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数字摄影测量.docx

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数字摄影测量.docx_第1页
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1. 数字摄影测量的定义,数字摄影测量与模拟数字测量的区别(YHJ)定义:数字摄影测量时基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别技术,来提取几何、物理信息的摄影测量学的分支学科区别:传统的模拟摄影测量需要作业人员在双眼立体观察的情况下完成相对定向等工作,而数字摄影测量是利用影像相关技术代替人眼目视观测,自动识别同名像点,实现集合信息的自动提取2. 数字摄影测量的主要作业过程P137-138(YHJ) 1)数字影像的获取 2)数字影像的定向(内定向,相对定向,绝对定向)3)建立核线影像4)影像的匹配与建立数字地面模型5)自动绘制等高线 6)制作数字正射影像 7)数字测量3. 数字摄影测量几种常用的坐标系的定义,互相的转换关系(YHJ)数字影像像素坐标系、模拟影像像平面坐标系、框标坐标系4. 什么事数字摄影测量的内外方位元素(YHJ)内方位元素:确定物镜后节点(摄影中心)和像平面相对应位置的数据,成为相片的内方位元素包括像主点在像片框标坐标系中的位置X0、Y0,像片主距f,框标点在框标坐标系下的坐标外方位元素: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,包括:三个直线元素,摄影中心S在地面摄影测量坐标系中的坐标(Xs,Ys,Zs),三个角元素,以Y轴为主轴φ-ω-κ三个元素5. 什么事共线方程,什么是单向空间后方交会(YHJ)共线方程:共线方程是表达物点、像点和投影中心(对像片而言通常是镜头中心)三点位于一条直线的数学关系式单像空间后方交会:在摄影之后,利用一定数量的地面控制点,根据共线条件方程反求相片的外方位元素,这种方法称为单张像片的空间后方交会。

6. 什么是立体相对的前方交会,基于共线方程的严密结算方法是怎么实现的(YHJ)前方交会:利用立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标计算地面点的三维坐标的方法,称为立体像对的空间前方交会前方交会计算步骤:1.像片控制测量 2.像点坐标量测 3.空间后方交会计算像片的外方位元素4.空间前方交会计算待定点的地面坐标实现:7. 数字影像采样理论,采样,样点采样间隔(YHJ)采样:指对实际连续函数模型离散化的测量过程样点:被测量的“点”是小的区域,即像素采样间隔:采样矩形的大小,一班由扫描分辨率和数码相机的分辨率确定8. 什么事数字影像重采样,重采样的方法,临近像元法,双线性插值法(YHJ)定义:数字影像集合变换后影像的矩阵元素位置一般不与原始数字影像矩阵元素位置一一对应,这时基于原始影像矩阵,使用局部内插的方法来估计灰度值的过程即数字影像的重采样重采样的方法:1.最邻近点(象元)法 2.双线性内插法9. 什么事数字影像的内定向,内定向的目的是什么?(YHJ)定义:建立数字影像的像素坐标系和像平面直角坐标系之间的关系的过程称作数字影像的内定向目的:得出像素坐标系到像平面直角坐标系的转换系数10. 什么事核面,核线,如何在单张影像中寻找核线,如何在同名相片中寻找相同核线(YHJ)核面:摄影基线与同一地面点发出的两条同名光线组成的面核线:核面与像片的交线,核面与左右像片面的交线为同名核线11. 光束法区域评查的基本思想,光束法区域评查的优缺点,光束法区域评查的基本过程(YHJ)基本思想:以一副像片的一束光线作为平差但愿,以共线方程作为平差模型,通过各光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,将整体趋于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系及外方位元素。

优缺点: 优点:1)数学模型是共线条件方程式,平差单元是每个光束,每副影像的像点坐标值为原始观测值,未知数是各影像的外方位元素和待定坐标2)最严密的解算方法3)误差方程式直接对原始观测值列出能方便地估计影像系统误差的影像,最便于引入非摄影测量附加观测值 缺点:需对共线方程线性化,且需对未知数提供初始值,计算量大基本过程:1)各影像外方位元素和待定点地面点坐标近似值的确定2)在每副数字影像上刺出控制点和待定点的位置,按每条摄影光线的共线方程列出误差方程3)根据未知参数的近似值,对误差方程线性化4)建立法方程,求解位置参数——每副影像的外方位元素增量 和 所有待定点的地面坐标增量5)如果外方位元素大于限定值时重复3,4步骤12. 什么事质检校光束法区域网评查(YHJ)在共线条件中,利用若干附加参数描述系统误差影像,在区域网平差过程中,利用若干附加参数描述系统误差影像,在区域平差过程中同时求解这些参数,以自动测定并消除系统误差13. 什么事数字影像相关,如何通过二维相关,一维相关寻找同名像点(YHJ)定义:利用计算机对数字影像进行数字计算的方式完成影像相关,识别出两幅或多幅影像的同名像点。

如何:1.二维相关:1)先在左像上确定一个待定点,以该定点为中心选取MxN个像素灰度阵列作为图标区2)估计出右像点可能存在的范围,建立一个KxL像素的搜索区,依次在搜索区不同位置去除MxN个灰度阵列作为搜索窗口,计算与目标的相似测度3)相似性测试度最大时,搜索窗口中心被认为是目标点的同名像点2.一维相关:立体像对经相对定向后,建立核线影像,由于同名像点必然在同名核线上,此时同名点只需在一个方向上搜索14. 数字影像匹配的五种基本方法,如何采用抛物线拟合法提高匹配精度(YHJ)方法:1.相关函数(矢量数积)2.协方差函数(矢量投影)3.相关系数(矢量夹角)4.差平方和5.差绝对值和如何:如何采用抛物线拟合法提高匹配精度,抛物线顶点K处位置为取相邻象元3个相关系数进行拟合15. 基于物方的影像匹配方法的实现步骤(YHJ)1.给定地面点的平面坐标(X,Y)和可能的最低高程的平面坐标Zmin,确定高程搜索步距△Z,步距的大小由精度而定2.由地面坐标(X,Y)与可能的高程Zi=Zmin+i*△Z(i=0,1,2…)根据共线方程计算左右像点坐标和3.分别以和为中心在左右影像上去像窗口计算匹配测度ρi4、将i增加1,重复2,3步骤得到一系列相关系数ρ0,ρ1,ρ2…ρn,取其中最大值ρk对应的即为A点的高程5.为了提高精度,可以利用ρk和相邻几个相关系数拟合一条抛物线,其极值对应的高程作为A的高程或以更小的步距△Z在更小的范围内重复以上步骤16. 什么事最小二乘匹配,影像的灰度的变形有哪几大类,对于考虑辐射的线性畸变和考虑影像的相对位移的最小二乘匹配如何实现的(SQS)按∑vv=min原则进行影像匹配的数学模型影像灰度的系统变形有两大类:辐射和几何.畸变考虑影像相对位移的一维最小二乘匹配,假设两个一维函数g2(x)相对于g1(x)只存在零次几何编写——位移量△X。

g1(x)+n1(x)=g2(x+△x)+n2(x)à误差方程V(x)=g2(x+△x)-g1(x)为求△X,将上式线性化,V(x)=g’2(x)*△x-[g1(x)-g2(x)]对离散的数字影像而言,灰度函数的倒数可以由差分代替,误差方程:V=g’2(x)*△x-△g解的影像的相对位移:17. 多拿点最小二乘影像匹配的具体步骤18. 数字高程模型DEM的定义,数字高程模型的形式,它们各有哪些优缺点(SQS)DEM定义:表示区域D上地形的三维向量有限序列{Vi=(Xi,Yi,Zi) i=1,2,3…n}其中(Xi,Yi) ∈D是平面坐标Z为(Xi,Yi)对应的高程DEM形成,及优缺点: 1.规则矩形格网:存储量小,便于使用管理,缺点是有时不能准确表示地形结构和细部2.不规则三角网TIN:能较好的顾及地貌特征点、线,表示复杂地形表面壁矩形格网精确.缺点是数据量大,数据结构复杂,使用与管理也比较复杂3.Grid-TIN19. DEM数据点采集方法和采集方式有哪些(LSH)1.地面测量2.现有地图数字化3.空间传感器4.摄影测量方法(①沿等高线采样②规则格网采样③剖面法④渐进采样⑤选择采样⑥混合采样)7.全数字摄影测量系统数据采样20. 在DEM内插法加密点时,主要有哪些内插方法?(LSH)1.整体函数内插法2.局部(分块)函数内插法(①线性内插②双线性多项式内插③双三次多项式(样条函数)内插④多面函数法)3.逐点插值法(①移动拟合法②加权平均法)21. 不规则三角网TIN的定义,TIN的建网方法(ZB)定义:不规则三角网是一种表示数字高程模型的方法,就是用一系列互不交叉,互不重叠的连接在一起的三角形来表示地形表面。

建网方法:1角度判别法建立TIN,该方法是已知三角形的一边(两顶点)后,利用余弦定理计算备选第三顶点为角顶点的三角形的内角大小,选择其中最大者为第三顶点2狄洛尼三角网,它有两种方法得到,一是先构建泰森多边形再连三角网;二是根据离散参考点直接形成三角网22.什么事航射影像的集合变形(SXH)几何变形: 由于航摄影像是中心投影,所以存在着因像片倾斜和地面起伏引起的像点位移,这种畸变称为几何变形像片纠正:将中心投影的航摄像片进行处理,消除像片倾斜引起的像点位移,消除或限制地形起伏引起的投影差,归化不同摄站所摄像片的比例尺,就可形成既有航摄影像的优点又有地形图的数学精度的正射影像,这一过程称为像片纠正设任意像元在原始影像和纠正后影像中的坐标分别为(x,y)和(X,Y),他们之间存在着映射关系为x=fx(X,Y),y= fy(X,Y) ①或X=φX(x,y),Y=φY(x,y) ②①是由纠正后的像点坐标(X,Y)出发反算该点在原始影像上的像点坐标(x,y),这种方法称为间接法数字纠正过程:(1)计算地面点坐标设正射影像上任意像素中心P的坐标为(X′,Y′),由正射影像左下角图廓点地面坐标(X0,Y0)与正射影像比例尺分母M计算P点对应的地面坐标(X,Y) X=X0+M*X′ Y=Y0+M*Y′(2)计算像点坐标。

间接法数字纠正的基本公式是共线条件方程式根据正射影像某像素的地面坐标(X,Y),在已知的数字地面模型上内插出该点的高程Z,再利用共线条件方程式计算出该点在对应原始影像中的像点坐标(x,y)3) 灰度重采样由于算得的原始影像点坐标不一定正好落在像元中心,因此必须进行灰度重采样,一般采用双线性内插方法,求得像点p的灰度值g(x,y)4)灰度赋值最后将像点p的灰度值g(x,y)赋给纠正后的像素P,即 G(X,Y)=g(x,y)依次对每个像元进行上述运算,即能得到纠正后的正射影像23.什么是影像的纠正(数字影像纠正),什么事间接法数字影像纠正及其实现过程点特征提取算子(SQS)1.Moravec:点目标周围灰度存在急剧变化,也就是相邻像素灰度值存在明显存在差异步骤:1)计算四个方向相邻像素灰度差的平方和2)取1中最小值为兴趣值3)给定阈值将兴趣值大于阈值的点作为候选点4)选候选点中极值点为特征点2.Forster算子3.Hannah算子基本思想:对各个像素的领域窗口进行一定的梯度差分运算,选择其极值点,或超过给定阈值的点作为特征点。

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