近景摄影测量复习资料

名词解释1.像主点：摄影主光轴到像平面的交点，记作“o”2.像片主距：摄影机的物镜后节点到像主点的垂距，记作“f”3.航高：摄影机的物镜到摄影水准面的垂距，记作“H”4.摄影比例尺：影像上的一段距离l与相对应的地面线段距离L的水平距的比5.重叠度：像片的重叠的部分占整副长的百分比6.航带弯曲：航带的两端点的两像片的像主点的两线距离与偏离这条直线最远的像主点到这条直线的垂距的比的倒数8.像片旋偏角：相邻两像片主点连线与像副沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角9.中心投影：投影射线相交于一点的投影10.中心投影构线方程：像点，投影中心，与相对应的地面点之间的数学关系公式11.内方位元素：确定摄影中心与相对应的影像的位置关系的参数12.外方位元素：确定影像或光束投影在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数13.核面：摄影基线与地面一点所构成的平面14.同名光线：由地面同一点发出的两条光线15.摄影基线：相邻两射影站点的连线16.同名像点：同名光线在左右两影像上的构像17.同名核线：核面与左右两像片的交线18.内定向：通常称像点的量测坐标到像空间直角坐标的变换19.像片控制点：少量的直接为摄影测量加密或测图需要，在实地测定的控制点20.像片控制测量：实地测定像片控制点的工作21.像素：像片上一块可以看成是像点的极小的影像22.采样：对实际连续函数模型离散化的测量过程，被量测的点，称为“样点”，两样点之间的距离称为“采样间距”23.重采样：当欲知不位于矩阵点上的原始函数的数值时，需要内插，此时就叫做重采样24.数字影像：用像素灰度值的二维矩阵表示的像片影像填空题1.摄影测量学的分类：1）按成像距离分为：航天，航空，近景，显微摄影测量2)按对象分为：地形与非地形摄影测量2.摄影测量学的发展阶段：模拟，解析，数字摄影测量3.航空摄影机分类：光学和数码航空摄影机，数码的又分为单面阵，多面阵，三线阵数码航空摄影机4.立体影像的观察方法：互补色法，光闸法，光偏振法，液晶闪闭法5.重采样的方法：最邻近像元法，双线性插值法，双三元卷积法6.线特征提取算子：微分算子，二阶差分算子，特征分割法，hough 变换7.数字影像匹配基本算法：相关函数，协方差函数，相关系数，差平方和，差绝对值和问答题1.摄影测量学1)定义：是从非接触成像系统，通过记录，量测，分析，表达等处理，获取地球及其环境和其他物体的几何，属性等可靠信息的工艺，科学和技术2)任务：是测绘各种比例尺地形图及城镇，农业，林业，地质，交通，工程，资源和规划等部门所需要的各种专题图，建立地形图数据库，为各种地理信息系统提供三维的基础数据3)特点：a,对应项进行摄影量测与解释等处理时，无需接触物体本身b,从二维模型重建三维模型c,面采集数据方式d,同时提取几何和物理特性4)技术手段：模拟法，解析法，数字法5）发展阶段及特点：a,模拟摄影测量（利用像片，采用模拟投影方式，模拟测图仪，工作人员手工操作，产生模拟产品）b,解析摄影测量（利用像片，采用数字投影方式，解析测图仪，机助工作人员操作，产生模拟产品，数字产品）c,数字摄影测量（利用数字影像，数字化影像，采用数字投影方式，计算机，自动化操作加工作人员干预，产生模拟产品，数字产品）2.观察人造立体的条件：1）有两个不同摄站点摄取同一物体的一个立体像对2）分像条件，一只眼睛只能看到摄影像对中的一张像片3）两只眼睛各自观察左右像点的连线与双眼的眼基线近似平行4）左右两像片间的间距要与两眼的交会角相适应3.单向空间后方交会：1）定义：利用影像覆盖范围一定控制点的空间坐标和影像坐标，根据共线方程，来反求影像的外方位元素2）相关数据：未知数（6个外方位元素）已知数（控制点的空间坐标）量测值（影响坐标）数学模型（共线方程）所需控制点（至少3个）3）计算过程：获取已知数据，量测像点坐标，确定未知数的初值，列误差方程式并法化，解法方程式，求其改正数和新值，检验迭代是否收敛4.立体像对空间前方交会：1）定义：由立体像对中左右影像的内，外方位为元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点的物放空间坐标2)相关数据：未知数（物放空间坐标）已知数（左右影像的内外方位元素）量测值（同名像点的像点坐标）数学模型（点投影系数/共线方程）所需控制点（0个）3）计算过程：获取已知数据，量测同名像点的像点坐标，由摄影基线求Bx,By,Bz,求相空间辅助坐标，再求点投影系数，列误差方程式并法化，解法方程式，及其改正数和新值，检验迭代是否收敛5.立体像对的相对定向：1）定义：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，通过量测同名像点的像点坐标，以解析计算的方法，解求两张相片的相对方位元素的过程2）相关数据：未知数,量测值（同名像点的像点坐标）数学模型（共面条件方程）所需控制点（0个）所需同名像点（6对以上）3）计算过程：获取已知数据，量测同名像点的像点坐标，假设摄影基线，确定初值，计算像空间辅助坐标，点投影系数，列误差方程式并法化，解法方程式，求改正数及新值，检验迭代是否收敛4）分类：连续像对相对定向（以左影像为基准，右影像进行直线运动和角运动来实现相对定向），单独像对相对定向（以摄影基线为像空间辅助坐标的X轴，正方向为航线方向，两张影像进行角运动来实现相对定向）6.单元模型的绝对定向：1）定义：借助于物方空间坐标为已知的控制点来确定空间辅助坐标系到实际物方空间坐标系的变换关系2）相关数据：未知数（7个参数）量测值（地面摄测坐标）数学模型（三维空间坐标变换）所需控制点（至少3个）3）计算流程：获取控制点的两套坐标，确定初值，计算地面摄测坐标和空间辅助坐标系重心化，列误差方程式并法化，解法方程式，及改正数和新值，检验迭代是否收敛4）变换：像空间辅助坐标到地面摄影测量坐标5)重心化的目的：1，减少模型点在计算中的有效位数，保证了计算的精度2，使法方程式的系数简化，个别项数值为零，部分未知数可以分开求解，提高了计算的速度7.立体像对光束法：1）定义：用已知的少量控制点和待求的地面点，以共线方程为基础，在像对内同时解出两张影像的外方位元素和待定点的坐标2）相关数据：未知数（两张影像的外方位元素和待定点的坐标）测量值（同名像点的像点坐标）数学模型（共线方程）所需控制点（至少3个）3)相关计算：如果有n个控制点，m个待定点，未知数为12+3m,误差方程式为4n+4m8.双向解析摄影测量的方法及特点：1）空间后方—前方交会法（精度：依赖于空间后方交会的精度，不足：空间前方交会不能充分的利用多余条件平差，应用：已知外方位元素，求少量的待定点的坐标+相关数据）2）相对—绝对法（精度：取决于相对和绝对定向的精度，不足：不能严格表达外方位元素，有较多的计算公式，应用：航带法解析空中三角测量+相关数据）3）光束法（精度：精度最高，优势：理论最严密，完全按照最小二乘法进行解算，应用：光束法解析空中三角测量+相关数据）9.解析空中三角测量的定义，意义及目的与分类：1）定义：利用计算的方法，根据航摄像片所量测的像点坐标和少量的地面控制点来解算地面加密点的物方空间坐标2）意义：a,不触及被量测物体即可获得其位置与几何形状b,可快速的大方位内同时进行点位测定，节省野外测量的工作量c,不受通视条件的限制d,摄影测量平差时，区域内部精度均匀，不受区域大小限制3）目的：a,为测绘地形图模型提供定向控制点和像片定向参数b,测定大范围内界址点的统一坐标c,单元模型中大量地面坐标点的计算d,解析近景摄影测量和非地形摄影测量4）分类：a,按平差采用的数学模型分为：航带法，单独模型法，光束法b,按平差范围大小分为：单航带法，单模型法，区域网法10.航带法空中三角测量的基本思想与流程：1）定义：把许多立体像对构成的单个模型连接成航带模型，将航带模型视为单元模型进行解析处理，通过消除航带模型累计的系统误差，讲航带模型整体纳入测图坐标系中，从而确定地面加密点的坐标2）基本流程：a,像点坐标的量测和系统误差的预改正b,立体像对的相对定向c,连接模型构建自由航带网d,航带模型的绝对定向e,航带模型的非线性改正f,加密点的坐标计算。

近景摄影测量粗整理（题都是文字性质的，不会有公式推导，多是概念性的问题，要了解各个量的定义）第一章：绪论1、什么是近景摄影测量:摄影测量学科的一个分支。

由摄影手段获取景物的影像，并通过获取的影像以确定该景物中目标的空间位置、几何形状、运动姿态的测量技术。

2、近景摄影测量与航空摄影测量的比较 :（1）摄影距离大于300m 的摄影测量称为航空摄影测量，反之为近景摄影测量；(2)空间分辨率:航空摄影测量，飞行高度 305 m，焦距 153mm 量测相机，得到 1 : 2000 影像，空间分辨率为 5cm;近景摄影测量，有摄像设备和平台的多样性，从理论上可以得到无限的空间分辨率；3、近景摄影测量的应用（分类）：(1)建筑摄影测量：可用于建筑、古代遗迹的等值线图、立面图、平面图的制作及其三维重建和复制；各类建筑物的变形观测等。

(2)工业摄影测量：可用于汽车外壳形状的测定，大型机械部件加工质量和装配质量的检查，工厂、矿山、道（铁）路、桥梁、水利工程模型的量测，爆破量的计算机爆破过程的演示。

(3)生物、医学摄影测量：包括动物躯体的外形测量，生物发育过程的记录，以及对医学内科、外科、牙科、眼科、骨伤科、矫形科的临床诊断提供量测技术,配合 X 光立体摄影量测体内异物或病灶的位置等。

4、近景摄影测量技术特点(优缺点)：（1）优点：信息量大；非接触；适用性强；高精度、高可靠；科技含量高；丰富的信息表达（2）缺点：技术成本高；需要专业技术人员第二章：常用坐标系，内外方位元素，共线方程（这些东西要理解着看）1、近景常用的坐标系（1）物方空间坐标系 D-XYZ用来定义物方点 A 的空间坐标（X ，Y，Z ），可以在此坐标系中描述被测目标的空间形态或运动状态。

物方坐标系为全局统一的坐标系(也称全局坐标系或世界坐标系)。

原则上讲，该坐标系统可以任意选取，但一般选取控制点的测量坐标系(如全站仪测量坐标系)为物方空间坐标系。

（2）像平面坐标系 o-xy :表示像点在像平面上的位置的平面坐标系，原点 o 为像片的几何中心，x 轴平行于像素的水平采样方向。

1、⑴近景摄影测量的定义：通过摄影手段以确定目标的外形和运动状态的学科分支。

⑵三个组成部分：2、近景摄影测量与航空摄影测量的异同点：⑴相同点：①基本理论相同②模拟处理方法相同③解析处理方法相同④数字影像处理方法相同⑤摄影测量仪器使用方面相同等⑵不同点：目的不同—航空摄影测量目的是测制地形图；而近景摄影测量目的是用于工业、生物医学及建筑学得基础研究及运用研究。

3、精度统计三个主要方法及计算原理：⑴某一个坐标方向的中误差，mz ⑵某一方向上点位的平面位置中误差ms ，ms=（mX ²+mY ²）½⑶点位空间位置中误差mT=（mX ²+mY ²+mZ ²）½4、影响近景摄影测量的精度因素：⑴影像获取设备的性能⑵摄影方式⑶控制的质量⑷被测物体的照明状态、标志的设计及使用，及表面处理的水准⑸后续处理硬件软件性能5、近景摄影测量涉及的坐标系：⑴物方空间坐标系 D-XYZ ⑵像方空间坐标系 S-xyz ⑶辅助空间坐标系 S-XYZ6、共线方程的几何意义：描述像点、摄影中心以及物方点位于一条直线上7、近景摄影测量设备类型及各类特点：⑴量测摄影机,特点：机械结构稳固、光学性能好⑵格网测量摄影机，特点：具有量测摄影机的功能，且配有格网⑶半量测摄影机，特点：不具备量测摄影机的功能，但配有改正底片变形的格网⑷非量测摄影机，特点：内部点元素不能记录，光学畸变较大，未采取减少或改正底片变形的措施，并且不具备记载外部空间参数的设备8、立体量测摄影机的定义：在已知长度的摄影基线两端，配有两台主光轴平行且与基线垂直的量测摄影机的设备。

9、固态摄影机的特点：⑴全固态化、体积小、重量轻、不受电磁现象干扰⑵像点几何位置精度高，且不会改动⑶可选用不同的固态图形像传感器，以探测不同波长的发光物体⑷生成的视频信号可直接与计算机相联，可成倍的加速摄影测量处理过程 10、近景摄影测量两种基本摄影方式：⑴正直摄影方式⑵交向摄影方式11、摄影条件下精度估算式及推导过程：⑴建立物方坐标系D-XYZ 及像空间坐标系S-xyz⑵介绍以下字母含义：B —摄影基线长；f —主距；p=Bf/H ⑶推导计算：12、超焦距的定义：超焦点的距离，又称为无穷点，用H 表示，H=F ²／KE13、景深得概念：是在给定光圈和模糊圈大小条件下被摄影空间获得清晰的深度范围dpfH BH dH dy f H dp fy f H B H dY dx fH f X f H B H dX ))((1)())()((1)())()((-=+-=+-=fP B H y P B Y x P B X ===景深的计算ΔD=D2-D114、15、16、获得立体像对的方法：⑴移动相机法⑵移动目标法⑶旋转被摄目标法⑷镜面摄影法⑸同一物镜法17、进行被测目标表面处理的目标：保证和提高影像识别与摄影测量量测性能。

近景摄影测量复习提纲一、近景摄影测量的:1.定义2.优点3.缺陷4.发展现状5.主要用途归结为哪三个方面6.内外方位元素如何选择7.何种情形下不适合使用近景测量？二、1.摄影机的分类2.各类摄影机的性能与技术指标3.何谓一步像机4.非量测用像机有哪些优点和特性？5.立体摄影机D的概念、原理和形式7.彩色电视机的制式有哪几种8.夜视镜的作用和适应范围9.色温的概念和一般知识三、1.近景摄影测量的两种基本摄影方式2.正直摄影方式的精度估算公式推导3.关于景深的计算4.立体像对的摄取方法有哪几种5.为何要对某些被摄物体的表面进行处理6.构形系数与摄影比例尺分母7.回光反射标志的作用和性能四、1.近景摄影测量中实施控制的目的2.相对控制的概念3.待定点中误差的构成4.前方交会公式的导出5.前方交会的精度估算6.控制点的精度估算7.起始方向线的确定方法8.室内近景控制场的建立方法9.活动控制系统的适应场合10.“日内瓦尺”控制方法和精度估算公式11.相对控制的应用五、1.共线方程的像点误差方程式的一般式及每个符号的意义2.多片前方交会的流程和方法3.写出无控制点且外方位元素视作观测值的光线束平差解的法方程式4.直接线性变换的基本公式5.写出或导出直接线性变换的误差方程式，并说明解算过程6.直接线性变换解法的控制点布点要求六、1.角锥体原理与解法（2种）2.移位视差法的作用及变形量解算公式3.当考虑内外方位元素误差影响时，导出三系数的误差方程的解4.像机检校的概念、内容和主要方法5.底片变形的改正方法，各改正公式的应用范围，平差解算的方法6.多片空间后方交会的原理、方法和误差方程的形式7.偏心常数的概念、光学测定方法、图形。

野外测定方法、原理、公式和导出误差方程8.同步摄影的概念近景摄影测量复习提纲（部分答案）一、近景摄影测量的:1.定义2.优点3.缺陷4.发展现状5.主要用途归结为哪三个方面(1)古建筑与古文物摄影测量（2）生物医学摄影测量（3）工业摄影测量6.内外方位元素如何选择二、1.摄影机的分类2.各类摄影机的性能与技术指标3.何谓一步像机即一次成像照相机，此类相机，在启动快门一分钟后即可获得相片。

《摄影测量学》期末复习资料大地核线：基于绝对定向生成的核线影像，生成速度慢，但很好解决了立体倾斜。

11.数字化：添加需要采集的立体模型12.视差模式：在视差模式下，数据采集过程使用的是XYP的坐标输入模式，即通过输入左右片的坐标和左右视差计算地面坐标。

13.高程模式：在高程模式下，数据采集过程使用的是XYZ坐标输入模式。

14.匀光:由于受外部光照条件以及其他内部因素的影响，导致获取的影像在色彩上存在不同程度的差异，这种差异会不同程度地影响到后续数字正射影像的生产。

为了消除影像色彩上的差异，需要对影像进行色彩平衡处理，即匀光处理15.镶嵌:镶嵌线本质是单张正射影像重叠区域的镶嵌点+点构成的面之间的拓扑关系。

镶嵌线只与DOM相关，与图幅无关。

DEM步骤：一：传统核线匹配生成DEM1.定义核线范围2.全局显示视图3.定义最大核线范围4.生成核线影像5.核线匹配6.新建DEM7.设置间距8.生成DEM文件DEM编辑方式：1.dem编辑模块：主要基于点，线，面的方式对dem点进行编辑，工具较为丰富，适合对dem精度要求较高的项目。

2.采集模块编辑dem：主要利用了采集的编辑便捷性，较适合对采集较熟悉的作业员。

2.DEM编辑的对象：DEM编辑的实质就是修改DEM格网点的高程值，即将DEM文件中所有点（DEM编辑中初始为绿色的点）的高程严格按照地貌变化表示出来（去掉一切人为建筑，植被等不能代表真实的地表的高程部分），达到能够表达出真实的地貌变化的效果。

3.面编辑：以一个闭合区域为处理范围，对范围内部的DEM格网点重新内插或其他处理。

编辑方式：（1）量测点内插：以量测点的高程点为基点，在选取范围内用所量测的范围线节点构网对范围内的dem重新计算高程值，要求在量测时采集的高程节点均要严格贴于对面。

常用在dem错误较多，面积较大，无太多正确值可以利用的平缓区域。

（2）匹配点内插:利用软件匹配的dem格网点的高程，构网内插范围内部的其他的dem点来生成新的高程值。

摄影测量复习题及答案摄影测量学是一门研究利用摄影手段获取地面信息的科学。

以下是一份摄影测量复习题及答案，供学生复习使用。

一、选择题1. 摄影测量学是利用什么手段获取地面信息的科学？A. 雷达B. 卫星C. 摄影D. 声纳答案：C2. 下列哪项不是摄影测量的主要应用领域？A. 土地测绘B. 城市规划C. 航空摄影D. 深海探测答案：D3. 立体摄影测量中，立体像对是指：A. 同一点在两张不同位置拍摄的像片B. 两张不同角度拍摄的像片C. 两张相同位置拍摄的像片D. 两张不同时间拍摄的像片答案：A4. 摄影测量中，像片的内方位元素包括：A. 焦距B. 像主点坐标C. 像片倾斜角D. 所有以上答案：D5. 摄影测量中，像片的外方位元素包括：A. 像片的倾斜角B. 像片的旋转角C. 摄影基线D. 摄影点的空间位置答案：D二、填空题6. 摄影测量中，________是用来描述像片相对于摄影基线的方位的元素。

答案：外方位元素7. 在立体摄影测量中，通过________可以恢复地面上点的三维坐标。

答案：立体观察8. 摄影测量中，________是指像片上任意一点到像主点的直线距离。

答案：像距9. 摄影测量的基本原理是利用________原理进行地面测量。

答案：透视10. 摄影测量中，________是指摄影时像片相对于地面的倾斜角度。

答案：像片倾斜角三、简答题11. 简述摄影测量中像片的内方位元素和外方位元素的区别。

答案：内方位元素是指像片平面上与摄影机镜头相关的元素，主要包括焦距和像主点坐标。

外方位元素则描述了像片相对于地面的方位，包括摄影基线的方向和长度，以及摄影点的空间位置。

12. 摄影测量中，如何利用立体像对进行地形测量？答案：利用立体像对进行地形测量时，首先需要通过立体观察设备观察立体像对，以获得立体视觉。

然后，通过量测像片上的像距，结合像片的内、外方位元素，可以计算出地面上相应点的三维坐标。

四、论述题13. 论述摄影测量在现代测绘技术中的重要性及其应用前景。

包括三部分：1、摄影测量考试要点2、要点详见部分3、试题考卷部分--------------------------------一、摄影测量考试要点（是按照老师划的重点整理的仅供参考）---------------------- 第一章绪论（了解）第二章影像获取2-1 航空影像获取第三章摄影测量基础（全部）3-1航空摄影3-2中心投影的基本知识3-3航摄像片上特殊的点、线、面3-4摄影测量常用的坐标系统3-5航摄像片的内、外方位元素3-6像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程3-7航摄像片上的像点位移第四章双像立体测图基础与立体测图4-3立体像对的相对定向元素与模型的绝对定向元素（其余的了解）第五章摄影测量解析基础（全部）5-1 像点坐标测量5-2 单像空间后方交会5-3立体像对的前方交会5-4立体相对解析法相对定向5-5立体模型的解析法绝对定向5-6双像解析的光束法严密解第六章解析空中三角测量（全部）6-1概述6-2航带网法空中三角测量6-3独立模型法区域空中三角测量6-4光束法区域网空中三角测量第七章（不考）第八章全数字摄影测量基础（全部）8-1 概述8-2 数字影像及数字影像重采样8-3 基于灰度的数字影像相关8-4 SIFT匹配方法8-5 核线相关与同名核线的确定8-6数字摄影测量系统第九章像片纠正与正射影像图（考概念）9-1 像片纠正的概念与分类9-2数字微分纠正---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------二、要点详解部分（有绿色填充的是曾经的作业题）-------------------------------- ◆影像获取2-1 、3-1；航空影像获取P4-13航空影测量由于其成图速度快、精度高、不受天气及季节的限制等优点、一直是我国基本地图成图的主要方式，仍然作为测制地形图获取影像的主要手段。

摄影测量学复习资料整理1.什么是摄影测量？摄影测量是非接触成像系统，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的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术。

2.摄影测量分为航天摄影测量、航空、近景、显微3.P8表格叙述摄影测量三个发展阶段的特点4.摄影机主光轴与像平面的交点称为像片主点，摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距，也叫相片主距，f表示。

把相片主距f 和像片主点在框标坐标系中的坐标称为称为摄影机的内方位元素。

5.摄影比例尺是指航测影像上一线段l与相应地面线段L的水平距之比6.相对航高是指摄影机物镜相对于其中一基准面的高度，常称为摄影航高7.绝对航高是相对于平均海拔的航高，是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度8.摄影比例尺越大，像片地面分辨率越高，有利影像的翻译与提高成图的精度。

但摄影比例尺过大，则要增加费用，增加工作量，所以摄影比例尺要根据测绘地形图的精度要求与获取地面信息的需要，按测图规范进行。

9.同一条航线内相邻相片之间的影像重叠称为航向重叠，重叠部分与整个像幅长的百分比称为重叠度，一般要求60%以上。

两相邻航测像片之间也需要有一定的影像重叠，这种重叠影像部分称为旁向重叠度，要求在30%左右10.航带弯曲度是指航带两端像片主点之间的直线距离L与偏离该直线最远的像主点到该直线垂距比的倒数11.相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角称为像片的旋偏角12.中心投影与正射投影的区别：P2013.摄影测量常用坐标系：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物空间坐标系14.绘图说明内方位元素P27一幅影像的外方位元素包括6个参数，3个是线元素，用于描述摄影中心S相对于物方空间坐标系的位置；另外三个是角元素，用于描述影像面在摄影瞬间的空中姿态。

15.P29共线方程16.一个地面点在地面水平的水平像片上的构像与地面有起伏时或倾斜像片上构想的点位不同，这种点位的差异称为像点位移17.在航测相片上其中一线段影像的长度与地面上相应线段长度之比，就是像片上该线段的构像比例尺18.在传统摄影测量中，是将像片放到仪器承片盘进行量测，但此时所测量的像点坐标称为影像架坐标或仪器坐标，随后应利用平面相似变换等公式，将影像架坐标变化为以影像上像主点为原点的像坐标系中的坐标，称为影像内定向19.P36常采用的多项式变换公式20.根据共线条件方程，求该影像的外方位元素，称为单幅影像的空间后方交会21.单向空间后方交会基本思想：以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发，根据共线方程，解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素。

近景定义：通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动准柜台的科学手段。

优点：1.它是一种瞬间获取被测物体大量物理信息和几何信息的测量手段。

2.它是一种非接触性量测手段，不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态，可在恶劣条件下作业。

3.它是一种适合于动态物体外形和运动状态测定的手段，是一种适用于微观世界和较远目标的测量手段。

4.它是一种基于严谨的理论和现代的硬软件，可提供相当高的精度与可靠性的测量手段。

5.它是一种基于数字信息和数字影像技术以及自控技术手段。

6.可提供基于三维空间坐标的各种产品。

缺点：1.技术含量高，需要昂贵的硬件设备投入和较高素质的技术人员，设备的不足以及技术含量的欠缺均会导致不良的测量结果。

2.对所有测量对象不一个定是最佳选择。

主要用途：1.古建筑与古文物摄影测量。

2.生物医学摄影测量。

3.工业摄影测量。

发展状况：在国际上已有五六十年历史，在进京摄影测量与机器视觉委员令的组织下，每两年召开一次国际性的学术讨论会。

近景摄影测量，在国内近十余年有较大发展。

中国测绘学会摄影测量与遥感委员会负责协调学术交流工作。

内外方位元素的选择：1.内方位元素：恢复（摄影时）光束形状的要素。

若有四个框标像在像片P上它们构成一个框标坐标系，像主点在此框标坐标系内的坐标（X0，Y0）以及主距f，即为像片P的内方位元素。

外外方位元素的选择:确定光束在给定物方空间坐标系中的位置与朝向要素。

三个直线元素，即坐标值XYZ，用以形容各光束定点（摄影中心）S在物方空间坐标系中的位置。

三个角元素，用以形容光束在物方空间坐标系中的朝向。

摄影机的分类：量测摄影机、格网量测摄影机、半量测摄影机、非量测摄影机。

各类摄影机的性能与技术指标：量测摄影机：机械结构稳定，光学性能好；格网量测摄影机：配有标准网格以改正底片变形，并具备量测摄影机功能；半量测摄影机：不具备量测摄影机众多功能但配有改正底片变形的格网；非量测摄影机：内方为元素不能记录，光学畸变颇大，未采取减少或改正底片变形的措施并且不具备记载外部定向参数的功能。

填空（20分） 20个名词解释（30分） 10个作图、问答（50分） 4~5个第一章绪论1、摄影测量学的定义：摄影测量学是对所研究的对象进行摄影，然后根据所摄像片信息来分析、研究，确定这些物体的大小、形状、性质和空间位置，并提供各种所需资料的一门科学（艺术、技术）2、摄影测量学研究的内容：信息获取－－－摄影机、摄影方式信息处理－－－理论、技术、设备信息显示（输出）－－－方式、设备3、摄影测量学的特点：间接测量、真实记录、信息丰富。

4、摄影测量发展史：（1）、模拟摄影测量始于19世纪50年代的地面摄测、坐标仪。

20世纪60年代达到顶峰。

（2）、解析摄影测量始于20世纪50、60年代、解析空中三角测量、解析测图仪（3）、数字摄影测量与解析摄影测量同时发展，80年代后实用。

3个阶段的特点：第二章摄影的基本知识1、2、摄影机结构：物镜、光圈、快门、取景器、暗盒3、量测用摄影机特征：（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。

框标有两类：机械框标、光学框标（3）量测用摄影机的内方位元素值是已知的。

摄影机物镜后节点在像片平面上的投影，称为像主点。

像主点与物镜后节点之间的距离称为摄影机主距，也叫像片主距，用符号表示。

像片主距和像片主点在框标坐标系中的坐标值称为摄影机的内方位元素, 或叫像片的内方位元素。

4、航摄的基本要求：（1）、航摄倾角α < 2°（2）、摄影比例尺：1/m=f/H H：航高，分为相对航高和绝对航高ｆ：摄影机主距航摄要求Δ H≦ 5%H（3）、像片重叠度航向重叠度 P% 要求60％～65％,不小于53％旁向重叠度Ｑ％要求15％～30％（4）、航向弯曲度≦3％（5）、像片旋角≦6°（6）、其它要求5、像片影像的误差：（1）、底片变形的影响－－主要原因底片在摄影曝光、摄影处理、保存时，受外力、温度、湿度的影响发生变形。

底片变形分为偶然变形和系统变形两类，系统变形又分为均匀变形和不均匀变形。

近景考试重点总结一、名解1、近景摄影测量：通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动状态的学科分支称为~2、像片的内方位元素：恢复（摄影时）光束形状的要素称为~包括：像主点在此框标坐标系中的坐标（x0，y0）,以及主距f，即称为像片P的内方位元素。

3、像片的外方位元素：确定光束在物方空间坐标系D—XYZ中的位置与朝向的要素。

6个包括：3个外方位直线元素，即坐标值（Xs，Ys，Zs）,3个角元素，即3个角度（）4、景深：给定光圈和模糊圈大小，被摄影空间能够获得清晰构像的深度范围，称为景深。

景深△D为沿光轴方向的后景距D2与前景距D1的差值，△D= D2 -D1。

5、相对控制：指在近景摄影测量中布置在物方空间的未知点间的某种已知几何关系。

举例：已知的长度；已知的角度；未知点位于同一平面；未知点位于同一直线；6、活动控制系统：均匀分布有一定数量已知坐标的控制点的可携带框架，称为~7、近景摄影机的检校：检查和校正摄影机内方位元素和光学畸变系数的过程称为~8、光学畸变差：摄影机物镜系统设计、制作和装配所引起的像点偏离其理想位置的点位误差，称为~9、摄影基线：是指相邻两个摄影站间的距离。

10、立体像对：从空间两个位置对同一目标物拍摄的两张像片称为~11、正直摄影：摄影时两摄影机主光轴相互平行且垂直于摄影基线的摄影方式。

12、交向摄影方式：摄影时两摄影机主光轴大体位于同一平面内且不平行、不同时垂直于摄影基线的摄影方式。

13、超焦距（超焦点距离、无穷远起点）给定光圈和模糊圈的大小，当摄影机调焦到无穷远时，从摄影中心开始的某一距离到无穷远范围内的景物成像都是清晰的，这一距离称为超焦距。

此清晰点称为无穷远起点。

二、填空1、近景摄测得摄影设备分类：（1）按功能的多寡：量测摄影机、格网摄影机、半量测摄影机、非量测摄影机。

2、近景摄测得摄像设备分类：CCD相机、数码相机、电视摄像机、高分辨率电视摄像机等。

3、近景摄影测量的摄影方式：正直摄影方式、交向摄影方式。

1、近景摄影测量的定义、精度分类以及影响精度的因素定义：通过摄影手段以确定(地形以外)目标的外形和运动状态的学科分支称为近景摄影测量。

估算精度——是在现场工作之前，在近景摄影测量网的设计阶段，根据摄影、控制、网形、设备和一些设计参数的具体情况，按照理论的精度估算式获得。

内精度——是在摄影测量的数据处理阶段，按解算未知数的方程组的健康程度，直接计算而得。

① 内精度容易获取；② 内精度一般只与摄影测量的网形有关，它不能够客观反映测量成果的质量，大多数情况下其精度好于实际精度。

外精度——能给出客观精度的指标方法。

一般需要较大量的多余控制。

影响精度的因素1、摄影设备的性能2、摄影方式3、控制的质量4、被测物体照明状态、标志使用等5、后续处理的软件性能2、近景摄影测量应用领域（1）古建筑与古文物摄影测量（2）生物医学摄影测量（3）工业摄影测量3、近景摄影测量常用坐标系物方空间坐标系D-XYZ像空间坐标系S-xyz辅助空间坐标系S-XYZ像平面坐标系o-xy4、内、外方位元素像片的内外方位元素是确定像片（及光束）在物方空间坐标系D-XYZ 中的位置与朝向的要素。

像片内方位元素是恢复摄影时光束形状的要素；像片外方位元素时确定此光束在物方空间坐标系中位置与朝向的要素。

内方位元素由像主点在此框标坐标系内的坐标（x,y),以及主距f 构成。

－ f －焦距，主光轴的长度－ x0、 y0－主点在像面上的位置。

外方位元素有六个：三个外方位直线元素和三个外方位角元素三直线元素：在曝光瞬间投影中心S 在地面选定的空间直角坐标系（物方空间坐标系）中的坐标，常用（Xs ，Ys ，Zs ） 表示。

三个角元素：它是描述像片在摄影瞬间空间姿态的要素，其中两个角元素用以确定主光轴在物方空间的方向，另一个确定像片在像片面内的方位。

（κωϕ,,）ϕ表示航向角，也称偏角。

摄影方向So在ZSX平面上的投影同ZS轴之间的夹角。

ω表示旁向倾角，也称倾角。

第一章1.近景摄影测量（Close-range Photogrammetry）：通过摄影手段以确定（地形以外）目标的外形和运动状态。

是摄影测量与遥感（ Photogrammetry & Remote Sensing）学科的一个分支。

2.与航空摄影测量的异同点相同点⑴.基本原理相同⑵.模拟处理方法、解析处理方法、数字影像处理方法相同⑶.某些内业摄影测量仪器的使用不同点：⑴.被测量目标物不同航空摄影测量目标物以地形、地貌为主；近景摄影测量目标物各式各样、千差万别，大到寺庙、飞机、海轮，中到汽车、脚印，小到青蛙、手腕骨、弹壳撞击孔甚至花粉。

⑵. 测量目的不同航空摄影测量以测制地形、地貌为主，注重其绝对位置；近景摄影测量以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的，并不注重目标物的绝对位置。

⑶. 影像获取设备不同航空摄影以航摄仪为主；近景摄影除各种量测摄影机外，还有各类非量测摄影机，如X光机、普通相机、CCD相机等。

⑷. 摄影方式不同航空摄影为近似竖直摄影方式；近景摄影除正直摄影方式外，还有交向摄影方式（包括多重交向摄影方式）⑸.目标物纵深尺寸与摄影距离比不同⑹. 控制方式不同航空摄影测量控制以绝对控制点方式为主，且多为明显地物、地貌点；近景摄影测量除控制点方式外，还有相对控制方式，常使用人工标志。

⑺.近景摄影测量适合动态目标3.近景摄影测量技术的优缺点优⑴．瞬间获取被测目标的大量几何和物理信息，适合于测量点数众多的目标；⑵．非接触测量手段，可在恶劣条件下作业；⑶．适合于动态目标测量。

⑷．可提供相当高的精度与可靠性⑸．可提供基于三维空间坐标的各种产品缺⑴．技术含量高，需较昂贵的设备和高素质人员；⑵．对所有测量目标并非最佳技术选择；--不能获得质量合格的影像；--待测量点数稀少4.近景摄影测量的主要应用领域是什么？•古文物古建筑摄影测量•生物医学摄影测量•工业摄影测量•5.近景摄影测量常用坐标系 (R) 1）像平面坐标系：(x,y)2）像空间坐标系：(x,y，-f)3）物方空间坐标系： (XP,YP,ZP) 4）辅助空间坐标系：(Xm,Ym,Zm)1.内方位元素：恢复摄影时光束形状的要素，包括像主点在框标坐标系的坐标(x0,y0)及像片的主距f。

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22、外部可靠性：一定显著性水平和检验功效下，平差系统不能发现的模型误差对平差结果的影响。

1、影响近景摄影测量精度的因素主要有哪些？P7 九。

会对各条解释影像获取设备的性能；摄影方式；控制的质量；被测物体的照明状态，标志的设计与使用，表面处理的水准；后续处理软硬件的性能。

从另一个角度来看，有：像点坐标的质量；摄影条件、摄影方式与控制方式；图像处理及摄影测量处理的软硬件性能2、近景摄影测量中，获取立体像对的方法主要有哪些？使用立体摄影机或立体摄影系统2、使用两台单个摄影机3、使用单个摄影机a、移动相机法b、移动目标法c、旋转目标法3、在近景摄影测量中实施控制的目的是什么？主要有哪两类控制？实施控制的目的:把所构建的近景摄影测量网纳入到给定的物方空间坐标系中;通过多余的控制加强摄影测量网的强度(平差处理);通过多余的控制检查摄影测量的精度和可靠性(外精度检查)两类控制:控制点--被测目标上或其周围测定的己知坐标的人工标志点;控制点按坐标的维数分三维、二维、一维;是近景摄影测量中最常用的控制手段。

相对控制--摄影测量处理中一些未知点间某种已知的几何关系.例如，物方空间位于一个平面或直线上的若干点。

4、简要说明近景摄影测量中两种基本的摄影方式，并说明对重叠度各有什么要求？基本的摄影方式有正直摄影方式和交向摄影方式两种。

其中正直摄影方式摄影时两摄影机主光轴相互平行且垂直于摄影基线的摄影方式。

摄影基线方向可以是任意的.55%~70%重叠.交向摄影方式摄影时两摄影机主光轴大体位于同一平面内且不平行、不同时垂直于摄影基线的摄影方式。

交向摄影方式适合于数字近景摄影测量，常采取100%重叠方式。

5、被测物体表面处理的方法有哪些？P75。

看下具体的内容，添枝加叶色调单一、缺乏纹理的目标举例:汽车外壳、飞机外壳、石膏像、皮肤、房屋内墙、金属管道等。

1、利用投影设备将光栅、格网、及图案、图象投影到物体表面，形成人工纹理；2、利用激光经纬仪、激光笔，按一定规则将激光投射到被测目标上，形成人工纹理；3、按一定间隔将某种标志，包括回光反射标志，贴附在被测物体表面；4、手工绘制人工纹理。

1、近景摄影测量：通过摄影手段以确定(地形以外)目标的外形和运动状态的学科分支。

2、近景摄影测量主要包括：工业、古文物古建筑、生物医学。

3、一般认为：摄影距离小于100米的摄影测量称为近景摄影测量；也有认为不超过300米即可。

4、近景摄影测量的与航空摄影测量的相同点不同点相同点:模拟,解析,数字影像处理方法相同.区别：a.测量目的不同，航测：以测制地形、地貌为主，注重其绝对位置；近景：以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的，并不注重目标物的绝对位置。

b.被测目标不同，近景：目标物各式各样、千差万别，大到寺庙、飞机、海轮，中到汽车、脚印，小到青蛙、手腕骨、弹壳撞击孔，甚至花粉。

c.目标物的纵深尺寸与摄影距离比不同。

d.摄影方式不同。

航测：近似竖直摄影方式。

近景：正直摄影方式、交向摄影方式e. 影像获取设备不同。

航测：航摄仪。

近景：量测型摄影机和非量测摄影机5、近景摄影测量的优点a、瞬间收集到大量的信息，包括物理信息和几何信息；b、非接触性测量手段；c、能够测定动态物体外形和运动状态。

比如：高层建筑物受外力的摆动变形、桥梁上通过车辆时的负荷变形；d、有严谨的理论和现代的软硬件，可提供高精度和高可靠性的测量手段；e、近景摄影测量的产品形式多样化：数据、图形、图像、数字表面模型、立体模型、三维动态序列影像等。

6、近景摄影测量的缺点a、技术含量较高：对设备和技术人员要求高；b、对一些测量对象不一定是最佳的技术选择（成果的质量、完成所需时间、所需要的投入），尤其是：1、不能获取质量合格的影像；2、所测目标上待测点不多的时候；7、近景摄影测量的精度（1）测量里面衡量精度的基本指标：被测点的坐标中误差（点位中误差）（2）近景摄影测量的精度：估算精度、内精度、外精度估算精度——是在摄影前，按控制方式、条件等的理论估算精度。

内精度——是在摄影测量的数据处理阶段，按解算未知数的方程组的健康程度，直接计算而得。

①内精度容易获取；②内精度一般只与摄影测量的网形有关，它不能够客观反映测量成果的质量，大多数情况下其精度好于实际精度。

近景摄影测量复习1.近景摄影测量的定义：通过摄影手段以确定目标的外形和运动状态的学科分支称为近景摄影测量。

2.近景摄影测量的优点：a.可以瞬间获取被测物体大量物理信息和几何信息。

b、可以在不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态以及恶劣的环境下测量。

c、适合于动态物体外形和运动状态测定的手段，适用于微观世界和较远目标的测量手段。

d、基于严谨的理论和现代的硬软件，可提供相当高的的精度和可靠性的测量手段。

e、是一种基于数字信息和数字影像技术以及自控技术的手段。

f、可提供基于三维空间坐标的各种产品。

3.近景摄影测量的精度从三方面来衡量：（衡量精度的基本指标是被测点的坐标中误差（mX ,mY ,mZ）依不同用户的需要，指标可能有以下几种变化：1.用户关心某一个坐标方向的坐标中误差，如mX 或mY 或mZ，或关心某一方向的点位相对中误差，如mZ/Z2.用户关心某一个平面上点位的平面位置中误差mS，例如mS=(mX2+mY2)1/2 .或者关心平面位置相对中误差mT/T，这里T是被测物的空间尺寸3.用户关心点位空间位置中误差mT，这里mT=(mX2+ mY2+mZ2)1/2。

或者关心点位的空间位置相对中误差mT/T，这里T 是被测物的空间尺寸）（1）估算精度：是在现场工作之前，在设计阶段，根据摄影、控制、网形、设备和一些设计参数的具体情况，按理论的精度估算式获得。

（2）内精度：在数字处理阶段，按解算未知数的方程组的健康程度，直接计算而得。

（3）外精度：能给出可观精度的指标方法，最常用的方法是使用较大量的多余控制，包括多余控制点或多余相对控制。

4.影响近景摄影测量精度的因素：1.摄像设备的性能、2.摄影方式（包括摄影比例尺，摄站的数量与分布、摄影基线的长短等）、3.控制的质量、4.被测物体的照明状态，标志的设计与使用、5.后续处理硬软件的性能。

5.近景摄影测量的主要用途：（1）古建筑与古文物摄影测量。

（2）生物医学摄影测量。

填空题8．恒星检校法可用于相机内方位元素及光学畸变系数的解算，此时，相机需调焦至（）。

9．在解求内外方位元素、畸变系数k1、k2的单像空间后方交会解法中，物方空间至少要布置（）个控制点。

10．摄影机中加装密集格网的作用是（）。

二．判断对错（1×10=10分）[做在试卷上]：1．近景摄影测量主要以测量目标的形状、大小及运动状态为目的，因此物方空间坐标系可以定义为自由坐标系（）。

2．德国UMK型量测摄影机有4个框标，并且其主点偏心（）。

3．被测目标上互相正交的平行线组可用于摄影机内方位元素和外方位直线元素的确定（）。

4．近景摄影测量中布置的距离相对控制只能作为真值看待（）。

5．使用近景摄影测量方法对人脸进行三维重建时，不需对其实施表面处理（）。

6．室内控制场建立中，若没有任何误差，自两测站使用全站仪采用三角高程方法测量任意标志点时的高差之差等于两测站间的高差（）。

8．近景摄影测量的空间前方交会解法可用于解求待定点的物方空间坐标以及内方位元素（）。

四、计算题（共12分）1．使用Kodak Professional DCS Pro SLR/n型数码相机对某目标物摄影，该目标物在摄影方向的纵深为2.5m，镜头焦距为50mm，安置的光圈号数为11，若取模糊圈直径为20mm，相机调焦在目标物的中心，距离为4m，请计算超焦距，并判断能否获得清晰影像。

（6分）2．由两台Hasselblad 555ELD型数码相机组成的立体摄影测量系统，使用40mm 镜头，两相机间的距离为1.5m，现对某试验模型按正直摄影方式拍摄立体影像对，同名点的影像坐标按单片方式量测，量测精度为±2像素，像素大小为7.07 mm，若要求摄影方向的测量精度优于±3.0mm，请估算最长摄影距离应设置为多少？（6分）五．就共线条件方程，回答下列问题（共20分）1．写出以像点坐标为观测值的误差方程一般式，并写出各符号所代表的含义；（6分）2．如图1所示，为测量某矿体模型的变形情况，在其表面贴敷215个标志点作为变形监测点，另外在边框上布置20个分布合理的标志点用全站仪测量其三维坐标作为控制点。