第一篇：攝影測量重點

《攝影測量學》期末重點整理

1、攝影測量學的發展分為三個階段：模擬攝影測量、解析攝影測量、數字攝影測量。

2、航攝儀與普通攝影機的區別：（1）航攝儀有框標（2）航攝儀的像距是一個固定值，等于焦距f（3）航攝儀可以記錄內方位元素

3、內方位元素包括：像片主距和像點在框標坐標系中的坐標。

4、像幅范圍、種類。

5、像場內，圓內接正方形或矩形稱為最大像幅。也常用像場外切正方形作為像幅。像幅分類：18cm*18cm、23cm*23cm（主流）、30cm*30cm6、攝影比例尺：又稱為像片比例尺，其嚴格定義為：航攝像片上一線段l的影像與地面上相應線段的水平距離L之比，即1/m=l/L7、攝影航高：當取攝區內的平均高程面作為攝影基準面時，攝影機的物鏡中心至該面的距離稱為攝影航高，一般用H表示，攝影比例尺表示為1/m=f/H

8、攝影基線：航線方向相鄰兩攝站點間的空間距離。

9、航向重疊和旁向重疊：

（1）航向重疊：在同一條航線上，相鄰兩像片應有一定范圍的影像重疊，航向重疊一般要求為P%=60%~65%，最小不得小于53%。

（2）旁向重疊：相鄰航線也應有足夠的重疊。旁向重疊要求為q%=30%~40%,最小不得小于15%。

10、要求重疊的目的：（1）便于像片立體觀察與量測（2）便于像片拼接

11、地形圖是地面的正射投影，航攝影片是地面的中心投影

12、攝影測量常用的坐標系統：

（1）像平面坐標系----以主點為原點的右手平面坐標系（2）像空間坐標系----以攝影中心S為坐標原點，形成右手直角坐標系

（3）像空間輔助坐標系----攝影中心為坐標原點，坐標軸應情況而定（4）地面測量坐標系-----空間左手直角坐標系（5）地面攝影測量坐標系----原點在測區內某

一地面點上，X軸大致與航向一致，構成右手直角坐標系

13、航攝片上特殊的點、線、面（P28）

14、內方位元素：是描述攝影中心與像片之間相關位置的參數，包括三個參數，即攝影中心到像片的垂距及像主點在框標坐標系中的坐標。

15、外方位元素：確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態的參數稱為外方位元素，包括六個參數：三個直線元素，用于描述攝影中心的空間坐標值；三個角元素，用于描述像片的空間姿態。

⑴三個直線元素是反映攝影瞬間攝影中心在選定的地面空間坐標系中的坐標值，通常選用地面攝影測量坐標系，則S在該坐標系中的坐標為Xs、Ys、Zs ⑵外方位角元素(見p34圖3-18及p35圖3-19)： ①航向傾角φ，旁向傾角ω，像片傾角κ，φωκ是以ν為主軸的轉角系統②航向傾角φ’，旁向傾角ω’，像片傾角 κ’，φ’ ω’ κ’是以u為主軸的轉角系統

16、共線條件方程（中心投影構像方程式）-------P41公式3-15背熟！！

x,y是像點在以像主點為原點的像平面坐標中的值；a1—c3是9個方向余弦值，是3個外方位角元素的函數；X Y Z是像點所對應物點在地攝系中的坐標值；Xs Ys Zs是攝影中心在地攝系中的坐標；像點a、攝影中心S、地面點A位于一條直線

17、像點位移：地面點在像片上構像的點位偏離了應有的正確位置，產生了像點位移。分為（1）像片傾斜引起的像點位移。（2）地形起伏的像點位移（又叫投影差）。

18、人造立體視覺必須符合自然界立體觀察的四個條件：

（1）兩張像片必須是在兩個不同位置對同一景物攝取的立體像對。

（2）每只眼睛必須只能觀察像對的一張像片。（3）兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼睛基線應大致平行。

（4）兩像片的比例尺相近（差別<15%），否則需用ZOOM系統進行調節。

19、左眼看左片，右眼看右片----正立體效應----正立體

正立體效應像片各旋轉90°----零立體效應----零立體

正立體效應像片旋轉180°-----反立體效應----負立體

20、立體像對的一些特殊的點、線、面（P51）

21、相對定向：確定一個立體像對兩像片的相對位置。

22、相對定向元素：確定兩像片相對位置關系的元素

23、確定兩像片相對位置的方法：

（1）連續像對相對定向系統：將左像片置平或將其位置保持固定。角元素φ

2、ω

2、κ2.，基線分量bv、bw為連續相對定向的五個相對定向元素（2）獨立像對相對定向系統：將攝影基線固定水平。左像片角元素φ

1、κ1，右像片角元素φ

2、ω

2、κ2，為單獨像對的相對定向五個元素

24、絕對定向：借助已知的地面控制點，對相對定向后在像空輔系中的模型進行平移、旋轉與縮放，使其納入到地攝系中。

25、絕對定向元素：坐標原點平移量（Xs,Ys,Zs)，模型縮放比例因子λ，兩個坐標軸系三個轉角Φ、Ω、K七個元素稱

26、三維空間相似變換公式p57(4-4)

27、單像空間后方交會：利用至少三個已知地面控制點的坐標A(XYZ)、B(XYZ)、C(XYZ)，與其影像上對應的三個像點的影像坐標a(xa,ya)、b(xb,yb)、c(xc,yc)根據共線方程，反求該像片的外方位元素Xs、Ys、Zs、φ、ω、κ，這種解算方法稱為單像空間后方交會（觀測值為量測的像點坐標，未知數為6個外方位元素，至少需要三個已知控制點）

28、空間前方交會：由立體像對中兩張像片的內、外方位元素和像點坐標來確定相應地面點的地面坐標的方法

29、前方交會計算地面點坐標公式：p76（a--5-14）30、雙像解析的空間后交----前交方法p78(較重要的方法，要知道每個過程涉及哪些數學模型)計算地面點的空間坐標的步驟為：（1）野外像片控制測量：選擇并測量控制點坐標。（2）量測像點坐標：測出四個控制點及所有待求點的像點坐標（x1,y1）與（x2,y2）。（3）空間后方交會計算兩像片的外方位元素：利用共線方程。（4）空間前方交會計算待定點地面坐標。

31、解析法像對的相對定向：是通過計算相對定向元素建立地面立體模型，確定立體像對兩像片的相對位置關系（數學模型為共面條件式，需用5對同名像點解求5個相對定向元素）

32、雙像解析攝影測量可用三種解算方法：后交---前交解法，相對定向---絕對定向解法，光束法。三種方法比較如下：（1）第一種方法前交的結果依賴于空間后方交會的精度，前交過程中沒有充分利用多余條件平差計算。（2）第二種方法計算式比較多，最后的點位精度取決于相對定向和絕對定向的精度，解算結果不能嚴格表達一幅影像的外方位元素。（3）第三種方法的理論嚴密，求解精度最高，待定

點的坐標是按最小二乘準則解得的。

33、、解析空中三角測量通常采用的平差模型可分為航帶法，獨立模型法和光束法

按加密區域來分，又可分為單航帶法和區域網法。

34、光束法區域網空中三角測量基本思想及主要內容：

（1）基本思想：已知待定點與控制點的像點與攝影中心及相應地面點構成一條光束，該方法是以每張像片所組成的一束光線作為平差的基本單元，以共線條件方程作為平差的基礎方程，通過各個光束在空中的旋轉和平移，使模型之間公共點的光線實現最佳交會，并使整個區域納入到已知的控制點地面坐標系中去，所以要建立全區域統一的誤差方程式，整體解求全區域內每張像片的六個外方位元素以及所有待求點的地面坐標（2）主要內容：（a）獲取每張像片外方位元素及待定點坐標的近似值。（b）從每張像片上控制點，待定點的像點坐標出發，按共線條件列出誤差方程式。（c）逐點法化建立改化法方程式，按循環分塊的求解方法，先求出其中的一類未知數，通常先求每張像片的外方位元素。（d）按空間前方交會求待定點的地面坐標，對于相鄰像片的公共點，應取其均值作為最后結果。

35、DEM的形式：

（1）矩形格網結構。優點：存儲量小，便于使用，便于管理。缺點：不能準確的表示地貌

（2）不規則三角網結構。優點：能準確表示地形的結構與內部結構。缺點：數據量大。

（3）混合式DEM。平坦地區：規則矩形網格。不平坦地區：不規則三角網。

36、數字影像內定向：同一像點的像平面坐標X,Y與其掃描坐標x,y不相等，需要加以換算，這種換算稱為數字影像內定向。用仿射變換公式（8-7）進行變換：

37、重采樣：由于所求得的像點不一定恰好落在原始像片上像元素的中心，要獲得該像點的灰度值，就要在原采樣的基礎上再一次采集，即重采樣。

38、影像灰度內插方法：雙線性內插、雙三次卷積法及最鄰近像元法

39、影像相關：在左右像片上尋找同名像點，進行 觀察和量測，尋找同名像點的過程，即為探求影像的相關。40、基于灰度的數字影像相關原理： 利用一目標區和搜索區內影像灰度矩陣進行的同名像點的搜索（原理方法見課本127頁）

41、同名核線的確定方法：（1）根據共面條件的方法。（2）基于數字影像幾何糾正的方法。

42、基于數字影像幾何糾正法提取核線的原理和思路（P139-140！！）

43、數字微分糾正：根據已知影像的內定向參數和外方位元素及數字高程模型，按一定的數學模型用控制點解算，從原始非正射投影的數字影像獲取正攝影像，這種過程將影像化為很多微小的區域逐一進行糾正，稱為數字微分糾正

44、反解法（間接法）數字微分糾正思路：（1）計算地面點坐標。（2）計算像點坐標。（3）灰度內插。（4）灰度賦值。-------------根據像片的內、外方位元素及P點的高程反求其在原始圖像上相應像點p的坐標（x,y），經內插出P的灰度值后，再將灰度值賦給P，這種方法稱反解法

45、數字正攝影像圖：以航攝像片或遙感影像為基礎，經掃描處理并經逐像元進行輻射糾正、微分糾正和鑲嵌，按地形圖范圍裁減成的影像數據，并將地形要素的信息以符號、線畫、注記、公里格網、圖廓整飾等形式加到該影像平面上，形成以柵格數據形式存儲的影像數據庫。

46、攝影測量外業工作任務（1）像片控制測量。（2）像片解譯及調繪。（3）像片補測。

47、像片控制點布設的一般原則：（1）像控點一般按航線全區統一布點，可不受圖幅單位的限制。（2）布在同一位置的平面點和高程點，應盡量聯測成平高點。（3）相鄰像對和相鄰航線之間的像控點應盡量公用，當航線間像片排列交錯而不能公用時，必須分別布

點。（4）位于自由圖邊或非連續作業的待測圖邊的像控點，一律布在圖廓線外，確保成圖滿幅。（5）像控點盡可能在攝影前布設地面標志，以提高刺點精度，增強外業控制點的可靠性。（6）點位必須選擇在像片上的明顯目標點，以便于正確的相互轉刺和立體觀察時辨認點位。1

第二篇：攝影測量重點

第一章攝影測量學定義：

攝影測量是從非接觸成像系統，通過記錄、量測、分析與表達等處理，獲取地球及其環境和其他物體幾何、屬性等可靠信息的工藝、科學和技術。2 攝影測量分類：

按距離遠近：航空、航天、近景、顯微攝影測量； 按用途：地形、非地形攝影測量；

按處理手段：模擬、解析、數字攝影測量。

攝影機平臺 ：航天攝影測量，航空攝影測量，地面攝影測量，水下攝影測量。3 攝影測量任務：

地形測量領域：各種比例尺的地形圖、各部門專題圖，建立地形數據庫，提供地理信息系統所需要的基礎數據；

非地形測量領域：生物、醫學、公安偵破、考古、建筑物變形監測。物理投影：光學的、機械的或光學-機械的模擬投影。數字投影：利用計算機實時地進行投影光線（共線方程）的解算，從而交會被攝物體的位置。第二章基礎知識： 幾何糾正的核線解析關系：

設傾斜影像坐標系為x，y；水平影像坐標系為u，v。由共線方程??

在“水平”影像上獲取核線影像：v=某常數即表示某一核線，u=k采樣間隔??核線的重排列（重采樣）??

同名核線的確定：同名核線的v坐標值相等，v'=c代入右影像共線方程，即能獲得右影像上的同名核線。實質：是一個數字糾正，將傾斜影像上的核線投影（糾正）到水平影像對上，求得水平影像對上的同名核線。3 空間前方交會：有兩種方法：利用點投影系數的空間前方交會法，利用共線方程的嚴格解法。點投影系數P64：N和N'表示將左像點和右像點投影到地面上的點投影系數。P64 4 絕對定向： 絕對定向元素：描述立體像對在攝影瞬間的絕對位置和姿態的參數。λ,x0,y0,z0,Φ,Ω,Κ。.已知數據：量測2個平高和1個高程以上的控制點。解算過程P70：

（1）獲取控制點的兩套坐標Xp , Yp , Zp , Xtp , Ytp , Ztp

（2）給定絕對定向元素的初值 λ＝1,Φ＝Ω＝Κ＝0, 數據。廣泛應用于各種高精度的解析空中三角測量和點

位測定實際生產中。相較于前兩種方法的缺點：1）共線方程所描述的像點坐標與各未知參數的關系是非線性的；2）光束法區域網平差未知數多、計算量大，計算速度相對較慢；3）不可平高分開處理，只能是三維網平差。區域網平差的精度分布規律P92：

1）區域網空中三角測量的精度最弱點位于區域四周，不在區域的中央。平面控制點應布設在區域四周。2）密集周邊布點時，區域網的理論精度對航帶法而言小于一條航帶的測點精度；獨立模型法則相當于一個單元模型的測點精度；光束法，理論精度不隨區域大小而改變，是一常數。

3）控制點稀疏分布，區域網的理論精度隨著區域的增大而降低。但若增大旁向重疊，則可提高區域網平面坐標的理論精度。

4）區域網平差的高程理論精度取決于控制點間的跨度而與區域大小無關。理論上，光束法平差最符合最小二乘法原理，精度最好。但如果系統誤差沒有得到很好的補償，光束法的優點無法反映，三種方法的精度則沒有顯著差異。9 系統誤差的特性：

（2）最小二乘影像匹配中可以非常靈活地引入各種已

知參數和條件，從而可以進行整體平差。

（3）解決“單點”的影像匹配問題，以求其“視差”；也可以直接解求其空間坐標。

（4）同時解求待定點的坐標與影像的外方位元素。（5）同時解決“多點”影像匹配或“多片”影像匹配。（6）引入“粗差檢測”，從而大大地提高影像匹配的可靠性。

靈活，可靠和高精度是優點，缺點是，如當初始值不太準時，系統的收斂性等問題有待解決。影像匹配迭代過程的具體步驟：（1）幾何變形改正。（2）重采樣。

（3）輻射畸變改正。

（4）判斷是否需要繼續迭代。若相關系數小于前一次迭代后所求得的相關系數，則可認為迭代結束。也可以根據幾何變形參數是否小于某個預定的閾值。

（5）采用最小二乘影像匹配，解求變形參數的改正值dh0,dh1, da0,?。

（6）計算變形參數。

（7）計算最佳匹配的點位。可用梯度的平方為權，在左方影像窗口內對坐標作加權平均。攝影機主距：航空攝影機物鏡中心至底片面的距離是固定值，稱為航空攝影機主距（f），也叫像片主距，與物鏡焦距基本一致。2 框標：設置在攝影機焦平面上位置固定的光學機械標志，用于在焦平面（即像片）上建立像方坐標系。3 攝影比例尺：航攝影像上線段l與相應地面線段L的水平距之比。1/m=l/L=f/H航高：攝影飛機在攝影瞬間相對某一水準面的高度。分為相對和絕對，用H表示。豎直攝影：攝影瞬間攝影機的主光軸近似與地面垂直，偏離鉛垂線的夾角小于3°，夾角為像片傾角。6 航向重疊：同一條航線內相鄰像片之間的影像重疊。Px%=px/lx*100%要求60% 最小53%旁向重疊：相鄰航線間的影像重疊。Py%=py/ly*100%要求30%最小15%

飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應有60%左右的航向重疊度，相鄰航線的像片應有30%左右的旁向重疊度。7 攝影基線：航向相鄰兩個攝影站間的距離（兩次曝光的時間間隔內飛機飛過的距離）。8 航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據地物影像拼接起來，各張像片的主點連線不在一條直線上，而呈現為彎彎曲曲的折線，稱為航線彎曲。9 像片旋角：一張像片上相鄰主點連線與同方向框標連線間的夾角，要求不得大于6°。像對：航向相鄰兩張像片組成一個像對。2 透視變換中重要點線P21 特征：

底點的特性：鉛垂線在像面上的構像位于以點n為輻射中心的相應輻射線上。

等角點的特性：在傾斜像片和水平地面上，由等角點c和C所引出的一對透視對應線無方向偏差，保持著方向角相等。等比線的特性：等比線的構像比例尺等于水平像片上的攝影比例尺，不受像片傾斜影像。3 共線方程：P26

坐標系6個：像平面坐標系(p-xy)，像空間坐標系(S-xyz)，像空間輔助坐標系(S-XYZ)，攝影測量坐標系(p-XpYpZp)，地面測量坐標系(t-XtYtZt)，地面攝影測量坐標系(A-XtpYtpZtp)。內方位元素：攝影機的物鏡中心與像片之間相互位置的參數。3個參數，主距像主點在框標坐標系中坐標（x0，y0）外方位元素：已建立的攝影光束，確定像片攝影瞬間在地面直角坐標系中空間位置和姿態的參數。三個直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的坐標值(Xs、Ys、Zs)。三個角元素(φ、ω、κ)，表示攝影光束空間姿態(像片在攝影瞬間空間姿態的要素）公式、字母意義P30 應用：求像底點坐標，單像空間后方交會和多像空間前方交會，攝影測量中的數字投影基礎，航空影像模擬，光束法平差的基本數學模型，利用DEM制作數字正射影像圖，利用DEM進行單張像片測圖。4 像點位移的規律P33-34 詳見作業本 5 內定向：傳統攝影測量中：利用平面相似變換等公式，將所量測的影像架坐標或儀器坐標（像點坐標）變換為以影像上像主點為原點的像坐標系中的坐標，該變換為影像內定向。數字化影像：由于在影像掃描數字化過程中，影像在掃描儀上的位置通常也是任意放置的，因此所量測的像點坐標也存在著從掃描坐標到像坐標的轉換。

共線方程的主要應用p30 6 后方交會：根據影像覆蓋范圍內一定數量的分布合理的地面控制點（已知其像點和地面點的坐標），利用共線條件方程求解像片外方位元素，這種方法叫做后方交會。

后方交會計算過程P41：

（1）獲取已知數據m, x0 , y0 , f , Xt, Yt, Zt

（2）量測控制點像點坐標并進行必要的誤差改正x,y（3）確定未知數初值Xs0，Ys0，Zs0，φ0，ω0，κ0

（4）計算旋轉矩陣R

（5）逐點計算像點坐標近似值。利用未知數的近似值按共線方程計算控制點像點坐標的近似值

（6）逐點計算誤差方程式的系數和常數項，組成誤差方程式

（7）計算法方程的系數陣與常數項，組成法方程式（8）解求外方位元素改正數（9）檢查迭代是否收斂 第三章相對定向元素：用于描述兩張像片相對位置和姿態關系的參數。

元素和觀測值具體P54。觀測值：量測6個定向點像點坐標。核線與核面：

通過攝影基線與地面所作的平面稱為核面。核面與影像面交線稱為核線。同名像點必定在同名核線上。

怎樣找同名核線（第一種方法）P61-62：基于數字影像

X0=Y0=Z0=0

（3）計算重心化坐標

（4）計算誤差方程式的系數和常數項（5）解法方程，求絕對定向元素改正數（6）計算絕對定向元素的新值（7）判斷迭代是否收斂 5 三種解法的比較：后交前交解法，相對定向絕對定向解法，一步定向法。

（1）空間后方交會-前方交會方法：先用后方交會求出像片外方位元素，再用前方交會求出像點對應地面點坐標。

（2）相對定向-絕對定向法：先進行立體像對的相對定向，求出模型點的攝影測量坐標，再用地面控制點將模型納入測量坐標系求出地面點坐標。（3）立體影像對光束法嚴密解法（一步定向法）：以共線方程為基礎，未知點、控制點同時列誤差方程，將像片外方位元素和待定點坐標在平差過程中整體解求。第四章：解析空中三角測量：

分類：按數學模型：航帶法，獨立模型法，光線束法。按平差范圍：單模型法，航帶法，區域網法。所必需的信息：攝影測量信息：像片上量測的像點坐標，立體模型上量測的模型坐標。

非攝影測量信息：大地測量觀測值，像片外方位元素，相對控制條件。影像連接點類型有哪些：人工轉刺點，儀器轉刺點，標志點，明顯地物點，數字影像相關轉點。3 像點坐標量測與系統誤差預改正有哪些：像點坐標量測，攝影材料變形改正，攝影機物鏡畸變差改正，大氣折光差改正，地球曲率改正。4 航帶法空三測量： 工作流程：

（1）像點坐標量測與系統誤差預改正（2）立體像對相對定向

（3）模型連接構建自由航帶網（4）航帶模型絕對定向（5）航帶模型非線性改正（6）加密點坐標計算

模型連接的實質：求出相鄰模型間的比例尺規劃系數k。

計算過程：建立自由比例尺的航帶網，建立松散的區域網，區域網整體平差。獨立模型法區域網空三測量： 主要內容：

（1）求出各單元模型中模型點的坐標；

（2）利用公共點和控制點，對每個模型進行空間相似變換，列出誤差方程及法方程式；

（3）建立改化法方程式，按循環分塊法，求得每個模型的7個參數；

（4）計算每個模型中待定點平差后的坐標。若為相鄰模型的公共點，則取其平均值作為最后結果。6 光束法區域網空三測量： 基本內容（流程）：

（1）像片外方位元素和地面點坐標近似值的確定（2）逐點建立誤差方程式

（3）逐點法化并建立改化法方程式，循環分塊法解求改化法方程式，通常先求外方位元素。（4）加密點坐標計算三種區域網平差方法比較P90、作業：（1）航帶法

數學模型：航帶坐標的非線性多項式改正公式； 觀測值：自由航帶中各點的攝影測量坐標；平差單元：航帶；

整體平差未知數：各航帶的多項式改正系數。

特點：未知數少，解算方便和快速，但精度不高。所謂的觀測值，自由航帶坐標并不是真正的觀測值，彼此不獨立，所以不是嚴密的平差方法。主要用于為嚴密平差提供初始值和小比例尺低精度點位加密。（2）獨立模型法

數學模型：單元模型的空間相似變換公式； 觀測值：計算的或量測的模型坐標；平差單元：獨立模型；平差未知數：各模型空間相似變換的7個參數、加密點的地面坐標。特點：整個區域的未知數比航帶法區域網平差多，但若采用平高分求，解算所占用的內存和計算時間比光束法區域網平差少。相當嚴密的平差方法。若顧及到模型坐標間的相關特性，理論上與光束法同樣嚴密。（3）光束法

數學模型：共線條件方程； 觀測值：每幅影像的像點坐標；平差單元：單個光束；平差未知數：各影像的外方位元素和所有待求點地面坐標。特點：最嚴密的一步解法，誤差方程式直接對原始觀測值列出，能最方便地顧及影像系統誤差的影響，最便于引入非攝影測量附加觀測值（導航數據和地面測量觀測值），可嚴密地處理非常規攝影以及非量測相機的影像系統誤差既具有系統特性，同時也有隨機性（隨著外界條件的變化，像點坐標系統誤差存在著隨機變化的特性（1）許多影像系統誤差是在實驗室中測定的，是在靜止狀態下進行的。（2）實際數據獲取過程是一個動態過程。補償系統誤差的方法：試驗場檢校法，驗后補償法，自檢校法，自抵消法。利用附加參數的自檢校法：利用若干附加參數來描述系統誤差模型，在區域網平差的同時解求這些附加參數，以自動測定和消除系統誤差。聯合平差：所謂的攝影測量與非攝影測量觀測值的聯合平差，指的是在攝影測量平差中使用了更一般的原始的非攝影測量觀測值或條件。GPS輔助空三測量：利用安裝于飛機上與航攝儀相連接的和設在地面一個或多個基準站上的至少兩臺GPS信號接收機同步而連續地觀測GPS衛星信號、同時獲取航空攝影瞬間航攝儀快門開啟脈沖，經過GPS載波相位測量差分定位技術的離線數據后處理獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標，然后將其視為附加觀測值引入攝影測量區域網平差中，以取代地面控制，經采用統一的數學模型和算法來整體確定目標點位和像片方位元素，并對其質量進行評定的理論、技術和方法。14 POS：是基于GPS和IMU（慣性測量裝置）的直接測定影像外方位元素的現代航空攝影導航系統，可用于在無地面控制或僅有少量地面控制點情況下的航空遙感對地定位和影像獲取。第五章采樣：對實際連續函數模型離散化的量測過程。采樣定理：公式P122，當采樣間隔能使在函數g(x)中存在的最高頻率中每周期取有兩個樣本時，則根據采樣數據可以完全恢復原函數g(x)。2 點特征提取算法 Moravec算子步驟：（1）計算各像元的興趣值 IV（2）給定一經驗閾值，將興趣值大于閾值的點作為候選點。

（3）選取候選點中的極值點作為特征點。語言描述公式P128 3 線特征提取算子 線和邊緣有何區別：“邊緣”可定義為影像局部區域特征不相同的那些區域間的分界線，而“線”則可以認為是具有很小寬度的其中間區域具有相同的影像特征的邊緣對。

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。

特征分割法有哪些參數：影像段有三個特征點組成：一個灰度梯度最大點和兩個突出點。三個特征點的像素號與兩突出點的灰度差為描述此特征的四個特征參數。第六章影響相關：是利用互相關函數，評價兩塊影像的相似性以確定同名點。維納-辛欽定理：隨機信號的相關函數與其功率譜是一傅立葉變換對，即相關函數的傅立葉變換即功率譜，而功率譜的逆傅立葉變換即相關函數：金字塔影像結構：對于二維影像逐次進行低通濾波，并增大采樣間隔，得到一個像元素總數逐漸變小的影像序列，將這些影像疊置起來頗像一座金字塔，因而稱之為金字塔影像結構。

金字塔影像的層數確定方法P152：

（1）由影像匹配窗口w大小確定金字塔影像層數。當影像的先驗視差未知時，可建立較完整金字塔，最上層的像元素個數在列方向上介于匹配窗口像素列數的1與L倍之間。層數k：w＜INT（n/Lk＋0.5）＜l·w。（2）由先驗視差確定金字塔影像層數。若已知影像最大視差為P，可人工量測一個點算出視差并估計其最大左右視差。影像匹配：影像匹配實質上是在兩幅（或多幅）影像之間識別同名點。同名點確定以匹配精度為基礎。影像匹配五種基本算法：相關函數，協方差函數，相關系數，差平方和，差絕對值和。前三種優缺點：P153-156鉛垂線軌跡法VLL步驟P158：（1）給定地面點的平面坐標（X，Y）與近似最低高程Zmin。

（2）Zi＝Zmin＋i·ΔZ高程搜索步距ΔZ可由所要求的高程精度確定

（3）計算左右像坐標（xi′, yi′）與（xi〞，yi〞）（4）分別以（xi′, yi′）與（xi〞，yi〞）為中心在左右影像上取影像窗口，計算其匹配測度，如相關系數pi。

（5）將i的值增加1，重復2，3兩步，得到ρ0，ρ1，ρ2，ρn取其最大者ρk＝ max{ρ0，ρ1，ρ2，ρn}（6）還可以利用ρk及其相鄰的幾個相關系數擬合一拋物線，以其極值對應的高程作為A點的高程。6 最小二乘影像匹配 優點：

（1）影像匹配可以達到1/10甚至1/100像素的高精度。

影像匹配的精度與相關系數和信噪比的關系：影像匹配的精度與相關系數有關，相關系數愈大則精度愈高。它與影像窗口的“信噪比”有關，信噪比愈大，則匹配的精度愈高。影像匹配的精度還與影像的紋理結構有關，越大精度越高。特征匹配：步驟分為三步：①特征提取；②利用一組參數對特征作描述；③利用參數進行特征匹配。特征提取：根據各特征點的興趣值將特征點分成幾個等級。

特征點的分布方式：

（1）隨機分布。按順序進行特征提取，但控制特征的密度。選取的點集中在信息豐富區域。

（2）均勻分布。將影像劃分成規則矩形格網，每一格網內提取一個或若干個特征點。匹配的備選點選擇方法：

對右影像也進行相應特征提取，挑選預測區內的特征點作為可能的匹配點； 右影像不進行特征提取，將預測區內的每一點都作為可能的匹配點；

右影像不進行特征提取，但也不將所有的點作為可能的匹配點，而用爬山法搜索，動態地確定各選點。跨接法影像匹配步驟（過程）：1.特征提取 2.構成跨接法匹配窗口 3.跨接法影像匹配 特征點的匹配p169

跨接法原理與過程圖 p171 第八章數字糾正：將影像化為很多微小的區域逐一糾正，且使用數字方式處理，從原始非正射投影的數字影像獲取正射影像的過程。分類：依據被糾正最小單元分為：點元素糾正和線元素糾正。面元素糾正實質是點元素糾正。

方法：反解法（間接）數字微分糾正步驟P213：計算地面點坐標，計算像點坐標，灰度內插，灰度賦值。正解法（直接）數字微分糾正。2 立體正射影像對的制作方法：斜平行投影法和對數投影法。P224

立體正射影像對的高程量測精度與DEM精度的關系：立體正射影像對的高程量測精度通常要高于用來制作正射影像和立體匹配片的數字高程模型DEM精度。高3倍左右。

立體正攝影象對量測碎步高度存在的問題p226 3 真正射影像：

概念：所謂真正射影像，就是在數字微分糾正過程中，要以數字表面模型DSM為基礎進行數字微分糾正。4 正射影像幾何精度檢查方法：正射影像的精度檢查主要是指幾何精度檢查。方法：（1）利用已知點檢測：用于檢查正射影像絕對精度。

（2）與等高線圖或線畫地圖套合后進行目視檢查。（3）對每個立體相對分別由左影像和右影像制作同一地區的兩幅正射影像，然后量測兩幅正射影像上同名點的視差進行檢查。

第三篇：攝影測量重點[最終版]

名稱解釋

攝影測量學 數字攝影測量 中心投影 像主點 攝影基線 同名像點 核面 空間前方交會 核線 影像匹配

填空題問答題

攝影測量的任務和特點

攝影測量分類：按距離、按用途和按技術手段

攝影測量坐標系：物方坐標和像方坐標系。

共線方程的具體推導過程，意義以及在攝影測量中作用。單像空間后方交會和雙像空間后方交會目的及計算流程。

相對定向有哪幾種方法，每種方法的定向元素是那些，以及計算流程？絕對定向的目的、定向元素和流程。

空中三角測量都有那些方法，每種方法的目的及意義。

攝影測量對影像有那些要求？重疊度，航線，航高等。

正射影像糾正都有那些方法，其特點是什么。

相關系數法匹配同名點的原理與過程

核線相關的目的，方法。

第四篇：數字攝影測量重點

攝影測量的三個階段：模擬測量、解析攝影測量、數字攝影測量。

數字攝影測量定義：以數字影像為數據源，根據攝影測量原理，通過計算機軟件處理獲取被攝物體的形狀、大小、位置及其性質的技術。

數字影像獲取方式主要有兩種：模擬像片的數字化與數字相機直接獲取數字影像。

數字化過程兩個離散過程：采樣、量化。

數字影像的均值與方差：均值反映了一幅影像的整體亮度，方差度量了影像的對比度。

信息熵:信息熵度量了隨機變量集合的隨機性程度，這種隨機性程度說明了影像所包含的信息容量。將熵的概念應用于數字影像，它度量了灰度值的不確定性程度。

數字影像內插:根據已有的離散樣本值確定不位于采樣格點位置處影像函數值的過程。內插利用內插函數對離散信號樣本進行平滑，從而重建原始信號在采樣過程中丟失的信息。

數字影像的重采樣:在已有離散樣本值的基礎上重建連續信號，然后再用不同的小單元對重建的連續信號進行新的細分，最后經量化得到重采樣后新的樣本值。這種采樣格點的坐標變換和內插稱為數字影像的重采樣。插值與重采樣的聯系與區別：

插值：在已知坐標系統內，估計未知點的函數值，不涉及坐標變換；

重采樣：先將已知坐標系統變換到另一坐標系統，然后估計函數在新坐標系統下的數值；

數字影像重采樣兩個步驟：影像重建和采樣。

影像重建：將作為輸入的離散數字影像樣本重建為連續灰度表面。重采樣方法有:最鄰近內插法、雙線性內插法、雙三次卷積法。

點特征：就是影像曲面上具有確定的、明顯表現（或特殊性質）的像點，如灰度值變化明顯的點或亮度特別明顯的小區域、邊緣的交點及一些區域或輪廓的角點等。有時也稱為興趣點。

什么是好的角點檢測算法？檢測出圖像中“真實的”角點；準確的定位性能；很高的重復檢測率（穩定性好）；具有對噪聲的魯棒性；具有較高的計算效率。Moravec Operator算法流程

（1）以像素點(x,y)為中心的w×w窗口內，計算該像素在各個方向上的強度變化：

（2）得出每個點的強度變化

（3）將所有C(x,y)低于閾值T的像素點的像素值置為0，大于閾值T的像素點為候選點；

（4）運用“局部抑制非最大”求得局部最大值，即為角點。在一定大小的窗口內，將候選點中強度變化值不是最大者去掉，僅留下一個最大者，該像素即為角點。

Harris角點的性質：旋轉不變性、對于圖像灰度的仿射變化具有部分的不變性、對于圖像幾何尺度變化不具有不變性、隨幾何尺度變化，Harris角點檢測的性能下降。

Forstner算子步驟：

（l）計算各像素的Robert’s梯度

（2）計算l?l（如5?5或更大）窗口中灰度的協方差矩陣（3）計算興趣值q與w（4）確定待選點（5）選取極值點

各類角點算子提取方法比較（1）Moravec算子

①Moravec是一個相對簡單的算子，僅僅考慮8個方向，因此最顯著的優點是實現簡單快速。

②Moravec不能保持旋轉不變性，由于沒有高斯平滑過程，所以對噪聲敏感。③它對強邊緣比較敏感，這是由于僅僅考慮了IV(自相關的響應值)的最小值。（2）Harris算子

Harris是一種高效的特征點提取算法，較好的穩定性，對平移、旋轉、噪聲可處理，能夠提取出比較均勻的特征點，并且該算法對于灰度的變化圖不敏感。缺點是無法適應圖像的尺寸變化，計算量大，這是因為采取了多次濾波所致。（3）Forstner

計算速度快是Forstner算法最顯著的優點，具有一定的抗噪性。同時，對比度、灰度受Forstner算法閾值變化的影響很大。如果在圖像匹配中應用Forstner算法，為提高其適應性應根據圖像對比度，自適應的設置初選閾值，并對處理的圖像采取預處理去噪，以充分發揮其優勢。（4）SUSAN算法的優點：

①對特征點的檢測比對邊緣檢測的效果要好，適用于基于特征點的圖像匹配。②不用求導，速度快，有一定的抗噪能力，噪聲強度不大時，基本不受影響。③提取的特征點分布均勻，對特征明顯的圖像提取能力強。SUSAN算法的缺點也很明顯： ①沒有對邊緣檢測的過濾。

②相似比較能力差且函數復雜，有時候存在誤判。這是由于USAN設定的三種情況是理想情況，對圖像和背景亮度的對比度的設定在實際情況中相差較遠。③圖像中不同區域處目標與背景的對比程度不一樣，取固定閾值不符合實際情況。

邊緣分類可分為兩類：階躍變化，屋頂變化。Canny邊緣檢測步驟

(1)用高斯濾波器平滑圖像．

(2)用一階偏導有限差分計算梯度幅值和方向(3)對梯度幅值應用非極大值抑制 ．(4)用雙閾值算法檢測和連接邊緣． Canny算子檢測方法的優點：

①低誤碼率，很少把邊緣點誤認為非邊緣點；

②高定位精度，即精確地把邊緣點定位在灰度變化最大的像素上；③抑制虛假邊緣。

Hough變換的基本原理是將影像空間中的曲線變換到參數空間中，通過檢測參數空間中的極值點，確定出該曲線的描述參數，從而提取影像中的規則曲線。

Hough變換：優點：由于它利用了圖像全局特性，所以受噪聲和邊界間斷的影響較小，比較魯棒。

不足：1）計算量大，占用內存大2）檢測精度受參數離散間隔制約3）只能指出圖像中某條直線的存在，不能給出直線段的完整描述(端點坐標和長度信息等)

數字影像匹配就是在兩張或多張數字影像的要素之間自動建立對應關系，這些影像是（或至少局部是）對同一場景在不同位置和不同時刻的成像，而要素可以是數字影像中的點（即像素），也可以是數字影像中提取的其他特征。共軛實體 共軛實體是指目標空間特征的影像，包括點、線、面及其他目標空間對象等。概略地說，共軛實體是在立體像對間建立對應關系過程中人們關注的對象。

匹配實體匹配實體是指一定的要素，正是通過對這些要素的比較以確定對應（或同名）的共軛實體。

相似性測度 相似性測度是刻畫或說明匹配實體之間相似性程度的一種定量度量指標。一般說來，相似性程度是通過代價函數來計算的。在基于灰度的影像匹配中，常用的相似性測度包括相關系數測度、差平方和測度及差絕對和測度等。

匹配策略：匹配策略一般指求解匹配問題的概念或總體方案，主要包括匹配環境分析、匹配方法選擇及匹配質量評價等。基本的影像匹配過程可描述為：

1）在一幅影像上選定待配準實體；2）確定匹配實體；

3）在另一張影像上尋找該待配準實體的共軛實體；4）計算配準實體在目標空間的3維位置；5）平價匹配質量。

產生幾何畸變的主要原因有以下幾種：1）方位參數引起的幾何畸變

2）兩影像間的不同旋轉角引起幾何畸變3）地面傾斜引起的幾何畸變4）地面起伏引起的幾何畸變

核線是對共軛實體的有效約束，核面定義為兩投影中心C’、C’’和目標點P所決定的平面，核線e’、e’’就是核面與兩像面的交線。核面包含共軛點，且這些共軛點必定位于相應核線上。

金字塔多級匹配策略：即使通過上述核線幾何條件可以大大減小搜索空間，但仍然沒有達到開始匹配所需要的非常接近的近似值。還可以考慮的減小搜索空間的方法就是增大像素尺寸。用這種增大像素尺寸來明顯減小搜索空間并改善近似值的解決方法：就是先在較粗分辨率的影像上開始匹配，然后將結果投影（傳導）到較精細分辨率的影像上，直至到最高分辨率影像（原始影像）。這可以通過對立體像對形成影像金字塔來實現。

基于灰度的影像匹配：以影像上局部范圍內的灰度值及其分布作為匹配實體（或比較要素），通過計算匹配實體之間的相似性測度尋找共軛實體的影像匹配方法，稱為基于灰度的影像匹配。灰度匹配中常用的相似性測度：（1）相關函數測度（2）協方差函數測度（3）相關系數測度（4）差平方和測度（5）差絕對值和

相關系數測度的性質：

性質一：相關系數是灰度線性變換的不變量。

性質二：相關系數極大等價于左右窗口灰度之間線性擬合的殘差極小。

最小二乘影像匹配基本思想是：以局部范圍內影像的灰度值及其分布作為匹配實體，以搜索窗口的中心位置和形狀作為待定參數，通過極小化模板窗口與搜索窗口內影像灰度值差的平方和估計待定參數值，從而確定共軛實體。也就是說，搜索窗口的中心位置及形狀是不斷變化的，直至變形窗口和模板窗口（不變）內的灰度差達到極小值。

第五篇：攝影測量

像點位移：當像片傾斜、地面起伏時，地面點在航攝像片上構像相對于理想情況下的構像所產生的位置差異稱像點位移

引起原因：1.像片傾斜引起的像點位移

2.地形起伏引起的像點位移

像片的內方位元素：攝影物鏡后節點與像片之間相互位置的參數

像片外方位元素：已建立的攝影光束，確定像片攝影瞬間在地面直角坐標系中空間位置和姿態的參數