2012年贵州大学材料与冶金学院材料物理性能复习资料
一．名词解释：
1. 磁化：物质在磁场中由于受磁场的作用表现出来一定的磁性的现象。
3.磁矩：与磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积定义为磁矩。其方向与环形电流法线方向一致，可用右手定则确定。
4.磁化强度M：一个物体在外磁场中被磁化的程度，用单位体积内磁矩多少来衡量，
5.抗磁性：磁化方向与外加磁场方向相反，即当磁化率χ或磁化强度M为负时，固体表现为抗磁性。χ＝M/H＜0，很小，约为-10-4～-10-6。
6.顺磁性：在外加磁场作用下，每个原子磁矩比较规则地取向，材料显示极弱的磁性。磁化强度M与外磁场方向一致，M为正，而且M严格地与外磁场H成正比。
7.铁磁性：过渡金属Fe、Co、Ni和某些稀土金属如Gd等物质，无论是否施加外磁场，都具有永久磁矩，且在无外加磁场或较弱的磁场作用下，就能产生很大的磁化强度。室温下的磁化率χ很大，可达106数量级，属于强磁性物质。
8.热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷端的现象。
9.热阻：是材料对热传导的阻隔能力。
11.热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。
12.魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。
13.材料的热稳定性：热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，又称为抗热震性。
14.导体：可在电场作用流动自由电荷的物体，能传导电流的元件
15.绝缘体：不善于传导电流的物质
16.半导体：电阻率介于金属和绝缘体之间并且有负的电阻温度系数的材料
17、磁畴：未加磁场时铁磁质内部已经磁化到饱和状态的若干个小区域。
18、磁矫顽力：反磁化过程中，当反向磁畴扩大到同正向磁畴大小相相等时，它们的磁化对外对外部的效果相互抵消，有效磁化强度为零，这时的磁场强度称为磁矫顽力。
19、磁化率：即单位外磁场强度下材料的磁化强度。它的大小反映了物质磁化的难易程度，是材料的一个重要的磁参数。
20、磁晶的各向异性：在单晶体的不同晶向上，磁性能不同的性质。
21、磁弹性能：当铁磁体存在应力时，磁致伸缩要与应力相互作用，与此有关的能量。
22、退磁能：：铁磁体与自身退磁场的相互作用能称为退磁场能。
（磁化饱和后，慢慢减少H，则M亦减小，此过程为退磁。）
23、磁导率:反应磁感应强度随外磁场的变化速率，单位与相同，为亨/米。其大小与磁介质和随外加磁场强度有关。
一．解答题：
1.傅利叶导热定律适用条件：稳定传热的条件，即传热过程中，材料在x 方向上各处的T是恒定的，与时间无关，ΔQ/Δt是常数
2、简述材料热容的定义，为什么说材料的等容热容C V的物理本质是材料内能随温度的变化率时常需附加无相变、无化学反应和无非体积功的条件？C V和C P
的本质差别是什么？对实际材料进行热分析时，若有相变发生，为什么其C P中还能反应相变的热效应？
①热容指一定量物质在规定条件下温度每变化一度（或K）所吸收或放出的热量。
②当体系处于一般情况时，δQ=dU-∑Y i dy i-∑μi dn i，其热容中将包含更多的能量因素引起的热效应，只有在材料中无相变、无化学反应和无非体积功的条件下才有δQ=dU，从而
C V=δQ/dT=dU/dT,其等容热容C V的物理本质是材料内能随温度的变化率。
③C V=δQ/dT=dU/dT，Cp=δQ/dT=dH/dT，它们的本质差别在于Cp中包含了其他热效应。
④因为Cp包含了相变等除内能以外的其他变化所产生的热效应。
3、简述杜隆—珀替经典热容理论模型和结果，评价其局限性。
①理论模型：把构成晶体点阵的基元近似成独立粒子和理想气体，并只考虑其平均动能和势能，没有考虑原子振动形成的格波。
②结果：C V=?E/?T=3R
③局限性：模型太简化，结果仅反映当T＞ΘD时，C Vm→3R，且Cv与温度无关，对单原子气体的实验结果是比较符合的。
4、实际材料的等压热容通常由哪些部分组成？又受到哪些因素的影响？有什么影响规律？
①实际材料的等压热容包括等容热容部分和材料除内能以外的其它变化所产生的热效应。
②受到温度、晶体结构和成分以及相变的影响。温度升高，材料的热容增大。晶体结构能够改变材料恢复系数β、基元构成和原子间距，从而改变色散关系和谐振子数量；化学成分还能够决定原子质量M和各种原z数量及比例，也能够影响材料的Cv值及变化规律。一级相变导致等压热容出现不连续奇异，二级相变导致等压热容出现连续奇异。
5、一级相变、二级相变如何界定？为什么一级相变、二级相变在相变温度点其热容曲线会出现差异？
①在相变点，一级相变的特点是：两相化学位连续；两相化学位一阶偏导数有突变；
二级相变的特点是：两相化学位和化学位一阶偏导数连续；两相化学位二阶偏导数存在突变。
②一级相变在相变点处其化学位的一阶偏导数不连续，其二阶偏导数肯定不存在，因此其等压热容在相变点出现间断奇异。二级相变的化学位一阶偏导数在相变点连续，而二阶偏导数在相变点不连续，故其等压热容在相变点出现连续奇异。
6、何谓材料的热膨胀？其物理本质是什么？为什么热膨胀系数能反映原子结合力的大小？为什么简谐振动近似无法说明热膨胀的物理本质？
①热膨胀：材料在加热和冷却过程中，其宏观尺寸随温度发生变化的现象。
②物理本质：在非简谐近似下，随温度增加，原子热振动不仅振幅和频率增加，其平衡位置距平均尺寸也增加，宏观上变现为热膨胀。
③因为原子偏离平衡位置的距离Un与原子间作用力有关。
④因为简谐近似下，原子的相互作用势能展开函数近取到位移的二次项，该势能函数是关于原子平衡位置对称的。说明原子只以其平衡位置为中心振动，温度增加时振幅和频率增加。但微观上原子的平衡间距不发生变化，宏观上晶体尺寸不改变。
7.相变、合金化、晶体结构的不同以及晶体缺陷都会影响材料的热膨胀特性。
①热膨胀曲线在一级相变点间断奇异，在二级相变点连续变化。
②合金化对膨胀系数的影响很复杂，一定近似下的共性有：单相连续固溶体的膨胀系数其量值通常在两组元膨胀系数之间；固溶体从无序向有序转变膨胀系数常降低；两组元形成化合物膨胀系数一般比形成固溶体低；多相合金的膨胀系数与各相的膨胀系数、弹性模量E和体积分数有关；铁磁合金中易出现膨胀反常现象。
③晶体结构与原子间距、恢复力系数有关，影响原子结合力，也造成膨胀系数各向异性；晶体缺陷破坏晶体结构的完整性，使膨胀系数增加。
8. 简述由热膨胀分析方法测绘过冷奥氏体等温转变曲线的原理和方法，并说
明为什么由膨胀曲线能获得组织转变量曲线？对不完全转变又如何处理？
原理：利用热膨胀测试分析材料中的组织或相转变的原理是假设试样的体积膨胀量与其中的组织或相变量成正比。
即相或组织转变量（%）=（发生的膨胀量/总膨胀量）×该相或组织在最终组织中的百分数
方法：为了测绘等温或连续转变曲线，必须首先把各试样在等温或连续冷却条件下测得的膨胀曲线变换为相应的转变量-时间曲线，然后再绘制等温或连续转变曲线。
9. 解释温度场、温度梯度、热通量、导热系数、热阻、导温系数。
①温度场：指物体内温度随空间和时间的分布规律。
②温度梯度：温度沿其等温面法向的变化率，方向指向温度增加方向。
③热通量（热流密度）：指单位时间内通过单位法向面积的热量。
④导热系数：对于导热性质各向同性的材料，有q=-λ·gradT，其中比例因子λ称为导热系数或热导率。单位：W/(m·K)
⑤热阻：定义W=1/λ为热阻，单位：m·K/W
⑥导温系数：α=λ/ρc，单位：（㎝）2/S，表征材料传热的快慢程度。其中ρ为材料密度，c为材料比热。
20.材料导热的物理本质是什么？有哪几种导热机制？微观上它们的导热系数
有何不同？影响导热的因素有哪些？
本质：热传导是热量（能量）在温度梯度驱动下的定向运输过程。
机制：热量的载运者可以是自由电子（电子导热）、格波（声子导热）和电磁波（光子导热等）。
影响因素：原子结构、晶体结构、成分、组织及晶体结构完整性。
21.正常情况下，为什么半导体的电阻率随温度的升高而降低。
答：正常情况下，为什么半导体的电阻率随温度的升高而降低。自由电子
，由公式知，自由电子与温度近似成正比，故温度升高，自由电子增大，所以半导体的电阻率随温度的升高而降低。
22.金属电阻随温度升高而升高原因：
金属材料随温度升高，离子热振动的振幅增大，电子就愈易受到散射，可认为μ与温度成正比，则ρ也与温度成正比
23.影响金属导电性的因素
主要因素：温度，受力情况，冷加工，晶体缺陷，热处理，几何尺寸效应，电阻率各向异性。
24.当形成化合物时，合金的导电性变化激烈，其电阻率要比各组元的电阻率高很多。
原因在于原子键合的方式发生了变化，其中至少一部分由金属键变为共价键获离子键，使导电电子减少。若两组元给出的价电子的能力相同（即两个组元的电离势几乎没差别），则所形成化合物的电阻值就低，若两个组元的电离势相差较大，即一组元的给出电子被两个组元吸收，则化合物的电阻就大，接近半导体的性质.
25.本征硅的导电机理：在热、光等外界条件的影响下，满带上的价电子获得足够的能量，跃过禁带跃迁至空带而成为自由电子，同时在满带中留下电子空穴，自由电子和电子空穴在外加电场的作用下定向移动形成电流。
26.硼掺杂Si的导电机制：在本征半导体中，掺入3价硼元素的杂质（硼，铝，镓，铟），就可以使晶体中空穴浓度大大增加。因为3价元素的原子只有3个价电子，当它顶替晶格中的一个4价元素原子，并与周围的4个硅（或锗）原子组成4个共价键时，缺少一个价电子，形成一个空位。因为，3价元素形成的空位能级非常靠近价带顶的能量，在价电子共有化运动中，相邻的原子上的价电子就很容易来填补这个空位（较跃迁至禁带以上的空带容易的多），从而产生一个空穴。所以每一个三价杂质元素的原子都能接受一个价电子，而在价带中产生一个空穴。
27.砷掺杂Si的导电机理：本征半导体中掺入5价元素（磷，砷，锑）就可使晶体中的自由电子的浓度极大地增加。因为5价元素的原子有5个价电子，当它顶替晶格中的一个4价元素的原子时，余下了1个价电子变成多余的，此电子的能级非常靠近导带底，非常容易进入导带成为自由电子，因而导带中的自由电子较本征半导体显著增多，导电性能大幅度提高。
28．介质损耗的形式及造成这几种损耗的原因：
1）电导（或漏导）损耗
实际使用的电介质都不是理想的绝缘体，都或多或少地存在一些弱联系带电离子或空穴，在E 作用下产生漏导电流，发热，产生损耗。低场强下，存在离子电导；高场强下，电子电导。离子电导：本征电导和杂质电导。
2）极化损耗：介质极化时,有些极化形式可引起损耗。
一方面：极化过程中离子要在E作用下克服热运动消耗能量，引起损耗。
另一方面：松弛极化建立时间较长，极化跟不上外E的变化（特别是交流频率较高时），所造成的电矩往往滞后于E，即E达最大时，极化引起的极化电荷未达最大，当E 开始减小时，极化仍继续增至最大值后才开始减小，当E为0时，极化尚未完全消除，当外E反向时，极板上遗留的部分电荷中和了电源对极板充电的部分电荷，并以热的形式散发，产生损耗。
3）电离损耗
又称游离损耗，是气体引起的，含气孔的固体电介质，外E大于气体电离所需的E时，气体发生电离吸收能量，造成损耗。
电离损耗可使电介质膨胀，可导致介质热破坏和促使化学破坏，因此必须降低电介质中的气孔。
另外还有结构损耗和宏观结构不均匀造成的损耗。
29.电畴转向时引起较大内应力，这种转向不稳定。当外加电场撤去后，则有小部分电畴偏离极化方向，恢复原位，而大部分电畴则停留在新转向的极化方向上，也就形成了剩余极化。
30.如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？
用电阻率ρ或电阻率σ评价材料的导电能力。
按材料的导电能力（电阻率），人们通常将材料划分为：
）（）超导体（）
（）导体（）
（）半导体（）
（）绝缘体（m .104m .10103m .10102m .1012728-828Ω?Ω??Ω??Ω?---ρρρρ
31、自由电子的平均能量与温度有何种关系？温度如何影响费米能级？根据自由电子近似下的量子导电理论，试分析温度如何影响材料的导电性。
①温度升高，自由电子的平均能量升高。
②温度升高时，因为部分电子被激发，费米半径减小，材料原子的费米面略微下降，但在很大的温度范围内，可近似认为不受温度影响。
③对于自由电子，温度上升使其能量提高，运动速度加快，但均匀的温度场只能使其作方向随机的热运动，只有不均匀的温度场才能使其产生定向漂移；对于费米面以下靠近费米面的价电子，温度场能促进其激发，能增加材料的有效电子数量；对于离子，增加温度则显著提高其热振动的振幅和频率，即增加声子的数量，其效果是极大地增加了离子实对电子的散射几率；另外还可能改变晶格周期场和电子的有效质量。总体上材料的电阻率随温度增加而增加，但材料不同，温度范围不同，二者的相关规律不同。
32、自由电子近似下的量子导电理论与经典导电理论在欧姆定律的微观解释方面有何异同点？
相同：都以自由电子作为电能传输的载流子。
不同：经典导电理论认为原子核外的所有价电子都参与了导电，而量子导电理论则是通过费米能级和费米面这一概念将价电子划分为两种状态，并且认为只有越过费米面之上的价电子（有效电子）才能够参与导电。
33、何为能带理论？它与近自由电子近似和紧束缚近似下的量子导电理论有何关系？
①在电子能量分布状态中，如果考虑晶格周期势场对其的作用，那么电子的本证波函数就会变成一种由晶格周期势场调制的调幅平面波，并且在一定特定的能量位置上发生了断裂，即在k 轴上出现了不允许电子存在的间断点，材料中这些不允许电子存在的能隙就是所谓的禁带，而允许电子存在的能区被称为允带，相应的理论也被称为能带理论。
②能带理论与近自由电子近似和紧束缚近似下的量子导电理论的差别仅在于晶格周期势函数采用不同的近似，使得晶格周期势场的起伏程度不同，晶格周期势场无起伏时称为自由电子近似，晶格周期势场起伏不大时称为近自由电子近似，晶格周期势场起伏很大时称为紧束缚近似。
34、孤立原子相互靠近时，为什么会发生能级分裂和形成能带？禁带的形成规律是什么？何为材料的能带结构？
①能级分裂：将N 个原子逐渐靠近，原子之间的相互作用逐渐增强，各原子上的电子受其它原子（核）的影响；最外层电子的波函数将会发生重叠，简并会解除，原孤立原子能级分裂为N 个靠得很近的能级；原子靠得越近，波函数交叠越大，分裂越显著。
②能带形成：当两个原子靠近时，核外电子的交互作用逐渐增强，最外面的价电子最先产生交互作用，电子的能级发生交叠。因为越是处于外层的电子，其能量越高，能级量子数
越大，所以这种能级交叠首先发生在价电子层，由于受到泡利不相容原理的限制，能级虽然发生交叠，但其中能态不能重叠，并且原子数量越多，这种交叠区的能级密度就越高，这种交叠结果使许多能级聚集到一起形成了能带。
③本征能量的函数的间断点出现在布里渊区的界面处，能级间断一定是在这些位置，但是材料中这些位置并不一定出现禁带，能隙的宽度等于晶格周期势函数的傅立叶展开式中相应项的系数的二倍，当能级的间断宽度达到一定程度而使得大多数电子不能够跨越时，便形成了禁带。
④材料的能带结构是指能带的具体构成形式，包括构成、排列方式、能级差和费米能级在其中位置等。
35、在布里渊区的界面附近，费米面和能级密度函数有何变化规律？哪些条件下会发生禁带重叠或禁带消失现象？试分析禁带的产生原因。
①费米面变化规律：考虑到晶格周期势场影响时，费米面在与布里渊区界面的交界处不连续，费米面有可能穿越布里渊区，受布里渊区的界面的影响，费米面的形状会发生畸变，这种影响和畸变程度随两个面间距的减小而加剧。
②能级密度函数变化规律：如果取等厚度球壳为k空间的微元体积，在布里渊区之内，随球半径的增加球壳体积增加（同体积条件下球形表面积最小），即单位能量容纳的能态数增加，N（E）达到最大值，等能面半径继续增加，其外表面就逐渐接触第一布里渊区的界面，球壳外表面就会破裂，进而也会使整个球壳变得千疮百孔，支离破碎，k空间等厚度球壳微元体的体积就会逐步减小，该阶段N（E）曲线会显著下降。当部分球壳穿越第一布里渊区进入第二布里渊区后，N（E）曲线会重新上升。
③禁带不出现或禁带重叠：受晶体结构因素的影响，能带的重叠可以使禁带消失；晶格周期势场傅立叶展开级数的系数为零，禁带消失；多原子原胞（复式格子）晶体，因基元散射时的结构消光而使禁带消失。
④禁带产生原因：
36、在能带理论中，自由电子的能量和运动行为与自由电子近似下有何不同？能带理论中，自由电子的波函数由等幅平面波变成晶格周期势场调制的调幅平面波，电子的本征能量不再是连续的抛物线，而是在晶格的布里渊区界面处出现间断，原来准连续的能级现在变成了由允带和禁带组成的能带结构，这使得自由电子不能在各个能级上自由地跨越和变动，而必须跨过禁带才能到达不同的能级中，这需要外界提供额外的能量，材料的能带结构以及费米面在能带中的位置因素必然会影响电子的激发跃迁行为，进而影响材料的导电性。
37、试分析、阐述导体、半导体（本征、掺杂）和绝缘体的能带结构特点。
①导体中含有未满带，在外场的作用下，未满带上的电子分布发生偏移，从而改变了原来的中心堆成状态，占据不同状态的电子锁形成的运动电流不能完全抵消，未抵消的部分就形成了宏观电流；②绝缘体不含未满带，满带中的电子不会受外场的作用而产生偏离平衡态的分布，而一些含有空带的绝缘体，也因为禁带间隙过大，下层满带的电子无法跃迁到空带上来形成可以导电的未满带，所以绝缘体不能导电；③本本征半导体的情况和绝缘体类似，区别是其禁带能隙比较小，当受到热激发或外场作用时，满带中的电子比较容易越过能隙，进入上方空的允带，从而使材料具有一定的导电能力；④掺杂半导体则是通过掺入异质元素，从而提供额外的自由电子或者额外的空穴以供下层电子向上跨越，使得跨越禁带的能量变低，电子更加容易进入上层的空带中，从而具有导电能力。
38、试指出影响材料导电性的内外因素和影响规律，并分析其原因。
①内在因素：原子结构、晶体结构和晶格的完整性
原子结构决定了其核外电子的组态，从而决定了电子的价态分布，以及能够参与导电的自由电子数目；晶体结构能够影响能带结构和晶格作用场的状况；晶格中存在缺陷时，材料导电能力下降。
②外在因素：温度场、电场、磁场
温度能够增大自由电子的能量，但同时也会使得原子中自由电子的运动状态变得更加无序，总体上来讲，金属的电阻随着温度的升高而增大；电场能够使电子发生定向漂移，磁场能够改变电子的自旋状态，从而改变其分布。
39复习磁场、磁场强度、磁化强度、磁感应强度（磁通量密度）、磁化率、磁导率等概念及它们的关系。
①磁场：任何磁极和运动电荷（或电流）都能在其周围产生磁场，磁场的特性是能使其中的磁介质磁化，对在其中运动的电荷或载流导体产生作用力并对它们做功。
②磁感应强度B：表征不同介质中磁场强弱和方向的物理量。
③磁场强度H：任何介质中，磁场中某点处的磁感应强度与该点磁导率的比值被定义为该点的磁场强度。消除了磁介质对磁场强弱的影响。
④磁化强度M：M=H，其中，为该磁介质的磁化率。
δ磁导率μr：μr=1+定义为材料的相对磁导率，简称磁导率。
ε关系为：H=H 0+M=H0+H0=(1+ )H0
B=μ0H= μ0(1+)H0= μ0 μr H0=μH0
40 解释什么是抗磁性、顺磁性和铁磁性物质。
抗磁性（抗磁质）
顺（顺磁质），数值在量级，与H无关，但与T有关。
铁磁性（铁磁质），与H呈非线性关系，与温度有关
。
41 简述物质的顺磁性和抗磁性是如何产生的？它们都受到哪些因素的影响？物质顺磁性的产生主要是由各原子和离子实的磁矩和各自由电子的自旋磁矩在外磁场中的取向过程中造成的。
42简述铁磁质磁化曲线和磁滞回线的特点，解释剩余磁感应强度和矫顽力；何谓磁位能，它与哪些因素有关？如何降低体系的磁位能？
1）磁化曲线是磁介质的磁化强度M（或磁感应强度B）随外磁场强度H的变化曲线，分为静态磁化曲线和动态磁化曲线（磁滞回线）。
铁磁质的磁化曲线的特点:
①铁磁质的静态磁化曲线按磁化强度M随外磁场H的变化规
律大致可分为三个阶段。
第一阶段磁化强度随外磁场缓慢增加；撤除外磁场，磁化强度恢
复为原始值（可逆磁化）。
第二阶段磁化强度随外磁场强度增加而快速增加；去除外磁场，
磁化强度不能完全恢复至原始状态（不可逆磁化或有剩磁）。
第三阶段磁化强度又随外磁场强度增加而缓慢增加并趋于饱和状
态。
②磁滞回线的形状与磁场强度和磁场强度的变化频率及变化波形有
关；频率一定时，随交变磁场强度幅值的减小，磁滞回线的形状逐渐
趋近于变为椭圆形；随频率增加，磁滞回线呈现椭圆形的磁场强度幅
值的范围扩大，且各磁场强度幅值下回线的矩形比 增大。
2）磁滞回线中，外磁场H 减小为零时，铁磁质所具有的磁感应强度
为剩余磁感应强度r B ，简称为剩磁；为使剩磁降低为零而施加的反
向外磁场强度c H ，称为矫顽力。
4) 外磁场H 与铁磁质的相互作用能为磁位能H E
00cos H J J E H H μμμμθ=-?=-?
5）某处某磁矩的磁位能与外磁场强度H ，该处的磁导率μ0，该磁矩μJ 的大小和磁矩与外磁场的夹角有关。
6）使更多的磁矩转向与外磁场一致的方向能降低体系磁位能。
43.解释磁各向异性、易磁化方向和难磁化方向，简述什么是磁各向异性能和磁化功？它们有何关系？如何降低体系的磁各向异性能？
1） 外磁场对铁磁单晶体的磁化，在不同的晶向上，磁化的难易程度各不相同，这种现象
为磁各向异性。容易磁化的晶向为易磁化方向，难磁化的晶向为难磁化方向。
2） 磁化功是磁介质磁化过程中，外磁场对其所做的功。
3） 磁介质在磁化过程中，外磁场对其所做的功转变为磁介质体系的内能，沿不同晶向
磁化而增加的体系内能为各向异性能Ek 。磁各向异性能可以用不同晶向的磁化功表示。
4） 磁介质的磁化尽可能优先选择易磁化方向进行。
44.何谓磁畴？简述铁磁质磁畴结构特点，并指出磁畴结构和磁畴壁结构的决定因素；磁畴壁的本质是什么？有几种类型？
(1)磁畴 指铁磁质内部自发磁化至饱和状态（原子磁矩同向平行排列）的小区域。
(2)磁畴结构 是对磁畴的形态、尺寸、取向、畴壁类型、畴壁厚度及其组成形式的一种描述，类似金属材料的组织，因此也称磁畴组态。
磁畴结构的特点：
a ）磁畴分为主畴和副畴，主畴一般都为大而长的片状或棱柱状，通常沿晶体易磁化方向；副畴多为短而小的三角形，不能保证都出现在易磁化方向；
b ）相邻磁畴通过主畴、副畴和磁畴壁组合形成自己封闭的磁回路；
c ）相邻磁畴之间是磁畴壁，它是自旋磁矩改变方向的过渡区；
d ）磁畴的尺度通常小于晶粒，畴壁不能穿越晶界。
磁畴是自发磁化的结果，但决定磁畴结构的却是体系中的各种能量因素。
(3)决定磁畴结构的因素
以下能量因素决定磁畴的结构。其原则是使体系的内能最低。
交换能最低：倾向于让所有自旋磁矩同方向平行排列，形成磁单畴。
退磁能最低：倾向于让所有磁畴均形成封闭磁回路。
磁弹性能最低：倾向于形成多数量、小尺寸、多方向、应变自恰的磁畴结构。
磁各向异性能最低：倾向于让所有磁化方向均处于易磁化晶向。
上述各种能量因素都希望自身所诱发的能量在系统总能量中所占比例尽可能低，但它们所倾向的磁畴结构却经常是相互矛盾的。各种能量因素经矛盾运动，最后结果是形成的磁畴结构一定是使体系总的能量处于最低状态。
（4）磁畴壁是相邻磁畴之间自旋磁矩转向的过渡区。有两种类型。
Blooh 壁：畴壁内所有自旋磁矩变向的转轴垂直于壁面。
Neel 壁： 畴壁内所有自旋磁矩变向的转轴平行于壁面。
其厚度和类型主要由交换能和磁各向异性能决定
（1）交换能：畴壁越厚，交换能越低,当然磁畴壁厚度增加，牵涉的过渡原子总数会增加，这会改变总的畴壁能及其构成。
（2）磁各向异性能：畴壁越薄，磁各向异性能越低。
但最后的畴壁厚度一定使体系总畴壁能最低。
45 材料磁性的影响因素有哪些？影响规律是什么？
1）温度
①温度增加，体系的热运动能量（B k T ∝）增加，它阻碍或破坏原子磁矩或自旋磁性的有序性，对顺磁性、铁磁性磁化过程均有不利影响；
②温度增加，原子（或离子）热振动振幅增加（热振动）、原子平均间距增大（热膨胀），进而能改变原子间电子自旋磁矩的交换积分常数和交换能，破坏铁磁质的自发磁化条件。
2）应力 若规定：0λ>表示磁致伸长，0λ<表示磁致收缩；0σ>，表示拉应力，0σ<，表示压应力，则：,σλ同号，有利磁化；,σλ异号，不利磁化。
3）材料的不完整性（杂质、缺陷、冷变形加工硬化、晶界数量等）
材料不完整性浓度的增加，均增加材料的磁化阻力，使磁化变得困难。
4）织构
由于铁磁质磁化时伴随有磁各向异性能和磁弹性能的改变，因此人们可以采取某种工艺措施，使铁磁质的易磁化晶向择优取向，形成所需的织构组织，并同时尽量降低其磁弹性能，进而提高材料的磁性能。例如，通过冷加工或控制轧制工艺，可获得轧制织构（主要是易磁化方向的择优取向）；而通过磁场中退火工艺可获得磁织构（主要是易磁化方向和内应力的双重择优取向）。
5）材料的成分与组织（合金化）
材料的成分、组织对其磁化的影响非常复杂，很难总结其普遍规律。
三．综合题：
1.铁磁性产生的两个条件：原子有未被抵消的自旋磁矩（必要条件），可发生自发磁化（充分条件）。
自发磁化的产生机理与条件：据键合理论，原子相互接近形成分子时，电子云要相互重叠，电子要相互交换位置。对过渡族金属，原子的3d 与4s 态能量接近，它们电子云重叠时引起了3d 、4S 态电子的交换。交换所产生的静电作用力称为交换力，交换力的作用迫使相邻原子的自旋磁矩产生有序的排列。
2.阐明热传导的物理机制
气体：传热是通过分子碰撞来实现的
固体材料：不能象气体那样依靠质点间的直接碰撞来传递热能。固体中的导热主要是由晶格振动的格波（声子-声频支或光子-光频支 ）和自由电子的运动来实现的
金属：一般都有较大的热导率。在金属中由于有大量的自由电子，而且电子的质量很轻，所以能迅速地实现热量的传递。虽然晶格振动对金属导热也有贡献，但是次要的
非金属晶体：一般离子晶体的晶格中，自由电子很少，因此，晶格振动是热传导的主要机制
3.魏得曼－弗兰兹定律
在室温下许多金属的热导率与电导率之比λ/σ几乎相同，而不随金属不同而改变。
导电性好的材料，其导热性也好。
4.退磁的方法有哪些，同时请说明每一种方法的退磁机制
答：磁滞回线的起点不是饱和点，而在饱和点以下时，H减小时，Mr和Hc减小，即磁滞回线变得短而窄，若施加的交变磁场幅值H趋于0时，则回线将成为趋于坐标原点的螺线，直至交变磁场的H ＝0，铁磁体将完全退磁。
热退磁：将试样加热到居里点以上，然后在无外电场的条件下缓慢冷却到室温。该方法操作复杂，可能导致试样结构变化，但能获得完全的退磁效果。
交流退磁：在试样上加一低频交变磁场，并使其振幅由某一最大值均匀减小到零。
5.请阐明材料出现热膨胀的物理机制
实际上物体温度升高，由于质点振动的加剧，将引起质点平均距离增大，从而导致物体热膨胀。
. 对于简谐振动，位能曲线对称，升高温度只能增大振幅，并不会改变平衡位置，因此质点间的平均距离不会因温度升高而改变。
对于非简谐振动，位能曲线不对称，质点向外振动的距离大于向内振动的距离，随着温度升高，动能增大，振动剧烈，质点间的平均距离不断增大，形成宏观的热膨胀现象。
用双原子模型解释
r r>r0时，表现为引力，但引力随位移的增大较慢。 因此，合力曲线和势能曲线均不对称 引力与斥力都与质点间的距离有关：引力与斥力都随质点间距离减小而增大，但两个作用力都是非线性的，即不简单地与位移成正比。随间距的减小增大速度不同，斥力增加的快，其合力曲线的斜率不等（平衡位置左侧大，右侧小），所以质点振动时其平均位置不在原平衡位置，而是靠右。温度升高，振幅增大，其平均位置偏离原平衡位置靠右的距离越大，两质点间的距离增大，使晶胞参数增大，整个物体膨胀。 用势能曲线解释 任一温度下，质点在其平衡位置动能最大，势能为零；在左右最远距离势能最大，动能为零。随温度升高，质点振幅增大，左右侧最大势能都增加，但由于斥力增加的快，左侧势能增加较右侧快，形成了势能曲线的不对称。因此，随温度的升高，质点的中心位置右移，质点间的距离最大，物体膨胀。 6．铁电体自发极化的物理机制：1）非铁电态到铁电态过渡总是伴随着晶格结构的改变。2）晶体由立方晶系转变为四方晶系，晶体的对称性降低。3）自发极化主要是由于某些离子偏离了平衡位置而造成的。偏离导致单位晶胞中出现电矩，电矩之间的相互作用使偏离离子在新的位置上稳定下来。与此同时，晶体结构发生畸变。 7.金属Fe具有磁性原因 答：铁磁质的磁性是自发产生的，磁化过程只不过是把铁磁质本身的磁性显示了出来，而不是由外界向铁磁质提供磁性。铁磁性产生的充分条件：原子内部要有未填满的电子壳层（或说存在固有磁矩），且A（交换能积分常数）为正值（或说可发生自发磁化）。 据键合理论，原子相互接近形成分子时，电子云要相互重叠，电子要相互交换位置。对Fe过渡族金属，原子的3d与4s态能量接近，它们电子云重叠时引起了3d、4S态电子的交换。交换力的作用迫使相邻原子的自旋磁矩产生有序的排列。铁磁质产生自发磁化 名词解释 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,y0 8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 填空 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。 6、像点坐标的系统误差改正主要包括底片变形改正，摄影机物镜畸变差改正，大气折光改正和地球曲率改正。 7、共线方程表达的是像点、投影中心与地面点之间关系。 8、立体摄影测量基础是共面条件方程。 9、把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲。 10、航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标。 11、地图是地面的正射投影，像片是地面的中心投影。 12、在像空间坐标系中，像点的z 坐标值都为-f 。 13、一张像片的外方位元素包括：三个直线元素(Xs 、Ys 、Zs ）：描述摄影中心的空间坐标值；三个角元素(?、ω、κ) ) ：描述像片的空间姿态。 14、相对定向的理论基础、目的、标准是两像片上同名像点的投影光线对对相交。 15、双像解析摄影测量的任务是利用解析计算方法处理立体像对，获取地面点的三维空间信息。 16、在摄影测量中，一个立体像对的同名像点在各自的像平面坐标系的x 、y 坐标之差，分别称为左右视差、上下视差。 17、解析法相对定向的理论基础是同名光线对对相交于核面内。 18、解析绝对定向需要量测 2 个平高和 1 个高程以上的控制点，一般是在模型四个角布设四个控制点。 19、解析空中三角测量按数学模型分为航带法、独立模型法、光束法。 20、像底点上不存在投影差，但存在倾斜误差。倾斜航片上等比线上点的倾斜误差等于零。 21、立体模型空间相对定向时，连续像对的相对定向元素为 ，单独像对的相对定向元素为 。 22、某像点的像平面坐标为(x,y)，摄影仪主距为f ，则该点在像空间坐标系中的坐标为(x ，y ，-f )。 23、摄影测量采用的五种常用坐标系中，地面测量坐标系是左手系。 222 v w b b φωκ、、、、22211ωκ?κ?、、、、 摄影测量学期中考试试 卷 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 云南师范大学2015—2016学年第二学期期中考试 摄影测量学试卷 学院_______ 专业______ 年级______ 学号______ 姓名________ 考试方式: (闭卷)考试时量：120分钟 一、填空题（每空1分，共20分） １、摄影测量三个发展阶段是，，， 2、摄影测量常用坐标系有，，， ，。 3、恢复立体像对左右像片的相互位置关系的依据是方程。 4、两个空间直角坐标系间的坐标变换至少需要和控制点。 5、摄影测量加密按数学模型可分为：，，三种方法。 6、特征匹配的三个步骤：，，。 7、DEM的表示方式：，，。 二、计算题（每小题10分，共20分） 1、已知某航测项目参数设计为：航摄区域km km 54?，航摄仪：Leica RC30，胶片规格：cm cm 2323?，mm f 4.152=，摄影比例尺为：5000:1，航向重叠度P ％=61％，旁向重叠度为：q ％=32％，求行高H 是多少，摄影基线长是多少？ 2、 3、如右图，已知规则矩形格网四个顶点坐标： A （627.00,570.00,126.00）、 B （627.00,580.00,125.00） C （637.00,570.00,130.00）、 D （637.00,580.00,128.00） 求点P （637.80,576.40）的高程值。 Y 三、简答题（10分+15分+15分+20分，共60分） 1、什么是影像的内外方位元素，主要参数分别有哪些？ 2、单幅影像空间后方交会与立体像对前方交会定义是什么，为什么单张像片不能求解物体空间位置而立体像对可解三维坐标？ 3、推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程，并简述其在摄影测量中的主要用途。 摄影测量学 第一章 1、摄影测量的定义、任务？ 定义：摄影测量与遥感是从非接触成像和其他传感器系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体可靠信息的工艺，科学与技术。其中摄影测量侧重于提取几何信息，遥感侧重于物理信息。任务：（1）测绘各种比例尺地形图。（2）建立数字地面模型（地形数据库）。 2、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所得的构象信息，从几何方面和物理方面 加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 3、解决的基本问题：几何定位和影像解译。 4、摄影测量的三个发展阶段及其特点。 1、航摄仪物镜的焦距与其主距有什么不同？ 焦距：自物方主点S1到物方焦点F1的距离称为光学系的物方焦距f1；自像方主点S2到像方焦点F2的距离称为镜头的像方焦距f2。 主距：像主点和摄影机物镜后节点之间的距离称为摄影机主距。 2、量测摄影机与非量测摄影机的区别？ （1）量测摄影机的主距是一个固定的已知值 （2）量测摄影机的承片框上具有框标，即固定不变的承片框上，四个边的中点各安置一个机械标志；框标，其目的是建立像片的直角，框标坐标系。 （3）量测摄影机的内方位元素是已知值。 3、航向重叠：摄影时飞机沿相邻影像之间必须保持一定的重叠度。一般P=50%~65%；P值最小不能小于53%。 旁向重叠：完成一条航线的摄影后，飞机进入另一条航线进行测量摄影，相邻航线影像之间也必须有一定的重叠。一般q=30%~40%，最小不得小于15%。 4、B与近景C之间这一段间隔内的所有景物，在像面上仍可获得清晰的图像，此时，近景 与远景之间的纵深度称为景深。 5、超焦点距离：当物镜向无限远物体对光时，不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜 不小于某一距离H的所有物体，其构象都很清晰，这个距离H就称为超焦点距离。 第三章 1、航摄像片上特殊的点、线、面。 （1）像主点：摄影中心S在像片平面上的投影点。 （2）像底点：主垂线与像片面P的交点n称为像底点。 （3）等角点：倾角α的平分线与像片面交于点C称C点为等角点。 （4）主纵线：主垂面W与像平面P的交线称为主纵线W。 （5）等比线：过像主点平行于合线的直线称为等比线。 2、摄影测量常用的坐标系统，它们是如何定义的？ （1）像平面坐标系：是以该像片的像主点为坐标原点的坐标系，用来表示像点在像片面上的位置，在实际应用中，常采用框标连线的交点为坐标原点，称为框标平面坐标系。X、y轴的方向按需要而定，常取与航线方向一致的连线为x轴，航线方向为正。 （2）像空间坐标系：以摄影中心S为坐标原点，X轴和Y轴分别与像平面直角坐标系的X轴和Y轴平行，Z轴与主光轴重合，向上为正，像点的像空间坐标系表示为（x、y、-f）。 （3）像空间辅助坐标系：其坐标原点是摄影中心S坐标轴依情况而定，通常有三种方法：a、以每一条航线的第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。 b、取u、v、w轴系分别平行于地面摄影测量坐标系D-XYZ，这样同一像点a在像空间坐标系中的坐标为x、y、z=（-f），而在像空间辅助坐标系中的坐标为u、v、w。 c、以每个像片对的左片摄影中 4D 产品是指DEM、DLG、DRG、DOM。 摄影测量学:是利用光学摄影机摄取照片，通过像片来研究和确定被摄物体的形状大小位置和相互关系的一门科学技术摄影测量按远近分为航天摄影测量、航空摄影测量，地面摄影测量，近景摄影测量，显微镜摄影测量。 摄影测量按用途口J分为地形摄影测量、非地形摄影测量。 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。 2.由于立体像对选取的像空间辅助坐标系的不同分为连续邃戒与里独像对 摄影机的主距：航空摄影物镜中心至底片面的距离是固定值1?摄影比例尺：严格讲，摄影比例尺是指航摄像片上一线段为J与地向上相应线段的水干距L之比。摄影像片的影像比例尺处处均不相等 3?摄影航高：摄影机的物镜中心至该面的距离 2?绝对航高:摄影物镜相对于平均海平而的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。 3?相对航高：摄影物镜相对于某一基准面或某一点的高度 2 ?制定航摄计划： 1.确定摄区范围； 2.选择航摄仪； 3.确定航摄仪的比例尺；4,确定摄影航高；5,需要像片数，F1期等。 5.摄影基线：航线方向相邻两摄站点间的空间距离称为摄影基线。 2?摄影资料的基本要求：1.影像的色调，2.像片的重叠，3.像片倾角，4.航线弯曲，5,像片旋角 2?像片倾角：空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，它偏离铅垂线的夹角应小于3D,夹角称为像片倾角。 3?航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，一般要求在60%以上。目的：保 证像片立体量测与拼接 4?旁向重叠：相邻航线的重叠称为旁向重叠，重叠度要求在24%以上 5?中心投影：投影光线会聚与一点 7?像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 &像底点：主垂线与像片面的交点 2 ?摄影测量常用的坐标系统有哪些? 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 3.对于一张航摄像片其内外方位元素为内外方位元素均为常数， 8?内方位元素：内方位元素是表示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 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兀。,儿 9?外方位元素：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与姿态的参数称为外方位元素， 外方位角元素：确定像空间坐标系的三轴在地面坐标系中的方向。 14 ?像点在像空间直角坐标系与像空间辅助坐标系的变换关系： U X坷a2 a3X V=R y—久b2伏y W-f°1 C2°3-f 13?同名像点：同名光线在左右相片上的构像 14 ?摄影基线：同一航线内相邻两摄站的连线 15?核线：核面与像片的交线，核线会聚于核点 16?核面：摄影基线与地而点所作平而 17.同名像点：地面上一点在相邻两张像片上的构像 摄影测量学习题 一、名词解释： 1、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方 面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 2、光圈号数 ：相对孔径的倒数 3、景深 ：远景与近景之间的纵深距离称为景深 4、超焦点距离：当物镜向无限远物体对光时，不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜 不小于某一距离H 的所有物体，其构象都很清晰，这个距离H 就称为超焦点距离或称为无限远起点 5、视场： 将物镜对光于无穷远，在焦面上会看到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为 ab 的明亮圆的范围称为视场 6、视场角 ：物镜的像方主点与视场直径所张的角2α。 7、像场 ：在视场面积内能获得清晰影像的区域 8、像场角； 物镜的像方主点与像场直径所张的角2β。 像主点：摄影机轴在框标平面上的垂足。 11、航向重叠 ：沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 12、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠 主光轴 ：通过诸透镜光轴的轴 主点： 主平面与光轴的交点 13、摄影基线 ：相邻像片摄影站(投影中心)之间的空间连线。 15、内方位元素 确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。 16、外方位元素 确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数 焦点 平行光轴的投射光线经物镜后产生折射，该折射线与光轴的交点。 17、像片倾角 航摄仪光轴与通过物镜中心的铅垂线所夹的角称为像片的倾斜角 19、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之间的夹角称为像片的旋 偏角 20、倾斜误差 因像片倾斜引起的像点位移 节点 投射光线与成像光线与光轴的交角u 和u ′相等时，投射光线与成像光线与光轴的交点。 21、投影差 因地形起伏引起的像点位移 22、摄影比例尺 航摄相片上某一线段构成的长度与地面上相应水平距离之比。 23、像片控制点 为联系地面与相片而测定地面坐标的像点。 相对孔径 物镜焦距与有效孔径之比 25、左右视差 同名像点在各自像平面坐标系中的x 坐标之差 26、上下视差 同名像点在各自像平面坐标系中的Y 坐标之差 27、核点 基线延长线与左、右像片的交点k 1、k 2称为核点 28、核线 核面与像片的交线称为核线 29、核面 通过摄影基线S 1S 2与任一地面点A 所作的平面W A 30、投影基线 两摄站的连线 31、像片基线 指相邻两张像片主点的连线 32、解析空中三角测量 即在一条航带几十条像对覆盖的区域或由几条航带几百哥像对构成 的区域内，仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平差 解算出摄影测量作业过程中所需的全部控制点及每张像片的外方位元素 33、空间后方交会 就是利用地面控制点的已知坐标值反求像片外方位元素 ()()()()(){} 2332233213322232332 1[]Z X Y X Y Y Y X X X Z Y X X Y Z X Y Y X Z X Y X Y =-+-+-+-+-- 摄影比例尺： 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高： 相对航高： 绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求： 影像的色调、 像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹角，α＝ 0 时为最理想的情形） 像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影像重叠 旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠 航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点连线不在一条直线上 像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线之间的夹角 像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 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 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 ???????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f y )Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f x S S S S S S S S S S S S 333222333111 一、名词解释 1、像片比例尺：像片上的线段l与地面上相应线段的水平距L之比。 2、绝对航高：摄影物镜相对于平均海平面的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。 3、相对航高：摄影物镜相对于某一基准面的高度 4、像点位移：一个地面点在地面水平的水平像片上的构象与地面有起伏时或倾斜像片上构象的点位不同，这种点位的差异称为像点位移 5、摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点的空间距离 6、航向重叠：同一航带内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠 7、旁向重叠：两相邻航带像片之间也需要有一定的影像重叠，这种影像重叠称为旁向重叠 8、像片倾角：摄影瞬间摄影机物镜主光轴偏离铅垂线的夹角 9、像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜（摄影中心）与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数，即确定这三者之间相关位置的参数。 10、像片的内方位元素：确定摄像机的镜头中心相对于影像位置关系的参数 11、像片的外方位元素：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 12、相对定向元素：确定像对中两像片之间相对位置所需的元素 13、绝对定向元素：确定单张像片或立体模型在地面坐标系中方位和大小所需的元素 14、单像空间后方交会：利用影像覆盖范围内一定数量的控制点空间坐标与影像坐标，根据共线条件方程，反求该影响的外方位元素，这种方法称为单幅影像的空间后方交会 15、空间前方交会：由立体相对左右两影像的内、外方位元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点的物方空间坐标（某一暂定三维坐标系统里的坐标或地面量测坐标系坐标），称为立体像对的空间前方交会 16、双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标的方法，称为双像解析摄影测量。 17、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18、POS：机载定位定向系统POS是基于全球定位系统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，可用于在无地面控制或仅有少量地面控制点情况下的航空遥感对地定位和影像获取。 19、影像的灰度：规则格网排列的离散阵列 20、数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数个（x,y）的数值时就需要进行内插，此时称为重采样 21、影像匹配：影像匹配即通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。 22、核线相关：利用立体像对左、右核线上的灰度序列进行的影像相关 23、像片纠正：通过投影转换，将倾斜像片变换成规定比例尺水平像片的作业 2013年理工大学 摄影测量学考试资料整理 原题（80分） 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：由立体像对中两像片的、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（/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 摄影测量学习题 一、名词解释: １、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方 面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 ２、光圈号数?:相对孔径的倒数 ３、景深 :远景与近景之间的纵深距离称为景深 ? ４、超焦点距离:当物镜向无限远物体对光时,不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜不 小于某一距离H 的所有物体,其构象都很清晰,这个距离Ｈ就称为超焦点距离或称为无限远起点 5、视场:?将物镜对光于无穷远,在焦面上会看到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为ａb 的明亮圆的范围称为视场 6、视场角 :物镜的像方主点与视场直径所张的角2α。 ? 7、像场?：在视场面积内能获得清晰影像的区域 ? 8、像场角; 物镜的像方主点与像场直径所张的角2β。 像主点:摄影机轴在框标平面上的垂足。 11、航向重叠?:沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 ? 12、旁向重叠:两相邻航带摄区之间的重叠? 主光轴?:通过诸透镜光轴的轴? 主点: 主平面与光轴的交点 13、摄影基线?：相邻像片摄影站（投影中心)之间的空间连线。 15、内方位元素 确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。? 16、外方位元素 确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数 焦点 平行光轴的投射光线经物镜后产生折射,该折射线与光轴的交点。 １7、像片倾角 航摄仪光轴与通过物镜中心的铅垂线所夹的角称为像片的倾斜角 19、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之间的夹角称为像片的旋 偏角? 2０、倾斜误差 因像片倾斜引起的像点位移 节点 投射光线与成像光线与光轴的交角u 和u ′相等时,投射光线与成像光线与光轴的交点。 2１、投影差 ?因地形起伏引起的像点位移 2２、摄影比例尺?航摄相片上某一线段构成的长度与地面上相应水平距离之比。 ２3、像片控制点? 为联系地面与相片而测定地面坐标的像点。 相对孔径 ?物镜焦距与有效孔径之比 25、左右视差 同名像点在各自像平面坐标系中的x 坐标之差 2６、上下视差?同名像点在各自像平面坐标系中的Y 坐标之差 27、核点 基线延长线与左、右像片的交点ｋ１、k ２称为核点 ? 28、核线 核面与像片的交线称为核线 29、核面?通过摄影基线S 1S 2与任一地面点Ａ所作的平面W Ａ?? 30、投影基线?两摄站的连线? 3１、像片基线?指相邻两张像片主点的连线 ３2、解析空中三角测量 即在一条航带几十条像对覆盖的区域或由几条航带几百哥像对构 成的区域内,仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平 差解算出摄影测量作业过程中所需的全部控制点及每张像片的外方位元 素 ()()()()(){}2332233213322232332 1[]Z X Y X Y Y Y X X X Z Y X X Y Z X Y Y X Z X Y X Y =-+-+-+-+-- 2、4D产品：DEM:数字高程模型DLG:数字线划地图（矢量图）DRG:数字栅格地图（栅格图）DOM:数字正射影像图 3、摄影测量分类：①按距离远近分：航天、航空、地面、近景、显微；②按用途：地形、 非地形；③按处理手段：模拟，解析，数字 4、摄影测量特点：①无需接触物体本身获得被摄物体信息②由二维影像重建三维目标③面采集数据方式④同时提取物体的几何与物理特性 5、航向重叠度：同一航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠 6、摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离 7、摄影比例尺：摄影像片水平，地面取平均高程，像片上的线段I与地面上相应的水平距L 之比&航片与地形图的区别：①比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺；②表示方式：地图为线划图，航片为影像图；③表示内容：都地图需要综合取舍；④几何差异：航摄像片可组成像对立体观察 9、航摄像片中的重要点线面：点：S （摄影中心）o （像主点）O （地主点）n （像底点）N （地底点）c （等角点）C （地面等角点）i （主合点）j （主遁点）；线：TT （迹线）SoO （主 光线）SnN （主垂线）W （摄影方向线）vv （主纵线）ScC（等角线）hihi （主合线）hoho （主横线）hchc （等比线）；面：E （地面）P （像片面）W （主垂面）Es （真水平面） 10、摄影测量5个常用坐标系：①像平面直角坐标系②像空间直角坐标系③地面测量坐标系④像空间辅助坐标系⑤地面摄影测量坐标系 11、像片内方位元素：确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数（内方位元素 （X。，y。，f ）可恢复摄影光束） 12、像片外方位元素：确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数 13、外方位线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置 14、外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态 15、像片夕卜方位角元素 以Y轴为主轴 ~w~k转角系统。（航向倾角）k （像片旋角）w （旁向倾角）以X轴为主轴w' ~ '~ k'转角系统。w（旁向倾角）k'（像片旋角）'（航向倾角）以Z轴为主轴A??k v转角系统。（像片倾角）k v （像片旋角）A （方位角） J J 1、地面摄影测量坐标系：x 轴沿着航线方向，z 轴沿铅垂线方向，y 轴符合右手定则。 2、4D 产品：DEM ：数字高程模型 DLG ：数字线划地图（矢量图） DRG ：数字栅格地图（栅格图）DOM ：数字正射影像图 3、摄影测量分类：①按距离远近分：航天、航空、地面、近景、显微；②按用途：地形、非地形；③按处理手段：模拟，解析，数字 4、摄影测量特点：①无需接触物体本身获得被摄物体信息②由二维影像重建三维目标③面采集数据方式④同时提取物体的几何与物理特性 5、航向重叠度：同一航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠 6、摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离 7、摄影比例尺：摄影像片水平，地面取平均高程，像片上的线段l 与地面上相应的水平距L 之比 8、航片与地形图的区别：①比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺；②表示方式：地图为线划图，航片为影像图；③表示内容：都地图需要综合取舍；④几何差异：航摄像片可组成像对立体观察 9、航摄像片中的重要点线面：点：S （摄影中心）o （像主点）O （地主点）n （像底点）N （地底点）c （等角点）C （地面等角点）i （主合点）j （主遁点）；线：TT （迹线）SoO （主光线）SnN （主垂线）VV （摄影方向线）vv （主纵线）ScC （等角线）hihi （主合线）hoho （主横线）hchc （等比线）；面：E （地面）P （像片面）W （主垂面）Es （真水平面） 10、摄影测量5个常用坐标系：①像平面直角坐标系②像空间直角坐标系③地面测量坐标系④像空间辅助坐标系⑤地面摄影测量坐标系 11、像片内方位元素：确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数（内方位元素（f y x 00，，）可恢复摄影光束） 12、像片外方位元素:确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数 13、外方位线元素：描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置 14、外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态 15、像片外方位角元素：?? ???（方位角）（像片旋角）（像片倾角）转角系统。轴为主轴以航向倾角）（像片旋角）（旁向倾角）转角系统。轴为主轴以（旁向倾角）（像片旋角）航向倾角）转角系统。轴为主轴以A Z X Y v v k k ~~A (''k 'w 'k ~'~w'w k (k ~w ~αα???? 第一章绪论 1、摄影测量学-----是对研究物体进行摄影、量测和解译所获得的影象，获取被摄物体的几何信息和物理信息的一门科学和技术。 摄影测量的特点 ?1、在影像上量测，无需接触物体本身，因此很少受自然地理等条件的限制。 ?2、影象是客观事物的真实反映，信息丰富，可选择需要的物体影象进行量测、处理、 研究,从影象上获得最新最全面的几何或物理信息。 ?3、摄影测量大部分工作在内业进行，有利于自动化、数字化、智能化，工作效率高。摄影测量分类 按摄影站的位置：航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量显微摄影测量、水下摄影测量 按研究对象不同：地形摄影测量、非地形摄影测量 按处理技术手段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量 摄影测量学的三个发展阶段 ?模拟摄影测量阶段(1851-1970) ?解析摄影测量阶段(1950-1980) ?提出摄影测量新概念——数字投影代替物理投影 ?数字摄影测量阶段(1970-现在） 第二章摄影测量解析基础 中心投影的正片位置和负片位置 a)负片位置：投影平面和物点位在投影中心的两侧 b)正片位置：投影平面和物点位在投影中心同一侧 c)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； 摄影比例尺 d)摄影比例尺指摄影像片上一线段为l与地面上相应线段的水平距L之比 e)航摄比例尺----指水平像片，地面取平均高程时, 像片上的一线段Z与地面上相 应线段的水平距L之比 摄影仪摄影的要求 摄影方式 竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直 摄影航高：H=m?f 摄影重叠度 f)重叠摄影部分与整个像幅长的百分比称为重叠度 g)航向重叠p----同一条航线内相邻像片之间的影像重叠 h)旁向重叠q---相邻航线的重叠 P=60~65% q=30~35% 摄影比例尺特性 ? 1 )摄影比例尺愈大，则像片地面分辨率越高，有利影像的解译与提高成图的精度。 ?2) 摄影比例尺愈大，则摄影工作量增加, 摄影费用要增多，所以摄影比例尺要根据信息采集的精度确定。 量测用摄影机的特征 1.量测用摄影机的像距是一个固定的已知值 2.量测用摄影机承片框上具有框标 3.量测用摄影机的内方位元素值是已知的 摄影测量学复习题及答案(全) 一、名词解释 1、解析相对定向：根据同名光线对对相交这一立体相对内在的几何关系，通过量测的像点坐标，用解析计算方法解求相对定向元素，建立与地面相似的立体模型，确定模型点的三维坐标。 2、GPS辅助空中三角测量：将基于载波相位观测量的动态GPS 定位技术获取的摄影中心曝光时刻的三维坐标作为带权观测值，引入光束法区域网平差中，整体求解影像外方位元素和加密点的地面坐标，并对其质量进行评定的理论和方法。 3、主合点：地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像 4、核线：立体像对中，同名光线与摄影基线所组成核面与左右像片的交线。 5、航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度。 6、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠。 7、影像匹配：利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点 8、影像的内方元素：是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数。 9、影像的外方元素：描述像片在物方坐标的位置和姿态的参数。 10、景深：远景与近景之间的纵深距离称为景深 11、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。 12、空间后方交会：利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程或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。 13、摄影基线：相邻两摄站点之间的连线。 14、像主点：像片主光轴与像平面的交点。 15、立体像对：相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。 16、数字影像重采样：当欲知不位于采样点上的像素值时，需进行灰度重采样。 17、核面：过摄影基线与物方任意一点组成的平面。 18、中心投影：所有投影光线均经过同一个投影中心。 19、单模型绝对定向：相对定向所构建的立体模型经平移、缩放、旋转后纳入到地面坐标系中的过程相对定向：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。 20、数字影像内定向：同一像点的像平面坐标与其扫描坐标不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。 21、像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 22、内部可靠性：一定假设条件下，平差系统所能发现的模型误差的下界值 摄影比例尺：摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高：相对航高：绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求：影像的色调、像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹 角，α＝ 0 时为最理想的情形）像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影 像重叠；旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠；航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点 连线不在一条直线上；像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线 之间的夹角；像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 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 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 地形起伏像点位移的符号与该点的高差符号相同，像片上任何一点都存在像点位移 物镜畸变、大气折光、地球曲率及底片变形等一些因素均会导致像点位移 航摄像片：中心投影，平均比例尺，影像有变形，方位发生变化 地形图：正射投影，比例尺固定，图形形状与实地完全相似，方位保持不变 在表示方法上：地形图是按成图比例尺，用各种规定的符号、注记和等高线表示地物地 貌；航片则是通过影像的大小、形状和色调表示。 在表示内容上：在地形图上用相应的符号、文字、数字注记表示，在像片上这些是不存 ??? ????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f y )Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f x S S S S S S S S S S S S 333222 333111 摄影测量学基础试题集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN# 2008-2009摄影测量学试题 名词解释 1摄影测量学 2航向重叠 3单像空间后方交会 4相对行高 5像片纠正 6解析空中三角测量 7透视平面旋转定律 8外方位元素 9核面 10绝对定向元素 填空 1摄影测量的基本问题，就是将_________转换为__________。 2物体的色是随着__________的光谱成分和物体对光谱成分固有不变的________、__________、和__________的能力而定的。 3人眼产生天然立体视觉的原因是由于_________的存在。 4相对定向完成的标志是__________。 5光束法区域网平差时，若像片按垂直于航带方向编号，则改化法方程系数阵带宽为_______，若按平行于航带方向编号，则带宽为_________。 三、简答题 1两种常用的相对定向元素系统的特点及相对定向元素。 2倾斜位移的特性。 3单行带法相对定向后，为何要进行比例尺归化为何进行 4独立模型法区域网平差基本思想。 5何谓正形变换有何特点 四、论述题 1空间后方交会的结算步骤。 2有三条航线，每条航线六张像片组成一个区域，采用光束法区域网平差。 写出整体平差的误差方程式的一般式。 将像片进行合理编号，并计算带宽，内存容量。 请画出改化法方程系数阵结构简图。 参考答案： 一、 1是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构想信息，从几何方面和物理方面加以分析研究，从而对所摄影的对象本质提供各种资料的一门学科。 2供测图用的航测相片沿飞行方向上相邻像片的重叠。 3知道像片的内方位元素，以及三个地面点坐标和量测出的相应像点的坐标，就可以根据共线方程求出六个外方位元素的方法。 4摄影瞬间航摄飞机相对于某一索取基准面的高度。 5将中心投影转换成正射投影时，经过投影变换来消除相片倾斜所引起的像点位移，使它相当于水平相片的构象，并符合所规定的比例尺的变换过程。 6是将建立的投影光束，单元模型或航带模型以及区域模型的数字模型，根据少数地面控制点，按最小二乘法原理进行平差计算，并求加密点地面坐标的方法。 摄影测量学 一、名词解释（每小题3分，共30分） 1摄影测量学2航向重叠 3单像空间后方交会4相对行高 5像片纠正6解析空中三角测量 7透视平面旋转定律8外方位元素 9核面10绝对定向元素 二、填空题（每空1分，共10分） 1摄影测量的基本问题，就是将_________转换为__________。 2物体的色是随着__________的光谱成分和物体对光谱成分固有不变的________、__________、和__________的能力而定的。 3人眼产生天然立体视觉的原因是由于_________的存在。 4相对定向完成的标志是__________。 5光束法区域网平差时，若像片按垂直于航带方向编号，则改化法方程系数阵带宽为_______，若按平行于航带方向编号，则带宽为_________。 三、不定项选择题（每小题2分，总计20分） 1、以下说法正确的是（）。 同名像点必定在同名核线上 B.像点、物点、投影中心必在一条直线上 C.主合点为主纵线与核线的交点D.等角点在等比线上 2、以下为正射投影的为（）。 A.框幅式相机拍摄的航片 B.地形图 C.用立体模型测绘的矢量图 D.数字高程模型 3、立体像对的前方交会原理能用于（）。 A.相对定向元素的解求 B.求解像点的方向偏差 C.地面点坐标的解求 D.模型点在像空间辅助坐标系中坐标的解求 4、解析内定向的作用是（）。 A．恢复像片的内方位元素 B.恢复像片的外方位角元素 C.部分消除像片的畸变 D. 恢复像片的外方位线元素 5、光学纠正仪是（）时代的产品，其投影方式属于机械投影。 A.模拟摄影测量 B.解析摄影测量 C.数字摄影测量 D.数字投影 6、卫星与太阳同步轨道是指（）。 A、卫星运行周期等于地球的公转周期 B、卫星运行周期等于地球的自传周期 C、卫星轨道面朝太阳的角度保持不变。 D、卫星轨道面朝太阳的角度不断变化。 7、以下（）不是遥感技术系统的组分。 一、名词解释 1．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． 2．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． 3．相对航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度．它是相对于被摄区域内地面平均高程基准面的设计航高。 4．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． 5．摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离． 6．航向重叠：同一航线内相邻像片之间的影像重叠． 7．旁向重叠：两相邻行带像片之间的影像重叠． 8．数字纠正——通过解求对应像元素的位置，然后进行灰度的内插与赋值运算。 9．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． 10．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． 11．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． 12．相对定向立体像对的相对定向就是要恢复摄影时相邻两影像摄影光束的相互关系，从而使同名光线对对相交。 13．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． 14．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． 15．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． 16．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． 17．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． 18．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． 19．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． 20．影像的灰度：光学密度，D=lgO． 21．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． 22．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． 23．核线相关：沿核线寻找同名像点． 24．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． 25．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．26．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． 27．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． 28．数字摄影测量：是将摄影测量的基本原理与计算机视觉相结合，从数字影像中自动（半自动）提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息。 29．空中摄影：采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机物镜主光轴近似与地面垂直。摄影测量学基础复习资料
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