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1、1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个阶段。2摄影测量中常用的坐标系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。像方坐标系有三种类型是像平面、像空间和像空间辅助。3习惯上称由大地测量坐标系到地面摄影测量坐标系的变换为正变换。4要将地物点在摄影测量坐标系中的模型坐标转换到地面摄影测量坐标系（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。5航摄像片为中心投影，由于像片倾斜和地面起伏两个主要原因导致影像上几何图形与实际地面上的几何图形通常是不相似的。地形图是正射投影。6空间坐标变换中的正交变换矩阵的
2、9个元素中只有3个独立元素。7中心投影共线条件方程表达了摄影中心、像点和对应地物点三点位于同一直线的几何关系，利用其解求单张像片6个外方位元素的方法称为单片空间后方交会，最少需要3个平高地面控制点。Xs, Ys, Zs, j, w, k 8摄影测量中，恢复影像空中姿态的方法有单片空间后方交会、先相对定向再绝对定向、POS系统直接获取外方位元素。影像角元素的表示可采用以 y 轴为主轴的j-w-k转角系统、以x轴为主轴的w-j-k转角系统及以 z 轴为主轴的A-转角系统。 9法方程消元的通式为10从航摄像片上量测的像点坐标可能带有摄影材料变形、摄影机物镜畸变、大气折光误差 和地球曲率误差四种系统误
3、差。11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。12双眼观察立体像对所构成的立体模型称为立体视模型 。13人眼观察两幅影像能产生立体视觉的基本条件是在不同摄站获取的具有一定重叠的两幅影像、观察时每只眼睛只能看一张像片、两幅影像的摄影比例尺尽量一致和两幅影像上相同地物的连线与眼基线尽量平行。利用航摄像片进行立体观察的条件是从两个摄站对同一物体拍摄的立体像对、一只眼睛只看一张像片和眼基线与摄影基线大致平行14摄影测量中，为了恢复立体像对两张像片之间的相互位置关系，可以根据左右像片上的同名像点位于同一核面的几何条件，采用相对定向方法来实现，最少需要量测5对同名像点。15恢复立体像对左右像
4、片的相互位置关系依据的是共面条件方程。16解析相对定向依据的数学方程是共面条件方程。相对定向完成的标志是上下视差为0，最少需要5对同名点。17摄影基线与任一物方点所作的平面称为核面 。18带模型连接条件的连续法相对定向元素有6个。分别为 u，v ，j，。19解析绝对定向至少需要2个平高控制点和1个高程控制点。20摄影测量加密按平差范围可分为单模型、单航带和区域网。按数学模型可分为航带法、独立模型法和光束法三种方法。21航带法区域网平差的观测值为重心化摄测坐标，平差单元为航带模型；光束法区域网平差的观测值为像点坐标，平差单元为单张像片。22GPS辅助空中三角测量的作用是大大减少摄影测量加密所需的
5、地面控制点数，缩短成图周期，提高生产效率，降低生产成本。23POS系统可用于直接测定动态目标的位置和姿态。若将POS数据用于直接传感器定位，除需测定GPS天线相位中心与相机投影中心三个偏心分量外，还必须对IMU与相机坐标轴之间的视准轴误差进行校正。24粗差是人为等因素引起的误差，它具有偶然性，但在数值上比偶然误差大得多。25内部可靠性描述平差系统平差系统可发现、区分不同模型误差的能力 。26矩阵QVVP主要用于研究 观测值的可靠性，其秩等于平差系统的多余观测数。27带状法方程系数矩阵的带宽是指法方程系数矩阵中主对角线元素起沿某一行到最远处的非零元素间所包含的未知数个数。 主轴是在旋转过程中空间
6、方向不变的一个固定轴。像主点:相机主光轴与像平面的交点。主合点:过摄影中心的真水平面与主纵线的交点。透视变换:将空间点、线作中心投影，在投影平面P上得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一一对应投影关系称为透视变换。摄影基线:相邻两摄站的连线。核面:摄影基线与某一地面点组成的平面。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。同名光线:同一地面点发出的两条光线。同名像点:同名光线在左右像片上的构像单片空间后方交会:在单张像片上，利用一定数量的地面控制点及其对应的像点坐标，根据共线条件方程求解像片的6个外方位元素(Xs, Ys, Zs, j, w, k)。空间前方交会:已知
7、立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标，确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法。人造立体视觉:人眼观察立体像对获得立体视觉的效应。四个条件:不同摄站获取图像具有一定重叠度；一只眼睛只能看一张像片;两张像片上同名点的连线大致与眼基线平行;两张像片的摄影比例尺相差不大,15%。相对定向:根据摄影时同名光线位于一个核面的条件，利用共面条件方程解算立体像对中两张像片的相互关系参数，使同名光线对相交。相对定向元素:恢复相邻像片间摄影光束相互位置关系的参数。单独法j1,k1,j2,w2,k2;连续法:By,Bz,j,w,k绝对定向 将相对定向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
8、过程。绝对定向元素:确定模型在地面空间坐标系中的绝对位置和姿态的参数。绝对定向解算7个参数：l,X0,Y0,Z0,F,W,K。解析空中三角测量：利用计算的方法，根据航摄像片上所量测的像点坐标和必要的用以确定平差基准的非摄影测量信息测定所摄目标地区未知点的物方空间坐标 自检校光束法区域网平差:将若干附加参数的构成系统误差模型与光束法区域网平差模型组成基础误差方程组，在解求影像定向参数与加密点坐标未知数的同时解求这些附加参数，从而在平差过程中自检定和消除系统误差的摄影测量区域网平差方法。POS辅助空中三角测量:将POS(GPS/IMU)系统所获取的六个外方位元素作为带权观测值，和像点坐标观测值一并
9、进行光束法区域网联合平差，同时解求加密点坐标和精确外方位元素，并对其质量进行评定的理论和方法。GPS辅助空中三角测量:利用载波相位差分GPS动态定位技术获取摄影时刻摄影中心的三维坐标，将其作为带权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外方位元素并对其质量进行评定的理论和方法。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。改化法方程:采用矩阵运算消去法方程中的一类或几类未知数，而只保留某一类未知数的法方程。内部可靠性:一定假设下，平差系统所能发现的模型误差的最小值。外部可靠性:一定假设条件下，平差系统不能发现的模型误差
10、对平差结果的影响。带宽：主对角线到任意一行(列)最远处的非零元素间所包含的未知数个数2. 对单个立体像对进行目标定位的方法？简述其计算过程，并比较各自的优缺点。 答:1)后交-前交法:首先利用单张影像上3个以上已知平高点分别计算像片外方位元素，再前方交会计算出地面目标的物方坐标。缺点:每张影像上至少有3个平高点,并且前方交会求取的地面点坐标的精度取决于后方交会解算外方位元素的精度。2)相对定向-绝对定向法:首先利用两张影像重叠区内5对以上同名点，按照共面条件方程解算相对定向元素并计算同名点模型坐标，同时要求至少2个平高点1个高程点位于像片重叠区内以计算控制点模型坐标。然后利用控制点模型坐标和对
11、应地面坐标根据三维相似变换方程解算出绝对定向元素。最后根据绝对定向元素求取目标的物方坐标。特点:需要最少5对同名点。同样地，绝对定向的精度取决于相对定向精度。3)一步定向法:利用已有控制点地面坐标、像片上对应像点坐标，根据共线条件方程一步解算出像片外方位元素和目标的地面坐标。特点:该方法一步完成，精度完全由控制点和像点坐标量测精度决定，理论上比以上两种方法精度高。但该方法相较以上两种方法，求解过程较复杂。 1、航摄像片与地形图的区别，简要叙述其原因。 答1)地图有统一比例尺，航片无统一比例尺； 2)地图为线划图、需要综合取舍，航片为影像图； 3)地图属正射投影，地图上无方向偏差。 4)航摄像片
12、属中心投影成像，航片上有像点位移和方向偏差；3、用POS系统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）？ 答:由POS系统获得像片的6个外方位元素。首先人工量测或者自动匹配获取感兴趣的同名点像平面坐标。(1)无地面控制点时直接利用同名点前方交会，获得地面点坐标；(2)有控制点时，先利用共线方程对POS系统获得的像片外方位元素进行检校，消除系统误差，然后利用同名像点前方交会可获得地面坐标。具体解算过程如下:(1)同名像点识别，量测像点坐标 x1,y1,x2,y2;(2)由POS系统获得的像片外方位线元素计算基线分量 BX, BY, BZ;(3)由POS系统获得的像片外方位角元素计
13、算像空间辅助坐标 X1,Y1,Z1 , X2,Y2,Z2;(4)计算点投影系数 N1,N2;(5)计算地面坐标 XA, YA, ZA 。3、在POS系统提供的像片外方位元素无误差的情况下，用最快速的方法将新建房屋加入地籍管理数据库中，简要叙述其基本思想并绘出作业流程图。 答：基本思想及其流程如下:1)在立体像对上量测新增房屋角点坐标;2)利用POS提供的像片外方位元素进行立体像对空间前方交会求出量测像点所对应的地面点坐标;3)连接房屋角点形成新增房屋轮廓，并将相关信息添加到地籍管理数据库中2、航带法和光束法空中三角测量的基本思想。1) 航带法:将立体像对构成的单个模型连接成一个航带模型，将航带
14、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，从而确定加密点的地面坐标。2) 光束法:以单张像片组成的光线束作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现最佳交会，将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素。3、如图1，若航摄仪在S处对地面点A分别拍摄了一张倾斜像片P和一张水平像片P0，y和y0分别为P和P0的主纵线，请标绘出由于像片倾斜所引起的A点的像点位移a。 答：如图1所示：V为摄影方向线；c为等角点；C为地等角点；i为倾斜像片上的
15、主合点。连接SA分别交P于a，交P0于a0；分别连接ca和ca0，以c为圆心，ca为半径作圆弧交ca0于a，连接a0a，则a0a为像片倾斜引起的像点位移a。4、如图2，已知物空间上的一点A高出平均高程面E为h，若航摄仪在S处对其进行摄影，请画出地势起伏引起的投影h。答：图2所示的红色线段为h。其中,n为像底点,i为主合点。1、在航高H处利用主距为f的航摄仪拍得一张理想航摄像片，推导像点坐标与其对应物点坐标间的关系式【答】 理想航摄像片与地面平行，所以是很简单的相似三角形的相比的问题x/(X-Xs)=y/(Y-Ys)=z/(Z-Zs)=f/H，整理可得x= f (X-Xs) /H，y=f (Y-
16、Ys)/H (Xs.Ys)为投影中心在地面摄影测量坐标系中的平面坐标;(X,Y)为地面点A在地面摄影测量坐标系中的坐标；(x,y)为A对应的像点a在以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标；f为摄影机主距；H为摄影航高。 1、推导摄影中心、像点、物点的共线条件方程，并简要叙述其在摄影测量中的主要用途。 答：设摄影中心S在规定物方空间坐标系中的坐标为(Xs,Ys,Zs),地面点A坐标为(XA,YA,ZA),A的像点a在像空间坐标和像空间辅助坐标分别为(x,y,-f)和(X,Y,Z),摄影时S,a,A三点共线.且满足关系：x y -f =RX Y Z 共线条件方程在摄影测量中主要应用:1)单片空间后方交会和多片空间前方交会;2)求像底点的坐标;3)光束法平差中的基
