摄影测量学考试重点

名词解释、简答题、论述题、证明题

第二章 影像获取

1、像主点：物方主平面和像方主平面与光轴的交点分别称为物方主点和像方主点

2、摄影机主距：航空摄影机物镜中心至底片面的距离，称为摄影机的主距，通常用f 表示

第三章 摄影测量基础知识

1、 摄影比例尺与摄影航高

摄影比例尺又称为像片比例尺，其严格定义为：航摄相片上一线段为l 的影像与地面上相应线段的水平距离L 之比，即H

l m =1,f 为摄影机主距 当取摄区内的平均高程面作为摄影基准面时，摄影机的物镜中心至该面的距离称为摄影航高，一般用H 表示。

2、重叠度（重点看）

为了满足测图的需要，在同一条航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠，称为航向重叠，相邻航线也应有足够的重叠，称为旁向重叠。重叠反映在航摄片上的同名影像是以像幅尺寸的百分数表示，航向重叠一般要求为p%=60%~65%,最小不得小于53%；旁向重叠要求为q%=30%~40%，最小不得小于15%。

3、像片倾角

在摄影瞬间摄影机轴发生了倾斜，摄影机轴与铅直方向的夹角α称为像片的倾角。一般要求倾角不大于2o，最大不超过3o

4、航线弯曲

受技术和自然条件限制，飞机往往不能按预定航线飞行而陈胜航线弯曲，造成漏摄或旁向重叠过小从而影响内业成图。一般要求航摄最大偏距与全航线长之比不得大于3%

5、像片旋角

相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线间的夹角称为像片旋角，以κ表示，一般要求κ角不超过6o，最大不超过8o

6、中心投影与正射投影

若投影光线会聚于一点，称为中心投影，若投影光线相互平行且垂直于投影面，称为正射投影。（此部分注重理解，最好翻看P26页，与图形结合）

6、航摄像片上特殊的点、线、面，及之间的几何关系 （了解） 详见P28、29

7、.摄影测量常用哪些坐标系？各坐标系又是如何定义的？

摄影测量中常用坐标系有两大类：一类是用于描述像点的位置，称为像方坐标系；另一类是描述地面点的位置，称为物方坐标系。

像方坐标系用来表示像点的平面坐标和空间坐标。包括像方平面坐标系，像空间坐标系，像空间辅助坐标系（1）像方平面坐标系是以主点为原点的右手平面坐标系，用xy o -表示，用来表示像点在像片上的位置，但在实际应用中，常采用框标连线交点为原点的右手平面坐标系xy P -，称其为框标平面坐标系。（2）像空间坐标系是为了进行像点的空间坐标变换，需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系。以摄影中心S 为坐标原点，x 、y 轴与像平面坐标系的x 、y 轴平行，z 轴与光轴重合，形成像空间右手直角坐标系xyz S -。在这个坐标系中，每一个像点的z 坐标都等于-f,，x 、y 坐标就是像点的像平面坐标x 、y （3）像空间辅助坐标系是像方坐标系中一种相对统一的坐标系，用uvw S -表示，其坐标原点仍取摄影中心S ，坐标轴依情况而定。

物方坐标系用于描述地面点在物方空间的位置，有地面测量坐标系及地面摄影测量坐标系两种。（1）地面测量坐标系通常是指空间大地坐标基准下的高斯—克吕格6o带或3o带（或任意带）投影的平面直角坐标与定义的从某一基准面量起的高程，两者组合而成的空间左手直角坐标系，用t t t Z Y X T -（2）地面摄影测量坐标系是在像空间辅助坐标系和地面测量坐标系之间建立的一个过渡性坐标系，其坐标原点在测区内某一地面点上，X 轴大致与航向一致的水平方向，Y 轴与X 轴正交，Z 轴沿铅垂方向，构成右手直角坐标系。

摄影测量中，首先将地面点在像空间辅助坐标系的坐标转成地面摄影测量坐标，再转换为地面测量坐标系。

8、什么是航摄像片的内、外方位元素？（名词解释）

内方位元素是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数，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 在框标坐标系中的坐标x 0、y 0

在恢复内方位元素的基础上，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。一张像片的外方位元素包括六个参数，其中三个是直线元素，用于描述摄影中心的空间坐标值，另外三个是角元素，用于描述像片的空间姿态

9、证明（推导）共线方程式（中心投影构象方程式又称共线方程式，见P40---P41） )

()()()()()(333111S S S S S S Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f x -+-+--+-+--= )

()()()()()(333222S S S S S S Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y -+-+--+-+--=,其中ai 、bi 、ci 是旋转矩阵中的九个方向余弦，是三个角元素的函数；x 、y 是以像主点为原点的像点坐标；X 、Y 、Z 是物点在地面坐标系中的坐标；f 为像片主距；S X 、S Y 、S Z 是三个线元素，表示摄影中心S 在地面摄影测量坐标系的坐标值，?、ω、κ为三个角元素 摄影中心S 与地面点A 在地面摄影测量坐标系中的坐标分别为S X 、S Y 、S Z 和X 、Y 、Z ，地面点在像空间辅助坐标系中的坐标为S X X -、S Y Y -、S Z Z -,像点a 在像空间辅助坐标系中的坐标为u 、v 、w ，由于S 、a 、A 共线，因此，由相似三角形得

λ

1=-=-=-S S S Z Z w Y Y v X X u ,式中，λ为比例因子，写成矩阵形式为：

????

??????---==??????????S S S Z Z Y Y X X w v u λ1①, 由于??????????-f y

x

=??????????w c u R T =????????????????????w v u c b a c b a c b a 333222

111② 则将②式代入①式，然后用得到的③式去除①、②式，便可得到 )

()()()()()(333111S S S S S S Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f x -+-+--+-+--= )

()()()()()(333222S S S S S S Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y -+-+--+-+--=，共线方程式得证 10、什么是像点位移？

因航摄像片是地面的中心投影，所以当像片倾斜或地面有起伏时，所摄取的影像均与理想情况（像片水平、地面水平）有所差异，也就是地面点在像片上构像的点位偏离了应有的正确位置，产生了像点位移

第四章双像立体测图基础与立体测图

1、人造立体视觉

空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的像片而产生生理视差，重建空间景物立体视觉，这样的立体感觉称为人造立体视觉，所看到的立体模型称为视模型

2、立体像对的点、线、面(应与图形一起进行参考学习，详见P51)

3、连续像对的相对定向元素有哪些？

v b、w b、2?、2ω、2κ为连续像对定向的五个相对定向元素

4、单独像对相对定向元素有哪些？

?、1κ、2?、2ω、2κ为单独像对的像对定向元素（此处重点，详见P55-P56）1

第五章摄影测量解析基础

1、单像空间后方交会的概念

利用至少三个已知地面控制点的坐标A（A X,A Y,A Z）、B（B X,B Y,B Z）、C

（C X,C Y,C Z），与其影像上对应的三个像点的影像坐标a（a x,a y）、b（b x,b y）、c（c x,c y），根据共线方程，反求该像片的外方位元素S X、S Y、S Z、?、ω、κ。这种解算方法是以单张像片为基础，亦称单像空间后方交会

2、空间后方交会的解算过程（步骤庞大，详见P75，了解具体过程并记忆）

3、立体像对前方交会的概念

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方法，称为空间前方交会。

4、双像解析的空间后交—前交方法原理（步骤）

双像解析摄影测量，就是利用解析计算的方法处理一个立体像对的影像信息，从而获得地面点的空间信息。步骤如下：（1）野外像片控制测量（2）量测像点坐标（3）空间后方交会计算两像片的外方位元素（4）空间前方交会计算待定点地面坐标

5、双像解析的相对定向—绝对定向法（过程）

（1）用连续像对或单独像对的相对定向元素的误差方程式解求像对的相对定向元素。

（2）由相对定向元素组成左、右像片的旋转矩阵R1、R2，并利用前方交会式求出模型点在像空间辅助坐标系中的坐标。

（3）根据已知地面控制点的坐标，按绝对定向元素的误差方程式解求该立体模型的绝对定向元素。

（4）按绝对定向公式，将所有待定点的坐标纳入地面摄影测量坐标中

6、双像解析摄影测量的三种解法及比较

双像解析摄影测量可用三种解算方法：后交-前交解法、相对定向—绝对定向解法、光束法。三种方法的比较分析如下：

（1）第一种方法前交的结果依赖于空间后方交会的精度，前交过程中没有充分利用多余条件平差计算

（2）第二种方法计算公式比较多，最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度，用这种方法的解算结果不能严格表达一幅影像的外方位元素（3）第三种方法的理论严密、求解精度最高，待定点的坐标是按最小二乘准则解得的

基于以上分析，第一种方法常在已知像片的外方位元素、需确定少量待定点坐标时采用；第二种方法多在航带法解析空中三角测量中应用；第三种方法在光束法解析空中三角测量中应用。

7、.什么叫单像空间后方交会法？其观测值和未知数各是什么？至少需要几个已知控制点？为什么？

观测值是像点坐标，包括从摄影资料查找像片的比例1/m。平均航高，内方位元素x0,y0,f。未知数是六个外方位元素，包括S X、S Y、S Z、?、ω、κ

至少需要三个已知地面控制点，因为共线方程里有六个未知数，一个控制点与其对应的影像坐标可以得到两个方程，从而共需要至少三个已知控制点

第六章解析空中三角测量

1、解析空中三角测量通常采用的平差模型可分为航带法、独立模型法和光束法。

航带法区域网平差（基本思想）：该方法是以航带作为整体平差的基本单元

独立模型法区域网平差：该方法是以单元模型为平差单元

光束法区域网平差：该方法是以每张像片相似投影光束为平差单元，从而求出每张像片的外方位元素及各加密点的地面坐标

2、航带网经绝对定向后，为什么还要进行非线性改正？航带网整体平差解求的未知数是什么？

航带模型绝对定向后，所构成的航带模型仍存在着残余系统误差和偶然误差的影响，这主要是因为在构建航带网的过程中，模型连接时误差的传递累积使航带网产生模型扭曲，所以绝对定向后所获得的模型坐标只是在地面摄测坐标中的概略值，还需进行航带网的非线性变形改正。

解求航带的非线性改正系数，即多项式系数。

3、试说明独立模型法区域网平差的基本思想，并与航带网法区域网平差进行比较，说明这两种方法的优缺点。

独立模型法区域网平差的基本思想是以单元模型为平差单元。它的空中三角测量是基于单独法相对定向建立单个立体模型，再由一个个单模型相互连接组成一个区域网。

航带网法方便，速度快，但精度不高。独立模型法区域网平差解求的未知数较多，可将平面和高程分开求解，仍能得到严密平差的结果。（具体可见P105）

第七章数字地面模型及其应用

1、什么是数字高程模型？它有何特点？

数字高程模型简称DEM，DEM是DTM的一个子集，是对地球表面地形、地貌的一种离散的数字表示。其表示形式主要包括规则矩形格网与不规则三角网等2、移动曲面拟合法的实践过程

（1）对DEM每个格网点，从数据点中检索出对应该DEM网格点的几个分块格网中的数据点，并将坐标原点移至待定点P（Xp，Yp）上

（2）为了选取邻近的数据点，以待定点P为圆心，以R为半径作园，凡落在园内的数据点即被选用。

（3）列误差方程式

（4）计算每一数据点的权

（5）法化求解

3、简述移动拟合法逼近曲面的原理

移动曲面拟合法是一种以待定点为中心的逐点内插法，它以每一待定点为中心，定义一个局部函数去拟合周围的数据点

4、DEM 数据的压缩几种方法（名词解释）

在DEM 数据压缩中常用的方法有整型量存储、压缩编码及差分映射等。 整型量存储是将高程数据减去一个常数，该常数可以是一个区域的平均高程，也可以是该区域的第一个高程。

压缩编码存储方法是当按一定精度要求将高程数据化为整型量或将高程增量化为整型量后，可根据各数据出现的概率设计一定的编码，用位数（bit ）最短的编码表示出现概率最大的数，出现概率较小的数用位数较长的编码表示，则每一位数据所占的平均位数比原来的固定位数（16或8）小，从而达到压缩目的。 差分映射法是将高程数据序列Z0,Z1,...Zn 的差分映射定义为

00Z Z =?

i i i Z Z Z -?=（i=1，2.......n ）

其逆映射为 00Z Z ?=

)......2,1(10n i Z Z Z i i Z i i

K K =?+∑-==?=（i=1，2.......n ） 利用差分映射得到的是相邻数据间的增量，因此其数据范围两较小，一个字节就可以存储一个数据，从而达到压缩目的。

第九章

1、什么是数字微分纠正？

根据已知影像的内定向参数和外方位元素及数字高程模型，按一定的数字模型用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正射投影，这种过程是将影像化为很多微小的区域，如可为一个像元大小的区域，逐一进行纠正。这种直接利用计算机对数字影像进行逐个像元的微分纠正，称为数字微分纠正。

2、试述数字微分纠正中 正、反解法数字纠正的原理（两种方法，名词或简答） 在已知像片的内定向参数、外方位元素及数字高程模型的前提下，进行数字微分纠正与光学微分纠正一样，其基本任务仍然是实现两个二维图像之间的几何变换，因此首先要确定原始图像与纠正后图像间的几何关系。

设任意像元在原始图像与纠正后图像中的坐标分别为（x ，y ）和（X ，Y ）

它们直接存在着映射关系，即 ),(Y X fx x =；),(Y X fy y =（1）

?=X ),(y x x ， ?=Y ),(y x y （2）

公式（1）是由纠正后的像点P （X,Y ）出发，根据像片的内外方位元素及P 点的高程反求其在原始图像上相应像点p 的坐标（x,y ），经内插出P 的灰度值后，再将灰度值赋给P ，这种方法称为反解法（或间接法）

公式（2），则反之，是由原始图像上的像点p 的坐标（x,y ）解求出纠正后图像上相应纠正点P 的坐标（X,Y ），并将原始图像点p 的灰度值赋给纠正点P ，这种方法称为正解法（或称直接法）

第十章（前2节）

1、摄影测量外业工作任务

摄影测量外业工作任务包括①在野外测定一定数量的控制点，即摄影外业控制测量②像片解译与调绘③对航摄漏洞以及大面积的云影、阴影、影像不清楚地区进行补测工作

2、目视解译特征

航摄像片的目视解译是根据影像信息特征进行的，这些特征即为图像的解译标志，分为直接解译特征和间接解译特征

3、什么是像片解译？什么是直接解译特征与间接解译特征？

像片解译俗称像片判读。解译的目的是为了识别目标，即识别像片上各种影像所反映的属性特征。

直接解译特征是地物本身属性在影像上的反映，即直接凭借影像特征确定地物属性。

间接解译特征是通过与之联系的其他地物在影像上反映出来的特征，

推断地物的类别属性，如地貌形态、水系格局、植被分布的自然景观特点、土地利用及人文历史特点等，多数采用逻辑推理和类比的方法引用间接解译标志。