摄影测量考试试题及详细答案

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绝对定向元素⼀、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_________。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单⾏带法相对定向后，为何要进⾏⽐例尺归化？为何进⾏？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空间后⽅交会的结算步骤。

2有三条航线，每条航线六像⽚组成⼀个区域，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，存容量。（3）请画出改化法⽅程系数阵结构简图。A卷答案：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。7当物⾯和合⾯分别绕透视轴合线旋转后，只要旋转地⾓度相同，则投影射线总是通过物⾯和像⾯的统⼀相对应点。

8⽤以确定摄影瞬间摄影机或像⽚空间位置，即摄影光束空间位置的数据。9通过摄影基线与任意物⽅点所作的平⾯称作通过该点的核⾯。10确定相对定向所建⽴的⼏何模型⽐例尺和恢复模型空间⽅位的元素。⼆、

1中⼼投影的像⽚、正射投影的地形图。2照射光线、吸收、反射、透视3⽣理视察

4模型点在统⼀的辅助坐标系中坐标U、V、W的求出。5 2N+2、N+3三、

1 答：连续法相对定向是以左⽅相⽚为基准，求出右⽅相⽚相对于左⽅像⽚的相对⽅为元素。右像点在中的坐标为零。

中的 u与B 重合，v轴与左相⽚的主核⾯相垂直，w轴在左像⽚的主核⾯，右像空间辅助坐标系中的轴与轴重合，与平⾏，因⽽为零。

2答：在倾斜像⽚上从等⾓点出发，引向任意两个像点的⽅向线，他们之间的夹⾓与⽔平像⽚上相应的⽅向之间，即⽔平地⾯上相

应⽅向之间的夹⾓恒等。

3答：a 因为每个像对模型的⽐例尺是按照其相对定向时所取的bu⽽定的，为建⽴航带模型从⽽应将各像对模型归化到统⼀的⽐例尺中。

b 以第⼀个像对模型⽐例尺为基准，在模型连接时，利⽤重叠区的公共点，⽐较公共点在相邻模型上的空间辅助坐标w，求得模型归化⽐例系数k，借助k使后⼀像对模型的⽐例尺归化到前⼀对像对模型的⽐例尺中。

4答：独⽴模型法区域⽹平差以单元模型为为平差单元。其中单元模型是独⽴地在各⾃的像空间辅助坐标系中建⽴的，在整体区域⽹平差时，根据地⾯控制点的摄影测量坐标和地⾯坐标相等以及相邻模型公共点，包括公共摄影站点在，他们各⾃单元模型上的测量坐标应该相等的原则，确定每⼀个单元的旋转，缩放和平移，已取得在区域中的最或是值，从⽽求出各加密点的地⾯坐标5答：图形的变换前后保持局部相似性。摄影测量学习题⼀、名词解释

1、像⽚⽐例尺：像⽚上的线段l与地⾯上相应线段的⽔平距L之⽐。

2、绝对航⾼：摄影物镜相对于平均海平⾯的航⾼，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔⾼度。

3、相对航⾼：摄影物镜相对于某⼀基准⾯的⾼度

4、像点位移：⼀个地⾯点在地⾯⽔平的⽔平像⽚上的构象与地⾯有起伏时或倾斜像⽚上构象的点位不同，这种点位的差异称为像点位移

5、摄影基线：航线⽅向相邻两个摄影站点的空间距离

6、航向重叠：同⼀航带相邻像⽚之间的影像重叠称为航向重叠

7、旁向重叠：两相邻航带像⽚之间也需要有⼀定的影像重叠，这种影像重叠称为旁向重叠8、像⽚倾⾓：摄影瞬间摄影机物镜主光轴偏离铅垂线的夹⾓

9、像⽚的⽅位元素：确定摄影瞬间摄影物镜（摄影中⼼）与像⽚在地⾯设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数，即确定这三者之间相关位置的参数。

10、像⽚的⽅位元素：确定摄像机的镜头中⼼相对于影像位置关系的参数11、像⽚的外⽅位元素：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数12、相对定向元素：确定像对中两像⽚之间相对位置所需的元素

13、绝对定向元素：确定单像⽚或⽴体模型在地⾯坐标系中⽅位和⼤⼩所需的元素

14、单像空间后⽅交会：利⽤影像覆盖围⼀定数量的控制点空间坐标与影像坐标，根据共线条件⽅程，反求该影响的外⽅位元素，这种⽅法称为单幅影像的空间后⽅交会

15、空间前⽅交会：由⽴体相对左右两影像的、外⽅位元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点的物⽅空间坐标（某⼀暂定三维坐标系统⾥的坐标或地⾯量测坐标系坐标），称为⽴体像对的空间前⽅交会

16、双像解析摄影测量：按照⽴体像对与被摄物体的⼏何关系，以数学计算⽅式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标的⽅法，称为双像解析摄影测量。17、空中三⾓测量：利⽤航摄像⽚与所摄⽬标之间的空间⼏何关系，根据少量像⽚控制点，计算待求点的平⾯位置、⾼程和像⽚外⽅位元素的测量⽅法

18、POS：机载定位定向系统POS是基于全球定位系统GPS和惯性测量装置IMU 的直接测定影像外⽅位元素的现代航空摄影导航系统，可⽤于在⽆地⾯控制或仅有少量地⾯控制点情况下的航空遥感对地定位和影像获取。19、影像的灰度：规则格⽹排列的离散阵列

20、数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数个（x,y）的数值时就需要进⾏插，此时称为重采样21、影像匹配：影像匹配即通过⼀定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。22、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

23、像⽚纠正：通过投影转换，将倾斜像⽚变换成规定⽐例尺⽔平像⽚的作业过程。

24、数字正射影像图DOM：（Digital Orthophoto Map）是以航摄像⽚或遥感影像（单⾊/彩⾊）为基础，经扫描处理并经逐像元进⾏辐射改正、微分纠正和镶嵌，按地形图围裁剪成的影像数据，并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公⾥格⽹、图廓（/外）整饰等形式填加到该影像平⾯上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库。25、⽴体像对：从不同摄站摄取的具有重叠影像的⼀对像⽚。

26、⽴体正射影像对：为了从⽴体观察中获得直观⽴体感，为正射影像制作出⼀幅⽴体匹配⽚，正射影像和相应⽴体匹配⽚共同称为⽴体正射影像对⼆、填空

4D产品是指 DEM、DLG、DRG、DOM。

摄影测量按⽤途可分为地形摄影测量、⾮地形摄影测量。

摄影测量学的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。模拟摄影测量是利⽤光学/机械投影⽅法实现摄影过程的反转。

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。

数字摄影测量是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。共线⽅程表达的是像点、投影中⼼与地⾯点之间关系。⽴体摄影测量基础是共⾯条件⽅程。摄影是根据⼩孔成像原理。

航空摄影是安装在航摄飞机上的航摄仪从空中⼀定⾓度对地⾯物体进⾏摄影，飞⾏航线⼀般为东西⽅向，要求航线相邻两像⽚应有60%左右的重叠度，相邻航线的像⽚应有30%左右的重叠度,航摄机在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地⾯。把⼀条航线的航摄像⽚根据地物影像拼接起来，各像⽚的主点连线不在⼀条直线上，⽽呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲。航摄像⽚为量测像⽚，有光学框标和机械框标。地图是地⾯的正射投影，像⽚是地⾯的中⼼投影。在像空间坐标系中，像点的z坐标值都为-f。

⼀像⽚的外⽅位元素包括：三个直线元素(Xs、Ys、Zs ）：描述摄影中⼼的空间坐标值；三个⾓元素(j、w、k) ) ：描述像⽚的空间姿态。

相对定向的理论基础、⽬的、标准是两像⽚上同名像点的投影光线对对相交。双像解析摄影测量的任务是利⽤解析计算⽅法处理⽴体像对，获取地⾯点的三维空间信息。

在摄影测量中，⼀个⽴体像对的同名像点在各⾃的像平⾯坐标系的x、y坐标之差，分别称为左右视差、上下视差。

解析法相对定向的理论基础是同名光线对对相交于核⾯。

解析绝对定向需要量测 2 个平⾼和 1 个⾼程以上的控制点，⼀般是在模型四个⾓布设四个控制点。解析空中三⾓测量按数学模型分为航带法、独⽴模型法、光束法。

根据选择的插值函数的不同，常⽤的影像重采样⽅法有最邻近像元法、双线性插法、双三次卷积法。影像灰度的系统变形有两⼤类：辐射畸变、⼏何畸变。列出3种精度较⾼的线特征提取算法：算⼦、算⼦、算⼦。三、判断：

航摄像⽚上任何⼀点都存在像点位移。√利⽤单像⽚能求出地⾯点坐标。×利⽤⽴体像对可以确定物点的空间坐标。√求解相对定向元素，需要地⾯控制点。×绝对定向元素也被称为相似变换参数。√

只要在⼀条航带⼗⼏个像对中，或⼏条航带构成的⼀个区域⽹中，测少量外业控制点，在业⽤解析摄影测量的⽅法加密出每个像对所要求的控制点，然后就可以⽤于测图。√

⽬前数字摄影测量系统可以全⾃动化地提取⽬标。正射影像的缺点是不包含第三维信息（⾼程信息）。√四、简答

1、摄影测量的主要特点是什么？

1)⽆需接触物体本⾝，因⽽较少受到周围环境与条件的 2）⼆维影像重建三维模型 3）⾯采集数据⽅式 4）同时提取物体的⼏何与物理特征

2、航空摄影机也被称为量测摄影机，它有什么特征？（1）量测摄影机的像距是⼀个固定的已知值。（2）摄影机的像⾯框架上有框标标志。（3）量测摄影机的⽅位元素是已知的。3、摄影测量常⽤的坐标系统有哪些？

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

4、航摄像⽚与地形图有什么区别？

1）投影⽅式不同 航摄像⽚是中⼼投影；地形图是正射投影

2）航⽚存在两项误差 相⽚因倾斜引起的像点位移；地形起伏引起的像点位移3）⽐例尺不同 地图有统⼀的⽐例尺；像⽚⽆统⼀⽐例尺

4）表⽰⽅法不同 地图为线划图像；貥⽚为影像图 5)表⽰容不同 地图需综合考虑；像⽚为全部影像 6）⼏何上的不同 5、请写出共线⽅程式，并回答：若已知像⽚的外⽅位元素及地⾯点的三维坐标，可以求相应的像点坐标吗？若已知像⽚的外⽅位元素及像点坐标时，可以求相应的三维的物点坐标吗？

1）单向空间后⽅交会和多像空间前⽅交会；2）解析空中三⾓测量光束法平差中的基本数学模型；3）构成数字投影的基础；

4）计算模拟影像数据（已知影像外⽅位元素和物点坐标求像点坐标）；5）利⽤数字⾼程模型（DEM ）与共线⽅程制作正射影像；6）利⽤DEM 与共线⽅程进⾏单幅影像画图；

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333111S S S S S S S S S S S S Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f x ，可表⽰为：当需顾及内⽅位元素时7）求像底点坐标。

7、⼈造⽴体视觉必须符合哪⼏个⾃然界⽴体观察的条件？1)由两个不同摄站点摄取同⼀景物的⼀个⽴体像对；

2)⼀只眼睛只能观察像对中的⼀像⽚，即双眼观察像对时必须保持两眼分别只能对⼀像⽚观察；

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)像像⽚间的距离应与双眼的交会⾓相适应；5)两⽚⽐例尺相近（差别<15%）。

8、请说明利⽤⽴体像对重建⽴体模型的⼀般过程。

1）定向2）恢复像对的外⽅位元素：相对定向、绝对定向9、连续像对和独⽴像对的坐标系统和定向元素有何不同？连续像对的坐标系统是像空间辅助坐标系独⽴像对坐标系统是右⼿空间直⾓坐标系连续法相对定向元素By， Bz ，j，w，k单独法相对定向元素j1，k1，j2，w2，k2

10、请对双像解析摄影测量的三种解法进⾏⽐较。

后⽅-前⽅交会法：空间前⽅交会的结果依赖于空间后⽅交会的精度，空间前⽅交会中没有充分利⽤多余条件平差；

相对定向-绝对定向法：计算公式多，最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度，⽤这种⽅法解算的结果不能严格表达⼀幅影像的外⽅位元素；

⼀步定向法：理论严密、求解精度⾼，待定点的坐标是按最⼩⼆乘准则求得的。11、为了求解相对定向元素，是否需要地⾯控制点？为什么？

不需要。因为只需要量测⾄少5对同名像点的像点坐标即可按相对定向误差⽅程求出相对定向元素12、像点坐标有哪些系统误差？

摄影材料变形、摄影机物镜畸变、⼤⽓折光、地球曲率13、简述⾃动空中三⾓测量的基本原理？

利⽤模式识别和多影像匹配等⽅法代替⼈⼯在影像上⾃动选点与转点，同时⾃动获取像点坐标，提供给区域⽹平差程序解算，以确定加密点在选定坐标系中的空间位置和影像的定向参数。14、简述数字微分纠正的原理。

从原始的⾮正射投影的数字影像获取正射影像，这种过程是将影像化为很多微⼩的区域逐⼀进⾏，且使⽤的是数字⽅式处理15、分析对⽐常⽤的三种影像重采样⽅法。

最邻近像元法最简单，计算速度快且能不破坏原始影像的灰度信息。但其⼏何精度较差。最⼤可达 0.5像元。

双线性插值法计算量⼤，但缩放后图像质量⾼，不会出现像素值不连续的情况。由于双线性插值具有低通滤波器的性质，使⾼频分量受损，所以可能会使图像轮廓在⼀定程度上变得模糊。

前两种⽅法⼏何精度较好，但计算时间较长，特别是双三次卷积法较费时，在⼀般值况下⽤双线性插值法较宜。16、列出⼏种常见的点特征提取算法。

1） Moravec算⼦2）Forstner算⼦3）Harris⾓点提取算法4）SUSAN算⼦17、列出⼏种常见的线特征提取算法。

1）微分算⼦（梯度算⼦、Roberts梯度算⼦、Sobel算⼦）

2）⼆阶差分算⼦（⽅向⼆阶差分算⼦、拉普拉斯算⼦、⾼斯⼀拉普拉斯算⼦（LOG 算⼦）、Canny算⼦、Prewitt算⼦）3）特征分割法4）Hough变换

18、简述最⼩⼆乘影像匹配的基本思想。

在影像匹配中引⼊影像灰度的系统变形参数，同时按最⼩⼆乘的原则，解求这些参数，就是最⼩⼆乘影像匹配的基本思想。19、基于特征的影像匹配算法适⽤于哪⼏种场合？a)待匹配的点位于低反差区，如林区

b)匹配⽬的是只需要配准某些“感兴趣”的点线或⾯

c)在⼤⽐例尺城市航空摄影测量中，⼤多数对象是⼈⼯建筑物，此时

由于影像的不连续、阴影与被遮蔽等原因，基于灰度匹配的算法也难以适应。五、论述

1、⽴体像对有哪些特殊的点、线、⾯？请画图说明。

2、叙述航带⽹法空三基本原理。

把许多⽴体像对构成的单个模型连结成⼀个航带模型，将航带模型视为单元模型进⾏解析处理，通过消除航带模型中累积的系统误差，将航带模型整体纳⼊到测图坐标系中（绝对定向），从⽽确定加密点的地⾯坐标。3、叙述光束法区域⽹空三基本原理。

以每像⽚/⼀束光线作为平差单元，以中⼼投影的共线⽅程作为平差的基础⽅程，建⽴全区域统⼀的误差⽅程式，整体解求全区域每像⽚的外⽅位元素以及所有待求点的地⾯坐标。4、叙述相关系数法影像匹配的过程，并说明其优势。

确定⽬标点à确定⽬标窗⼝à估计搜索窗⼝à求解相关系数à获得相关系数最⼤值的位置à获得同名点5、简述⼤多数摄影测量软件（如ERDAS、VirtuoZo等）中，数字微分纠正的实际解法。