摄影测量与遥感试题及答案.pdf

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1、摄影测量与遥感习题库答案 一名词解释一名词解释 1.摄影比例尺 严格讲， 摄影比例尺是指航摄像片上一线段为 J 与地向上相应线段的水干距 L 之 比。由于影像片有倾角，地形有起伏，所以摄影比例尺在像片上处处不相等。 一 般指的摄影比例尺，是把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程这时像片上 的一线段 l 与地面上相应线段的水平距 L 之比，称为摄影比例尺 1m 2.像片倾角 空中摄影采用竖直摄影方式， 即摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，它偏 离铅垂线的夹角应小于 3D，夹角称为像片倾角。 3.航向重叠 同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，一般要求在 60以上。 4.旁向重叠 相

2、邻航线的重叠称为旁向重叠，重叠度要求在 24以上 5.摄影基线 控制像片重叠度时，是将飞机视为匀速运动，每隔一定空间距离拍摄一张像片， 摄站的间距称为空间摄影基线 B。 6.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，x，y 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。 7.像主点 相机主光轴与像平面的交点 8.内方位元素 内方位元素是表示摄影中心与像片之间相关位置的参数，包括三个参数。即摄影 中心到像片的垂距(主距)f 及像主点o在像框标坐标系中的坐标 00,y x 9.外方位元素 外方位元素是表示摄影中心

3、和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数,一张像 片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 间坐标值；另外三个是角元素，用于表达像片面的空间姿态。 10.空间后方交会 已知像片的内方位元素以及至少三个地面点坐标并量测出相应的像点坐标， 则可 根据共线方程列出至少六个方程式，解求出像片六个外方位元素，称为空间后方 交会。 11.中心投影变换 摄影测量与遥感习题库答案 对于平坦地区(地面起伏引起的投影差小于规定限差)而言，要将中心投影的像片 变为正射投影的地图， 就要将具有倾角的像片变为水平的像片，这种变换称为中 心投影的变换 12.像点位移 一个地面点在地面水平的水

4、平像片上的构像与地面有起伏时或倾斜像片上构像 的点位不同， 这种点位的差异称为像点位移，它包括像片倾斜引起的位移和地形 起伏引起的位移， 其结果是使像片上的几何图形与地面上的几何图形产生变形以 及像片上影像比例尺处处不等。 13.人造立体视觉 空间景物在感光材料上构像， 再用人眼观察构像的像片产生生理视差，重建空间 景物的立体视觉 所看到的空间景物为立体影像产牛的方体视觉称为人造立体 视觉。 14.相对定向元素 描述两张像片相对位置和姿态关系的参数，称为相对定向元素。 16.粗差 人为因素引起的误差如读数误差或记录误差等，它具有偶然性，但在数值上比偶 然误差大得多 17.内可靠性 内可靠性表示

5、可检测观测值中粗差的能力。 通常用可检测出租差的最小值或可检 测出粗差的下限值来衡量，下限值越小，内可靠性越好。 18.外可靠性 外可靠性表示不可检测的粗差对平差结果或平差结果函数的影响。 如果不可检测 的粗差对结果的影响小，表明外可靠性好。 19.GPS 辅助空中三角测量 利用载波相位差分 GPS 动态定位技术获取影像获取时的摄站三维坐标， 将其作为 附加观测值引入摄影测量区域网平差中， 整体确定物方点坐标和像片方位元素并 对其质量进行评定的理论和方法 20.带状法方程系数矩阵的带宽 带状法方程系数矩阵的主对角线元素沿某行(列)到最远非零元素间所包含未知 数的个数 21.自检校光束法区域网平

6、差 选用若干附加参数组成系统误差模型， 在光束法区域网平差的同时解求这些附加 参数，从而在平差过程中自行检定和消除系统误差的影响 摄影测量与遥感习题库答案 22.直方图 直方图是指对应于每个灰度值、 求出图像中具有该灰度值的像素数或频数占总像 素数的比率)的图形，一般用横轴代表灰度值，纵轴代表像素数或频数。 23.采样 影像上的像点是连续分布，在影像数字化过程中每隔一个间隔读一个点的灰度 值，这个过程称为采样。 24.量化 由于采样过程得到的每个点的灰度值不是整数，将各点的灰度值取为整数，这一 过程称为影像灰度的量化。 25.数字高程模型 用于表示地面特征的空间分布的数据阵列， 常用的是用一系

7、列地面点的平面坐标 X、Y 以及该地面点的高程 Z 或属性组成的数据阵列。 26.移动拟合法 一个以待定点为中心的逐点内插法， 它定义一个新的局部函数去拟和周围的数据 点，进而求出待定点的高程。 27.直接法 从原始影像出发，按行列的顺序依次对每个原始像元素点位求其在输出影像 (纠 正影像)中的正确位置： ),(yxFX x = ),(yxFY y = 式中，yx,为原始影像上像元素坐标，YX，为纠正影像上相应像元坐标， x F、 y F为直接纠正变换函数。 28.间接法 从空白的纠正影像出发， 按行列的顺序依次以每个像素点位反求其在原始影像中 的位置： = = ),( ),( YXGy YX

8、Gx y x 式中， yx GG,为间接纠正变换函数， 29.遥感技术 不接触物体本身，用遥感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目 标物、揭示目标物几何形状大小、相互关系及其变化规律的科学技术。 摄影测量与遥感习题库答案 30.空间分辨率 遥感图像的空间分辨率用来表征影像地面目标细节能力的指标。 31.时间分辨率 把传感器对同一目标进行重复探测时， 相邻两次探测的时间间隔称为遥感图像的 时间分辨率。 32.光谱分辨率 遥感图像的光谱分辨率指传感器所用的波段数、波长及波段宽度，也就是选择的 通道数、每个通道的波长及带宽。 33.温度分辨率 温度分辨率是指热红外传感器分辨地表热辐射(温

9、度)最小差异的能力它与探测 器的响应率和传感器系统内的噪声有直接关系。 34.成像光谱仪 成像光谱仪，它是以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器。 通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起， 可以实现对同一 地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。 35.侧视雷达 侧视雷达是向遥感平台行进的垂直方向的一侧或两侧发射微波， 再接收由目标反 射或散射回来的微波的雷达。通过观测这些微波信号的振幅、相位、极化以及往 返时间，就可以测定目标的距离和特性。 36.合成孔径侧视雷达 合成孔径侧视雷达是利用遥感平台的前进运动，若干小孔径天线组成天线阵列 （即把一系列彼此相

10、连、性能相同的天线，等距离地布设在一条直线上）安装在 平台的侧方，以代替大孔径的天线接收窄脉冲信号(目标地物后向散射的相位、 振幅等)，以提高方位分辨力的雷达。天线阵列的基线愈长，方向性愈好。 37.多源信息复合 多源信息复合是将多种遥感平台， 多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数 据之间的信息组合匹配的技术。 复合后的图像数据将更有利于综合分析。该方法 更好地发挥了不同遥感数据源的优势互补，弥补了某一种遥感数据的不足之处， 提高了遥感数据的可应用性。 在仅用遥感数据难以解决问题的时候，加入非遥感 数据进行补充，使更综合的、更深入的分析得以进行，也为进一步应用地理信息 系统技术打下基础。

11、38.目视解译 又称目视判读， 或目视判译，它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在 遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。 摄影测量与遥感习题库答案 39.遥感图像计算机解译 又称遥感图像理解(Remote Sensing Imagery Understanding)，它以计算机系统 为支撑环境， 利用模式识别技术与人工智能技术相结合，根据遥感图像中目标地 物的各种影像特征(颜色、形状、纹理与空间位置)，结合专家知识库中目标地物 的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感图像的理解，完成对 遥感图像的解译。 40.直接判读标志 直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥

12、感图像的各种特征， 它 包括遥感摄影像片上的色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图型等，解译者 利用直接解译标志可以直观识别遥感像片上的目标地物。 41.计算机辅助遥感制图 计算机辅助遥感制图是在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像 处理技术和数字地图编辑加工技术， 实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方 法。 42.遥感影像地图 遥感影像地图是一种以遥感影像和一定的地图符号来表现制图对象地理空间分 布和环境状况的地图。在遥感影像地图中，图面内容要素主要由影像构成，辅助 以一定地图符号来表现或说明制图对象，与普通地图相比，影像地图具有丰富的 地面信息，内容层次分明，图面清晰易读，充

13、分表现出影像与地图的双重优势。 二填空题二填空题 1. 摄影测量与遥感要解决的是所获信息的“2W”问题，即 where(在哪儿)和 what(是什么)这两大问题。 2、摄影测量的发展经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三种方 法。 3. 同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠,一般在 60%以上。 相邻 航线的重叠称为旁向重叠,重叠度要求在 24%以上。 4. 摄影中心且垂直于像平面的直线叫做主光线（轴） ，它与像平面的交点称 为像主点。 5. 航空摄影像片为中心投影。 6. 摄影测量中常用的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

14、系和地面摄影测量坐标系。 7. 像点a、摄影中心S和物点A在同一条直线上，这三点之间的数学关系式称 为共线条件方程式（或中心投影构像方程，万能公式） 摄影测量与遥感习题库答案 8. 利用航摄像片上三个以上像点坐标和相应的地面点坐标，计算像片的外方位 元素的工作，称为单张像片的空间后方交会。 9. .相对定向的目的是确定相邻像片之间的相对位置关系，最少需要 5 对同名像 点。 10.解求单张像片的外方位元素最少需要 3 个平高地面控制点。 11.采用连续法对像对进行相对定位时，通常采用左像片的像空间直角坐标系 作为描述两张像片相对位置的像空间辅助坐标系。 12.单元模型的绝对定向最少需要 2 个

15、平高和 1 个高程地面控制点。 13.两个空间直角坐标系间的坐标变换最少需要2个平高和1个高程地面控制点。 14.恢复立体像对左右像片的相互位置关系依据的是共面条件方程。 15.解析空中三角测量根据平差计算范围的大小， 可分为 单模型解析空中三角测 量 、单航带解析空中三角测量和 区域网解析空中三角测量三类。 16.影像数字化包括采样和量化两项内容。 17.用于影像匹配的特征分为点特征和线特征两种。 18.基于灰度的影像相关的基本方法有相关系数法、协方差法和高精度最小二乘 相关 19.为了获得纠正影像格网的灰度值，有两种方案，分别称为直接法方案和间接 法方案。 19.遥感技术的分类方法很多，按

16、电磁波波段的工作区域，可分为可见光遥感、 红外遥感、微波遥感和多波段遥感等。 20.遥感技术的分类方法很多，按传感器的运载工具的不同，可分为航空遥感和 航天遥感两大系统。 21.按传感器记录方式的不同，把遥感技术分为成像方式和非成像方式两大类。 22.遥感信息获取的关键是传感器。 23.按照天线结构的不同，侧视雷达分为真实孔径雷达和合成孔径雷达 24.传感器按工作的波段可分为可见光传感器、红外传感器和微波传感器。 25.传感器按工作方式可分为主动传感器和被动传感器。 26.光学类型传感器主要包括框幅式照相机、缝隙摄影机、全景摄影机以及多光 谱摄影机四种类型。 摄影测量与遥感习题库答案 27.空

17、间分辨率通常用地面分辨率和影像分辨率来表示。 28. 遥感图像归纳为三方面特征，即几何特征、物理特征和时间特征。这三方面 特征的表现参数为空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率。 29. 遥感解译人员需要通过遥感图像获取三方面的信息：目标地物的大小、形状 及空间分布特点；目标地物的属性特点；目标地物的变化动态特点。 30.亮度对比是视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比。 31.颜色的性质由明度、色调和饱和度来描述。 32.人眼对光源或物体明亮程度的感觉称为明度。 33.伪彩色增强的方法主要有密度分割法、灰度级彩色变换和频率域伪彩色增强 三种。 34. 数字图像是指能够被计算机存储、

18、处理和使用的图像。 光学图像称作模拟量， 数字图像又称作数字量，它们之间的转换称模/数转换，或反之，称数/模转换。 35. 数字量与模拟量的本质区别在于， 模拟量是连续变量， 而数字量是离散变量。 36. 进入传感器的辐射强度反映在图像上就是亮度值(灰度值)。辐射强度越大， 亮度值(灰度值)越大。 该值主要受两个物理量影响：一是太阳辐射照射到地面的 辐射强度，二是地物的光谱反射率。 37. 引起辐射畸变有两个原因：一是传感器仪器本身产生的误差；二是大气对辐 射的影响。 38. 侧视雷达的分辨率可分为距离分辨率和方位分辨率，前者垂直于飞行的方 向，后者平行于飞行方向。 39. 以实际孔径天线进行

19、工作的侧视雷达，称真实孔径侧视雷达。要提高这种雷 达的方位分辨力，只有加大天线孔径、缩短探测距离和工作波长。 40. 下图为四幅遥感图像的像元亮度值直方图，从图中可以看出，（a）幅图像 亮度正常，（b）幅图像亮度偏暗，（c）幅图像亮度偏亮，（d）幅图像亮度过 于集中。 摄影测量与遥感习题库答案 41. 下图为遥感平台位置和运动状态变化引起的遥感图像的几何畸变，其中( a ) 幅是由于航高变化引起的，( d)幅是由于航速变化引起的，( c)幅是由于遥 感平台俯仰变化引起的，( b)幅是由于遥感平台翻滚变化引起的，(e )幅是 由于遥感平台偏航变化引起的. 42. 简单的常用数字图像处理方法，主要

20、有对比度扩展、空间滤波、图像运算和 多光谱变换等。 43. 数字图像处理的目的是提高图像质量和突出所需信息， 有利于分析判读或作 进一步的处理。 44. 遥感信息的复合主要指不同传感器的遥感数据的复合， 以及不同时相的遥感 数据的复合。 45. 在遥感数字图像处理中，为重点突出图像上的某些特征可采用空间滤波方 法；为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分，可采用锐化方 法；为了改变图像像元的亮度值，可采用对比度扩展方法。 46.遥感摄影像片解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。 摄影测量与遥感习题库答案 判断题判断题 1、()2、( )3、 ()4、( )5、() 6、()7、(

21、)8、 ()9、( )10、() 11、()12、()13、()14、()15、() 16、 （）17.( )18.()19.()20.() 21.()22.( )23.()24.()25.() 26.()27.( )28.()29.()30.() 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

22、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 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

23、标系，yx,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。 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，yx,轴与像平面坐标系的yx,轴平行， 摄影测量与遥感习题库答案 z轴与主光轴重合，形成像空间右手直角坐标系xyzS 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XYZS表示。此坐标系的原点仍选在摄影中心S坐 标轴系

24、的选择视需要而定。 (2) 物方空间坐标系 摄影测量坐标系 将像空间辅助坐标系XYZS沿着 Z 轴反方向平移至地面点 P，得到的坐标系 ppp ZYXP称为摄影测量坐标系 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 ttt ZYXT表示。 地面摄影测量坐标系 由于摄影测量坐标系采用的是右手系，而地面测量坐标系采用的是左手系，这给 由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难。为此，在摄影测量坐标系与 地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系，称为地面摄影测量坐标系，

25、用 tptptp ZYXD表示，其坐标原点在测区内的其一地面点上。 4.摄影测量中，为什么要把像空间坐标变换为像空间辅助坐标？常用的坐标变换 公式是什么？ 由于将像平面坐标求像点的像空间坐标时，每张相片的像空间坐标系不统一， 给 计算带来困难。 因此建立相对统一的像空间辅助坐标系。像空间坐标系和像空间 辅助坐标系坐标之间的变换关系为 = = = Z Y X cba cba cba Z Y X R Z Y X R f y x T 333 222 111 1 5.什么是共线方程，它在摄影测量中有何应用？ 答：共线方程即中心投影的构像方程 摄影测量与遥感习题库答案 + + = + + = )()()

26、( )()()( )()()( )()()( 333 222 333 111 SASASA SASASA SASASA SASASA ZZcYYbXXa ZZcYYbXXa fy ZZcYYbXXa ZZcYYbXXa fx 共线方程式包括十二个数据：以像主点为原点的像点坐标yx,，相应地面点坐标 AAA ZYX,，像片主距f及外方位元素, SSS ZYX。 共线条件方程在摄影测量中的主要应用如下： 1单片后方交会和立体模型的空间前方交会； 2求像底点的坐标； 3光束法平差中的基本方程 4解析测图仪中的数字投影器； 5航空摄影模拟； 利用 DEM 进行单张像片测图。 6.航摄像片与地图有什么不

27、同？ 答： 航摄像片是地面景物的中心投影构像，地图在小范围内可认为是地面景物的 正射投影，这两种投影的性质不同。 (1)航摄像片与地形图比例尺的差异 航摄像片的比例尺与地形图比例尺的定义是相同的， 是线段在像平面上的构像 与其在地面上的实地距离之比。 对一幅地形图来说，图上各处比例尺都是相同的，即等于常数； 而对于中心投影的航摄像片来说，不但因航高的变化会使各片的比例尺不一 样， 而且就同一张航片而言，由于像片倾斜和地形起伏产生的像点位移也会使各 处比例尺不一致。 (2)航摄像片与地形图投影方法的差异 地形图的投影属于正射投影（也称垂直投影） ，因此地形图上的地物地貌形状 与实地完全相似，相关

28、方位保持不变，各处比例尺相同。 航摄像片是地面的中心投影， 由于同时存在由于像片倾斜和地形起伏而引起的 像点位移，致使航摄像片上的影像变形，不但同一张像片上各处比例尺不一致， 而且相关方位也发生变化。 摄影测量与遥感习题库答案 (3)航摄像片与地形图表示方法的差异 在表示方法上， 地形图上的地物、地貌要素是按成图比例尺规定的符号和等高 线来表示的，而航摄像片只能用影像的大小、形状和色调反映地物、地貌。 在表示内容上，地形图上除用相应的符号外还有必要的文字、数字注记等（如 居民地名称，道路等级等） ，这些在航摄像片是表示不出来的。 在地形图上要依据成图比例尺，对地物地貌要素进行综合取舍，只表示那

29、些重 要或有方位意义的地物；而在航摄像片上，所有地物都有其影像。 7.摄影测量中，建立人造立体视觉应满足哪些条件？ 答：人造立体视觉必须符合自然界里提观察的四个条件： 1由两个不同摄站摄取的同一景物的一个立体像对； 2一只眼睛只观察像对中的一张像片； 3两眼各自观察同一景物的左右影像点的连线应与眼基线近似平行； 4像片间的距离应与双眼的交会角相适应。 8.什么叫像点位移？怎样才能消除它？ 答：当航摄像片有倾角或地面有高差时，所摄的像片与上述理想情况有差异。 这 种差异反映为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 斜像片上构像的点位不同， 这种点位的差异称为像点位移，它包括像片

30、倾斜引起 的位移和地形起伏引起的位移， 其结果是使像片上的几何图形与地面上的几何图 形产生变形以及像片上影像比例尺处处不等。 1像片倾斜引起的像点位移，sinsin 2 f rc a =(像片倾角为，像距为，方向 角为，f为像片主距，对该位移引起景物在像片上的影像可进行像片纠正 2因地形起伏引起的像点位移 H rh h =(r为以像底点为中心的像距，H为摄影 航高)可对其进行改正。 3对物理因素如摄影物镜的畸变差、大气折光、地球曲率及底片变形等引起的 像点位移，可用数据模型来描述。 摄影测量与遥感习题库答案 9.试解释“摄影过程几何反转”这一概念. 10.像点倾斜误差的计算公式为 sinsin

31、 sinsin 2 c c rf r =。试完成下列内容： (1)何为倾斜误差？ (2)解释公式中各参数的含义。 (3)根据公式，解释倾斜误差的规律。 答: (1)倾斜误差 物点在倾斜像片上的像点相对于其在水平像片上相应像点的位置变化， 称为 倾斜误差。 （或：由于像片倾斜引起的像点位移称为倾斜误差。 ） (2)公式中各参数的含义。 rc 像点到等角点的向径； 像片倾角； 向径与等比线的夹角； f航摄仪主距。 3、倾斜误差的规律。 倾斜误差的方向在等角点的辐射方向上； 倾斜误差的大小与向径rc的平方成正比，因此像片边缘的倾斜误差最 大； 当=0或=180时，=0，即等比线上像点不存在倾斜误差；

32、 当=90或=270时，最大，即主纵线上像点倾斜误差最大； 由于和rc恒为正值，所以的符号取决于的大小。当在 0180 时，为负值；当在 180360时，为正值。 11.空间后方交会的目的是什么?解求中有多少未知数?至少需要测求几个地面控 制点?为什么? 答：利用一定数量的地面控制点，根据共线方程，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。解求外方位元素时，有六个未知数，至少需 要六个方程。由于每一对共轭点可列出两个方程，因此，若有三个已知地面坐标 控 制 点 ， 则 可 列 出 六 个 方 程 ， 解 求 六 个 外 方 位 元 素 改 正 数 ddddZdYdX SSS

33、,测量中为了提高精度，常有多余观测方程。在空间后 摄影测量与遥感习题库答案 方交会中， 通常是在像片的四个角上选取四个或更多的地面控制点，因而要用最 小二乘法平差计算。 12.解析摄影测量中，为什么常要用到误差方程与法方程来解求 利用共线方程及相应的系数计算公式解求外方位元素时，有六个未知数，至少需 要六个方程。由于每一对共轭点可列出两个方程，因此，若有三个已知地面坐标 控制点，则可列出六个方程，解求六个外方位元素改正数 S dX， S dY， S dZ，d， d，d测量中为了提高精度，常有多余观测方程。在空间后方交会中，通常 是在像片的四个角上选取四个或更多的地面控制点， 因而要用最小二乘法

34、平差计 算。最小二乘法平差要用到误差方程与法方程。 根据构像方程式求偏导,各系数取自泰勒级数展开式的一次项,而未知数的近似值 往往是粗略的,因此计算必须通过逐渐趋近的方法,即用近似值与改正值的和作为 新的近似值,重复计算过程,求出新的改正数,这样反复趋近,直到改正数小于某一 限值为止,最后得出六个外方位元素的解. 13.摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的条件方程如下 )()()( )()()( 333 111 0 SSS SSS ZZcYYbXXa ZZcYYbXXa fxx + + = )()()( )()()( 333 222 0 SSS SSS ZZcYYbXXa ZZcY

35、YbXXa fyy + + = 请说明式中各符号的意义，用图示意航摄像片的内、外方位元素，并简要叙述以 上方程在摄影测量中的主要用途。 答： 上式中， 321321321 ,cccbbbaaa是由像片 3 个外方位角元素构组成的九个 方向余弦； SSS ZYX，是像片的 3 个外方位线元素。 00,y x为像主点坐标，yx, 是像点在像片框标坐标系中的坐标，ZYX，是像点对应地面点的物空间坐标。 以上方程称作共线方程，主要应用于： 1单片空间后方交会和前方交会； 2求像底点坐标； 3光束法平差的基本误差方程式； 4构成解析测图仪中数字投影器的基础； 摄影测量与遥感习题库答案 5计算像片模拟数据

36、； 利用 DEM 进行单片测图。 14双像解析摄影测量测求地面点三维坐标的方法有哪三种？ 答：用解析的方法处理立体像对，常用的方法有三种： 利用像片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空司坐标。 利用立体像对的内在几何关系，进行相对定向，建立与地面相似的立体模型， 计算出模型点的空间坐标。再通过绝对定向，将模型进行平移、旋转、缩放 把 模型纳入到规定的地面坐标系之中解求出地面目标的绝对空间坐标。 利用光束法双像解析摄影测量来解求地面目标的空间坐标， 这种方法将待求点 与已知外业控制点同时列出误差方程式，统一进行平差解求。这种方法理论较为 严密它把前面两种方法的两种步骤合在一个整体内。 15

37、. 立体像对前方交会的目的是什么? 答： 应用单像空间后方交会求得像片的外方位元素后，欲由单张像片上的像点坐 标反求相应地面点的空间坐标仍不可能，只能确定其空间方向，而使用同名像点 就能得到两条同名射线在空间的方向， 这两条射线一定相交其相交处必定是该地 面点的空间位置，所以空间前方交会是为了确定相应地面点的地面坐标。 16. 试述空间后交前交计算地面点三维坐标的基本过程。 答： (1)野外像片控制测量 一人立体像对如图 312 所示，在重叠部分四角，找出四个明显地物点，作为四 个控制点。在野外判读出四个明显地物点的地面位置，做出地面标志，并在像片 上准确刺出点怔， 背面加注说明。然后在野外用

38、普通测量的方法测算出四个控制 点的地面测量坐标 ttt ZYX,。 (2)用立体坐标量测仪量测像点的坐标 像片在仪器上归心定向后，测出四个控制点的像片坐标),( 11 yx与),( 22 yx，然后 摄影测量与遥感习题库答案 测出所有需要解求的地面点的像点坐标),( 11 yx和),( 22 yx。 (3)空间后方交会计算像片外方位元素 根据计算机中事先编制好的程序，按要求输入控制点的地面坐标及相内的像点 坐标，对两张像片各自进行空间后方文会，计算各自的六个外方位元素 111111 ， SSS ZYX和 222222 ， SSS ZYX (4)空间前方交会计算未知点地面坐标 用各自像片的角元素

39、， 按式计算出左、 右像片的方向余弦值， 组成旋转矩阵 21 RR与 根据左、右像片的外方位线元素计算摄影基线分量 ZYX BBB，； 12SSX XXB= 12SSY YYB= 12SSZ ZZB= 逐点计算像点的像空间辅助坐标 = = f y x R Z Y X f y x R Z Y X 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 计算点投影系数 1221 11 2 1221 22 1 ZXZX XBZB N ZXZX XBZB N ZX ZX = = 计算未知点的地面摄影测量坐标 222111SStp XXNXXNX+=+= 222111SStp YYNYYNY+=+= 22211

40、1SStp ZZNZZNZ+=+= 17.解析相对定向的目的是什么?有哪两种方法?各种方法的定向元素是哪五个? 答： 用于描述两张像片相对位置和姿态关系的参数，称为相对定向元素。用解析计算 摄影测量与遥感习题库答案 的方法解求相对定向元素的过程，称为解析法相对定向。有连续像对相对定向和 单独像对相对定向。 1. 连续像对相对定向 连续像对相对定向是以左方像片为基准， 求出右方像片相对于左方像片的相对方 位元素。选定像空间辅助坐标系 1111 ZYXS，使得左像片在 1111 ZYXS中的相对 方位元素均为已知值。需要解求的元素只有 5 个，即,bzby 2. 单独像对相对定向 单独像对相对定向

41、是以摄影基线作为像空间辅助坐标系的X轴，以 左摄影中心 1 S为原点，左像片主光轴与摄影基线 B 组成的主核面(左主核面)为 XZ平面，构成右手直角坐标系 1111 ZYXS 单独像对相对定向元素为 22211 , 18.绝对定向的目的是什么?定向元素有哪些?如何解求绝对定向元素?解求中至少 需要几个控制点? 绝对定向的目的就是将相对定向后求出的摄影测量坐标变换为地面测量坐标， 七 个参数，ZYX。7 个未知数至少需列 7 个方程，若将已知 平面坐标( tptp YX,)和高程 tp Z的地面控制点称为平高控制点，仅已知高程的控制 点称为高程控制点， 至少需要两个平高控制点和一个高程控制点，而

42、且三个控制 点不能在一条直线上。生产中，一般是在模型四角布设四个控制点，因此有多余 观测值，按最小二乘法平差解求。 19.解析空中三角测量有哪些方法? 答： 一、航带法解析空中三角测量 首先对航带中每个像对进行连续法相对定向，建立立体模型。然后用航带内四 个已知控制点或相邻航带公共点，进行航带模型的绝对定向将各航带模型连接 成区域网，并得到所有模型点在统一的地面摄影测量坐标系中的坐标。最后， 进 行航带或区域网的非线性改正。 改正的方法是，认为每条航带有各自的一组多项 摄影测量与遥感习题库答案 式系数值 然后以控制点的计算坐标与实测坐标应相等以及相邻航带公共点坐标 应相等为条件，在误差平方和为

43、最小条件下，求出各航带的多项式系数进行坐 标改正，最终求出加密点的地面坐标。 二、独立模型法解析空中三角测量 它是基于单独法相对定向建立单个立体模型。 由于各个模型的像空间辅助坐标系 和比例尺均不一致， 因此要用模型内的巳知控制点和模型公共点进行空间相似变 换。 首先将各单个模型视为刚体，利用各单个模型彼此间的公共点连接成一个区 域。在连接过程中，每个模型只能作平移、旋转、缩放，这样的要求通过单个模 型的空间相似变换来完成。 在变换中要使模型间公共点的坐标应相等，控制点的 计算坐标应与实测坐标相等，同时误差的平方和应为最小，在满足这些条件下， 校最小二乘原理求得每个模型的七个绝对定向参数。 从

44、而求出所有加密点的地面 坐标。 三、光束法解析空中三角测量 该方法以每张像片为单元， 以共线方程为依据，建立全区域的统一误差方程式和 法方程式， 整体解求区域内每张像片的六个外方位元素以及所有待求点的地面坐 标，其原理就是光束法双像解析摄影测量。 20.GPS 辅助空中三角测量有何优点?论述其基本原理。 答： GPS 辅助空中三角测量的优点有 1GPS 差分定位技术可获取亚米级精度的三维摄站坐标，有效地用于区域网乎 差。解算出的加密点坐标精度优干 GPs 摄站坐标自身的精度，可满足各种比 例尺测图的加密规范。 2在一个区域中，如 GPS 观测值中没有失锁、周跳等信号间断的情况，在无须 考虑基准

45、的情况下GPS 摄站坐标可完全取代地面控制点用于区域网平差。 3为解决基准问题及有效改正由于周跳、失琐等导致的 GPs 系统误差，需加飞 构架航线或加入少量地面控制点。 4大量的试验结果表明，GPS 辅助空中三角测量能用于不匠像片比例尺、不同 区域大小的联台平差完全可以生产实用化。 GPS 辅助空中三角测量是指利用机载 GPS 接收机与地面基准点的 GP5 接收机同 摄影测量与遥感习题库答案 时、快速、连续地记录相同的 GPS 卫星信号通过相对定位技术的离线数据后 处理获取摄影机曝光时刻摄站的高精度二维坐标， 将其作为区域网平差中的附加 非摄影测量观测值以空中控制取代(或减少)地面控制，经采用

46、统一的数学模型 和算法，整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法。 21.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， 并简要简述其在摄影测量中的主要用途。 答：设摄影中心S在某一规定的物方空间左手直角坐标系中的坐标为 ( sss ZYX,)，任一地面点 A 在该物方空间坐标系中的坐标为( AAA ZYX,),A 在像 片上的构像 a 在像空间坐标系和像空间辅助坐标为(fyx,)和(ZYX,),摄影时 AaS,三点共线且满足如下关系： = = = SASASA ZZ Z YY Y XX X 即 = SA SA SA ZZ YY XX Z Y X (1) 又像空间坐

47、标与像空间辅助坐标系满足： = Z Y X R f y x (2) 式中， = 321 321 321 ccc bbb aaa R为由像片外方位角元素组成的正交变换矩阵。 将(2)式写成纯量形式并用第一、二式分别除以第三式，可得 )()()( )()()( 333 111 SASASA SASASA ZZcYYbXXa ZZcYYbXXa fx + + = )()()( )()()( 333 222 SASASA SASASA ZZcYYbXXa ZZcYYbXXa fy + + = 表示了摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程。 摄影测量与遥感习题库答案 共线条件方程在

48、摄影测量中的主要应用如下： 6单片后方交会和立体模型的空间前方交会； 7求像底点的坐标； 8光束法平差中的基本方程 9解析测图仪中的数字投影器； 10航空摄影模拟； 11利用 DEM 进行单张像片测图。 22.什么叫粗差?它与系统误差和偶然误差有何区别?简述粗差检测理论。 答： 粗差是人为因素引起的误差如读数误差或记录误差等，它具有偶然性。在数值上 比偶然误差大得多。与系统误差的区别？ 粗差检测理论研究的主要问题是：如何发现粗差(粗差检测方法)；能检测出多大 的粗差(内可靠性)；不能被检测出的粗差对平差结果有多大影响(外可靠性)。 荷兰大地测量学家 Baarda 教授提出的用以检测小粗差的理论

49、“数据探测法 (DataSnooping)”是粗差检测的经典理论，其核心是根据平差结果，用观测值的 改正数 i v构造标准正态统计量： vi i i v w =N(0,1) 式中, i v为第i个观测值的改正数，由误差方程式LXAV= 求出。 除了“数据探测法”之外， “选权迭代法” 是另一种常见的粗差检测方法。其基 本思想是：开始平差时仍然按常规的最小二乘法进行，然后在每次平差之后， 根 据残差和其它有关参数， 按所选择的权函数计算每个观测值在下一步迭代计算中 的权值纳入平差计算。如果权函数选择得当，且当粗差可定位时，则含粗差的 观测值的权越来越小，直至趋于零。迭代终止时，相应的残差将直接指出租差的 数值，而平差结果则不受粗差的影响。 23.为什么要研究可靠性问题?内可靠性和外可靠性