航摄像片的方位元素

简答题1. 航空摄影中，为什么要求相邻像片之间以及相邻航线之间有一定的重叠？答：为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，航向重叠一般要求在60%以上，旁向重叠要求在24%以上。

地面起伏大时，重叠度还要大，才能保持像片立体量测与拼接。

2. 航摄像片有哪几个内、外方位元素，各有何用？答：内方位元素包括三个参数，即摄影中心S 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00,y x ，用其来恢复摄影光束。

确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素，一张的外方位元素包括六个参数，其中有三个是直线元素，用于描述摄影中心的空问坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。

3.摄影测量中常用的坐标系有哪些？各有何用？答：摄影测量中常用的坐标系有两大类。

一类是用于描述像点的位置，称为像方空间坐标系；另——类是用于描述地面点的位置．称为物方空间坐标系。

(1) 像方空间坐标系①像平面坐标系像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置，通常采用右手坐标系，y x ,轴的选择按需要而定．在解析和数字摄影测量中，常根据框标来确定像平面坐标系，称为像框标坐标系。

②像空间坐标系为了便于进行空间坐标的变换，需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系，即像空间坐标系。

以摄影中心S 为坐标原点，y x ,轴与像平面坐标系的y x ,轴平行，z 轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系xyz S -③像空间辅助坐标系像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，但这种坐标的待点是每张像片的像空间坐标系不统一，这给计算带来困难。

为此，需要建立一种相对统一的坐标系．称为像空间辅助坐标系，用XYZ S -表示。

此坐标系的原点仍选在摄影中心S 坐标轴系的选择视需要而定。

(2) 物方空间坐标系①摄影测量坐标系 将像空间辅助坐标系XYZ S -沿着Z 轴反方向平移至地面点P ，得到的坐标系p p p Z Y X P -称为摄影测量坐标系②地面测量坐标系 地面测量坐标系通常指地图投影坐标系，也就是国家测图所采用的高斯—克吕格︒3带或︒6带投影的平面直角坐标系和高程系，两者组成的空间直角坐标系是左手系，用t t t Z Y X T -表示。

像片外方位元素的作用
片外方位元素是指摄影中用来描述相机位置和朝向的参数。

它包括相机的空间位置（如经度、纬度和高度）和相机的朝向（如俯仰角、偏航角和滚转角）。

这些参数在摄影测量和计算机视觉领域中具有重要的作用。

首先，片外方位元素对于地形地貌的测量和建模非常关键。

通过记录相机在空间中的位置和朝向，可以准确地定位拍摄图像中的地理位置。

在地理信息系统（GIS）中，片外方位元素可以与地面控制点进行匹配，从而获得精准的地图信息。

这些信息对于城市规划、土地利用和环境监测等领域具有重要意义。

其次，片外方位元素对于三维视觉的重建和分析也非常关键。

通过比较不同图像间的片外方位元素，可以计算出图像之间的几何关系，进而实现图像的拼接和融合。

这在航空摄影、卫星遥感和无人机测绘等领域中被广泛应用。

例如，通过将多个相机拍摄的图像进行融合，可以生成全景图像或三维模型，这对于导航、虚拟现实和电影制作等方面有着重要的应用价值。

此外，片外方位元素还在计算机视觉中扮演着重要角色。

在计算机视觉算法中，需要考虑相机的内外参数，以实现图像的几何校正、物体的三维重建和目标的定位识别。

片外方位元素相当于将相机和场景联系起来的桥梁，它提供了相机与物体之间的几何关系，为计算机视觉算法提供了基础。

综上所述，片外方位元素在摄影测量和计算机视觉领域中发挥着重要作用。

它不仅可以实现地形地貌的测量和建模，还可以实现图像的拼接和融合，以及三维视觉的重建和分析。

正是由于片外方位元素的准确性和稳定性，摄影和计算机视觉技术得以迅速发展，并广泛应用于各个领域。

立体像对的方位元素和空间前方交会3.3立体像对的相对方位元素和绝对方位元素△ Z= EZ= Zs2 _ZS1 △K =? - K1其中，△ Xs △ Ys △ Zs为摄影基线B在地面摄影测量坐标系中的三个坐标轴上的投影，称为摄影基线的三个分量，通常记为B X、B Y、B Z，决定了基线的方向和长度。

B V B X B Y2B Z tanT EE Y/ B X sinV B Z/ B所以，B X、B Y、B Z可用B、T、V这三个元素代替。

B为基线长度, 只影响模型比例尺，不影响两像片之间的相对方位。

因此，确定两张像片间相对方位的元素只需5个：T、V、△ © ^3 △ K1. 定义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，叫做空间前方交会。

2. 建立坐标系在地面建立地面摄测坐标系 D-Xtp Ytp Ztp ，且Xtp 轴与航向基本一致， 而且Xtp Ytp 为水平面；像空间辅助坐标系 S-X Y Z 和S'-X'Y'Z'，其轴分别与D-Xt p Yt P Zt P 对应轴平行。

3•已知数据像点坐标a i （x i 、y i 、-f ）;像空间辅助坐标a i （X i 、Y i 、Z i ）；像空间辅 助坐标a 2（X 2、丫2、Z 2）；像点坐标a 2（x 2、y 2、-f ）；模型点A 在地面摄测坐标系下的坐标（X A ，Y A ，Z A ）。

4、建立公式X i x i X 2 X 2Y i R i y i丫2 R 2 y 2(a )Z ifZ 2fS 2在S i — X i Y i Z i 中的坐标（像空间辅助坐标）由摄影基线 B 的三个坐BXX S2 X Si标分量表示，用外方位元素（直线元素）计算，BY Y S2 Y Si(b )B ZZ S2Z Si因左、右像空间辅助坐标系及坐标系的对应轴相互平行，且摄站点、像 点、地面点三点共线，则由图可得出：上式中，N i 和N 2称为点投影系数。

航摄像片的方位元素
航摄像片的方位元素：确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相关位置关系的参数。

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（x0,y0,f）可恢复摄影光束
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
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(Xs、Ys、Zs)
外方位角元素：描述像片在摄影瞬间的空间姿态
其中外方位线元素容易理解，就是摄影中心在地面摄影测量坐标系的位置（XYZ）
而外方位角元素有3个角度，其中两个是用于确定摄影光线SO 的位置，即向飞行方向（航向倾角）、向里面（旁向倾角）的角
度，还有一个角度的是用于确定像片的旋角，就是保证像平面直角坐标和像空间直角坐标的XY轴平行。

根据旋转顺序不同，可有3种外方位角元素：
上述提到的角度中，都是以逆时针方向为正角，除去像片旋角Kv、方位角A的值处于0-360度之间，其他的角度都是小角度，一般都小于3度！
以Y为主轴：常用于解析测图仪
以X为主轴：国外用得比较多
以Z为主轴：常用于单向测图、像片修正。

1摄影测量学得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、摄影测量按用途可分为地形3、把一条航线得航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片得主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲得折线,称航线弯曲。

4、航摄像片为量测像片，有光学框标与机械框标。

5、一张像片得外方位元素包括：三个直线元素（Xs、Ys、Zs ）:描述摄影中心得空间坐标值三个角元素（0、w 、k ）描述像片得空间姿态。

6、同一条航线内相邻像片之间得影像重叠称为航向重叠,一般在60塑上。

相邻航线得重叠称为旁向重叠，重叠度要求在15%以上。

7、摄影测量中常用得坐标系有像平面坐标系、像空间坐标系、像空间辅助坐标系、摄影测_______ 量坐标系、地面测量坐标系与地面摄影测量坐标系。

8、中心投影得共线条件方程表达—摄影中心、像点与对应地物点三点位于同一直线得几何关系，利用其解求单张像片6个外方位元素得方法称单片空间后方交会,最少需要3个平高地面控制点。

9、航摄相片误差来源：摄像机物镜畸变差；大气折光差；地球曲率影响；摄影感光材料得变形；像点量测差。

10、空间后方交会得计算过程:1）获取已知数据；2）量测控制点得坐标；3）确定未知数得初始值；4）计算旋转矩阵R;5）逐点计算像点坐标得近似值；6）组成误差方程式；7）组成法方程式；8）解求外方位元素得改正数；9）解求改正后得外方位元素；10）外方位元素得改正数与规定得限差作比较。

13、摄影测量得基本问题,就就是将中心投影得像片转换为正射投影得地形图。

14、相对定向完成得标志就是模型点在统一得辅助坐标系中坐标U V、W得求出。

16、4D产品就是指DEM DLG DRG DOM17、立体摄影测量基础就是共面条件方程。

18、相对定向得理论基础、目得、标准就是两像片上同名像点得投影光线对对相交。

双像解析摄影测量得任务就是利用解析计算方法处理立体像对，获取地面点得三维空间信息。

20、双像解析摄影测量有：空间后方交会-前方交会法、相对定向-绝对定向法、光束法。

测绘航空摄影试题一、单选题1、目前，主流的航空摄影机的像幅为（B ）。

A.18cm×18cmB.23cm×23cmC.36cm×36cmD.46cm×46cm2、同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为（A ）重叠。

A. 航向B. 旁向C.水平D. 垂直3、相邻航线相邻像片之间的影像重叠称为（B ）重叠。

A. 航向B. 旁向C.水平D. 垂直4、航摄像片上一线段与地面上相应线段的水平距离之比称为（C ）比例尺。

A.地形图B.测图C.摄影D.制图5、航空摄影属于（D ）投影成像。

A.正射B.垂直C.斜距D.中心6、一张航摄像片有（B ）个内方位元素。

A.2B.3C. 4D.67、一张航摄像片有（D ）个外方位元素。

A.2B.3C. 4D.68、一张航摄像片有（C ）个方位元素。

A.3B.6C. 9D.129、摄影测量中一个立体像对由（B ）张航片构成。

A. 1B.2C.3D.410、航片上的投影差是由（A ）引起的像点位移。

A.地形起伏B.像片倾斜C.摄影姿态D.地球曲率11、将一个重叠向内的立体像对的左右像片对调后，观测到的是（B ）。

A.正立体B.负立体C.无立体D.不确定的模型12、下列各项中，关于航摄分区划分的原则叙述错误的是：（A）应为1/4A、分区内的地形高差不得大于三分之一航高B、当地面高差突变，地形特征差别显著时，可以破图幅划分航摄分区C、在地形高差许可且能够确保航线的直线性的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大D、分区界线应与图廓线相一致13、当成图比例尺为1：10 000时，应选择的航摄比例尺为：（A）A、1：20 000～1：40 000B 、1：10 000～1：20 000C 、1：25 000～1：60 000D 、1：7000～1：14 00014、对于像控点的布设，下图所示的应是那种情况下的布点方法（黑点表示高程点，圆圈内一点表示平高点）？（D ）原则上中心必须布点A 、航线网布点B 、区域网布点，用于加密平面控制点C 、区域网布点，用于加密平高控制点D 、区域网布点，用于地形条件受限时15、下列各项中，不包括于航摄设计书的内容的是：（C ）A 、航摄因子计算表B 、航摄材料消耗计算表C 、航摄鉴定表D 、GPS 领航数据表16、下面的公式是高层建筑物密集的大城市进行航摄时间选择的公式（T ?为摄区的地方时），其中h θ表示？（C ）12cos 90h T h t ?θθθδ?=--=-A 、摄区当地正午时间B 、太阳时角，单位为度（°）C 、摄影要求的太阳高度角，单位为度（°）D 、摄影日期的太阳赤纬，单位为度（°）17、下列对于航线敷设原则的叙述，错误的是？（ D ）A 、航线飞行方向一般设计为东西向，特定条件下亦可设计南北向或任意方向飞行B 、位于摄区边缘的首末航线应设计在摄区边界线上或边界线外C 、当相邻航线重叠度不能保证满足要求的情况时，应调整航摄比例尺D 、沿图幅中心线敷设航线时，平行于航摄飞行方向的测区边缘可不用外延一条航线18、下列对于航摄仪的有效使用面积内镜头分辨率的要求，正确的是？（B）A、每毫米内不少于20线对B、每毫米内不少于25线对C、每毫米内不少于30线对D、每毫米内不少于40线对19、下列关于航空摄影时飞行质量的要求，叙述错误的有？（B）A、航向重叠度一般应为60%-65%；个别最大不应大于75%，最小不应小于56%B、像片倾斜角一般不大于3°，个别最大不大于5°C、航摄比例尺越大，像片旋角的允许值就越大，但一般以不超过8°为宜D、航线弯曲度一般不大于3%20、进行1：5000地形图航空摄影时，下列关于飞行质量的叙述错误的是？（A）A、同一条航线上相邻像片的航高差不应大于20 m（30m）B、最大航高与最小航高之差不应大于50 mC、航摄分区内实际航高与设计航高之差不应大设计航高的5％D、1：5000和1：25000地形图航空摄影时，对航高的要求一样。