摄影测量重点[最终版]

第一篇：摄影测量重点[最终版]

名称解释

摄影测量学 数字摄影测量 中心投影 像主点 摄影基线 同名像点 核面 空间前方交会 核线 影像匹配

填空题问答题

摄影测量的任务和特点

摄影测量分类：按距离、按用途和按技术手段

摄影测量坐标系：物方坐标和像方坐标系。

共线方程的具体推导过程，意义以及在摄影测量中作用。单像空间后方交会和双像空间后方交会目的及计算流程。

相对定向有哪几种方法，每种方法的定向元素是那些，以及计算流程？绝对定向的目的、定向元素和流程。

空中三角测量都有那些方法，每种方法的目的及意义。

摄影测量对影像有那些要求？重叠度，航线，航高等。

正射影像纠正都有那些方法，其特点是什么。

相关系数法匹配同名点的原理与过程

核线相关的目的，方法。

第二篇：摄影测量重点

第一章摄影测量学定义：

摄影测量是从非接触成像系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体几何、属性等可靠信息的工艺、科学和技术。2 摄影测量分类：

按距离远近：航空、航天、近景、显微摄影测量； 按用途：地形、非地形摄影测量；

按处理手段：模拟、解析、数字摄影测量。

摄影机平台 ：航天摄影测量，航空摄影测量，地面摄影测量，水下摄影测量。3 摄影测量任务：

地形测量领域：各种比例尺的地形图、各部门专题图，建立地形数据库，提供地理信息系统所需要的基础数据；

非地形测量领域：生物、医学、公安侦破、考古、建筑物变形监测。物理投影：光学的、机械的或光学-机械的模拟投影。数字投影：利用计算机实时地进行投影光线（共线方程）的解算，从而交会被摄物体的位置。第二章基础知识： 几何纠正的核线解析关系：

设倾斜影像坐标系为x，y；水平影像坐标系为u，v。由共线方程„„

在“水平”影像上获取核线影像：v=某常数即表示某一核线，u=k采样间隔„„核线的重排列（重采样）„„

同名核线的确定：同名核线的v坐标值相等，v'=c代入右影像共线方程，即能获得右影像上的同名核线。实质：是一个数字纠正，将倾斜影像上的核线投影（纠正）到水平影像对上，求得水平影像对上的同名核线。3 空间前方交会：有两种方法：利用点投影系数的空间前方交会法，利用共线方程的严格解法。点投影系数P64：N和N'表示将左像点和右像点投影到地面上的点投影系数。P64 4 绝对定向： 绝对定向元素：描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数。λ,x0,y0,z0,Φ,Ω,Κ。.已知数据：量测2个平高和1个高程以上的控制点。解算过程P70：

（1）获取控制点的两套坐标Xp , Yp , Zp , Xtp , Ytp , Ztp

（2）给定绝对定向元素的初值 λ＝1,Φ＝Ω＝Κ＝0, 数据。广泛应用于各种高精度的解析空中三角测量和点

位测定实际生产中。相较于前两种方法的缺点：1）共线方程所描述的像点坐标与各未知参数的关系是非线性的；2）光束法区域网平差未知数多、计算量大，计算速度相对较慢；3）不可平高分开处理，只能是三维网平差。区域网平差的精度分布规律P92：

1）区域网空中三角测量的精度最弱点位于区域四周，不在区域的中央。平面控制点应布设在区域四周。2）密集周边布点时，区域网的理论精度对航带法而言小于一条航带的测点精度；独立模型法则相当于一个单元模型的测点精度；光束法，理论精度不随区域大小而改变，是一常数。

3）控制点稀疏分布，区域网的理论精度随着区域的增大而降低。但若增大旁向重叠，则可提高区域网平面坐标的理论精度。

4）区域网平差的高程理论精度取决于控制点间的跨度而与区域大小无关。理论上，光束法平差最符合最小二乘法原理，精度最好。但如果系统误差没有得到很好的补偿，光束法的优点无法反映，三种方法的精度则没有显著差异。9 系统误差的特性：

（2）最小二乘影像匹配中可以非常灵活地引入各种已

知参数和条件，从而可以进行整体平差。

（3）解决“单点”的影像匹配问题，以求其“视差”；也可以直接解求其空间坐标。

（4）同时解求待定点的坐标与影像的外方位元素。（5）同时解决“多点”影像匹配或“多片”影像匹配。（6）引入“粗差检测”，从而大大地提高影像匹配的可靠性。

灵活，可靠和高精度是优点，缺点是，如当初始值不太准时，系统的收敛性等问题有待解决。影像匹配迭代过程的具体步骤：（1）几何变形改正。（2）重采样。

（3）辐射畸变改正。

（4）判断是否需要继续迭代。若相关系数小于前一次迭代后所求得的相关系数，则可认为迭代结束。也可以根据几何变形参数是否小于某个预定的阈值。

（5）采用最小二乘影像匹配，解求变形参数的改正值dh0,dh1, da0,„。

（6）计算变形参数。

（7）计算最佳匹配的点位。可用梯度的平方为权，在左方影像窗口内对坐标作加权平均。摄影机主距：航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，称为航空摄影机主距（f），也叫像片主距，与物镜焦距基本一致。2 框标：设置在摄影机焦平面上位置固定的光学机械标志，用于在焦平面（即像片）上建立像方坐标系。3 摄影比例尺：航摄影像上线段l与相应地面线段L的水平距之比。1/m=l/L=f/H航高：摄影飞机在摄影瞬间相对某一水准面的高度。分为相对和绝对，用H表示。竖直摄影：摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于3°，夹角为像片倾角。6 航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠。Px%=px/lx*100%要求60% 最小53%旁向重叠：相邻航线间的影像重叠。Py%=py/ly*100%要求30%最小15%

飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的航向重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的旁向重叠度。7 摄影基线：航向相邻两个摄影站间的距离（两次曝光的时间间隔内飞机飞过的距离）。8 航线弯曲：把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张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，称为航线弯曲。9 像片旋角：一张像片上相邻主点连线与同方向框标连线间的夹角，要求不得大于6°。像对：航向相邻两张像片组成一个像对。2 透视变换中重要点线P21 特征：

底点的特性：铅垂线在像面上的构像位于以点n为辐射中心的相应辐射线上。

等角点的特性：在倾斜像片和水平地面上，由等角点c和C所引出的一对透视对应线无方向偏差，保持着方向角相等。等比线的特性：等比线的构像比例尺等于水平像片上的摄影比例尺，不受像片倾斜影像。3 共线方程：P26

坐标系6个：像平面坐标系(p-xy)，像空间坐标系(S-xyz)，像空间辅助坐标系(S-XYZ)，摄影测量坐标系(p-XpYpZp)，地面测量坐标系(t-XtYtZt)，地面摄影测量坐标系(A-XtpYtpZtp)。内方位元素：摄影机的物镜中心与像片之间相互位置的参数。3个参数，主距像主点在框标坐标系中坐标（x0，y0）外方位元素：已建立的摄影光束，确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数。三个直线元素，描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(Xs、Ys、Zs)。三个角元素(φ、ω、κ)，表示摄影光束空间姿态(像片在摄影瞬间空间姿态的要素）公式、字母意义P30 应用：求像底点坐标，单像空间后方交会和多像空间前方交会，摄影测量中的数字投影基础，航空影像模拟，光束法平差的基本数学模型，利用DEM制作数字正射影像图，利用DEM进行单张像片测图。4 像点位移的规律P33-34 详见作业本 5 内定向：传统摄影测量中：利用平面相似变换等公式，将所量测的影像架坐标或仪器坐标（像点坐标）变换为以影像上像主点为原点的像坐标系中的坐标，该变换为影像内定向。数字化影像：由于在影像扫描数字化过程中，影像在扫描仪上的位置通常也是任意放置的，因此所量测的像点坐标也存在着从扫描坐标到像坐标的转换。

共线方程的主要应用p30 6 后方交会：根据影像覆盖范围内一定数量的分布合理的地面控制点（已知其像点和地面点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素，这种方法叫做后方交会。

后方交会计算过程P41：

（1）获取已知数据m, x0 , y0 , f , Xt, Yt, Zt

（2）量测控制点像点坐标并进行必要的误差改正x,y（3）确定未知数初值Xs0，Ys0，Zs0，φ0，ω0，κ0

（4）计算旋转矩阵R

（5）逐点计算像点坐标近似值。利用未知数的近似值按共线方程计算控制点像点坐标的近似值

（6）逐点计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程式

（7）计算法方程的系数阵与常数项，组成法方程式（8）解求外方位元素改正数（9）检查迭代是否收敛 第三章相对定向元素：用于描述两张像片相对位置和姿态关系的参数。

元素和观测值具体P54。观测值：量测6个定向点像点坐标。核线与核面：

通过摄影基线与地面所作的平面称为核面。核面与影像面交线称为核线。同名像点必定在同名核线上。

怎样找同名核线（第一种方法）P61-62：基于数字影像

X0=Y0=Z0=0

（3）计算重心化坐标

（4）计算误差方程式的系数和常数项（5）解法方程，求绝对定向元素改正数（6）计算绝对定向元素的新值（7）判断迭代是否收敛 5 三种解法的比较：后交前交解法，相对定向绝对定向解法，一步定向法。

（1）空间后方交会-前方交会方法：先用后方交会求出像片外方位元素，再用前方交会求出像点对应地面点坐标。

（2）相对定向-绝对定向法：先进行立体像对的相对定向，求出模型点的摄影测量坐标，再用地面控制点将模型纳入测量坐标系求出地面点坐标。（3）立体影像对光束法严密解法（一步定向法）：以共线方程为基础，未知点、控制点同时列误差方程，将像片外方位元素和待定点坐标在平差过程中整体解求。第四章：解析空中三角测量：

分类：按数学模型：航带法，独立模型法，光线束法。按平差范围：单模型法，航带法，区域网法。所必需的信息：摄影测量信息：像片上量测的像点坐标，立体模型上量测的模型坐标。

非摄影测量信息：大地测量观测值，像片外方位元素，相对控制条件。影像连接点类型有哪些：人工转刺点，仪器转刺点，标志点，明显地物点，数字影像相关转点。3 像点坐标量测与系统误差预改正有哪些：像点坐标量测，摄影材料变形改正，摄影机物镜畸变差改正，大气折光差改正，地球曲率改正。4 航带法空三测量： 工作流程：

（1）像点坐标量测与系统误差预改正（2）立体像对相对定向

（3）模型连接构建自由航带网（4）航带模型绝对定向（5）航带模型非线性改正（6）加密点坐标计算

模型连接的实质：求出相邻模型间的比例尺规划系数k。

计算过程：建立自由比例尺的航带网，建立松散的区域网，区域网整体平差。独立模型法区域网空三测量： 主要内容：

（1）求出各单元模型中模型点的坐标；

（2）利用公共点和控制点，对每个模型进行空间相似变换，列出误差方程及法方程式；

（3）建立改化法方程式，按循环分块法，求得每个模型的7个参数；

（4）计算每个模型中待定点平差后的坐标。若为相邻模型的公共点，则取其平均值作为最后结果。6 光束法区域网空三测量： 基本内容（流程）：

（1）像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定（2）逐点建立误差方程式

（3）逐点法化并建立改化法方程式，循环分块法解求改化法方程式，通常先求外方位元素。（4）加密点坐标计算三种区域网平差方法比较P90、作业：（1）航带法

数学模型：航带坐标的非线性多项式改正公式； 观测值：自由航带中各点的摄影测量坐标；平差单元：航带；

整体平差未知数：各航带的多项式改正系数。

特点：未知数少，解算方便和快速，但精度不高。所谓的观测值，自由航带坐标并不是真正的观测值，彼此不独立，所以不是严密的平差方法。主要用于为严密平差提供初始值和小比例尺低精度点位加密。（2）独立模型法

数学模型：单元模型的空间相似变换公式； 观测值：计算的或量测的模型坐标；平差单元：独立模型；平差未知数：各模型空间相似变换的7个参数、加密点的地面坐标。特点：整个区域的未知数比航带法区域网平差多，但若采用平高分求，解算所占用的内存和计算时间比光束法区域网平差少。相当严密的平差方法。若顾及到模型坐标间的相关特性，理论上与光束法同样严密。（3）光束法

数学模型：共线条件方程； 观测值：每幅影像的像点坐标；平差单元：单个光束；平差未知数：各影像的外方位元素和所有待求点地面坐标。特点：最严密的一步解法，误差方程式直接对原始观测值列出，能最方便地顾及影像系统误差的影响，最便于引入非摄影测量附加观测值（导航数据和地面测量观测值），可严密地处理非常规摄影以及非量测相机的影像系统误差既具有系统特性，同时也有随机性（随着外界条件的变化，像点坐标系统误差存在着随机变化的特性（1）许多影像系统误差是在实验室中测定的，是在静止状态下进行的。（2）实际数据获取过程是一个动态过程。补偿系统误差的方法：试验场检校法，验后补偿法，自检校法，自抵消法。利用附加参数的自检校法：利用若干附加参数来描述系统误差模型，在区域网平差的同时解求这些附加参数，以自动测定和消除系统误差。联合平差：所谓的摄影测量与非摄影测量观测值的联合平差，指的是在摄影测量平差中使用了更一般的原始的非摄影测量观测值或条件。GPS辅助空三测量：利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或多个基准站上的至少两台GPS信号接收机同步而连续地观测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经过GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为附加观测值引入摄影测量区域网平差中，以取代地面控制，经采用统一的数学模型和算法来整体确定目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。14 POS：是基于GPS和IMU（惯性测量装置）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。第五章采样：对实际连续函数模型离散化的量测过程。采样定理：公式P122，当采样间隔能使在函数g(x)中存在的最高频率中每周期取有两个样本时，则根据采样数据可以完全恢复原函数g(x)。2 点特征提取算法 Moravec算子步骤：（1）计算各像元的兴趣值 IV（2）给定一经验阈值，将兴趣值大于阈值的点作为候选点。

（3）选取候选点中的极值点作为特征点。语言描述公式P128 3 线特征提取算子 线和边缘有何区别：“边缘”可定义为影像局部区域特征不相同的那些区域间的分界线，而“线”则可以认为是具有很小宽度的其中间区域具有相同的影像特征的边缘对。

常用算子有哪些：常用方法有：差分算子、拉普拉斯算子、LOG算子等。

特征分割法有哪些参数：影像段有三个特征点组成：一个灰度梯度最大点和两个突出点。三个特征点的像素号与两突出点的灰度差为描述此特征的四个特征参数。第六章影响相关：是利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点。维纳-辛钦定理：随机信号的相关函数与其功率谱是一傅立叶变换对，即相关函数的傅立叶变换即功率谱，而功率谱的逆傅立叶变换即相关函数：金字塔影像结构：对于二维影像逐次进行低通滤波，并增大采样间隔，得到一个像元素总数逐渐变小的影像序列，将这些影像叠置起来颇像一座金字塔，因而称之为金字塔影像结构。

金字塔影像的层数确定方法P152：

（1）由影像匹配窗口w大小确定金字塔影像层数。当影像的先验视差未知时，可建立较完整金字塔，最上层的像元素个数在列方向上介于匹配窗口像素列数的1与L倍之间。层数k：w＜INT（n/Lk＋0.5）＜l·w。（2）由先验视差确定金字塔影像层数。若已知影像最大视差为P，可人工量测一个点算出视差并估计其最大左右视差。影像匹配：影像匹配实质上是在两幅（或多幅）影像之间识别同名点。同名点确定以匹配精度为基础。影像匹配五种基本算法：相关函数，协方差函数，相关系数，差平方和，差绝对值和。前三种优缺点：P153-156铅垂线轨迹法VLL步骤P158：（1）给定地面点的平面坐标（X，Y）与近似最低高程Zmin。

（2）Zi＝Zmin＋i·ΔZ高程搜索步距ΔZ可由所要求的高程精度确定

（3）计算左右像坐标（xi′, yi′）与（xi〞，yi〞）（4）分别以（xi′, yi′）与（xi〞，yi〞）为中心在左右影像上取影像窗口，计算其匹配测度，如相关系数pi。

（5）将i的值增加1，重复2，3两步，得到ρ0，ρ1，ρ2，ρn取其最大者ρk＝ max{ρ0，ρ1，ρ2，ρn}（6）还可以利用ρk及其相邻的几个相关系数拟合一抛物线，以其极值对应的高程作为A点的高程。6 最小二乘影像匹配 优点：

（1）影像匹配可以达到1/10甚至1/100像素的高精度。

影像匹配的精度与相关系数和信噪比的关系：影像匹配的精度与相关系数有关，相关系数愈大则精度愈高。它与影像窗口的“信噪比”有关，信噪比愈大，则匹配的精度愈高。影像匹配的精度还与影像的纹理结构有关，越大精度越高。特征匹配：步骤分为三步：①特征提取；②利用一组参数对特征作描述；③利用参数进行特征匹配。特征提取：根据各特征点的兴趣值将特征点分成几个等级。

特征点的分布方式：

（1）随机分布。按顺序进行特征提取，但控制特征的密度。选取的点集中在信息丰富区域。

（2）均匀分布。将影像划分成规则矩形格网，每一格网内提取一个或若干个特征点。匹配的备选点选择方法：

对右影像也进行相应特征提取，挑选预测区内的特征点作为可能的匹配点； 右影像不进行特征提取，将预测区内的每一点都作为可能的匹配点；

右影像不进行特征提取，但也不将所有的点作为可能的匹配点，而用爬山法搜索，动态地确定各选点。跨接法影像匹配步骤（过程）：1.特征提取 2.构成跨接法匹配窗口 3.跨接法影像匹配 特征点的匹配p169

跨接法原理与过程图 p171 第八章数字纠正：将影像化为很多微小的区域逐一纠正，且使用数字方式处理，从原始非正射投影的数字影像获取正射影像的过程。分类：依据被纠正最小单元分为：点元素纠正和线元素纠正。面元素纠正实质是点元素纠正。

方法：反解法（间接）数字微分纠正步骤P213：计算地面点坐标，计算像点坐标，灰度内插，灰度赋值。正解法（直接）数字微分纠正。2 立体正射影像对的制作方法：斜平行投影法和对数投影法。P224

立体正射影像对的高程量测精度与DEM精度的关系：立体正射影像对的高程量测精度通常要高于用来制作正射影像和立体匹配片的数字高程模型DEM精度。高3倍左右。

立体正摄影象对量测碎步高度存在的问题p226 3 真正射影像：

概念：所谓真正射影像，就是在数字微分纠正过程中，要以数字表面模型DSM为基础进行数字微分纠正。4 正射影像几何精度检查方法：正射影像的精度检查主要是指几何精度检查。方法：（1）利用已知点检测：用于检查正射影像绝对精度。

（2）与等高线图或线画地图套合后进行目视检查。（3）对每个立体相对分别由左影像和右影像制作同一地区的两幅正射影像，然后量测两幅正射影像上同名点的视差进行检查。

第三篇：摄影测量重点

《摄影测量学》期末重点整理

1、摄影测量学的发展分为三个阶段：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。

2、航摄仪与普通摄影机的区别：（1）航摄仪有框标（2）航摄仪的像距是一个固定值，等于焦距f（3）航摄仪可以记录内方位元素

3、内方位元素包括：像片主距和像点在框标坐标系中的坐标。

4、像幅范围、种类。

5、像场内，圆内接正方形或矩形称为最大像幅。也常用像场外切正方形作为像幅。像幅分类：18cm*18cm、23cm*23cm（主流）、30cm*30cm6、摄影比例尺：又称为像片比例尺，其严格定义为：航摄像片上一线段l的影像与地面上相应线段的水平距离L之比，即1/m=l/L7、摄影航高：当取摄区内的平均高程面作为摄影基准面时，摄影机的物镜中心至该面的距离称为摄影航高，一般用H表示，摄影比例尺表示为1/m=f/H

8、摄影基线：航线方向相邻两摄站点间的空间距离。

9、航向重叠和旁向重叠：

（1）航向重叠：在同一条航线上，相邻两像片应有一定范围的影像重叠，航向重叠一般要求为P%=60%~65%，最小不得小于53%。

（2）旁向重叠：相邻航线也应有足够的重叠。旁向重叠要求为q%=30%~40%,最小不得小于15%。

10、要求重叠的目的：（1）便于像片立体观察与量测（2）便于像片拼接

11、地形图是地面的正射投影，航摄影片是地面的中心投影

12、摄影测量常用的坐标系统：

（1）像平面坐标系----以主点为原点的右手平面坐标系（2）像空间坐标系----以摄影中心S为坐标原点，形成右手直角坐标系

（3）像空间辅助坐标系----摄影中心为坐标原点，坐标轴应情况而定（4）地面测量坐标系-----空间左手直角坐标系（5）地面摄影测量坐标系----原点在测区内某

一地面点上，X轴大致与航向一致，构成右手直角坐标系

13、航摄片上特殊的点、线、面（P28）

14、内方位元素：是描述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及像主点在框标坐标系中的坐标。

15、外方位元素：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，包括六个参数：三个直线元素，用于描述摄影中心的空间坐标值；三个角元素，用于描述像片的空间姿态。

⑴三个直线元素是反映摄影瞬间摄影中心在选定的地面空间坐标系中的坐标值，通常选用地面摄影测量坐标系，则S在该坐标系中的坐标为Xs、Ys、Zs ⑵外方位角元素(见p34图3-18及p35图3-19)： ①航向倾角φ，旁向倾角ω，像片倾角κ，φωκ是以ν为主轴的转角系统②航向倾角φ’，旁向倾角ω’，像片倾角 κ’，φ’ ω’ κ’是以u为主轴的转角系统

16、共线条件方程（中心投影构像方程式）-------P41公式3-15背熟！！

x,y是像点在以像主点为原点的像平面坐标中的值；a1—c3是9个方向余弦值，是3个外方位角元素的函数；X Y Z是像点所对应物点在地摄系中的坐标值；Xs Ys Zs是摄影中心在地摄系中的坐标；像点a、摄影中心S、地面点A位于一条直线

17、像点位移：地面点在像片上构像的点位偏离了应有的正确位置，产生了像点位移。分为（1）像片倾斜引起的像点位移。（2）地形起伏的像点位移（又叫投影差）。

18、人造立体视觉必须符合自然界立体观察的四个条件：

（1）两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对。

（2）每只眼睛必须只能观察像对的一张像片。（3）两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼睛基线应大致平行。

（4）两像片的比例尺相近（差别<15%），否则需用ZOOM系统进行调节。

19、左眼看左片，右眼看右片----正立体效应----正立体

正立体效应像片各旋转90°----零立体效应----零立体

正立体效应像片旋转180°-----反立体效应----负立体

20、立体像对的一些特殊的点、线、面（P51）

21、相对定向：确定一个立体像对两像片的相对位置。

22、相对定向元素：确定两像片相对位置关系的元素

23、确定两像片相对位置的方法：

（1）连续像对相对定向系统：将左像片置平或将其位置保持固定。角元素φ

2、ω

2、κ2.，基线分量bv、bw为连续相对定向的五个相对定向元素（2）独立像对相对定向系统：将摄影基线固定水平。左像片角元素φ

1、κ1，右像片角元素φ

2、ω

2、κ2，为单独像对的相对定向五个元素

24、绝对定向：借助已知的地面控制点，对相对定向后在像空辅系中的模型进行平移、旋转与缩放，使其纳入到地摄系中。

25、绝对定向元素：坐标原点平移量（Xs,Ys,Zs)，模型缩放比例因子λ，两个坐标轴系三个转角Φ、Ω、K七个元素称

26、三维空间相似变换公式p57(4-4)

27、单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标A(XYZ)、B(XYZ)、C(XYZ)，与其影像上对应的三个像点的影像坐标a(xa,ya)、b(xb,yb)、c(xc,yc)根据共线方程，反求该像片的外方位元素Xs、Ys、Zs、φ、ω、κ，这种解算方法称为单像空间后方交会（观测值为量测的像点坐标，未知数为6个外方位元素，至少需要三个已知控制点）

28、空间前方交会：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的地面坐标的方法

29、前方交会计算地面点坐标公式：p76（a--5-14）30、双像解析的空间后交----前交方法p78(较重要的方法，要知道每个过程涉及哪些数学模型)计算地面点的空间坐标的步骤为：（1）野外像片控制测量：选择并测量控制点坐标。（2）量测像点坐标：测出四个控制点及所有待求点的像点坐标（x1,y1）与（x2,y2）。（3）空间后方交会计算两像片的外方位元素：利用共线方程。（4）空间前方交会计算待定点地面坐标。

31、解析法像对的相对定向：是通过计算相对定向元素建立地面立体模型，确定立体像对两像片的相对位置关系（数学模型为共面条件式，需用5对同名像点解求5个相对定向元素）

32、双像解析摄影测量可用三种解算方法：后交---前交解法，相对定向---绝对定向解法，光束法。三种方法比较如下：（1）第一种方法前交的结果依赖于空间后方交会的精度，前交过程中没有充分利用多余条件平差计算。（2）第二种方法计算式比较多，最后的点位精度取决于相对定向和绝对定向的精度，解算结果不能严格表达一幅影像的外方位元素。（3）第三种方法的理论严密，求解精度最高，待定

点的坐标是按最小二乘准则解得的。

33、、解析空中三角测量通常采用的平差模型可分为航带法，独立模型法和光束法

按加密区域来分，又可分为单航带法和区域网法。

34、光束法区域网空中三角测量基本思想及主要内容：

（1）基本思想：已知待定点与控制点的像点与摄影中心及相应地面点构成一条光束，该方法是以每张像片所组成的一束光线作为平差的基本单元，以共线条件方程作为平差的基础方程，通过各个光束在空中的旋转和平移，使模型之间公共点的光线实现最佳交会，并使整个区域纳入到已知的控制点地面坐标系中去，所以要建立全区域统一的误差方程式，整体解求全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（2）主要内容：（a）获取每张像片外方位元素及待定点坐标的近似值。（b）从每张像片上控制点，待定点的像点坐标出发，按共线条件列出误差方程式。（c）逐点法化建立改化法方程式，按循环分块的求解方法，先求出其中的一类未知数，通常先求每张像片的外方位元素。（d）按空间前方交会求待定点的地面坐标，对于相邻像片的公共点，应取其均值作为最后结果。

35、DEM的形式：

（1）矩形格网结构。优点：存储量小，便于使用，便于管理。缺点：不能准确的表示地貌

（2）不规则三角网结构。优点：能准确表示地形的结构与内部结构。缺点：数据量大。

（3）混合式DEM。平坦地区：规则矩形网格。不平坦地区：不规则三角网。

36、数字影像内定向：同一像点的像平面坐标X,Y与其扫描坐标x,y不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。用仿射变换公式（8-7）进行变换：

37、重采样：由于所求得的像点不一定恰好落在原始像片上像元素的中心，要获得该像点的灰度值，就要在原采样的基础上再一次采集，即重采样。

38、影像灰度内插方法：双线性内插、双三次卷积法及最邻近像元法

39、影像相关：在左右像片上寻找同名像点，进行 观察和量测，寻找同名像点的过程，即为探求影像的相关。40、基于灰度的数字影像相关原理： 利用一目标区和搜索区内影像灰度矩阵进行的同名像点的搜索（原理方法见课本127页）

41、同名核线的确定方法：（1）根据共面条件的方法。（2）基于数字影像几何纠正的方法。

42、基于数字影像几何纠正法提取核线的原理和思路（P139-140！！）

43、数字微分纠正：根据已知影像的内定向参数和外方位元素及数字高程模型，按一定的数学模型用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正摄影像，这种过程将影像化为很多微小的区域逐一进行纠正，称为数字微分纠正

44、反解法（间接法）数字微分纠正思路：（1）计算地面点坐标。（2）计算像点坐标。（3）灰度内插。（4）灰度赋值。-------------根据像片的内、外方位元素及P点的高程反求其在原始图像上相应像点p的坐标（x,y），经内插出P的灰度值后，再将灰度值赋给P，这种方法称反解法

45、数字正摄影像图：以航摄像片或遥感影像为基础，经扫描处理并经逐像元进行辐射纠正、微分纠正和镶嵌，按地形图范围裁减成的影像数据，并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公里格网、图廓整饰等形式加到该影像平面上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库。

46、摄影测量外业工作任务（1）像片控制测量。（2）像片解译及调绘。（3）像片补测。

47、像片控制点布设的一般原则：（1）像控点一般按航线全区统一布点，可不受图幅单位的限制。（2）布在同一位置的平面点和高程点，应尽量联测成平高点。（3）相邻像对和相邻航线之间的像控点应尽量公用，当航线间像片排列交错而不能公用时，必须分别布

点。（4）位于自由图边或非连续作业的待测图边的像控点，一律布在图廓线外，确保成图满幅。（5）像控点尽可能在摄影前布设地面标志，以提高刺点精度，增强外业控制点的可靠性。（6）点位必须选择在像片上的明显目标点，以便于正确的相互转刺和立体观察时辨认点位。1

第四篇：数字摄影测量重点

摄影测量的三个阶段：模拟测量、解析摄影测量、数字摄影测量。

数字摄影测量定义：以数字影像为数据源，根据摄影测量原理，通过计算机软件处理获取被摄物体的形状、大小、位置及其性质的技术。

数字影像获取方式主要有两种：模拟像片的数字化与数字相机直接获取数字影像。

数字化过程两个离散过程：采样、量化。

数字影像的均值与方差：均值反映了一幅影像的整体亮度，方差度量了影像的对比度。

信息熵:信息熵度量了随机变量集合的随机性程度，这种随机性程度说明了影像所包含的信息容量。将熵的概念应用于数字影像，它度量了灰度值的不确定性程度。

数字影像内插:根据已有的离散样本值确定不位于采样格点位置处影像函数值的过程。内插利用内插函数对离散信号样本进行平滑，从而重建原始信号在采样过程中丢失的信息。

数字影像的重采样:在已有离散样本值的基础上重建连续信号，然后再用不同的小单元对重建的连续信号进行新的细分，最后经量化得到重采样后新的样本值。这种采样格点的坐标变换和内插称为数字影像的重采样。插值与重采样的联系与区别：

插值：在已知坐标系统内，估计未知点的函数值，不涉及坐标变换；

重采样：先将已知坐标系统变换到另一坐标系统，然后估计函数在新坐标系统下的数值；

数字影像重采样两个步骤：影像重建和采样。

影像重建：将作为输入的离散数字影像样本重建为连续灰度表面。重采样方法有:最邻近内插法、双线性内插法、双三次卷积法。

点特征：就是影像曲面上具有确定的、明显表现（或特殊性质）的像点，如灰度值变化明显的点或亮度特别明显的小区域、边缘的交点及一些区域或轮廓的角点等。有时也称为兴趣点。

什么是好的角点检测算法？检测出图像中“真实的”角点；准确的定位性能；很高的重复检测率（稳定性好）；具有对噪声的鲁棒性；具有较高的计算效率。Moravec Operator算法流程

（1）以像素点(x,y)为中心的w×w窗口内，计算该像素在各个方向上的强度变化：

（2）得出每个点的强度变化

（3）将所有C(x,y)低于阈值T的像素点的像素值置为0，大于阈值T的像素点为候选点；

（4）运用“局部抑制非最大”求得局部最大值，即为角点。在一定大小的窗口内，将候选点中强度变化值不是最大者去掉，仅留下一个最大者，该像素即为角点。

Harris角点的性质：旋转不变性、对于图像灰度的仿射变化具有部分的不变性、对于图像几何尺度变化不具有不变性、随几何尺度变化，Harris角点检测的性能下降。

Forstner算子步骤：

（l）计算各像素的Robert’s梯度

（2）计算ll（如55或更大）窗口中灰度的协方差矩阵（3）计算兴趣值q与w（4）确定待选点（5）选取极值点

各类角点算子提取方法比较（1）Moravec算子

①Moravec是一个相对简单的算子，仅仅考虑8个方向，因此最显著的优点是实现简单快速。

②Moravec不能保持旋转不变性，由于没有高斯平滑过程，所以对噪声敏感。③它对强边缘比较敏感，这是由于仅仅考虑了IV(自相关的响应值)的最小值。（2）Harris算子

Harris是一种高效的特征点提取算法，较好的稳定性，对平移、旋转、噪声可处理，能够提取出比较均匀的特征点，并且该算法对于灰度的变化图不敏感。缺点是无法适应图像的尺寸变化，计算量大，这是因为采取了多次滤波所致。（3）Forstner

计算速度快是Forstner算法最显著的优点，具有一定的抗噪性。同时，对比度、灰度受Forstner算法阈值变化的影响很大。如果在图像匹配中应用Forstner算法，为提高其适应性应根据图像对比度，自适应的设置初选阈值，并对处理的图像采取预处理去噪，以充分发挥其优势。（4）SUSAN算法的优点：

①对特征点的检测比对边缘检测的效果要好，适用于基于特征点的图像匹配。②不用求导，速度快，有一定的抗噪能力，噪声强度不大时，基本不受影响。③提取的特征点分布均匀，对特征明显的图像提取能力强。SUSAN算法的缺点也很明显： ①没有对边缘检测的过滤。

②相似比较能力差且函数复杂，有时候存在误判。这是由于USAN设定的三种情况是理想情况，对图像和背景亮度的对比度的设定在实际情况中相差较远。③图像中不同区域处目标与背景的对比程度不一样，取固定阈值不符合实际情况。

边缘分类可分为两类：阶跃变化，屋顶变化。Canny边缘检测步骤

(1)用高斯滤波器平滑图像．

(2)用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向(3)对梯度幅值应用非极大值抑制 ．(4)用双阈值算法检测和连接边缘． Canny算子检测方法的优点：

①低误码率，很少把边缘点误认为非边缘点；

②高定位精度，即精确地把边缘点定位在灰度变化最大的像素上；③抑制虚假边缘。

Hough变换的基本原理是将影像空间中的曲线变换到参数空间中，通过检测参数空间中的极值点，确定出该曲线的描述参数，从而提取影像中的规则曲线。

Hough变换：优点：由于它利用了图像全局特性，所以受噪声和边界间断的影响较小，比较鲁棒。

不足：1）计算量大，占用内存大2）检测精度受参数离散间隔制约3）只能指出图像中某条直线的存在，不能给出直线段的完整描述(端点坐标和长度信息等)

数字影像匹配就是在两张或多张数字影像的要素之间自动建立对应关系，这些影像是（或至少局部是）对同一场景在不同位置和不同时刻的成像，而要素可以是数字影像中的点（即像素），也可以是数字影像中提取的其他特征。共轭实体 共轭实体是指目标空间特征的影像，包括点、线、面及其他目标空间对象等。概略地说，共轭实体是在立体像对间建立对应关系过程中人们关注的对象。

匹配实体匹配实体是指一定的要素，正是通过对这些要素的比较以确定对应（或同名）的共轭实体。

相似性测度 相似性测度是刻画或说明匹配实体之间相似性程度的一种定量度量指标。一般说来，相似性程度是通过代价函数来计算的。在基于灰度的影像匹配中，常用的相似性测度包括相关系数测度、差平方和测度及差绝对和测度等。

匹配策略：匹配策略一般指求解匹配问题的概念或总体方案，主要包括匹配环境分析、匹配方法选择及匹配质量评价等。基本的影像匹配过程可描述为：

1）在一幅影像上选定待配准实体；2）确定匹配实体；

3）在另一张影像上寻找该待配准实体的共轭实体；4）计算配准实体在目标空间的3维位置；5）平价匹配质量。

产生几何畸变的主要原因有以下几种：1）方位参数引起的几何畸变

2）两影像间的不同旋转角引起几何畸变3）地面倾斜引起的几何畸变4）地面起伏引起的几何畸变

核线是对共轭实体的有效约束，核面定义为两投影中心C’、C’’和目标点P所决定的平面，核线e’、e’’就是核面与两像面的交线。核面包含共轭点，且这些共轭点必定位于相应核线上。

金字塔多级匹配策略：即使通过上述核线几何条件可以大大减小搜索空间，但仍然没有达到开始匹配所需要的非常接近的近似值。还可以考虑的减小搜索空间的方法就是增大像素尺寸。用这种增大像素尺寸来明显减小搜索空间并改善近似值的解决方法：就是先在较粗分辨率的影像上开始匹配，然后将结果投影（传导）到较精细分辨率的影像上，直至到最高分辨率影像（原始影像）。这可以通过对立体像对形成影像金字塔来实现。

基于灰度的影像匹配：以影像上局部范围内的灰度值及其分布作为匹配实体（或比较要素），通过计算匹配实体之间的相似性测度寻找共轭实体的影像匹配方法，称为基于灰度的影像匹配。灰度匹配中常用的相似性测度：（1）相关函数测度（2）协方差函数测度（3）相关系数测度（4）差平方和测度（5）差绝对值和

相关系数测度的性质：

性质一：相关系数是灰度线性变换的不变量。

性质二：相关系数极大等价于左右窗口灰度之间线性拟合的残差极小。

最小二乘影像匹配基本思想是：以局部范围内影像的灰度值及其分布作为匹配实体，以搜索窗口的中心位置和形状作为待定参数，通过极小化模板窗口与搜索窗口内影像灰度值差的平方和估计待定参数值，从而确定共轭实体。也就是说，搜索窗口的中心位置及形状是不断变化的，直至变形窗口和模板窗口（不变）内的灰度差达到极小值。

第五篇：摄影测量

像点位移：当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异称像点位移

引起原因：1.像片倾斜引起的像点位移

2.地形起伏引起的像点位移

像片的内方位元素：摄影物镜后节点与像片之间相互位置的参数

像片外方位元素：已建立的摄影光束，确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数