5解析摄影测量基础(绝对定向).

摄影测量（一）一、填空题（20 分，每空 1 分）1、摄影测量中常用的坐标系有、、、、2、解求单张像片的外方位元素最少需要个点。

3、GPS辅助空中三角测量的作用是。

4、两个空间直角坐标系间的坐标变换最少需要个和个地面控制点。

5、摄影测量加密按平差范围可分为、和三种方法。

6、摄影测量的发展经历了、和三个阶段。

7、恢复立体像对左右像片的相互位置关系依据的是方程。

8、法方程消元的通式为Ni,i+1 = 。

二、名词解释（20 分，每个 4 分）1、内部可靠性：2、绝对定向元素：3、像主点：4、带状法方程系数矩阵的带宽：5、自检校光束法区域网平差：三、简答题（45 分，每题15分）1、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，并简要叙述其在摄影测量中的主要用途。

2、像片外方位元素的作用是什么？用图示意以y 轴为主轴的航摄像片的外方位元素。

3、如果拥有一套POS系统，你打算如何用其快速确定地面点的三维坐标（简要叙述基本思想和具体解算过程）？四、综合题（15 分）设某区域由两条航线组成（如图 1 所示），试根据光束法区域网平差原理回答下列问题：① 当控制点无误差时，观测值个数n、未知数个数t 、多余观测数r ；② 按最小带宽原则在图 a 中标出像片排列顺序号并求出带宽；③ 在图 b 中绘出改化法方程系数矩阵结构图（保留像片外方位元素）。

摄影测量（二）一、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 绝对定向元素二、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。

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。

航空摄影测量基础知识单选题100道及答案解析1. 航空摄影测量中，像片倾斜角一般不大于（）A. 2°B. 3°C. 4°D. 5°答案：B解析：航空摄影测量中，像片倾斜角一般不大于3°。

2. 航摄像片的内方位元素包括（）A. 像主点的坐标和像片的焦距B. 像主点的坐标和摄影机的主距C. 摄影机的主距和像片的焦距D. 像主点的坐标和像片的主距答案：A解析：航摄像片的内方位元素包括像主点的坐标和像片的焦距。

3. 航空摄影测量中，相对定向的目的是（）A. 建立模型点在物方空间坐标系中的坐标B. 建立像空间辅助坐标系C. 建立同名光线对对相交的几何模型D. 消除投影差答案：C解析：相对定向的目的是建立同名光线对对相交的几何模型。

4. 以下不是航空摄影测量外业工作任务的是（）A. 像片控制点联测B. 像片解译C. 像片调绘D. 补测新增地物答案：B解析：像片解译通常不是航空摄影测量外业的工作任务。

5. 航空摄影测量中，航线弯曲度一般不得超过（）A. 1%B. 2%C. 3%D. 4%答案：C解析：航空摄影测量中，航线弯曲度一般不得超过3%。

6. 航空摄影测量中，相邻像片的旁向重叠度一般应为（）A. 15% - 30%B. 30% - 50%C. 50% - 65%D. 65% - 75%答案：B解析：相邻像片的旁向重叠度一般应为30% - 50%。

7. 绝对定向元素有（）个。

A. 3B. 5C. 7D. 9答案：C解析：绝对定向元素有7 个。

8. 航空摄影测量加密点选点时，相邻区域网间的公共点至少应有（）个。

A. 1B. 2C. 3D. 4答案：C解析：相邻区域网间的公共点至少应有3 个。

9. 像片控制点的布设，要求控制点在像片上的位置应（）A. 尽量靠近像片边缘B. 尽量均匀分布C. 集中在像片中心D. 任意分布答案：B解析：像片控制点的布设要求控制点在像片上尽量均匀分布。

绝对定向元素名词解释
绝对定向元素是指在摄影测量中，为了将相对定向后的摄影测量坐标变换为地面测量坐标而需要进行的绝对定向过程中所涉及的七个参数。

这七个参数包括三个线元素和角元素，它们分别是：线一端点坐标、线另一端点坐标、角起点坐标、角终点坐标、角角度大小等。

在绝对定向过程中，需要通过这些参数来确定相对定向后摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间的绝对位置关系。

解析法绝对定向是利用已知的地面控制点，通过解求绝对定向元素来确定摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间的绝对位置关系的一种方法。

其中，至少需要两个平面控制点和一个高程点来进行解析法绝对定向。

摄影测量学定义：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。

摄影测量学的技术手段有模拟法、解析法与数字法数字摄影测量与传统摄影测量的区别：数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别在于：它处理的原始资料室数字影像或数字化影像，它最终是以计算机视觉代替人的立体观测，因而它所使用的仪器终将只是通过计算机及其相应外部设备；其产品是数字形式的，传统产品只是该数字产品的模拟输出摄影测量技术的三个发展阶段1、模拟摄影测量2、解析摄影测量3、数字摄影测量模拟摄影测量时代：在模拟摄影测量的漫长发展阶段中，摄影测量科技的发展可以说基本上是围绕着十分昂贵的模拟立体测图仪进行的。

立体测图的基本原理是摄影过程的几何反转，模拟立体测图仪是利用光学机械模拟投影的光线，由“双像”上的“同名像点”进行“空间前方交会”，获得目标点的空间位置，建立立体模型，进行立体解图。

解析摄影测量时代：随着模数转换技术、电子计算机与自动控制技术的发展，提出了一个新的概念“用数学投影代替物理投影”。

在这一时期收益最多的还是以电子计算机为基础的解析空中三角测量。

模拟摄影测量使用物理投影，解析摄影测量使用数学投影。

解析测图仪与模拟测图仪的主要区别在于：前者使用的是数字投影方式，由计算机控制的坐标测量系统；后者使用的是模拟的物理投影方式，用纯光学、机械型的模拟测图装置。

数字摄影测量时代：数字摄影测量的发展起源于摄影测量自动化的实践，即利用相关技术，实现真正的自动化测图。

数字摄影测量与模拟和解析摄影测量最大，它的区别在于它处理的原始资料是数字影像或数字化影像。

数码像片与传统像片有何区别数码像片是数字形式的产品，可以用于计算机自动化处理。

而传统的像片不能用于自动化过程，仍然需要人工的立体量测，计算机只起进行数据的记录与辅助处理的作用。

像片的重叠度为了便于立体测图及航线间的接边，除航摄像片要覆盖整个测区外，还要求像片间有一定的重叠。

摄影测量（一）一、填空题（20分，每空1分）1、摄影测量中常用的坐标系有、、、、。

2、解求单张像片的外方位元素最少需要个点。

3、GPS辅助空中三角测量的作用是。

4、两个空间直角坐标系间的坐标变换最少需要个和个地面控制点。

5、摄影测量加密按平差范围可分为、和三种方法。

6、摄影测量的发展经历了、和三个阶段。

7、恢复立体像对左右像片的相互位置关系依据的是方程。

8、法方程消元的通式为N i,i+1=。

二、名词解释（20分，每个4分）1、内部可靠性：2、绝对定向元素：3、像主点：4、带状法方程系数矩阵的带宽：5、自检校光束法区域网平差：三、简答题（45分，每题15分）1、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，并简要叙述其在摄影测量中的主要用途。

2、像片外方位元素的作用是什么？用图示意以y轴为主轴的航摄像片的外方位元素。

3、如果拥有一套POS系统，你打算如何用其快速确定地面点的三维坐标（简要叙述基本思想和具体解算过程）？四、综合题（15分）设某区域由两条航线组成（如图1所示），试根据光束法区域网平差原理回答下列问题：①当控制点无误差时，观测值个数n、未知数个数t、多余观测数r；②按最小带宽原则在图a中标出像片排列顺序号并求出带宽；③在图b中绘出改化法方程系数矩阵结构图(保留像片外方位元素)。

摄影测量（二）一、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绝对定向元素二、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_________。

一、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相对航高5解析空中三角测量 6外方位元素7核面 8绝对定向元素二、问答题1.写出中心投影的共线方程式并说明式中各参数的含义。

2.指出采用“后方交会+前方交会”和“相对定向+绝对定向”两种方法计算地面点坐标的基本步骤。

3.简述利用光束法（一步定向法）求解物点坐标的基本思想。

4.简述解析绝对定向的基本过程。

5.简述相对定向的基本过程。

6.试述航带网法解析空中三角测量的基本步骤。

二、填空1摄影测量的基本问题，就是将_________转换为__________。

2人眼产生天然立体视觉的原因是由于_________的存在。

3相对定向完成的标志是__________。

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单航带法相对定向后，为何要进行比例尺归化？怎样进行？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空间后方交会的计算步骤。

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。

（1）写出整体平差的误差方程式的一般式。

（2）将像片进行合理编号，并计算带宽，内存容量。

（3）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， a= 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 0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 °,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••、像片旋角-■■） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点）] f a i （ X - X s ） + b i （Y —Y s ） + 5（ Z - Z s ） x — _ f a 3（ X -X s ）+b 3（Y —Ys ） + c 3（Z — Z s ）_fa 2（ X - X s ） 6（Y -Y s ） C 2（ Z - Z s ） 一-a 3（ X - X s ）b s （Y -Y s ） C 3（ Z - Z s ） 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。

摄影测量学基础知识点一、摄影测量学的基本概念。

1. 摄影测量学定义。

- 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。

简单来说，就是利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间位置的学科。

2. 摄影测量的分类。

- 按距离远近分。

- 航天摄影测量：利用航天器（卫星、航天飞机等）上的摄影机对地球表面进行摄影，获取大面积的影像数据，主要用于地形测绘、资源调查、环境监测等全球性或大区域的项目。

- 航空摄影测量：通过飞机等航空飞行器上的航空摄影机对地面进行摄影，是地形测绘、城市规划等中常用的测量手段，它可以获取较高分辨率的影像，覆盖范围相对航天摄影测量小，但精度较高。

- 地面摄影测量：将摄影机安置在地面上，对目标物进行摄影测量。

常用于近景摄影测量，如建筑变形监测、文物保护中的三维建模等。

- 按用途分。

- 地形摄影测量：主要目的是测绘地形图，获取地面的地形地貌信息，包括等高线、地物位置等。

- 非地形摄影测量：用于测定物体的外形、大小和运动状态等，在工业制造（如汽车外形检测）、生物医学（如人体骨骼测量）等领域有广泛应用。

3. 摄影测量的发展历程。

- 早期的摄影测量主要基于模拟摄影测量仪器，如立体测图仪等。

通过光学机械的方法，将摄影像片进行模拟处理，实现地形测绘等功能。

- 随着计算机技术的发展，进入解析摄影测量阶段。

通过建立数学模型，利用计算机解算像片上像点的坐标，提高了测量的精度和效率。

- 现在，数字摄影测量成为主流。

它以数字影像为基础，利用计算机视觉、图像处理等技术，实现自动化、智能化的摄影测量处理，如数字高程模型（DEM）生成、正射影像图制作等。

二、摄影测量的基本原理。

1. 中心投影原理。

- 摄影测量中，摄影机的镜头相当于一个中心投影的投影中心。

地面上的点在像片上的成像过程是中心投影。

- 设地面点A，摄影中心S，像点a，在中心投影下，A点发出的光线通过镜头S 后，在像平面上成像为a点。