片控制测量在野外判读出四个明显地物点的地面位置，做出地面标志，并在像片上准确刺出点怔，背面加注说明。然后在野外用普通测量的方法测算出四个控制点的地面测量坐标。(2)用立体坐标量测仪量测像点的坐标像片在仪器上归心定向后，测出四个控制点的像片坐标，然后测出所有需要解求的地面点的像点坐标和。(3)空间后方交会计算像片外方位元素根据计算机中事先编制好的程序，按要求输入控制点的地面坐标及相内的像点坐标，对两张像片各自进行空间后方文会，计算各自的六个外方位元素和(4)空间前方交会计算未知点地面坐标用各自像片的角元素，按式计算出左、右像片的方向余弦值，组成旋转
矩阵根据左、右像片的外方位线元素计算摄影基线分量；逐点计算像点的像空间辅助坐标计算点投影系数计算未知点的地面摄影测量坐标
17.解析相对定向的目的是什么，有哪两种方法，各种方法的定向元素有哪5个
用于描述两张像片相对位置和姿态关系的参数，称为相对定向元素。用解析计算的方法解求相对定向元素的过程，称为解析法相对定向。有连续像对相对定向和单独像对相对定向。
1.连续像对相对定向连续像对相对定向是以左方像片为基准，求出右方像片相对于左方像片的相对方位元素。选定像空间辅助坐标系s-x1y1z1，使得左像片在1111Z Y X S?中的相对方位元素均为已知值。需要解求的元素只有5个，即κω?bz by
2.单独像对相对定向单独像对相对定向是以摄影基线作为像空间辅助坐标系的X轴，以
左摄影中心s1为原点，左像片主光轴与摄影基线B组成的主核面(左主核面)为XZ平面，构成右手直角坐标系s-x1y1z1单独像对相对定向元素为κ2ω2?2κ1?1
21.解析法绝对定向的目的是什么，定向元素有哪些，如何解求绝对定向元素，解求中至少需要几个地面控制点
绝对定向的目的就是将相对定向后求出的摄影测量坐标变换为地面测量坐标，七个参数Κ?Φ?Z?X?Yλ。7个未知数至少需列7个方程，若将已知平面坐标(tpX tpY)和高程tp Z的地面控制点称为平高控制点，仅已知高程的控制点称为高程控制点，至少需要两个平高控制点和一个高程控制点，而且三个控制点不能在一条直线上。生产中，一般是在模型四角布设四个控制点，因此有多余观测值，按最小二乘法平差解求。
18.相对定向要不要外业控制点，为什么答：不要，用于描叙俩张像片相对位置个姿态关系的参数，称为相对定向元素，用解析计算的方法解求相对定向元素的过程，称为解析法相对定向，犹豫不涉及相片的绝对位置，只需要相对内在的集合关系来进行。
19.简述连续法相对定向计算的基本过程答：1原始数据2确定相对方位元素的初始值3计算右片的旋转矩阵4计算坐标5组误差方程6解法方程7计算相对方位元素的值
22.为什么要进行核线相关，如何获取同名核线
由于基本的影像相关方法。无论是目标区，还是搜索区，都是一个二维的影像窗口，在这样的二维影像窗口里进行相关计算，其计算量是相当大的，而由核线的几何关系确定了同名点必然位于同名核线上。这样利用核线的概念就能将沿着x,y方向搜索同名点的二维相关问题，改成为沿同名核线的一维相关问题，从而大大地减少相关的计算工作,因此要进行核线相关。通过摄影基线所作的任意一个与像片面相交的平面，与像片对相交，就会在左右像片上获得一对同名核线
23.什么是基于特征的影像匹配？
基于特征提取算子提取影像中的特征(点、线、面)；然后对提取的特征进行参数描述;最后以特征的参数值为依据进行同名特征的搜索，继而获得同名像点。对于信息缺乏区域，或相关影像之间存在着较大比例尺区域或扭曲的区域很适合；同时顾及图像的总体结构。24..等高线自动绘制的步骤
主要包括以下两个步骤:①利用DEM的矩形或方形格网点的高程，内插出格网边上的等高线点的位置，并将这些等高线点按顺序排列；②利用这些顺序排列的等高线点的平面坐标x、y进行插补，即进一步加密等高线点，并绘制成光滑的曲线，这些工作都是在一台计算机和由它控制的绘图桌上进行的。内插格网边上的等高线点与排列的方法有按每条等高线走向顺序插点即按逐条等高线的走向进行搜索边插点的方法,“内插”等高线点及其“排列”是时完成的.另一种方法是整体算求各等高线上的点并分别排列存贮。这种方法是按数字高程模型格网边的顺序搜索内插计算出全部等高线穿越格网边交点的坐标
(X,Y),然后按等高线的顺序将属于每一条等高线的点找出来,并按等高线走向将它们的顺序排列,并存贮在磁带或磁盘上,以上得出一系列排列的离散的等高线点为了获得一条光滑的等高
线,在这些离散的等高线之间还必须插补一些点,使相邻两点之间的距离与绘图仪步距相适应。
25.什么是4d产品
DOM(数字正射影像图)利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像数据。它的信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和社会经济信息。DEM(数字高程模型)数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。可制作透视图、断面图，进行工程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、洪水淹没区分析。
DRG(数字栅格地图)数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。可作为背景与其他空间信息相关，用于数据采集、评价与更新，与DOM、DEM集成派生出新的可视信息。DLG(数字线划地图)现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。数字线划图既包括空间信息也包括属性信息，可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础