摄影测量学下第六部分-资料

摄影测量学复习资料(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--摄影测量学复习资料第一章绪论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。

（了解）5、摄影测量的分类方法及其分类（了解）：（1）按距离远近可分为航天摄影测、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量；（2）按用途可分为地形摄影测量和非地形摄影测量；（3）按处理手段可分为模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量；（4）根据摄影机平台位置的不同可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量和水下摄影测量。

第二章影像的获取1、航空影像和遥感影像的获取方式航空影像：飞机等航空平台搭乘航摄仪（或数码相机）摄影成像；一般航空影像分为专业航摄仪（航空摄影机）获取的标准航片和非量测摄影机（普通摄影机）获取的非标准航片。

遥感影像：卫星等航天平台利用各类传感器（阵列扫描、推扫）获取遥感影像。

例如SPOT、QB、TM、IKONOS、World View等影像。

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。

《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。

一、名词解释1、中心投影：投影射线会聚于一点的投影称为中心投影。

2、外方位元素：表示摄影中心和像片在地面坐标系中空间位置和姿态的参数。

3、同名核线：核面与两像片面的交线为同名核线。

4、绝对定向：借助已知的地面控制点，对相对定向建立的模型进行旋转、平移与缩放，使其纳入到地面摄影测量坐标系中。

5、像片纠正：将原始的航摄像片经过投影变换，使变换后得到的影像相当于水平像片的构像，并改化至图比例尺；或应用数学关系式进行解算从原始非正射的数字影像获取数字正射影像。

6、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。

7、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。

8、相对定向：确定一个立体像对两像片之间相对位置。

9、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。

二、填空题1、摄影测量的发展经历了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。

2、美国快鸟(Quick bird)卫星影像的全色分辨率为61cm。

3、航向重叠度一般要求的取值范围为30％～40％，旁向重叠度一般要求的取值范围为30％～40％。

4、摄影测量常用的坐标系统有：像平面直角坐标系、像空间直角坐标系、像空间辅助坐标系、地面摄影测量坐标系、地面测量坐标系。

5、模拟法立体测图,解析法立体测图,数字化立体测图包含的基本过程都是内定向、相对定向、绝对定向和测图。

6、相对定向建立的标志是：同名光线对对相交。

7、绝对定向元素有7个, 求解它至少需要2个平高控制点和1个高程控制点。

8、数字影像内定向的目的是：确定扫描坐标系与像平面坐标系之间的关系。

9、光束法区域网平差的的平差单元是：单个光束。

三、判断题1、航摄像片上任何一点都存在像点位移。

（√）2、航摄像片上的影像比例尺处处相等。

（ × ）3、主垂线与像片面的交点称为像底点。

（ √ ）4、地面测量坐标系是左手系。

（ √ ）5、立体像对的相对定向元素有5个。

（ √ ）6、利用单张像片能求出地面点坐标。

第6 次课首页教案正文像点移位比较的标准是什么？分析得到定义。

在图形中，P 是倾斜像片，0P 是假象的与 P 同摄站同主距的水平像片，它们相交于等比线cc h h ，m 是地面点M 在倾斜像片上的实际构像，m 是地面点M 在水平像片上的假想像点，两张像片沿等比线重合后，0m 在倾斜像片上的位置为0n ，根据定义，显然mn 就是倾斜误差，倾斜误差我们用a δ表示。

像片倾斜引起的像点移位规律是什么呢？ 下面我们进行倾斜误差公式的推导。

2、倾斜误差公式（Formulation ）在推导倾斜误差公式之前，在倾斜像片和水平像片上分别建立等角点坐标系cc y x c -和0c c y x c -。

点m 在坐标系cc y x c -中的坐标为（cc y x ,），点m 在坐标系c c y x c -中的坐标为（0,c c y x ），则由等角点系统下，水平像片与倾斜像片对应点位的共线方程得到：启发：在地面平坦，且像片水平时，航摄像片具有和地图一样的特性—统一比例尺。

在地面平坦时，像片的倾斜是造成比例尺不统一的一个原因。

首先探讨比对标准。

然后再分析得出定义。

牢记！简单的说是由于地形的起伏引起的像点移位。

结合下面图形讲清楚投影误差的含义。

图中，T为根据需要选定的基准面，P是倾斜像片，地面点A在像片上的构像为a，0A是地面点A在基准面上的垂直投影点，0a是0A在像片上的构像。

根据定义，aa0就是投影误差，我们用αδh来表示。

在推导投影误差公式之前，先给出投影误差的一条重要性质：过S作铅垂线SN，则SN就是主垂线，显然SN与0AA平行。

根据合点的性质可知，n是空间铅垂线无穷远点的构像，所以，n也必然是线段0AA所在直线无穷远点的构像，根据直线的中心投影为一直线的性质，aan,,三点必共线，所以投影误差αδh必然发生在底点的辐射线上。

设na=rn，na0=rn0，等角点辐射距，则有nnrrh-=αδ令像底点辐射线和像水平线的夹角为ϕ，称为方向角。

摄影测量学一、名词解释摄影测量学：利用光学摄影机摄取像片，通过像片来研究和确定被摄物体的形态、大小、位置和相互关系的一门科学技术。

通俗讲，是信息的获取及对信息加工、处理的一门学科。

摄影比例尺：航摄像片上一线段l的影像与地面上相应线段的水平距离L之比。

摄影航高：摄影机的物镜中心至该面的距离。

绝对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对平均海平面的航高。

相对航高：相对于其他某一基准面或某一点的高度。

摄站点：在曝光时刻摄影机物镜所在的空间位置。

摄影基线：航线方向相邻两摄站点间的空间距离。

像方坐标系：用来表示像点的平面坐标和空间坐标。

方位元素：描述航空摄影瞬间摄影中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置和姿态的参数。

内方位元素：描述摄影中心与像片之间的位置的参数。

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和姿态的参数。

相对定向：确定一个立体像对两像片的相对位置。

相对定向元素：确定两像片相对位置关系的元素。

绝对定向：借助已知的地面控制点，对模型进行平移、旋转与缩放使其变为地面模型，将模型坐标全部纳入地面摄测坐标系中，并归化模型的比例尺，最后再进行地面摄测坐标系与地面坐标系的转换。

立体像对：在两摄站点对同一地面景物摄取有一定影像重叠的两张像片。

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的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。

解析空中三角测量：在一条航带几十个像对覆盖的区域或由几条航带几百个像对构成的区域内，仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数字模型，平差解算出摄影测量作业过程中所需是全部控制点及每张像片的外方位元素。

数字高程模型：只表示地面高程的数字地面模型，即指在某一区域上以高程表示地面起伏状态的有序阵列。

是对地球表面地形、地貌的一种离散的数字表示。

数字高程模型数据内插：根据参考点上的高程求出其他待定点上的高程。

人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的立体视觉人造立体观察的条件立体像对 分像条件 两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行 两像片的比例尺应相近（差别<15％）连续法相对定向中 Q=N1Y1 —(N2Y2+By)的几何意义：Q 为定向点上模型上下视差当一个立体像对完成相对定向，Q ＝0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交，Q ＝0量测5 个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素单独法相对定向中 q=yt1-yt2 常数项的几何意义q 为相当于像空间辅助坐标系中一对理想像对上同名像点的上下视差当一个立体像对完成相对定向，q ＝0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交，q ≠0q 为相当于像空间辅助坐标系中一对理想像对上同名像点的上下视差当一个立体像对完成相对定向，q ＝0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交，q ≠0量测5 个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素带宽：主对角线到任意一行最远处的非零元素间所包含的未知数个数GPS 辅助空中三角测量的作用是大量减少甚至完全免除地面控制点，缩短成图周期，提高生产效率，降低生产成本。

1、摄影测量学的发展阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量2、地图是地面的正射投影，航摄影片是地面的中心投影。

3、摄影测量坐标系有：像方坐标系（像平面坐标系、像空间坐标系、像空间辅助坐标系）和物方坐标系（地面测量坐标系、地面摄影测量坐标系）4、内方位元素：表示摄影中心与像片之间相关位置的参数（00x y f 、、）外方位元素：表示摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数（线元素和角元素）线元素：S S S X Y Z 、、；角元素：以v 轴为主轴（解析）：()()()ϕωκ顺、逆、逆；以u 轴为主轴（立体测图）：ϕωκ'''、、；以w 轴为主轴（模拟处理单张像片）：A αακ、、5、获取外方位元素的方法：单片空间后方交会、立体像对相对定向与绝对定向、双像解析的光束法以及空中三角测量与区域网平差。

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。

1. 摄影测量学：是利用光学摄影机获取的像片，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科。

其任务是：测制各种比例尺的地形图、建立地形数据库，为地理信息系统、各种工程应用提供基础测绘数据。

2. 模拟摄影测量：利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转，用两个/多个投影器模拟摄影机摄影时的位置和姿态构成与实际地形表面成比例的几何模型，通过对该模型的量测得到地形图和各种专题图。

投影方式：物理投影。

3. 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。

数字投影。

4. 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产品和目视化产品。

数字投影。

5. 影像信息学: 是一门记录、存储、传输、量测、处理、解译、分析和显示由非接触传感器影像获得的目标及其环境信息的科学、技术和经济实体。

6. 遥感通常是指通过某种传感器装置，在不与被研究对象直接接触的情况下，获取其特征信息（一般是电磁波的反射辐射和发射辐射），并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学和技术。

7. 摄影比例尺，又称为像片比例尺，其严格定义为：航摄像片上一段为l的影像与地面上相应线段的水平距离L之比，称之为摄影比例尺，即1/m=l/L。

8. 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成为摄影航高，一般用H表示.9. 摄影测量生产对摄影资料的基本要求主要包括：影像的色调、像片重叠、像片倾角、航线弯曲、像片旋角。

10. 投影射线会聚于一点的投影称为中心投影。

11. 正射投影：若投影光线相互平行且垂直于投影面。

12. 阴位：负片影像和地面的实际方向相反，投影中心位于物和像之间。