航摄像片的方位元素
摄影重点知识点
一、名词解释像片比例尺：把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程，这时像片上的线段l与地面上相应线段的水平距离L的比值．绝对航高：相对于平均海平面的行高，是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔．相对航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度．像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞机姿态出现较大倾斜或地面有起伏时，会导致地面点在航摄像片上的构象相对于理想情况下的构象所产生的位置差异．摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离．航向重叠：同一航线内相邻像片之间的影像重叠．旁向重叠：两相邻行带像片之间的影像重叠．像片倾角：摄影机的主光轴偏离铅垂线的夹角．像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数．像片的内方位元素：表示摄影中心与像片之间相互位置的参数．像片的外方位元素：标示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态参数．相对定向元素：确定一个立体像对两像片的相对位置的元素．绝对定向元素：描述立体相对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数．单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其影响上对应三个像点的影像坐标，根据共线方程，反求该像片的外方位元素．空间前方交会：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．双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算的方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标．空中三角测量：利用计算的方法，根据航摄像片上所测的像点坐标以及少量的地面控制点求出地面加密点的物方空间坐标．POS：基于GPS和惯性测量装置IMU的直接测定影像外方位元素的现代航空摄影导航系统，可以获取移动物体的空间位置和三轴姿态信息．影像的灰度：光学密度，D=lgO．数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，此时称为重采样．影像匹配：利用互相关函数，评价两块影响的相似性以确定同名点．核线相关：沿核线寻找同名像点．像片纠正：对原始的航摄像片或数字影像进行处理，获取相当于水平像片的影响或数字正射影像．数字正射影像图：（DigitalOrthophotoMap）DOM ，是以航摄像片或遥感影像（单色/彩色）为基础，经扫描处理并经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，按地形图范围裁剪成的影像数据，并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公里格网、图廓（内/外）整饰等形式填加到该影像平面上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库．立体像对：摄影测量中，用摄影机在两摄站点对同一景物摄得的有一定重叠度的两张像片．立体正射影像对：为了从立体观测中获得只管立体感，为正射影像制作出一副立体匹配片，正射影像和相应的立体匹配片共同称为立体正射影像对．1、摄影测量的主要特点是什么？(1)无需解除物体本身获得被摄物体信息． (2)由二维影响重建三维目标． (3)面采集数据形式．(4)同时提取物体的几何与物理特性．2、航空摄影机也被称为量测摄影机，它有什么特征？(1)量测摄影机的像距是一个固定的已知值． (2)摄影机的像面框架上有框标标志． (3)量测摄影机的内方位元素是已知的．3、摄影测量常用的坐标系统有哪些？(1)像平面坐标系O-XY (2)像空间坐标系O-XYZ (3)像空间辅助坐标系S-XYZ (4)摄影测量坐标系A-XpYpZp (5)物方空间坐标系O-XtYtZt4、航摄像片与地形图有什么区别？(1)投影方式不同 (2)航片存在两项误差 (3)比例尺的不用(4)标示方法的不同 (5)表示内容的不同 (6)几何上的不同5、请写出共线方程式，并回答：若已知像片的内外方位元素及地面点的三维坐标，可以求相应的像点坐标吗？若已知像片的内外方位元素及像点坐标时，可以求相应的三维的物点坐标吗？可以．只知左片，不可以；引入DEM循环迭代求解可以；左右两片均已知，可以．−0=−fa1 XA−XS +b1 YA−YS +c1 ZA−ZSa3 XA−XS +b3 YA−YS +c3 ZA−ZS−0=−fa2 XA−XS +b2 YA−YS +c2 ZA−ZSa3 XA−XS +b3 YA−YS +c3 ZA−ZS6、共线条件方程有哪些应用？(1)单像空间后方交会和多像空间前方交会 (2)解析空中三角测量光束法平差中的基本数学模型 (3)构成数字投影的基础 (4)计算模拟影像数据 (5)利用数字高程模型与共线方程制作正射影像 (6)利用DEM与共线方程进行单幅影像测图 (7)求像底点坐标7、人造立体视觉必须符合哪几个自然界立体观察的条件？(1)由两个不用设站点摄取同一景物的立体像对 (2)一只眼睛只能观查像对中的一张照片，分像条件 (3)两眼各自观测同一景物的左右影像店的连线应与眼基线近似平行 (4)像片的距离应与双眼的交会角相适应 (5)两片比例尺相近8、请说明利用立体像对重建立体模型的一般过程．恢复像对内方位元素：内定向；恢复像对内方位元素：相对定向（恢复两张像片相对位置）；绝对定向（确定模型的大小与方位）9、连续像对和独立像对的坐标系统和定向元素有何不同？连续像对：以左片的像空间坐标系为像对的像空间辅助坐标系．定向元素：BY,BZ,,φ,ω,κ独立像对：以作摄影中心为原点、左主核面为XZ平面、摄影基线为X轴的右手空间直角坐标系．定向元素：φ1,κ1，φ2，ω2，κ2．10、请对双像解析摄影测量的三种解法进行比较．方法严密性控制点要求使用场合后交-前交法点位精确度取决于外方位元素精度没有利用多余条件 3个平高点已知像片外方位元素相对定向-绝对定向点位精度取决于相对定向绝对定向精度2个平高点+ 1个高程点航带法加密一步定向法理论最严密精度最高2个平高点+ 1个高程点光束法加密11、为了求解相对定向元素，是否需要地面控制点？为什么？不需要．相对定向只是确定像对内在的几何关系，恢复两张像片摄影时的相对位置和姿态，只需测量至少5对同名像点，而不需要地面控制点．12、像点坐标有哪些系统误差？由摄影材料变形，摄影物镜畸变，大气折光，地球曲率等引起的系统误差．13、简述自动空中三角测量的基本原理？利用模式识别和多影像匹配等方法代替人工在影像上自动选点和转点，同时自动获取像点坐标，提供给区域网平差程序解算，以确定加密点在选定坐标系中的空间位置和影像的定向参数．14、简述数字微分纠正的原理．通过对点元素、线元素、面元素的纠正，实现两个二维图像之间的几何变换．15、分析对比常用的三种影像重采样方法．(1)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。
2024年注册测绘师之测绘综合能力模拟考试试卷B卷含答案
2024年注册测绘师之测绘综合能力模拟考试试卷B卷含答案单选题（共45题）1、在遥感领域，SAR 指的是（）。
A.激光测地雷达B.卫星测高雷达C.合成孔径雷达D.地下管线探测雷达【答案】 C2、航摄像片的内方位元素包括（）。
A.摄影中心到像片的垂距和像主点的像平面坐标值B.航摄像机主距和摄影中心位置C.航摄像机主距和摄影姿态参数D.像主点的像平面坐标值和摄影中心位置【答案】 A3、不同大地坐标系统间进行相似变换，实现这一变换需要求解转换参数，平面坐标系统间转换求解转换参数的个数以及至少需要的公共点的个数分别是()。
A.2，2B.2,4C.4,4D.4,2【答案】 D4、房产测量时，丘的编号按()级编号。
A.二B.三C.四D.五【答案】 D5、现行《工程测量规范》规定，利用导线测量建立工程平面控制网时，导线网中结点与结点、结点与高级点之间的导线长度不应大于相应等级导线长度的（）倍。
A.0.3B.0.5C.0.7D.1.0【答案】 C6、数字摄影测量中影像相关的重要任务是寻找像对左、右数字影像中的（）。
A.同名点B.共面点C.共线点D.视差点【答案】 A7、江西省行政区划代码为360000，福建省行政区划代码为350000，则按现行行政区域界线测绘规范，江西、福建二省边界线名称为（）。
A.福江线B.江福线C.闽赣线D.赣闽线【答案】 C8、航测像片调绘界线统一规定为右、下为直线，左、上为曲线，其主要目的是为（）。
A.避免偏离重叠中线B.不产生调绘漏洞C.有足够重叠区域D.保持调绘片美观【答案】 B9、丈量一正方形一条边，边长观测中误差为σA.2cmB.4cmC.16cmD.8cm【答案】 D10、下列功效中，能够借助 GPS 接收机同步观测来实现的是（）。
A.解算转换系数B.提高工作效率C.提高仪器对中精度D.消弱卫星星历误差【答案】 D11、我国高程系统采用( )。
A.正高系统B.正常高系统C.大地高系统D.垂高系统【答案】 B12、GPS辅助空中三角测量的最主要作用是()。
像片外方位元素的作用
像片外方位元素的作用
片外方位元素是指摄影中用来描述相机位置和朝向的参数。
它包括相机的空间位置（如经度、纬度和高度）和相机的朝向（如俯仰角、偏航角和滚转角）。
这些参数在摄影测量和计算机视觉领域中具有重要的作用。
首先，片外方位元素对于地形地貌的测量和建模非常关键。
通过记录相机在空间中的位置和朝向，可以准确地定位拍摄图像中的地理位置。
在地理信息系统（GIS）中，片外方位元素可以与地面控制点进行匹配，从而获得精准的地图信息。
这些信息对于城市规划、土地利用和环境监测等领域具有重要意义。
其次，片外方位元素对于三维视觉的重建和分析也非常关键。
通过比较不同图像间的片外方位元素，可以计算出图像之间的几何关系，进而实现图像的拼接和融合。
这在航空摄影、卫星遥感和无人机测绘等领域中被广泛应用。
例如，通过将多个相机拍摄的图像进行融合，可以生成全景图像或三维模型，这对于导航、虚拟现实和电影制作等方面有着重要的应用价值。
此外，片外方位元素还在计算机视觉中扮演着重要角色。
在计算机视觉算法中，需要考虑相机的内外参数，以实现图像的几何校正、物体的三维重建和目标的定位识别。
片外方位元素相当于将相机和场景联系起来的桥梁，它提供了相机与物体之间的几何关系，为计算机视觉算法提供了基础。
综上所述，片外方位元素在摄影测量和计算机视觉领域中发挥着重要作用。
它不仅可以实现地形地貌的测量和建模，还可以实现图像的拼接和融合，以及三维视觉的重建和分析。
正是由于片外方位元素的准确性和稳定性，摄影和计算机视觉技术得以迅速发展，并广泛应用于各个领域。
摄影测量学基础第3章 单张像片的解析基础
• 此 外 ： 航向、旁向重叠度小于最低要求时,称航摄 漏洞,需要在航测外业做补救。当摄区地面起伏较 大时,还要增大重叠度,才能保证像片立体量测与拼 接。
• 应当指出,随着航空数码相机的应用,已有航向重叠 度大于80%、旁向重叠度在40%~360%的大重叠度 航空摄影测量出现;利用三线阵传感器摄影,还可具 有100%的重叠度。
3、中心投影 [Central Projection]
所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影，叫做 中心投影。投影光线会聚的点S称为投影中心。
负片位置： 正片位置：
投影中心
－摄站
投影中心位于物体和投影平面之间。 投影中心位于物体和投影平面同侧。
S
S
S
§3.2 中心投影
4、中心投影主要特性 [Main Features of Central Projection]
投射线互相平行的
投射线垂直于投影平面的
投影，叫做平行投影。 平行投影称为正射投影。
§3.2 中心投影
2、平行投影与正射投影
[Parallel Projection & Orthographic Projection ]
AB
D C
地形图 a0 b0 c0 d0
地形图在局部范围内是地面的正射投影！
§3.2 中心投影
受技术和自然条件限制，飞机往往不能按预定航线飞行 而产生航线弯曲，造成漏摄或旁向重叠过小。一般要求航 摄最大偏距与全航线长之比不大于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。
有像片旋角k会使重叠度受到影响，一般要求不超过60， 最大不超过80。
航线方向
航线方向
第三节航摄像片像点位移
二、因像片倾斜引起的像点位移 1、倾斜误差定义（Tilt Displacement）
同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上 像点之间的直线移位。 S
P
几何学上，等比线可 以视为是倾斜像片与 同主距水平像片的交 线。
f
hc c P0
ff
倾斜误差 m
第二章
单张像片解析
第三节 航摄像片的像点位移
框标坐标系
x0 , y0 , f
内方位元素
像空间坐标系
外方位元素
地面辅助坐标系
XS
YS
ZS
04:31:30
2
d S
P
水平像片P0
d
S
A
B b0
D
C d0
地形图
a0
c0
d0 平坦且水平的地面 T
像片倾斜的影响
a
f a0 S H P0 P
地形起伏影响 S
a
hc
a
m0 m0
M M
二、因像片倾斜引起的像点位移 1、倾斜误差定义（Tilt Displacement）
同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上 像点之间的直线移位。 S yc
P
m(xc,yc)
m0(xc0,yc0)
f
hc c P0
f
a
hc
m
B A1 B1 A
A
内
容 安 排
一、像点位移
当航摄像片有倾角或地面有高差时，所摄的像片 与理想情况有差异。 这种差异反映为：在中心投影的情况下，当像片 有倾斜，地面有起伏时，导致了地面点在航摄像 片上构像相对于理想情况下的构像（在地面水平 的水平像片上构像），产生了位置的差异，这一 差异，称为像点位移。 像点位移包括像片倾斜引起的位移和地形起伏引起的 位移。
摄影测量习题课
1.摄影测量按距离远近可分为（1）,（2）,（3）及（4）。
2.航摄像片的内方位元素有（5）个，它的作用是（6）。
3.相交直线的中心投影一般是（7），4.（9）叫主核面,在一般情况下,左、右主核面（10）重合的。
5.摄影测量的三个主要阶段？各有什么特点？6.简述航空摄影测量过程？7.航空摄影与航空摄影测量区别？8.什么是合点？怎样确定空间直线的合点？9.什么是中心投影的三点共线？什么是中心投影？10.什么叫立体像对的相对方位元素？它有哪几种确定两像片相对位置的方法？11.像空间坐标系和像空间辅助坐标系有什么关系？12.主核面有几个？垂核面有几个？13.双像解析摄影测量的三种解法？14.什么叫单像空间后方交会？对参加单像空间后方交会的点有什么要求？15.什么叫空间前方交会？请写出空间前方交会公式推导过程。
16.计算地面点坐标、模型点坐标的主要步骤有哪些？16、什么叫单像空间后方交会？计算时需要哪些起始数据？解算哪些未知数？17、什么叫双像空间前方交会？画出双像空间前方交会的计算流程图。
18、写出双像前方交会的计算公式，说明式中各符号的含义。
19、什么是解析相对定向？解算时需要地面控制点吗，为什么？20、写出绝对定向的数学模型，并说明绝对定向计算时需要哪些起始数据，解算哪些未知数？起始数据又如何得到？解算时至少需要几个地面控制点？21、双像解析摄影测量有哪三种方法？写出其中一种方法的步骤及所用到的数学公式。
（公式不用线性化）22、像对立体观察的条件是什么？最难解决的是哪一个？一般用什么方法解决？23、恢复立体像对的相对方位能建立起几何模型吗？这个模型有什么样的特点？24.什么叫绝对定向元素？有哪几个？哪个决定了模型的大小？25.什么是像片重叠？为什么要求相邻像片之间以及航线之间的像片对要有重叠？26．摄影测量中为什么常把像空间坐标系变为像空间辅助坐标系？27为什么外方位角元素有三种不同的选择？28.立体像对双像前方交会的目的是什么？29双像解析摄影测量有哪三种解析方法？各有什么特点？30.量测型摄影机和非量测型摄影机的主要区别？31.已知像片重叠度为60%，旁向重叠度为30%，求像幅18x18cm2和23x23cm2的航片，其航向重叠和旁向重叠长度个为多少？32.单张像片能确定点的空间位置吗？试着从共线条件方程角度来解释。
3摄影测量基础知识
Photogrammetry,2004
Photogrammetry & Remote Sensing-----Survey & Mapping Engineering
y
P S
S
a
a0
f
f
o
c
y0
P0
A
h
x x0
像片倾斜引起像点位移
A0
地形起伏引起像点位移
• 航摄像片只要消除像片倾斜与地形起伏引起的像点位移，就 能将中心投影变换为正射投影。要使这种投影具有成图比例尺
Photogrammetry & Remote Sensing-----Survey & Mapping Engineering
(n)oa0 a S
H
A
h
B A0 ( N )O
Photogrammetry,2004
Photogrammetry & Remote Sensing-----Survey & Mapping Engineering
• 航高：指摄影飞机在摄影瞬间相对于某一水准面 的高度，从该水准面起算向上为正。航高分为相对 航高和绝对航高。
Photogrammetry & Remote Sensing-----Survey & Mapping Engineering
相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度，常称 为摄影航高。它是相对于被摄区域内地面平均高程基准面的 设计航高。
3、倾斜误差性质
➢等比线上的点不存在像片倾斜引起的像点位移； ➢当00 1800, a 0，则rc0 rc ，像点朝向等角点位移； ➢当 1800,a 0 ，则rc0 rc ，像点背向等角点位移； ➢当 90、270,sin 1，即在向径相等的情况下，位 于主纵线上的像点的倾斜误差最大。
摄影测量学复习重点
1摄影测量学得发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。
2、摄影测量按用途可分为地形3、把一条航线得航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片得主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲得折线,称航线弯曲。
4、航摄像片为量测像片，有光学框标与机械框标。
5、一张像片得外方位元素包括：三个直线元素（Xs、Ys、Zs ）:描述摄影中心得空间坐标值三个角元素（0、w 、k ）描述像片得空间姿态。
6、同一条航线内相邻像片之间得影像重叠称为航向重叠,一般在60塑上。
相邻航线得重叠称为旁向重叠，重叠度要求在15%以上。
7、摄影测量中常用得坐标系有像平面坐标系、像空间坐标系、像空间辅助坐标系、摄影测_______ 量坐标系、地面测量坐标系与地面摄影测量坐标系。
8、中心投影得共线条件方程表达—摄影中心、像点与对应地物点三点位于同一直线得几何关系，利用其解求单张像片6个外方位元素得方法称单片空间后方交会,最少需要3个平高地面控制点。
9、航摄相片误差来源：摄像机物镜畸变差；大气折光差；地球曲率影响；摄影感光材料得变形；像点量测差。
10、空间后方交会得计算过程:1）获取已知数据；2）量测控制点得坐标；3）确定未知数得初始值；4）计算旋转矩阵R;5）逐点计算像点坐标得近似值；6）组成误差方程式；7）组成法方程式；8）解求外方位元素得改正数；9）解求改正后得外方位元素；10）外方位元素得改正数与规定得限差作比较。
13、摄影测量得基本问题,就就是将中心投影得像片转换为正射投影得地形图。
14、相对定向完成得标志就是模型点在统一得辅助坐标系中坐标U V、W得求出。
16、4D产品就是指DEM DLG DRG DOM17、立体摄影测量基础就是共面条件方程。
18、相对定向得理论基础、目得、标准就是两像片上同名像点得投影光线对对相交。
双像解析摄影测量得任务就是利用解析计算方法处理立体像对，获取地面点得三维空间信息。
20、双像解析摄影测量有：空间后方交会-前方交会法、相对定向-绝对定向法、光束法。
第3章 摄影测量基础知识
以测绘地形为目的的空中 摄影多采用竖直投影方式， 即航摄仪在曝光瞬间物镜 主光轴与地面垂直，通常 规定像片倾角小于2-3度。
竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似 与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于3度， 夹角为像片倾角。
A为像片倾角 A 摄影机主光轴 铅垂线
竖直航空摄影包括：
面积航空摄影：主要用于测绘地形图，或进 行大面积资源调查 条状地块航空摄影：主要用于公路、铁路、 输电线路定线和江、河流域的规划与治理工程， 一般是有一条或几条航带。 独立地块航空摄影：主要用于大型工程建设 矿山勘探部门，只拍摄少数几张具有一定重叠 度的像片。
1:4000—1:6000
1:8000—1:12000
1:15000—1:20000 （23cm×23cm） 1:10000—1:25000 1:25000—1:35000 （23cm×23cm）
1:1000
1:2000 1:5000
中比例尺
1:10000
小比例尺
1:20000—1:30000
1:35000—1:55000
例尺发生变化，如果相邻两像片的比例尺相差太大，则
会影响像对的立体观察，甚至于无法在仪器上进行作业。
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四、空中摄影质量的评定
（1）负片上影像是否清晰、框标影像是否齐全、像幅 四周指示器件的影像（如水准气泡等）是否清晰可辨； （2）由于太阳高度角的影响，地物阴影长度是否超过 摄影规范的规定，地物阴暗和明亮部分的细部能否辨 认清楚； （3）航摄负片上是否存在云影、划痕、乳剂层脱落等 现象； （4）负片上的黑度是否符合要求，影像反差等不得大 于规范要求； （5）航带的直线性、航带间的平行性、像片影像的重 叠度、航高差和摄影比例尺等等都要检查评定，并不 得超出规定的技术指标。
《摄影测量学》复习
1空中三角测量：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法。
2像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞行姿态出现较大倾斜即像片有倾斜，地面有起伏时，便会导致地面点在航摄像片上构像相对于在理想情况下的构像，产生了位置的差异，这一差异称为像点位移。
3摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离。
4航向重叠：同一条航线上，相邻两张像片应有一定范围的影像重叠，称为航向重叠。
5旁向重叠：相邻航线相邻两像片的重叠度6同名核线：同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面。
7像片的内方位元素：表示摄影中心与像片之间相互位置的参数，f,x0,y08像片的外方位元素：表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数。
9相对定向：根据立体像对内在的几何关系恢复两张像片之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立与地面相似的立体模型。
即确定一个立体像对两像片的相对位置。
10绝对定向元素：描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数。
11单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其影像上对应三个像点的影像坐标，根据共线条件方程，反求该像片的外方位元素。
12空间前方交会：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。
13同名像点：同名光线在左右相片上的构像1、4D 产品是指 DEM 、DLG 、DRG 、DOM 。
2、摄影测量按用途可分为地形摄影测量、非地形摄影测量。
3、摄影测量学的发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。
4、模拟摄影测量是利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转。
5、解析摄影测量以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学。