3)构成数字投影的基础;
4)计算模拟影像数据(已知影像内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; 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张像片,即双眼观察像对时必须保持两眼分
别只能对一张像片观察;
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)内定向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 ,?,?,? 单独法相对定向元素?1 ,?1 ,?2,?2,?2
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。 双线性内插值法计算量大,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内,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。
以每张像片/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,整体解求全区域内每张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?确定目标窗口?估计搜索窗口?求解相关系数?获得相关系数最大值的位置?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。
6、什么是数字微分纠正?简述线性阵列影像数字微分纠正的常用方法,并指出其原理与航空影像的数字微分纠正有何不同?
根据有关的参数与数字地面模型,利用相应的构像方程式,或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射影像,这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行纠正,且使用的是数字方式处理,故叫做数字微分纠正或数字纠正。
线性阵列影像数字微分纠正常用方法:间接法纠正,直接法纠正、直接法与间接法相结合的纠正、多项式纠正、基于有理多项式模型的高分辨率遥感影像纠正。
线性阵列影像数字微分纠正的基本原理:每条影像的外方位元素已知,行内中心投影,行间正射投影。
7、叙述GPS辅助空中三角测量的基本原理,并说明其优点。
GPS辅助空中三角测量是指利用机载GPS接收机与地面基准站的GPS接收机,至少两台GPS信号接收机同步、快速、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(或减少)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。
一、
填空题(每空1分,共15分)
1、模拟摄影测量、解析摄影测量、全数字摄影测量 2、原点、单位、坐标轴的方向
3、194.4、97.2 4、像点、瞬时摄影中心
5、5 6、影像匹配
7、DOM (数字正射影像图)、DEM (数字高程模型)、DRG (数字栅格地图)、DLG (数字线划地图)
二、 单选题(在下列各小题中的备选答案中,请把你认为正确答案的序号填入题干的括号内,每题2分,共20分)。
1、C 2、C 3、C 4、C 5、B 6、A 7、B 8、A 9、D 10、A
三、判断题(下列各题,你认为正确的,请在题干的括号内打“√”。错的打“×”。
每题1.5分,共15分)。
1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、√ 7、√ 8、× 9、× 10、√
四、名词解释(每题3分,共18分) 1、摄影测量学
摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取合成果表达的一门信息科学。传统的摄影测量学是利用光学摄影机摄得得影像,研究和确定被摄物体得形状、大小、性质和相互关系得一门科学与技术,摄影测量学得主要特点是在像片上进行测量和解译,无需接触物体本身,因而很少受自然和地理等条件的限制。 2、外方位元素
外方位元素是表示摄影中心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。 3、同名像点
同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点称为同名像点。
4、立体像对的空间前方交会
由立体像对左右两影像的内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称做立体像对的空间前方交会。 5、数字地面模型
数字地面模型是一个表示地面特征空间分布的数据库。一般用一系列地面点坐标X,Y以及该地面点上的高程Z或属性(如名称、目标类别、特征等)组成的数据阵列,以此组成数字地图。 6、反解法
解法就是由纠正后的像点坐标(X,Y)出发反求其在原始图像上的像点坐标(x,y)。
五、简答题(每题6分,共12分)
1、试说明单像空间后方交会的思路及解算步骤。
利用影像覆盖范围内一定数量的控制点的空间坐标与影像坐标,根据共线方程,反求该影像的外方位元素的方法称为单幅影像的空间后方交会。
利用空间后方交会求解外方位元素的基本过程如下: (一)读入原始数据
原始数据包括像点的观测坐标、像片的内方位元素、控制点在地辅系中的坐标。 (二)确定外方位元素的初值 1、确定摄站坐标的初值
取控制点平面坐标的平均值作为摄站平面位置的初值,即:
X0S?[X]n,YS?0[Y]n (10)
式中[X],[Y]为各点地面坐标的总和,n为已知点的数量。 取航摄的绝对高度H0作为ZS0。
0002、确定外方位角元素的初值,在一般情况下,?x=?=?=0
(三)组建误差方程式
1、按照角元素初值,组旋转矩阵; 2、计算X,Y,Z; 3、求x计,y计;
4、按(7)、(8)式组建误差方程式
C??L?V
(四)按最小二乘法原理,构建法方程
CC??CL?0
(五)答解法方程,解算外方位元素的改正数 dXS,dYS,dZS,d?x,d?,d?。 ?=(CC)CL
(六)按(9)式计算像片外方位元素改正后的值。
(七)重复(三)至(六)的计算,直至外方位元素改正数小于限差为止。
T-1TTT
2、在城市建设规划中,发现某居民区新增了大量的建筑物,为了及时更新该地区的地籍图,利用配有POS系统的数字航摄仪获取了一个立体像对,请问如何用最快速的方法将新建房屋加入地籍管理数据库中?在POS系统提供的像片外方