数字摄影测量复习
数字摄影测量复习
1.数字摄影测量的分类：按距离远近分：航天摄影测量，航空摄影测量，近景摄影测量，显微摄影测量按用途分：地形摄影测量，非地形摄影测量按处理手段分：模拟摄影测量，解析摄影测量，数字摄影测量3.框标机械框标设在框架的每一边的中点，光学框标设在框架的角隅上4.摄影测量对航空摄影有哪些基本要求：（1）空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机物镜的主光轴近似与地面垂直；主光轴在曝光时总会有微小的倾斜，按规定要求像片倾角为2°~3°。
（2）航摄比例尺的选取要以成图比例尺、摄影测量内业成图方法和成图精度等因素来考虑选取；另外还要考虑经济性和摄影资料的可使用性。
（3）航向重叠度（同一条航线内相邻像片之间的影像重叠）一般要求在60%以上，旁向重叠度（两相邻航带像片之间的影像重叠）要求在30%左右；（4）航带弯曲度一般规定不得超过3%；（5）像片的旋偏角一般要求小于6°，个别最大不应大于8°，而且不能连续三片有超过6°的情况。
5.中心投影及正射投影：当投影射线聚于一点时的投影称为中心投影；6.正片负片位置及何时用正负片：负片位置：投影平面和物点位在投影中心的两侧正片位置：投影平面和物点位在投影中心同一侧摄影时的位置是负片位置，解算时的位置是正片位置，为了解算的方便，像点和物点之间的几何关系并没有改变；7.透视变换重要的点、线、面投影中心S（主光轴：过投影中心S垂直于像平面P的光线）像主点o：主光轴与像平面的交点o地主点O：主光轴与地面对应点像底点n:过投影中心S的铅垂线SN与像平面交点n地底点N：过投影中心S的铅垂线SN 与地面点交点N.倾斜角------主光轴SO与主垂线SN夹角α等角点c ：倾斜角α的平分线SC与像平面P的交点cSo ：摄影机的主距&像片主距用f表示；TT：迹线&透视轴像平面和地平面的交线；SO：摄影方向，表示摄影瞬间摄影机主光轴的空间方位；SN：是投影中心S相对于相对于过地底点N的地平面的航高；vv：主纵线，W和P的交线VV：摄影方向线，W和E的交线P：像平面；E：地平面；W：主垂面：过铅垂线SnN和摄影方向线SoO的铅垂面；P⊥W,W ⊥E，W ⊥TT8.等角点的特性：根据等角点的特性，可以在倾斜航摄像片上以等角点c为角顶量出某一角度，来代替在地面以点C为测站实地量测的水平角。
数字摄影测量复习题含答案
第五章数字影像与特征提取什么就是数字影像?其频域表达有什么作用？答:①数字影像就是以数字形式保存数字化航空、胶片影像得扫描影像②频域表达对数字影像处理就是很重要得。
因为变换后矩阵中元素得数目与原像中得相同。
但其中很多就是零值或数值很小,这就意味着通过变换、数据可以被压缩,使其能更有效得存储与传递;其次就是影像分解力得分析以及许多影像处理过程。
例如滤波、卷积以及在有些情况下得相关运算,在频域内可以更为有利得进行。
其中所利用得一条重要关系就就是在空间域内得一个卷积,相当于在频率域内其卷积函数得相乘,反之亦然。
在摄影测量中所使用得影像得傅立叶谱可以有很大得变化,例如在任何一张航摄影像上总可以找到有些地方只含有很低得频率信息,而有些地方则主要包含高频信息,偶然得有些地区主要就是有一个狭窄范围得带频率信息。
怎样根据已知得数字影像离散灰度值,精确计算其任意一点上得灰度值？答::当欲知不位于矩阵(采样)点上得原始函数g(x,y)得数值时就需要内插,此时称为重采样常用得影像重采样方法有哪些？试比较她们得优缺点答:①常用得影像重采样方法有最邻近像元法、双线性插值、双三次卷积法②最邻近像元法最简单、计算速度快、且能不破坏原始影像得灰度信息,但几何精度较差;双线性插值法虽破坏原始影像得灰度信息,但精度较高,较为适宜;双三次卷积法其重采样中误差约为双线性插值得1/3,但较费时;4.已知gi,j=102,gi+1,J=112,gi+1,j+1=126,k-i = /4,l -j= /4, 为采样间隔,用双线性插值计算gk,l答:g(k,l)=W(i,j) g(i,j)+W(i+1,j) g(i+1,j)+W(i,j+1) g(i,j+1)+W(i+1,j+1)//4)*102+(1 4) //4)*118+( /4)* ( /4)*126=102+13/-1５、什么就是线特征？有哪些梯度算子可用于线特征得提取？答:①线特征指影像得边缘与线,边缘可定义影响局部区域特征不相同得那些区域间得分界线,而线则可以认为就是具有很小宽度得其中间区域具有相同影响特征得边缘对②常用方法有差分算子、拉普拉斯算子、LOG算子等第六章影像匹配基础理论与算法什么就是金字塔影像？基于金字塔影像进行相关有什么好处？为什么?答:①对于二维影像逐次进行低通滤波,并增大采样间隔,得到一个像元素总数逐渐变小得影像序列,依次在这些影像对中相关,即对影像得分频道相关。
数字摄影测量学要点
数字摄影测量复习要点（2016.5）1、摄影测量发展历程模拟摄影测量(1851-1970)模拟摄影测量主要是根据摄影过程的几何反转，反求地面点的空间位置。
它所采用的仪器为光学投影器、机械投影器或光学-机械投影器模拟摄影过程，用光线交会被摄物体的空间位置。
解析摄影测量(1950-1980)1957年，Helava提出用“数字投影代替”物理投影，数字投影就是利用电子计算机实时的进行共线方程的解算，从而交会出被摄物体的空间位置。
数字摄影测量(1970-现在）利用数字影像相关技术，实现真正的自动化测图。
➢数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别：1)处理的原始信息主要是数字影像；2)以计算机视觉代替人眼的立体观测。
2、数字摄影测量的任务、特点主要任务：使用星载(机载)传感器所获取的可见光影像对地球陆地区域进行信息提取，具体包括：目标量测、影像解译、地形图测绘、正射影像图制作、数字高程模型生成。
特点：数据量大、计算机运算速度快、技术精度高。
3、数字摄影测量定义：数字摄影测量是利用影像相关技术来代替人眼的目视观测，自动识别同名点，实现几何信息的自动提取。
主要内容：影像及特征点的识别、同名像点的自动相关和匹配、数字影像纠正技术、数字高程模型（DEM）的制作、数字摄影测量系统的完整操作和测绘产品的生产。
4、计算机辅助测图计算机辅助测图（又称数字测图）是利用解析测图仪或具有机助系统的模拟测图仪，进行数据采集和数据处理，测绘数字地图，制作数字高程模型，建立测量数据库。
计算机辅助测图系统所处理的依旧是传统像片，且对影像的处理仍然需要人眼的立体量测，计算机则起数据记录与辅助处理的作用，是一种半自动化的方式。
计算机辅助测图是摄影测量从解析化向数字化的过渡阶段。
5、影像的点、线、面特征点特征主要指明显点，如角点、圆点等。
提取点特征的算子称为兴趣算子或有利算子，即运用某种算法从数字影像中提取我们感兴趣的即有利于某种目的的点。
第二次 复习(解析数字摄影测量部分)
相对定向元素求解数学基础：共面条件方程
同名光线 对对相交 于核面内
S1S2 (S1a1 S2 a2 ) 0
连续法相对定向：
BX F X1 X2
BX Y1 Y2
BX Z1 0 Z2
将F按泰勒级数展开,取至一次项,得未知数(相对定向 元素)的线性方程式
F F0 F F F F F d d d d dk 0
解析绝对定向的基本公式
空间相似变换
X X m X Y ＝R Y ＋ Y m Z Zm Z
设
X m X X Y Y F R Y m Zm Z Z
w1 u1
V1
BZ= Zs2 –Zs1
u2
U1
Ztp
Ytp Xs1 M
Zs1 v1
U1 Ys1 Xtp
同名光线投影
S1 A X A X s1 YA Ys1 Z A Z s1 N1 S1a1 X1 Y1 Z1
s1
w1 u1
W1
v1
V1
U1
S2 A X A X s 2 YA Ys 2 Z A Z s 2 N2 S2 a2 X2 Y2 Z2
误差方程矩阵形式为：
X s Ys Z v x x0 x s V , x , l 0 v y y y a1 2 a1 3 a1 4 a1 5 a1 6 a A 11 a2 3 a2 4 a2 5 a2 6 a2 1 a 2 2
相对定向元素为: 1 , 1 , 2 , 2 , 2 显然, 在 S1 XYZ 中，
《摄影测量学》期末复习资料
《摄影测量学》期末复习资料1.摄影测量学：是利用光学摄影机获取的相片，经过处理以获得被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科2.数字摄影测量：基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字或数字化影像进行处理，自动或半自动提取被摄对象用数字方式表达的几何信息与物理信息，从而获得各种形式的数字产品3.像片主距：摄影机物镜后节点到像片主点的垂距4.像主点：摄影机主光轴与像平面的交点5.航摄比例尺：航摄影像上一线段i与相应地面线段l的水平距之比6.航高：指摄影飞机在摄影瞬间相对于某一基准面的高度7.相对航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度8.绝对航高：相对于平均海平面的航高，指摄影机物镜在摄影瞬间的真实海拔高度9.航向重叠度：重叠部分与整个像幅长的百分比（航线相邻的两个像片的重叠度）10.旁向重叠度：旁向重叠部分与整个像幅长的百分比（相邻航线像片的重叠度）11.航线弯曲度：航线最大弯曲矢量与航线长度的百分比12.像片旋偏角：一张像片上相邻主点连线与同方向标框连线的夹角13.内方位元素：摄影物镜后节点与像片之间相互位置的参数14.外方位元素：确定影响或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数15.共线方程：16.像点位移：像片倾斜、地形起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异17.影像内定向：利用平面相思变换等公式，将所测量的影像架坐标或仪器坐标（像点坐标）变换为以影像上像主点为原点的像坐标系的坐标的变换方法18.单向空间后方交会：根据影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面控制点，利用共线条件方程求解像片外方位元素，从而确定摄影瞬间被摄物体和航摄像片的关系19.立体像对：同一航带内具有一定重叠度的相邻的两张像片20.摄影基线：立体像对两个摄影站之间的连线21.同名光线：同一地面点发出的两条光线22.同名像点：同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点23.核线：核面与像片面的交线24.同名核线：核面与左右像片面的交线为同名核线25.核面：摄影基线与同一地面点发出的两条光线组成的面26.主核面：过像主点的核面27.垂核面：过左右像底点的核面28.空间前方交会：根据同名光线对应相交的关系，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在物方空间坐标系中坐标的方法29.相对定向：利用立体像对中摄影时存在的同名光线对应相交的几何关系，通过测量像点坐标，解求两像片的相对方位元素的过程30.相对定向元素（相对方位元素）：描述立体像对两张像片相对位置和姿态关系的参数31.绝对定向：借助于物空间坐标为已知的控制点来确定空间辅助坐标系与实际物空间坐标系之间的变换关系32.空中三角测量：使用摄影测量解析法和待定点坐标确定区域内所有影像的外方位元素33.像片纠正：为了清除像片和正射影像图的差异，需要将竖直摄影的像片消除像片倾斜引起的像点位移和限制或消除地形起伏引起的投影差，并将影像归化成图比例尺的过程1.摄影测量的技术手段：a.模拟法b.解析法c.数字法2.摄影测量学的三个发展阶段：a.模拟摄影测量b.解析摄影测量c.数字摄影测量3.摄影测量的分类：a.按距离远近：航天、航空、地面、近景、显微摄影测量b.按用途：地形摄影测量、非地形摄影测量c.按处理手段（三个发展阶段）：模拟、解析、数字摄影测量4.摄影测量对航空摄影的要求：a.像片倾斜角度不大于3度b.航高国家规定不能超过5%，同一航带内的最大航高与最小航高之差不能大于30m，摄影区域内的实际航高与设计航高之差不能大于50mc.像片重叠度：航向重叠度不能小于60%，旁向重叠度不能小于30%d.航线弯曲度不能大于3%e.像片旋偏角：一般要求旋偏角小于6度，个别最大不能大于8度，且不能有连续三片超过6度5.摄影测量常用的坐标系：a.框标坐标系b.像平面直角坐标系c.像空间直角坐标系d.像空间辅助直角坐标系e.地面摄影测量坐标系f.摄影测量坐标系 j.地面测量坐标系6.共线方程的主要应用有：a.单向空间后方交会和多像空间前方交会b.解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型c.构成数字投影的基础d.计算模拟影像数据e.利用数字高程模型与共线方程制作正射影像f.利用数字高程模型与共享方程进行单幅影像测图7.引起像点位移的因素（像点位移的分类）：a.像片倾斜引起的像点位移b.地形起伏引起的像点位移8.因地形起伏引起的像点位移的规律:a.地形起伏引起的像点位移是地面点相对于所取基准面的高差引起的，数值不同，基准面上的点无地形起伏像点位移b.地形起伏像点位移以误差值表示，表现在像底点为辐射中心的方向线上c.地形起伏像点位移的符号与该点的高差符号相同，改正时相反d.摄影比例尺不变时，适当采用长焦距摄影机，可增大航高H，减少此变形e.水平像片上存在由地形起伏引起的像点位移f.像底点引出的辐射线上不会存在地形起伏引起的方向偏差9.4D产品:DEM数字高程模型 DOM数字正射影像 DLG数字线划图 DRG数字栅格图10.空间后方交会流程：a.获取已知数据b.量测控制点像点坐标并进行必要的误差改正c.确定未知数初值d.计算旋转矩阵Re.逐点计算像点坐标近似值，利用未知数的近似值按照共线方程计算控制点像点坐标的近似值f.逐点计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程式g.计算法方程的系数阵与常数项，组成法方程式h.解求外方位元素改正数i.检查迭代是否收敛11.航摄像片上有没有统一的构像比例尺:构像比例尺处处不一致，像点位移同样引起像片比例尺的变化及图形的变形，且由于像底点不在等比线上，所以综合考虑像片倾斜和地形起伏的影响，像片上任意一点都存在像点位移且位移大小随点位的不同而不同，由此导致一张像片上不同点位的比例尺不相等12.求物点三维坐标的方法:a.单张像片的空间后方交会和立体像对的空间前方交会b.相对定向与绝对定向方法c.光束法13.连续相对定向和单独相对定向的异同：各自的定向元素不同、空间辅助坐标系不同a.单独相对定向：采用了两幅影像的角元素运动实现相对定向b.连续相对定向：以左影像为基础，采用右影像的直线运动和角运动实现相对定向在多个连续模型的处理过程中多采用连续相对定向元素14.光束法思想（一步定向法）：以共线方程为基础，未知点、控制点同时列误差方程，将像片外方位元素和待定点坐标在平差过程中整体求解15.空中三角测量的分类:a.按数学模型分为：航带法、独立模型法、光束法b.按平差范围分为：单模型法、单航带法、区域网法16.引起像片误差的物理因素:摄影机物镜畸变、感光材料变形、大气折光、地球曲率17.航带法空中三角测量的主要工作流程：a.像点坐标的测量和系统误差的改正b.像对的相对定向c.模型连接以及航带网的的构成d.航带模型的绝对定向e.航带模型的非线性改正18.航带区域网法基本思想：按照单航带法构成自由航带网利用能航带的控制点及上一航带的公共点进行三维空间相似变换，将整区各航线纳入统一的坐标系中同时解求个航带非线性变形改正系数，计算各加密点坐标19.独立模型法区域网空中三角测量基本思想：把一个单元模型视为刚体，利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域，在连接过程中，每个单元模型只能做平移、缩放、旋转，即空间相似变换在变换中要使模型间公共点的坐标尽可能一致，控制点的摄影坐标与地面摄影坐标尽可能一致，同时观测值改正数的平方和最小，在满足这些条件的情况下，按最小二乘原理求待定点地面摄影坐标20.光束法区域网空中三角测量基本思想：以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现最佳交会，将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素21.数字微分纠正的基本原理方法：正解法数字微分纠正、反解法数字微分纠正遥感：遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接受目标的后向散射信号被动遥感：通过传感器，接受来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式电磁波：当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播这就是电磁波。
摄影测量学
《摄影测量学》复习提纲1、摄影测量：是利用摄影机或其他传感器采集被测对象的图像信息，经过加工处理和分析，获取有价值的可靠信息的理论和技术。
2、数字摄影测量：基于摄影测量的基本原理，通过对所获取的数字/数字化影像进行处理自动（半自动）提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息，从而获得各种形式的数字化产品和目视产品。
3、摄影测量发展的三个阶段：（1）模拟摄影测量（2）解析摄影测量（3）数字摄影测量4、主光轴：透镜中心的连线。
5、航空摄影测量的要求：（1）像片倾斜角：应该小于3°；（2）航摄比例与航高：同一航线内各摄影站的航高差不得大于50米；（3）像片重叠度：航向重叠度一般规定为60%，最小不得小于53%，最大不得大于75%；旁向重叠度一般规定为30%，最小不得小于15%，最大不得大于50%；（4）航线弯曲度：通常不得大于3%；（5）像片旋偏角：一般不得大于6°，个别允许达到8°，连续三张不得超过6°。
6、透视变换中特殊的点、线、面（注意点线面之间的关系）：（1）摄影方向线：过投影中心且垂直于像面的方向线；（2）像主点：摄影方向线与像面的交点；（3）地主点：摄影方向线与物面的交点；（4）像底点：过透视中心的铅垂线与像面的交点；（5）地底点：过透视中心的铅垂线与物面的交点；（6）主合点：过透视中心所做基本方向线的平行线与像面的交点；（7）像片主距：摄影机物镜后节点到像片主点的垂距；（8）等角点：过透视中心所做倾斜角a的二等分线与像（物）面的交点。
（9）迹线：像面与物面的交线。
（10）迹点：迹线上的所有点。
（11）主纵线：主垂面与像面的交线。
7、相对高度：摄影机物镜相对于某一基准面的高度。
8、绝对航高：相对于平均海平面的航高，指摄影机物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。
9、航向重叠度：同一条航线内相邻像片间的重叠影像部分与像片边长比值的百分数。
10、旁向重叠度：相邻航线间的重叠影像部分与像片边长比值的百分数。
数字摄影测量复习思考题
数字摄影测量复习思考题一、名词解释1、数字摄影测量：数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。
2、采样：对实际连续函数模型离散化的量测过程。
3、线特征提取算子：线特征提取算子是指运用某种算法使图像中的“线”更为突出的算子。
4、核面：过摄影基线与地面任一物方点构成的平面。
5、数字影像：6、核线影像：7、点特征提取算子：点特征提取算子是指运用某种算法使图像中独立像点更为突出的算子。
8、重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，称为重采样。
9、采样定理：为了避免混淆现象,选取采样间隔Δx时应使满足1/(2Δx)≥fl,或Δx≤1/(2fl)，这就是Shannon采样定理,即当采样间隔能使在函数g(x)中存在的最高频率中每周期取有两个样本时,则根据采样数据可以完全恢复原函数g(x)。
此时称fl为截止频率或奈奎斯特(Nyquist)频率。
二、填空题1、采样孔径大可以获得__________信噪比，但会___________。
2、模拟影像的数字化主要由__________与__________两个过程来完成。
3、Laplace算子是__________滤波器，因此对影像__________非常敏感。
4、核线重排列时，可以在__________获取核线影像，也可以在__________获取核线影像。
5、北方向差分算子、纵横方向和对角方向可同时检测的二阶差分算子的卷积核分别为__________和__________。
6、Hough变换是用来检测图像中直线、圆等且其形状能够__________的曲线。
7、采样间隔越大图像分辨率越__________，数据量会越___________。
8、确定同名核线有__________、__________两种方法。
数字摄影测量学复习
数字摄影测量学复习数字摄影测量学一、绪论两个基本关系：几何关系、对应性关系划分摄影测量发展阶段的根本依据是他们处理两种关系的方式数据获取技术发展航空数码成像；卫星成像；POS;LiDAR;SAR;低空摄影测量；移动测量系统理论发展灭点理论；广义点理论；多基线立体；影像匹配理论发展；目标自动识别应用发展灭点应用实践；广义点摄影测量的应用；数码城市建模；数据处理新算法二、数字影像获取与处理（4-9节）2.4、数字航摄仪线阵：ADS40、ADS80、TLS、JAS面阵：DMC、UCD、A3、SWDC2.5、POSPOS=GPS+IMU用于在无地面控制或少量地面控制情况下航空遥感对地定位和影像获取差分GPS获取高精度位置测量数据INS输出高采样率的位置数据，高精度的姿态数据2.6、LiDAR快速获取精确的高分辨率DSM以及地面物体的三维坐标2.7、航天数字影像获取系统及特点特点：高分辨率，线阵式CCD、采用有理函数模型、立体成像、定位精度高提供高分辨率的全色、多光谱、高动态范围和高信噪比的影像、多景影像主要问题：云量和雪量问题；获得与传统航片一样的制图精度比较困难2.8、SAR一般是侧视成像，是一种高分辨率相干成像系统；斜距投影主要存在斑点噪声、斜距影像的近距离压缩、透视收缩、叠掩、阴影及地形起伏引起的像点位移等几方面的问题2.9、倾斜摄影测量特点：反映地物周边真实情况、可实现单张影像量测、建筑物侧面纹理可采集、数据量小易于网络发布三、摄影测量解析方法（1-6节）背景：近景摄影测量中，常常采用大角度大重叠度的摄影方式，外方位元素中存在大的旋转角，相邻摄站点之间存在较大的位置差异，初值很难获取。
经典欧拉角方法不再适用。
需要不依赖位置与姿态初始值的解析方法。
3.1、空间后方交会在后方交会中，有效可靠地描述两坐标系之间的旋转关系是解决问题的关键。
描述旋转的常用形式：欧拉角、正交旋转矩阵、四元数欧拉角：能明确表示旋转矩阵R的几何意义，但需要较好的位置和姿态初值。
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第一章绪论1.摄影测量三个发展阶段模拟、解析、数字2.数字摄影测量定义与研究容定义：基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支科学。
容：数字影像的获取与处理数字影像定向影像特征提取与定位算子数字影像匹配DEM自动生成与插数字空中三角测量数字微分纠正地物识别数字摄影测量系统3.数字摄影测量的作业过程及主要产品主要产品：数字空中三角测量的加密成果数字高程模型DEM 数字线画图DLG 数字栅格图DRG 数字正射影像图DOM 数字可量测影像DMI 三维景观图各种工程设计所需的三维信息各种信息系统所需的基础地理空间数据4.数字摄影测量和其他学科的关系与数字图像处理的关系与模式识别的关系与计算机视觉或机器视觉的关系5.数字摄影测量的应用各种比例尺的地形图和专题图数字摄影测量系统与3S的集成数字摄影测量系统与CAD 数字摄影测量系统与计算机视觉数字摄影测量系统在军事中的应用变化检测与地图更新数字摄影测量系统、可视化与虚拟现实6.数字摄影测量有待研究的主要问题辐射信息数据量处理速度与精度数字影像匹配数字影像解释与理解数字摄影测量自动化数字摄影测量与3S的进一步集成新型传感器带来的新机遇与挑战第二章数字影像获取与重采样1.数字影像数字影像可描述为一个二维的灰度矩阵，每个矩阵元素的行列序号代表它在像片上的位置，元素的值是它的灰度。
2.数字影像采样采样：对实际连续函数模型离散化的量测过程采样定理：当采样间隔能使在函数g(x)中存在的最高频率中每周期取有两个样本时，则根据采样数据可以完全恢复原函数g(x)3.影像重采样重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行插，此时称为重采样（resampling）最邻近像元法：直接取与P(x,y)点位置最近像元N的灰度值作为采样值 1双三次卷积法：卷积核可以利用三次样条函数16双线性插值法：卷积核是一个三角形函数41)最邻近像元法最简单，计算速度快且能不破坏原始影像的灰度信息。
但其几何精度较差。
2)双三次卷积法较费时。
3)双线性插值法较宜第三章影像特征提取与定位算法1.点特征提取算子●点特征主要指明显点（圆点、角点）●提取点特征的算子称为兴趣算子1)Moravec算子：在四个主要方向上，选择具有最大―最小灰度方差的点作为特征点，较简单2)Forstner算：Robert’s梯度和灰度协方差矩阵，寻找具有尽可能小而接近圆的误差椭圆的点作为特征点，较复杂，但给出的特征点的类型且精度也较高。
3)Harris算子：●Harris算子是Moravec算子的改进●只用到灰度的一阶差分及滤波，操作简单●稳定，对图像旋转、灰度变化、噪声影响和视点变换不敏感●但对尺度很敏感，不具有尺度不变性2.线特征提取算子●“边缘”影像局部区域特征不相同的区域间的分界线●“线”是具有很小宽度的其中间区域具有相同的影像特征的边缘对1)高斯-拉普拉斯算子LOG算子为卷积核，对原灰度函数进行卷积运算后,提取零交叉点为边缘2)Hough变换对于影像空间直线上任一点(x，y）变换将其映射到参数空间的一条正弦曲线上3.定位算子1)Forstner定位算子●最佳窗口选择：最佳窗口由Forstner特征提取算子确定●最佳窗口加权重心化2)高精度角点与直线定位算子原始的Roberts梯度方向代替直线方向存在不容忽视的模型误差，Hough变换等使用梯度方向的方法不可能达到很高的精度。
该平差模型不采用梯度的方向，而是采用梯度的模为观测值。
第四章数字影像解析基础1.摄影测量基本概念及原理1)相对定向直接解当不知道倾斜摄影中倾角的近似值以及不知道影像的方位元素时采用直接解。
●相对定向直接解的定向点数——8个以上●由于立体像对是由在不同摄站对同一物体所摄取的相片构成，如果取左像空间坐标系为相对方位元素的参考坐标系，为确保右像片与左像片构成立体像对，右片的相对方位元素必须满足：2)空间后方交会直接解●竖直航空摄影且地面控制点大体对称分布的情况下可给定初值，迭代解算●影像相对于物方坐标方位不确定时采用直接解。
●迭代法或直接法解出空间距离，计算各摄影光束的方向角，解算6阶方程，然后解算外方位元素。
2.同名核线确定与重采样1)确定同名核线的两种方法●基于影像几何纠正的核线解折关系水平相片对上同名核线的v 坐标值相等●基于共面条件的同名核线几何关系同一核线上的点均位于同一核面上2)核线重排列●在水平相片上获取核线影像●直接在倾斜相片上获取影像第五章影像匹配基础理论与算法1.数字影像匹配的定义●在摄影测量与遥感中，匹配可以定义为在不同的数据集合之间建立一种对应关系。
如果这些数据集合是影像，就称为影像匹配。
●影像匹配是在两幅(或多幅)影像之间识别同名元素(点\线),它是计算机视觉及数字摄影测量的核心问题。
●自动地在由数字立体像对中提取的元素之间建立对应关系的过程，称为数字影像匹配。
2.影像相关原理影像相关是利用两个信号的相关函数，评价它们的相似性以确定同名点。
相关函数：自相关函数是偶函数、自相关函数在τ=0处取得最大值3.影像相关的谱分析维纳-辛钦定理：随机信号的相关函数与其功率谱是一傅立叶变换对，即相关函数的傅立叶变换即功率谱，而功率谱的逆傅立叶变换即相关函数1)影像的功率谱估计2)相关函数估计●当a较小时，S（f）较平缓，高频信息较丰富，此时相关函数R（τ）较陡峭，相关精度高，但由可能的近似位置到正确相关的点间距离（称为拉入围）较小。
这就要通过低通滤波获得较大的拉入围●当a较大时，功率谱S（f）较陡峭，低频信息占优势，因而相关函数R（τ）较平缓，相关精度较差，但拉入围较大，相关结果出错的概率较小3)金字塔影像的建立●从粗到精的相关策略。
即先通过低通滤波，进行初相关，找到同名点的粗略位置，然后利用高频信息进行精确相关●对于二维影像逐次进行低通滤波，并增大采样间隔，得到一个像元素总数逐渐变小的影像序列，将这些影像叠置起来颇像一座金字塔，因而称之为金字塔影像结构4.数字影像匹配的基本概念1)共轭实体共轭实体是比共轭点更一般的概念，它是目标空间特征的影像，包括点，线，面等2)匹配实体是一种要素，通过比较不同影像上的这些要素来寻找共轭实体。
这些要素包括影像的灰度值，从影像上提出的特征，以及其他的符号描述3)相似性测度是评价匹配实体之间相似性程度的一种定量指标。
一般来说，相似性程度由代价函数来度量4)匹配方法匹配方法一般按照匹配实体来命名，如基于灰度的匹配(area-based matching 或gray-scale based matching) ，基于特征的匹配(feature-basedmatching)以及关系匹配(relational matching)等。
5)匹配策略匹配策略是指求解影像匹配问题的概念或整体方案，它包括匹配环境分析，匹配方法选择，以及匹配质量控制5.数字影像匹配的一般过程1)在一影像上选取待匹配的目标,选择匹配实体,确定目标区域2)在另一影像上确定搜索区域,计算相似性测度3)依据相似性测度,确定共轭实体4)进行匹配质量评价6.影像匹配需要解决的主要问题1)匹配实体的选取•灰度值• 点特征、边缘、面特征• 符号描述2)立体视觉中不确定性问题的处理损失大量信息几何变形遮挡问题灰度畸变3)相似性测度的选择•相关函数、协方差函数、相关系数、差平方和、差绝对值和• 由点的圆度、边缘的梯度、方向、长度表示的代价函数4)匹配算法的优化•如何提高影像匹配的速度、精度、可靠性，算法的适应性等• 如何进行初值的选取，搜索窗口的确定，约束条件的使用等5)匹配质量的评价可用贝叶斯判别原则解决。
7.影像匹配在摄影测量中的应用1、定向2、相对定向3、数字空三中的转点4、绝对定向5、DEM获取6、影像解译8.数字影像匹配基本算法影像匹配实质上是在两幅（或多幅）影像之间识别同名点1)基于像方的匹配算法●同名点的确定是以匹配测度为基础●基于灰度的影像匹配是以数字影像局部围的灰度值及其分布作为匹配实体，通过计算相似性测度确定共轭实体的影像匹配方法。
●基于灰度的影像匹配中的共轭实体可以是点，也可以是线段或其他特征。
●常用的相似性测度：①相关函数测度：矢量Y在X上的投影最大计算简单没考虑几何变形的影响没考虑灰度畸变的影响在没有几何变形和灰度畸变的情况下，也可能产生假配准。
②协方差函数测度：矢量Y ′在X ′上的投影最大计算比较简单没考虑几何变形的影响当两影像的灰度强度平均相差一个常量时，不受影响，但灰度反差拉伸对其有影响。
③相关系数测度：等价于矢量X′与Y ′的夹角最小计算比较复杂没考虑几何变形的影响不受灰度线性畸变的影响相关系数是灰度线性变换的不变量④差平方和测度：等于N维空间点Y与点X之距离最小计算简单没考虑几何变形的影响没考虑灰度畸变的影响⑤差绝对值和测度：矢量X-Y之分量的绝对值之和最小计算简单没考虑几何变形的影响没考虑灰度畸变的影响 影像匹配过程：①在左影像上选一个要匹配的点，称为目标点②以目标点为中心，取一定大小的窗口，称为目标窗口③以影像的重叠围以及其他的先验知识，确定右影像上同名点可能存在的围，称为搜索区域④以搜索区域的每一点为中心，开取同样大小的窗口，称为搜索窗口⑤对于每一个搜索窗口，计算目标窗口与搜索窗口之间的相似性测度-- 相关系数⑥以相关系数最大值所对应的匹配窗口作为目标窗口的配准窗口，即共轭窗口。
同时配准窗口的中心像素就作为目标点的配准点，或共轭点。
⑦进行精度评定,如要求达到子像素精度，可采取插措施由于左右影像采样时的差别,同名像素的中心点一般并不是真正的同名点.真正的同名点可能偏离像素中心点半个像素之,这就使得匹配产生误差.●影像匹配精度影像相关是左影像为目标区与右影像上搜索区相对应的相同大小的一影像相比较，求得相关系数，代表各窗口中心像素的中央点处的匹配测度。
影像匹配（相关）即使在定位到整像素的情况下，其理论精度也可达到大约0.3像素的精度。
用相关系数的抛物线拟合提高相关精度2)基于物方的匹配算法影像匹配的目的是提取物体的几何信息，确定其空间位置，VLL能够直接确定物体表面点空间三维坐标的影像匹配方法。
第六章最小二乘影像匹配1.概述：●定义：一种基于灰度的影像匹配，它同时考虑到局部影像的灰度畸变和几何畸变，是通过迭代使灰度误差的平方和达到极小，从而确定出共轭实体的影像匹配方法。
●优点是精度高，可达到1/10 到1/100个像素●缺点是初值要求精度高，迭代时间长。
●实际应用中，一般将基于灰度的匹配或基于特征的匹配作为粗匹配，而将最小二乘影像匹配作为精匹配。