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。
第五章数字影像与特征提取 1.什么是数字影像?其频域表达有什么作用？ 答：①数字影像是以数字形式保存数字化航空、胶片影像的扫描影像 ②频域表达对数字影像处理是很重要的。因为变换后矩阵中元素的数目与原像中的相同。但其中很多是零值或数值很小，这就意味着通过变换、数据可以被压缩，使其能更有效的存储和传递；其次是影像分解力的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的相关运算，在频域内可以更为有利的进行。其中所利用的一条重要关系就是在空间域内的一个卷积，相当于在频率域内其卷积函数的相乘，反之亦然。在摄影测量中所使用的影像的傅立叶谱可以有很大的变化，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的频率信息，而有些地方则主要包含高频信息，偶然的有些地区主要是有一个狭窄范围的带频率信息。 2.怎样根据已知的数字影像离散灰度值，精确计算其任意一点上的灰度值？ 答：：当欲知不位于矩阵(采样)点上的原始函数g（x,y）的数值时就需要内插，此时称为重采样 3.常用的影像重采样方法有哪些？试比较他们的优缺点 答：①常用的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的灰度信息，但几何精度较差； 双线性插值法虽破坏原始影像的灰度信息，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的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= ，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) =（1- ）（1- ）*102+（1 - /4）/4*112+ /41- /4）
数字摄影测量系统的生产流程及技术要求 Jx-4制作3D产品的流程 全数字摄影测量的4D产品DEM、DOM、DLG、DRG都是以数据形式获取和归档的,数据信息以真三维地理坐标形式存储,生产过程可无损数据传递、测图、编辑一体化,点点都包含三维信息,这是以往模拟、解析摄影测量所无法比拟的。JX-4开发了基于微机的摄影测量专用立体图像图形显示卡,立体感强,可达到子象元级的测量精度,并实现立体影像、立体图形的缩放、3D漫游和高精度量测;JX-4在硬件操作上又继承了解析测量仪所使用的手轮、脚盘、脚踏开关,操作过解析测量仪的人员只要熟悉JX-4的软件流程则能很快地上机测图。利用Jx-4制作3D产品的流程 1、定向建模 1.1生产流程 定向建模的精度是影响整个产品精度的关键。定向建模的工作流程。 定向建模有3种空三方式: ⑴无空三加密成果导入数据,直接在像对上定向建模; ⑵JX-4空三数据导入; ⑶其它系统如VirtuoZo、HELEV A、ImageStation等数字化空三结果导入。 前两种形式的定向建模过程都可采用批处理来完成。 1.2技术要点 1.2.1 扫描数据要求 扫描像元大小不大于0.025mm,影像数据格式为TIFF格式,扫描影像反差适中,航片框标清晰,影像直方图覆盖在0—255之间,基本呈正态分布。 1.2.2 定向建模的精度保证 一是引入已有的空三成果,内定向的框标坐标一定要与空三加密的框标坐标一致。为使核线质量更好以利于相关性匹配,进行相对定向时选中“空三导入后做自动定向”的参数功能。二是做空三加密和测图若不是同一个作业员,空三导入后应该再观测一次大地控制点并且再计算一次大地定向以消除人差。 1.2.3工作区划定与核线影像的裁切 要重视工作边划定和核线影像的裁切。定向完成后必须要对工作区进行划定,工作区范围会影响每个像对的正射影像镶嵌的重叠度。JX-4全数字摄影测量的镶嵌过程能达到无缝拼接,这是原手工镶嵌所无法达到的。影像裁切只能进行一次,若已切过一次就不允许再切。如果确实需要重新裁切,就必须再做一次核线重采样,并且重新绝对定向和计算,原有的可用数据将全部丢失。出现此种情况需
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、SWDC 2.5、POS POS=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。 方向余弦法 方案：将9个方向余弦值作为待求参数，参与平差解算。R中只有3个独立元素，其余6个参数可以根据6个正交条件推得。因此可根据6个正交条件建立6个条件方程，按附有条件的间接平差直接解算未知参数。 优点：不要求初值，避免了三角函数的计算和欧拉角方法中因旋转角定义不同而导致的公式不同所带来的不便，收敛速度快。 四元数 几何意义：代表了一个转动，可同时确定刚体的位置和姿态。 方案:旋转矩阵用四元数表示，只有一个约束条件，同样据此可建立附有限制条件的间接平常模型解求未知参数 优点：和方向余弦法一致 缺点：较差的初值，收敛情况不如方向余弦法；都能正确收敛时，收敛次数相当，而方向余弦法计算结果更接近于经典欧拉角方法。 Givens变换：用正交变换解最小二乘问题，数值稳定性和解的精度往往优于组成法方程组的方法。当法方程组病态时尤其如此。 3.2、相对定向 原理：共面方程完成标志：上下视差为0。 连续法相对定向元素：以左像空间坐标系为基础，右像片相对于左像片的相对方位元素称为~。 单独法相对定向元素：在以左摄影中心为原点、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中，左右像片的相对方位元素称为~。 大角度相对定向：经典方法μ、v的假设不合理；迭代难以收敛。 基于方向余弦和四元数的连续相对定向均需考虑基线长度的约束条件。 相对定向迭代解法：一般是在影像的内方位和姿态的近似值为已知时被应用。 相对定向直接解法：当内方位、姿态均为未知时采用。
第五章数字影像与特征提取 1.什么就是数字影像?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。 2.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 3.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/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(1- /4)*118+( /4)* ( /4)*126 =102+13/-1 ５、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 1. 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。将这些影像叠置起来颇像一座金字塔,因而成为金字塔影像结构 ②好处:提高了影响得可靠性与准确性,速度增快,先用低通滤波进行初相关,找到了同名点得粗略位置,然后利用高频信息进行精确相关,实现从粗到细得处理过程 ③因为通过相关函数得谱分析可知,当信号中高频成分较少时,相关函数曲线较平缓;但相关得拉入范围较大;反之,当高频成分较多时,相关函数曲线较陡,相关精度较高,但相关拉入范围较少;此外,当信号中存在高频窄带随机噪声或信号中存在较强得高频信号时,相关
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????
一、名词解释： 1 、影像匹配： 【答】 通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点，如二维影像匹配中通过比较目标区和搜索区中相同大小的窗口的相关系数，取搜索区中相关系数最大所对应的 窗口中心点作为同名点； 2、金字塔影像： 【答】对二维影像进行低通滤波，并逐渐增大采样间隔，形成的影像像素数依次减少的影像序列; 3、立体正射影像对： 【答】由正射影像和通过该正射影像生成的立体匹配片两者组成的立体相对； 4、同名核线： 【答】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； 5、立体透视图： 【答】运用透视原理和一定的数学模型（共线方程）将物方具有三维信息的点转换到指定的平面上，并通过消影处理获得立体透视效果。 二、简答题： 1、以图1所示数字高程模型矩形格网为例,请说明图1中所画等高线的跟踪 过程.如果有特征线存在,应该如何处理? 2、地形特征线的处理： 地形特征线是表示地貌形态、特征的重要结构线，在等高线绘制过程中必须考虑地形特征线以正确表示地貌形态，在跟踪等高线时应注意：（1）、若在某一条格网边上由地形特征线穿过，必须特征线与格网线的交点与相应的格网点内插等高线点，而不能直接用格网点内插等高线； （2）当等高线穿过山脊线（山谷线）时，还必须在山脊线（山谷线）上补插等高线点；（3）当等高线遇到断裂线或边界时，等高线必须断在断裂线或边界线
上； 1、图2是一幅SPOT影像，当影像的外方位元素和DEM已知时，如何制作正 射影像，请说明其原理过程，并指出与框幅式的航空影像制作正射影像算法的相同和不同之处。 对于SPOT影像，当外方位元素和DEM已知识，可采用直接法和间接法结合 的方法制作正射影像： 由于SPOT影像是线阵扫描式影像，每一条影像的外方位元素都不同，在采用正解法或反解法制作正射影像时都存在迭代求解的过程，框幅式航空影像是点投影式影像，整幅影像的外方位元素唯一，制作正射影像采用反解法时无需迭代；另一方面SPOT影像可采用多项式纠正的方法来制作正射影像，而多项式纠正法则不适合于框幅式航空影像制作正射影像； 两者在制作正射影像时都存在通过原始影像内插、重采样来获得每一个地面元所对应的影像坐标及其灰度值，以构成正射影像的过程； 3.“相关系数最大”影像匹配、基于物方的VLL法影像匹配和最小二乘法影像匹配的相同点及差别是什么？ “相关系数最大”影像匹配是指在左影像上以目标点为中心选取一定大小的区域作为目标区，将右片同名点可能存在的区域作为搜索区，比较目标窗口和搜索区内同大 小窗口的灰度相关系数，将相关系数最大所对应的窗口的中心作为同名点。 基于物方的VLL法影像匹配是在待定点的地面平面坐标已知的情况下，通过共线方程和合理的高程设定值，解算其相应的像点坐标，通过比较不同高程所对应的像点的相关测度，取最大测度处的像点作为同名点，相应的高程作为物点的高程；最小二乘法影像匹配是指顾及影像的几何和辐射畸变并引入相应的变形蚕参数，同时按最小二乘的原则解求这些参数，将相关系数最大处的左片目标窗口采用坐标梯度加权平均作为目标点，右片同名点的位置由求得的几何参数计算而得；由上可知三种匹配算法的相同点：都是基于灰度的影像匹配，都用到了相关系数最大作为匹配的测度; 不同点：“相关系数最大”影像匹配是基于像方的，通过选定目标区窗口与搜索区中相应大小的窗口中相关系数系数最大的窗口中心点作为同名点，匹配精度与窗口大小、影像信噪比有关； “基于物方的VLL法”影像匹配是基于物方的，而且能直接确定物方点的空间三维坐标，将不同高程处所对应左右影像中的像点作为可能的匹配点，取相关系数最大处作为同名像点，同时也获得了物点的高程信息，匹配精度与步距dz、影像信噪比、匹配窗口大小有关； “最小二乘法”影像匹配是基于像方的，考虑了几何畸变、辐射畸变等系统误差，可灵活引入了各种参数和约束条件，匹配精度较高，可达子像素级，匹配点的位置左片通过窗口梯度加权平均而求得，右片由求得的几何参数计算而得，匹配精度与信噪比、影像的纹理结构有关。 1、什么是特征匹配？它与基于灰度的影像匹配有什么不同？结合课间编程实习内容，请说明实现自动相对定向的方法原理和关键技术 【答】特征匹配是指通过分别提取左右片影像或多张影像的特征（点、线、面等
武汉大学测绘学院摄影 测量集中实习 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
课程编号：课程性质：专业必修 数字摄影测量实习 实习报告 学院：测绘学院 专业：测绘工程 地点：校内 班级： 组号： 姓名： 学号： 教师： 2017年 6月 19日至 2017年 7 月 8日
第 1 章空三报告 1.1 NAT空中三角成果数据流程 1.设置测区基本参数 2.建立相机文件，导入老师给的文件 3.导入外业控制点 4.影像格式转换 5.自动转点 6.进行PATB平差计算 1.2 空三加密需要注意 1.像素大小、焦距、像主点坐标、畸变参数，像幅尺寸 (数码相机) 2.模型连接点平面及高程限差、地面定向点残差限差、地面检查点残差限差 3.控制点坐标、刺点片及点之记
1.3 空三流程图 1.4 空三评查步骤 1.4.1 需要平差的原因 1同一物体在不同视角下的图像有极大的不同，物体遮挡而丢失信息 2光照、场景中物体的几何形状和物理特性、物体和摄像机之间的空间关系3从带畸变和噪声的、二维的、单一的灰度值中提取出尽可能不带畸变和噪声的、三维场景中的诸多因素 1.4.2 粗差的影响 1观测值中存在粗差，则某一观测的误差对所有残差都有影响 2 一个观测的残差包含着所有粗差的影响 1.4.3 平差方法-循环粗差剔除 1 先外围加4个点进行平差解算 像方的粗差点排除到一定程度后，开始加预测的控制点，不要一次性刺入所有预测控制点，建议从外向内回字形一圈圈刺预测控制点，留区域中的3到4个控制点做检核点。每刺入一轮都先平差，编辑得差不多再进行下一轮。 2 继续调整控制点
无人机数字摄影测量系统的设计和应用 122 郑团结王小平唐剑 （总参测绘信息技术总站，陕西，西安，710054；西安大地测绘有限公司，陕西，西安，710054）摘要：无人机数字摄影测量系统为适应城市规模化测绘生产需要而设计开发，项目从机体设计、航线设计、通讯设计、监控设计、数据处理等各个层面，对航空摄影的原理、方法及相关参数进行了深入探讨和简要总结。项目进行了自动驾驶实验、超视距飞行实验、控制飞行实验、发动机空中停车紧急处理实验、干扰实验等常规实验，完成了数百平方公里摄影任务，实现了无人机摄影测量一体化的整合集成。应用结果表明，该系统具有“三高一低”的重要特性（高机动性、高分辨率、高度集成、低成本），而且更加适应城市规模化测绘生产需要。 关键词：无人机IMU DGPS数字摄影测量系统研制 分类号：TP965 Headquater 作者简介：郑团结（1975-）男，博士生,主要从事摄影测量和3S集成方向的研究. 作者简介：王小平（1959-）男，高级工程师，主要从事航测无人机研制应用研究. The Design and Application of Digital Photographic System Based On The Unmanned Aircraft Zheng Tuanjie Wang Xiaoping Tang Jian （the General Staff Surveying and Mapping Master Station,xi’an,710054? Xi’an Dadi Surveying and Mapping Company，xi’an,710054） Abstract：Digital photographic systems based on the unmanned aircraft was designed and manufacture for performing the cyber surveying and mapping,the project consists of airframe design,course line design, communication system design,control system design,data processing system design,this paper made a deeper research into the theory and the method of photography,and draw some conclusions of it.the project conduct a a whole set of test such as automatic guide,transcend sight flying,control flying,motor deadman's emergency handle,constructive interference,be successful in fulfilling the aerial photography over large areas,achieved integration photographic based on the unmanned aircraft.The application declared,the system has three merits, it’s mobile activity is higher,it’s resolution is better,it’s integration is better?and it is performing the cyber surveying and mapping. Keywords：Unmanned Aircraft?IMU?DGPS?Digital Photographic System 引言 3S技术、计算机技术、自动控制技术、数字通信技术的不断发展促使摄影测量的手段和方法推陈出新，数字摄影测量的技术成熟之后，其发展方向必然是高度集成、高度机动而面向大众，无人机摄影测量系统 ]2,1[ 的开发和应用不但丰富着“数字地球”的资源空间，而且改善着测绘科学的装备结构。 一、系统概述 无人机摄影测量系统是具有GPS导航、自动测姿测速、远程数控及监测的无人机低空定时摄影系统，系统以无人驾驶飞行器为飞行平台，以高分辨率数字遥感设备为机载传感器，以获取低空高分辨率遥感数据为应用目标，主要用于地理数据的快速获取和处理。该系统利用单反数码相机、GPS、自动测姿测速设备、数传电台获取“数字城市”必需的影像数据、摄站坐标、摄影姿态；利用相关设备和程序实现影像纠正参数的初始标准化；利用数字摄影测量软硬件进行影像纠正拼接。从而为制作正射影像、地面模型或基于影像的城市测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据。
《数字摄影测量学》 实 习 报 告 学院： 班级： 姓名： 学号： 日期：
一、实验的意义和目的 本次实习是基于全数字摄影测量系统VirtuoZo平台，制作数字高程模型、数字正射影像、数字线划图等数字产品。是将理论知识与实际生产相结合的过程。通过对VirtuoZo的应用实习，熟悉该系统的基本功能及操作特点，掌握DEM、DOM、DLG产品制作过程。 二、实习内容 1、学习VirtuoZo摄影测量系统； 2、2_Hammer测区数据准备：参数录入； 3、模型定向：内定向、相对定向、绝对定向、核线影像生成； 4、2_Hammer测区2个模型的影象匹配； 5、产品生成（DEM、DOM、等高线） 三、操作步骤 1.启动VirtuoZo 正确安装VirtuoZo 之后，即可以运行程序。 在Windows 中启动VirtuoZo 有以下几种方法： 在桌面启动VirtuoZo的快捷方式。 依次单击选项“开始” > “程序” >Supresoft > VirtuoZo > VirtuoZo，即可调用VirtuoZo软件。 在Windows系统的资源管理器中，找到VirtuoZo安装目录，在bin子目录下找到VirtuoZo.exe文件，双击鼠标即可实现调用。 2.新建测区 （1）选择文件> 新建/打开测区新建一个测区。 （2）在弹出的打开参数对话框中文件名栏填入测区名hammer，单击打开。（3）单击主目录一栏右侧的按钮，选择测区目录，例如Hammer文件夹，确定后如图所示。按照默认设置即可，单击保存。 3.创建相机参数和像控点文件 创建相机参数文件： （1）选择主界面下的设置>相机参数来设置相机参数。
《数字摄影测量》考查题 一、名词解释（每词3分，共30分） 1.数字摄影测量：基于数字影像和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 对像以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.灰度匹配：指把不同传感器获取的同一地区影像基于灰度的图像匹配算 法进行匹配，以左、右像片上含有相应的图像的目标区和搜索区中的像 元的灰度作为图像匹配的基础。 3.同名像点：同一地理位置目标点在不同像片上的构像点。 4.正射影像纠正：原始遥感影像因成像时受传感器内部状态变化、外部状 态、及地表状况的影响，均有程度不同的畸变和失真；对遥感影像的几 何处理，不仅提取空间信息，也可按正确的几何关系对影像灰度进行重 新采样，形成新的正射影像。 5.金字塔影像结构：对二维影像逐次进行低通滤波，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，称为金字塔影像结构。 6.灰度量化：把采样点上的灰度数值转换成为某一种等距的灰度级。 7.核线：通过摄影基线与地面所作的平面称为核面，而核面与像面的交线 为核线。 8.数字高程模型：用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面 模型。 9.影像分割：把影像分割成互不重叠的区域并提取感兴趣目标的技术。 10.特征匹配：利用相关函数评价两幅影像特征点领域的相似性以确定对应 点 二、判断（每小题2分，共10分） 1.航摄像片上任意一点都存在像点位移。（正确） 2.最初的影像匹配是利用相关技术实现的，因此也常称影像匹配为影像相 关。（正确） 3.贝叶斯判别或相关系数为测度的匹配不可避免会发生错误，但其他基本 匹配方法发生错误的概率不比贝叶斯判别更小。（错误） 4.多点最小二乘影像匹配不仅可以基于像方，也可以基于物方。（正确） 5.基于特征匹配是最好的匹配方法。（错误） 三、简答题（每小题8分，共40分） 1.摄影测量学的新发展。 答：1）高分辨率遥感影像—数字影像+RPC；2）数码相机逐步应用于航 空摄影测量；3）POS 自动空三；4）动态GPS配合惯性测量系统 （GPS/IMU）；4）激光雷达/激光探测及测距系统（LIDAR）Light Detection And Ranging；5）干涉雷达INSAR 2.数字摄影测量的组成。 答：1）计算机辅助测图：一台计算机工作台，影像获取装置与成果输出
数字摄影测量学(专升本)阶段性作业1 单选题(共40分) 说明:（） 1. 数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的产品不同，其中，数字摄影测量的产品是 _____。(4分) (A) 模拟产品 (B) 数字产品 (C) 模拟产品或数字产品 (D) 以上都不是 您的回答：C 2. 数字摄影测量的基本范畴还是确定被摄对象的几何与物理属性，即量测与 _____。(4分) (A) 理解（识别） (B) 生成DTM (C) 生成正射影像图 (D) 影像数字化测图 您的回答：A 3. 计算机辅助测图的数据采集过程中，第一个步骤是像片的 _____。(4分) (A) 定向 (B) 相对定向 (C) 外定向 (D) 绝对定向 您的回答：A 4. 按地形图图式对地物进行编码，可分两种方式进行。其中，只需要 3位数字的编码方式是_____，其缺点是使用不方便，使软件设计复杂。(4分) (A) 顺序编码 (B) 按类别编码 (C) 按地物编码 (D) 按地貌编码 您的回答：A 5. 量测的数据即每一点的三维坐标是数字测图数据的主体。对量测的每一点要填写坐标表，在填写时，除了最主要的内容——点的X，Y，Z坐标之外，还必须填写其_____，供编辑与绘图时检索用。(4分) (A) 链接指针 (B) 属性码 (C) 首点检索指针
(D) 公共检索指针 您的回答：A 6. 模型之间的接边及相邻物体有公共边或点的情况，均要用到 _____功能，避免出现模型之间“线头”的交错，或者本应重合的点不重合。(4分) (A) 直角化处理 (B) 吻接 (C) 复制（拷贝） (D) 直角点的自动增补 您的回答：B 7. 在数据输出之前，需对所采集的数据进行必要的处理，主要包括建立数字地面模型与 _____。(4分) (A) 生产数字地图的数据编辑 (B) 建立数字正射影像 (C) 生产地形数据库 (D) 栅格影像数据的矢量化处理 您的回答：A 8. 机助测图的数据编辑任务有图形编辑与 _____两类。(4分) (A) 地物编辑 (B) 字符编辑 (C) 属性编辑 (D) 地形图图式编辑 您的回答：B 9. 计算机辅助测图的数据输出的两个重要方面是数据库和 _____。(4分) (A) 生成DEM (B) 生成数字化地图 (C) 屏幕 (D) 栅格影像 您的回答：C 10. 在计算机辅助测图的数据处理中，无论是联机还是脱机的编辑，机助测图数据编辑应包括插入、修改 任意一点和_____等必须的功能以便对已记录的信息作修改。(4分) (A) 复制 (B) 删除 (C) 剪切 (D) 镜像 您的回答：B 多选题(共18分)
武汉大学 2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：摄影测量学（A卷）科目代码：936 一、简答题（共5小题，每小题12分，共60分） 1．（12分）请作示意图分别表示航空摄影像片的内方位元素和外方位元素并加以必要的符号和文字说明。 2．（12分）航空摄影测量解析计算中对于像点坐标的系统误差改正，在实际作业过程中通常很少顾及因大气折光和地球曲率引起的像点坐标系统误差改正，请说明为什么？ 3．（12分）请比较说明摄影测量三个历史发展阶段的各自特点。 4．（12分）请详细解释POS辅助空中三角测量的含义，同时说明由POS得到的观测数据与光束法平差的必要性。 5．（12分）请解释选权迭代法粗差探测的基本含义，权函数的选择应满足哪些条件？ 二、综合问答题（共6小题，每小题15分，共90分） 1．（15分）请解释共面条件的含义并给出共面条件的基本表达式，同时说明共面条件在摄影测量中的主要应用。 2．（15分）传统光束法区域网三角测量的基本思想是什么？请用流程图表示传统光束法区域网空中三角测量的主要内容和计算步骤。 3．（15分）在数字高程模型的内插方法中，请以双线性内插方法为例，说明由规则正方形格网点内插离散点高程的原理和方法（请用简图和符号加以辅助说明）。 4．（15分）在航空摄影测量中，地面坡度对数字影像匹配有何影响？有哪些方法可以有效地克服地面坡度对数字影像匹配的影响？ 5．（15分）用传统数字微分纠正方法所制作的正射影像上依然存在投影差的主要原因是什么？可采取哪些措施来限制正射影像上投影差的大小或完全消除正射影像上的投影差现象？ 6．（15分）你认为当代数字摄影测量与计算机视觉在理论和实践方面有哪些联系与区别？
数字摄影测量学作业题参考答案 绪论 P6 3：概念在P3，组成：图0-1 5：任务：数字摄影测量的基本范畴还是确定被摄对象的几何与物理属性，即量测与理解。即不仅要自动测定目标点的三维坐标，还要自动确定目标点的纹理。 现状：处理数字影像或数字化影像、自动化和半自动化作业 面临的若干典型问题…… 第一篇 计算机辅助测图与数字地面模型 第一章 计算机辅助测图的数据采集 15页 2：P8-9。 1）像片的定向：内定向、相对定向、绝对定向/光束法一步定向 2）输入基本参数：测图比例尺、图幅的图廓点坐标等 3）输入/选择地物属性码，依次采集各点 4）量测同一类地物中的其它各地物 5）量测新的地物，方法同上3、4。 6）必要时，联机编辑。 3：便于管理、输入、显示、输出等。 1）键盘输入 2）菜单输入 仪器面板输入 数字化菜单仪输入 屏幕菜单 3）音响输入 4：略 第二章 计算机辅助测图的数据处理 19页 1：建立DTM与生产数字地图的数据编辑（图形编辑、字符编辑），目的是保证所测数据的图形表示和注记都正确、符合规范要求。 4：略1、键盘命令2、功能键3、菜单式交互 12：图形编辑：复制、删除、修改、自动闭合、捕捉、平行化、直角化等。字符编辑：中英文注记、字库、符号库。 第三章 计算机辅助测图的数据输出33页
1：1）输出至数据库2）应用数控绘图仪，将所获取的数字地图以传统的方式展给在图纸上(或屏幕上)。 图形输出主要功能为P21： ·图板定向； ·绘图廓与公里格网； ·绘制各种独立制图符旱，如三角点等； ·绘制各种类型的线，如虚线、点划线等； ·曲线拟合与光滑； ·绘已知线的平行线； ·进行闭合区域内的符号填充，如晕线、植被符号、地貌符号等； ·各种方位、不同型号的中、西文及数字注记。 7：图板定向的目的是建立空间坐标系(大地坐标系)与绘图坐标系之间的变换关系。过程即坐标转换的过程。 9：符号库的建立有两种方式。 一种是早期使用较多的子程序库，即对每一符号编制一个子程序，全部符号子程序构成一个程序库。执行简单、占存储空间大。 另一种是由绘图命令串与命令解释执行程序组成。算法复杂点、占存储空间少点、执行需指定参数。如一个铁路的符号命令参数串可设计为： 绘曲线；绘平行线，宽度；分段，间隔；垂线，长度；填充。 11：1）图板定向； 2）绘图廓与公里格网； 3）绘制各种独立制图符号，如三角点等； 4）绘制各种类型的线，如虚线、点划线等； 5）曲线拟合与光滑； 6）绘已知线的平行线； 7）进行闭合区域内的符号填充，如晕线、植被符号、地貌符号等； 8）裁剪 9）各种方位、不同型号的中、西文及数字注记。 第四章 数字地面模型的建立 61页 2略P35-36：1、规则格点（格网） DEM2、不规则三角网 DEM3、Grid-TIN混合形式的DEM
数字摄影测量试题 数字摄影测量》考查题 一、名词解释（每词3分，共30分） 1. 数字摄影测量：基于数字影像和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，提取所摄对像 以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. 灰度匹配：指把不同传感器获取的同一地区影像基于灰度的图像匹配算法 进行匹配，以左、右像片上含有相应的图像的目标区和搜索区中的像元的灰 度作为图像匹配的基础。 3. 同名像点：同一地理位置目标点在不同像片上的构像点。 4. 正射影像纠正：原始遥感影像因成像时受传感器内部状态变化、外部状 态、及地表状况的影响，均有程度不同的畸变和失真；对遥感影像的几何处 理，不仅提取空间信息，也可按正确的几何关系对影像灰度进行重新采样， 形成新的正射影像。 5. 金字塔影像结构：对二维影像逐次进行低通滤波，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， 称为金字塔影像结构。 6. 灰度量化：把采样点上的灰度数值转换成为某一种等距的灰度级。 7. 核线：通过摄影基线与地面所作的平面称为核面，而核面与像面的交线为 核线。 8. 数字高程模型：用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模 型。 9. 影像分割：把影像分割成互不重叠的区域并提取感兴趣目标的技术。 10. 特征匹配：利用相关函数评价两幅影像特征点领域的相似性以确定对应点 八\、 二、判断（每小题2分，共10分） 1. 航摄像片上任意一点都存在像点位移。（正确） 2. 最初的影像匹配是利用相关技术实现的，因此也常称影像匹配为影像相关。 （正确） 3. 贝叶斯判别或相关系数为测度的匹配不可避免会发生错误，但其他基本匹配 方法发生错误的概率不比贝叶斯判别更小。（错误） 4. 多点最小二乘影像匹配不仅可以基于像方，也可以基于物方。（正确） 5. 基于特征匹配是最好的匹配方法。（错误） 三、简答题（每小题8 分，共40分） 1. 摄影测量学的新发展。 答：1）高分辨率遥感影像一数字影像+RPC 2）数码相机逐步应用于航空摄 影测量；3）POS自动空三；4）动态GPS配合惯性测量系统 （GPS/IMU）；4）激光雷达/激光探测及测距系统（LIDAR）Light Detection And Ranging；5）干涉雷达INSAR 2. 数字摄影测量的组成。 答：1）计算机辅助测图：一台计算机工作台，影像获取装置与成果输出 数字摄影测量试题
武汉大学2005—2006 学年下学期 《数字摄影测量》试卷（A） 学号： 姓名： 院系： 专业： 得分 一. 名词解释（每题3分，共计15分） 1．影像匹配，2. 金字塔影像, 3. 立体正射影像对,4.同名核线，5.立体透视图 二. 简答题(55分) 1. 以图1所示数字高程模型矩形格网为例,请说明图1中所画等高线的跟踪过程.如果 有特征线存在,应该如何处理?(15分) 第3000 x 条扫描线 (0,0) (1,0) (2,0) (3,0) 图2 一幅SPOT影像 图1 基于矩形格网的等高线跟踪 2. 图2是一幅SPOT影像，当影像的外方位元素和DEM已知时，如何制作正射影像，请 说明其原理过程，并指出与框幅式的航空影像制作正射影像算法的相同和不同之处。 （15分） 3.“相关系数最大”影像匹配、基于物方的VLL法影像匹配和最小二乘法影像匹配的相 同点及差别是什么？(15分) 4. 简述一次样条有限元数字高程模型内插方法的原理流程(10分) 三.综合题（30分） 1．什么是特征匹配？它与基于灰度的影像匹配有什么不同？结合课间编程实习内容，请说明实现自动相对定向的方法原理和关键技术(20分)。 2. 除了所学过的影像匹配方法之外,你还知道哪几种比较有效的匹配算法,请叙述其中一种方法的基本原理及特点(10分). 出卷人潘励 教研室 负责人 审核签字年月日 共 1 页第 1 页
武汉大学遥感信息工程学院 2005---2006学年度第二学期期末考试 《数字摄影测量》试卷（A）答案 一、 名词解释： 1 、影像匹配： 【答】通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点，如二维影像匹配中通过比较目标区和搜索区中相同大小的窗口的相关系数，取搜索区中相关系数最大所对应的窗口中心点作为同名点； 2、金字塔影像： 【答】对二维影像进行低通滤波，并逐渐增大采样间隔，形成的影像像素数依次减少的影像序列; 3、立体正射影像对： 【答】由正射影像和通过该正射影像生成的立体匹配片两者组成的立体相对； 4、同名核线： 【答】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； 5、立体透视图： 【答】运用透视原理和一定的数学模型（共线方程）将物方具有三维信息的点转换到指定的平面上，并通过消影处理获得立体透视效果。 二、 简答题： 1、 以图1所示数字高程模型矩形格网为例,请说明图1中所画等高线的跟踪 过程.如果有特征线存在,应该如何处理? (0,0)(1,0)(2,0)(3,0) 图1 基于矩形格网的等高线跟踪
摄影测量实习报告 全数字化摄影测量系统VirtuoZo的学习及使用 实习时间 学生班级 学生姓名 学生学号 所在院系 指导教师
一、实习的目的与意义 本次实习基于全数字摄影测量工作站VirtuoZo，制作数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）和数字线划图（DLG）等产品。通过实习，应掌握VirtuoZo的基本功能和操作流程，掌握4D产品制作过程。 1、了解VirtuoZo数字摄影测量系统的功能； 2、掌握VirtuoZo数字摄影测量系统的作业流程； 3、加深对数字摄影测量基本理论、方法和过程的理解； 4．通过本次实习，加强实践，培养实际动手能力。 二、实习环境： 1．硬件环境：Window操作系统； 2．软件环境：全数字化摄影测量系统VirtuoZo。 三、技术设计 VirtouZo系统是基于WindowsNT的全数字摄影测量系统，利用数字影像或数字化影像完成摄影测量作业。由计算机视觉（其核心是影像匹配与影像识别）代替人眼的立体量测与识别，不再需要传统的光机仪器。从原始资料、中间成果及最后产品等都是以数字形式，克服了传统摄影测量只能生产单一线划图的缺点，可生产出多种数字产品，如数字高程模型、数字正射影像、数字线划图、景观图等，并提供各种工程设计所需的三维信息、各种信息系统数据库所需的空间信息。 1、测区分析 根据原始给定的航片资料和控制点资料，了解此测区共有两条航线，每条航线有三张相片，共可以建立四个模型。根据所提供的控制点数据可以了解每个模型的控制点。这样对测区有一个总体的了解。 在VirtuoZo NT系统中，测区（Block）可理解为一个区域，或一个图幅范围内的所有像对。创建测区就是为将要进行测量的区域创建一个工作区目录。 首先在D盘建立自己的文件夹，并将“数据”文件夹中的内容（images影像数据文件夹、相机参数文件（***.cmr）、控制点文件（***.ctl）及控制点影像文件夹）拷贝到自己的文件夹中。 单击VirtuoZo NT主菜单中的文件，选择打开测区，系统弹出“打开测区”对话框，在当前默认位置输入测区名，点击打开则弹出“设置测区”对话框，然后按（实习指导指导书）要求输入参数后，点击保存，创建自己的测区文件。下次进行作业时，先单击VirtuoZo