摄影测量学知识总结

1 摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方面加以分
析研究，从而对所摄影的对象本质提供各种资料的一门学科。

2 航向重叠：供测图用的航摄相片沿飞行方向上相邻相片的重叠。

3 相对航高：摄影瞬间航摄飞机相对于某一所取基准面的高度。

4 绝对航高：相对于平均海水面得航高。

5 旁向重叠：相邻行带摄影区之间的重叠。

6 单像空间后方交会：知道相片的内方位元素，以及三个地面点坐标和量测出的相应像点坐标，就
可以根据共线方程求出六个外方位元素的方法。

7 相片纠正：将中心投影转换成正射投影时，经过投影变换来消除相片倾斜所引起的像点位移，使
它相当于水平相片的构像，并符合所规定的比例尺的变换过程。

8 摄影测量加密：在室内应用摄影测量的方法借助少量地面控制点求得测图时所需的控制点地面坐
标的工作。

9 解析空中三角测量：是将建立的投影光束，单元模型或航带模型以至区域模型的数学模型，根据
少量地面控制点，按最小二乘法原理进行平差计算，解求加密点地面坐标的方法。

10 单航带法和区域网法各自的特点和优越性？
答：a 单行带法以一条航带为加密单元，采用连续像对相对定向法建立航带网，并借助公共模型点拼接成一条自由航带模型，根据绝对定向方法求出地面点坐标。

b 区域网是以几条航带作为加密区域，，区域内加密点坐标要根据地面控制点坐标按最小二
乘法进行整体平差，取的加密点坐标最或是值。

比较：区域网法较之单航带法不仅可以减少地面控制点数量，还能提高加密点成果的精度和整体性。

11 区域网按整体平差时所采用的平差单元的不同主要有三种：航带法区域网平差，独立模型法区
域网平差，光束法区域网平差。

12 透视平面旋转定律：当物面和合面分别绕透视轴和合线旋转后，只要旋转的角度相同，则投影
射线总是通过物面和像面上的同一对相应点。

13 内方位元素：确定物镜后节点和相片面相对位置的数据。

（包括像主点在相框坐标系中的坐标x0，
y0.和相片主距f。

）
14 外方位元素：确定摄影瞬间摄像机或相片的空间位置，即摄影光束空间位置的数据。

15 核面：通过摄影基线与任一物方点所作的平面称为通过该点的核面。

16 核线：核面与影像面的交线称为核线。

17 绝对定向元素：Xs，Ys，Zs，
18 相对定向完成的标志是模型点在统一的辅助坐标系中坐标U V W 的求出。

19 两种常用的相对定向元素系统的特点及相对定向元素？
答：连续法相对定向是以左方相片为基准，求出右方相片相对于左方像片的相对方为元素。

右像点在中的坐标为零。

中的u与B 重合，v轴与左相片的主核面相垂直，w轴在左像片的主核面内，
右像空间辅助坐标系中的轴与轴重合，与平行，因而
为零。

20 倾斜位移的特性？
答：在倾斜像片上从等角点出发，引向任意两个像点的方向线，他们之间的夹角与水平像片上相应的方向之间，即水平地面上相应方向之间的夹角恒等。

21 单航带法相对定向后，为何要进行比例尺规化？如何进行归化？
答：a 因为每个像对模型的比例尺是按照其相对定向时所取的b u而定的，为建立航带模型从而应将各像对模型归化到统一的比例尺中。

b 以第一个像对模型比例尺为基准，在模型连接时，利用重叠区的公共点，比较公
共点在相邻模型上的空间辅助坐标w，求得模型归化比例系数k，借助k使
后一像对模型的比例尺归化到前一对像对模型的比例尺中。

22 独立模型法区域网平差的基本思想?
答：独立模型法区域网平差以单元模型为为平差单元。

其中单元模型是独立地在各自
的像空间辅助坐标系中建立的，在整体区域网平差时，根据地面控制点的摄影测量坐
标和地面坐标相等以及相邻模型公共点，包括公共摄影站点在内，他们各自单元模型
上的测量坐标应该相等的原则，确定每一个单元的旋转，缩放和平移，已取得在区域
中的最或是值，从而求出各加密点的地面坐标。

23 航带法区域网平差的基本思想？
答：航带法区域网平差是以航带作为整体平差的单元，利用地面控制点的摄影测量坐标和实测地面坐标应该相等，以及航带模型间公共点在各自航带上的摄影测量坐标应该彼此相等的条件，在整个加密区域内，将模型点的摄影测量坐标作为观测值，用平差方法整体求解各航带的非线性改正系数，从而求出个加密点的坐标。

24 光束法区域网平差的基本思想？
答：是以摄影时地面点，摄影站点和像点的三点共线为条件，以每张像片相似投影光束为平差单元，要求全区内控制点和加密点都确保三点共线条件，在全区内进行平差计算，以求得每张像片的外方位元素和加密点的地面坐标。

25 三种方法优缺点？
答：光束法区域网平差理论最严密，加密精度最高，其次是独立模型法。

这两钟方法对计算机容来那个都很大，计算时间较长。

航带法区域网平差在理论上
虽不及上两种严密，而且区域内每条航带不宜过长，但它所需内存单元较少
且计算时间较短，同时加入模型变形的非线性改正，对系统误差有了一定补
偿。

26 DTM ：用一系列地面点的坐标值以数字方式表达地面。

27 DEM ：地表面只用高程来表示的模型。

28 DLG ：数字线划地图(DLG, Digital Line Graphic)：是与现有线划基本一致的各地图要素
的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。

29 DRG ：是根据现有纸质、胶片等地形图经扫描和几何纠正及色彩校正后，形成在内容、
几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据集。

30 影测量优缺点？
答：a无需接触物体本身获得被摄物体信息b由二维影像重建三维目标c面采集数据方式d同时提取物体的几何与物理特性。

31 摄影测量分类？
答{1}按距离：航空摄影，航天摄影，地面摄影，近景摄影测量，显微摄影测量。

（2）按用途：地形摄影，非地形摄影。

（3）按影像信息处理的技术手段分为:a模拟摄影测量b解析摄影测量c数字摄影测量
32 摄影测量三个阶段：a模拟摄影测量b解析摄影测量c数字摄影测量
33 航空摄影：利用安装在航空飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面进行摄影，实现高精
度的地形测绘
34 航空摄影要求：航向重叠度px>60%,旁向重叠度py >30% ，高山及困难地区：px>53%,
py >15%。

35 航空摄影机特性？
答：物镜成像分解力高
（1）光学特性a 物镜成像畸变差小b物镜透光率高 c 光学影像反差大d 焦面照度均匀
（2）焦面上设置有框标（3）有胶片压平系统（4）像距（主距）为定值（5）有减震装置（6）有影像位移补偿装置（7）抗温差、抗过载（8）光学影像的像幅为正方形
36 框标：设置在摄影机焦平面（承影面）上位置固定的光学/机械标志，用于在焦平面上（即
像片上）建立像平面坐标系。

37 摄影机主光轴：物镜后节点作框标平面的垂线
38 像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足
39 航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离
40 像片主距：物镜后节点到像平面的距离
41 像场：物镜焦面上中央成像最清晰的范围
42 像场角：像场直径对物镜后节点的夹角
43航摄倾角:由于飞机飞行非严格水平，故摄影主光轴与铅垂方向的夹角。

44 摄影比例尺：视摄影像片水平、地面取平均高程H时，像片上的线段l与地面上相应的
平面水平距离L 之比。

44 摄影基线：航向相邻两个摄影站S1，S2间的距离B；
相片基线：相邻两张相片主点间的连线。

45 像片旋角：相邻两张像片的像主点连线与像幅沿航线方向的两框标连线间的夹角。

46 航片仪焦距和相片主距差别？
答：像方主点到像方焦点的间距为为物镜焦距。

而相片主距为物镜后节点到像平面的距离
47 中心投影：投影射线汇聚同一点的投影。

48 共线方程中个元素的意义？
(x,y,-f)：像点a在像空间坐标系中的坐标。

(X,Y,Z)：像点a在像空间辅助坐标系中的坐标。

(XA,YA,ZA)：地面点A在地面摄影测量坐标系中坐标。

(Xs,Ys,Zs)投影中心S的地面摄影测量坐标。

(XA-Xs, YA-Ys, ZA-Zs)：地面点A在像空间辅助坐标系坐标。

49 人造立体观察条件？
a不同站点拍摄的具有一定重叠的立体像对b两张像片的比例尺接近（差别<15％）
c两眼分别观察一张像片上的同名像点d使同名像点连线与眼基线大致平行
50 立体坐标量测作业过程？
答：⑴像片归心⑵像片定向⑶测定仪器零位置⑷立体量测
51 像点坐标系统误差：
像片在摄影和摄影处理过程中，由于摄影机物镜的畸变差、大气折光、地球曲率、
像片底片变形等因素影响，使地面点在像片上的像点位置发生了位移，偏离了三点共线的条件。

52 解析相对定向：利用立体像对中存在的同名光线共面的几何关系，以解析计算的方法解
求两张像片的相对方位元素的过程。

相对定向目的：调整立体像对的两张像片的相对位置关系，使同名光线对对相交，从而建立被摄目标的立体模型，该模型确定了左右两张像片的相对位置及姿态关系。

相对定向元素：描述立体像对中左右两张像片的相对位置及姿态关系的参数。

53 连续法相对定向与单独法相对定向区别：
A像空间辅助坐标系定义方式不同。

B单独法相对定向中，各个模型所用的坐标系没有传递性，外方位元素不能累加，不同于连续法相对定向
54 前方交会：由立体像对的两张像片的内外方位元素和像点坐标来确定该点的物方作标的
方法。

55 分析像点坐标系统误差原因？
答：在空三加密中，这类误差会向相邻像片传递累积，影像加密点成果的精度，故需预
先改正像点坐标观测值的这种系统误差。

56 相片系统误差的来源？
答：摄影机的系统误差，底片变形，航摄飞机带来的系统误差，大气折光误差，
地球曲率的影响，摄影处理与底片复制中的系统误差，观测系统误差。

57 双像解析摄影测量：根据立体像对中的物像的几何关系，用解析计算的方法解求航空影
像上像点对应的物点的空间坐标的理论方法
58常用的理论方法有：1、单像空间后方交会+双像空间前方交会 2、解析相对定向+解析绝
对定向 3、光线束法空中三角测量
59 同名核线：核面与左右像片面的交线。

60 同名像点：同名光线在左右相片上的构像。

61 主核面：过像主点的核面。

62 垂核面：过像底点光线的核面。

63 同名光线：同一地面点出发的两条光线。

64 前方交会计算过程：a 获取已知数据b 量测像点坐标c 由外方位线元素计算基线分量d
由外方位角元素计算像空间辅助坐标e 计算点投影系数d 计算地面点坐标。

65 点投影系数法特点：直接求解，非迭代求解，未考虑已知值及观测值的系统误差，求解
精度低。

但可将该方法作为严密解法未知数的初值化方法。

共线方程严密解法特点：考虑了系统误差的传递，采用最小二乘迭代求解，故定位误差
精度高
两者关系：点投影系数法可以为共线方程严密解法提供未知数初值。

66 单像空间后交+双像空间前交确定物方坐标的作业流程：
（1）像片控制测量获得像控点物方坐标 （2）像点坐标量测，得（x1,y1,x2,y2）；（3）单像空间后方交会，分别得左右像片的外方
位元素
（4）双像空间前方交会得待定点物方坐标（X,Y,Z ）
67 连续法相对定向原理：将两张像片作为一个整体来看，以左像空间坐标系作为像对的像
空间辅助坐标系，并将该坐标系作为立体模型的坐标系基准，假定左片在该坐标系
中的外方位元素已知
68 单独法相对定向系统 ：将一个立体像对单独考虑，来确定左右两张像片的相对位置关
系
69 相对定向元素计算过程：a 获取已知数据b 假定摄影基线c 设定相对定向元素的初值
d 由相对定向元素计算像空间辅助坐标
e 逐点计算误差方程的系数和常数项并法
化f 解法方程，求相对定向元素改正数g 求相对定向元素的新值h 判断迭代是否收
敛。

70 模型点：相对定向交会到立体模型上的点称为模型点，计算模型点坐标是相对定向的
最终目的，计算是利用空间前方交会的点投影系数法，故需要将模型的统一像空间
辅助坐标系变换到地面。

具体作法：将S1点平移至地面，坐标轴平移，建立摄影测
量坐标，该坐标系是任意方位、大小的，不是测图所需要的大地测量坐标
71 相对定向与空间前方交会计算模型点坐标的异同：
共同点：利用外方位角元素（或相对定向角元素）先计算模型点在统一的左 像空间辅助坐标系中的坐标，再将坐标系平移至地面，加上坐标平移量（外方位线元素或相对定向线元素），得到地面摄影测量坐标。

不同点：由于地面摄影测量坐标系的原点不同，导致了不同的结果。

72 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
3
|),,( i Z Y X i
73解析绝对定向：利用物方控制点，以解析计算方法解求（相对定向后建立的）自由模型的绝对定向元素的过程。

74 绝对定向目的：将相对定向得到的自由模型进行缩放、旋转和平移（即空间相似变换），
使其达到绝对位置（即纳入测图坐标系）。

75 绝对定向实质：根据相对定向后的模型点的摄影测量坐标经过三维空间相似变换，得到
模型点的地面摄影测量坐标，再经过逆变换，得到最终的大地测量坐标，从而完成了绝对定向过程。

76 相似变换参数的计算：a 获取控制点的两套坐标 b 给定相似变换参数的初值 c 计算重
心化坐标 d 计算误差方程式的系数和常数项e 解法方程，求相似变换参数改正数f 计算相似变换参数的新值g 判断迭代是否收敛
77 解析相对定向+解析绝对定向作业流程：
a 像片控制测量，获得像控点物方坐标
b 像点坐标量测
c 解析相对定向（连内同时进
行点位测定，节省野外测量工作续法d 计算模型点坐标 f 解析绝对定向g计算待定点物方坐标
78 解析空中三角测量的意义：
A 不触及被测量目标即可测定其位置和几何形状
B 可快速地在大范围C不受通视条件限制D 摄影测量平差时，区域内部精度均匀，
且不受区域大小限制
79 解析空中三角测量目的：
A 为测绘地形图提供定向控制点和相片定向参数
B 测定大范围内界址点的统一坐标 C
单元模型中大量地面点坐标的计算D 解析近景摄影测量和非地形摄影测量。

80 解析空中三角测量的分类：A按数学模型（航带法，独立模型法，光线束法）B 按平差
范围（单模型法，航带法，区域网法）
81 航带法解析空中三角测量基本思想：把许多立体像对构成的单个模型连接成一个航带模
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积累的系统误差，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
82 航带法解析空中三角测量的基本原理：航带法解析空中三角测量研究的对象是一条航带
的模型。

把一个航带模型视为一个单元模型进行解析处理，即，先将多个单个模型连结成航带模型。

83 航带法解析空中三角测量的基本流程：a 像点坐标系统误差改正b 立体像对相对定向c
模型连接构建自由航带 d 航带网的概略绝对定向 e 航带网的非线性改正 f 加密点坐标计算
84 单航带的连续法相对定向：选定像空间辅助坐标系与左片的像空问坐标系相重合。

即左
片的角元素均为零，航带中第一像对完成相对定向后，所得相对定向角元素，为像对中右片的像空间坐标系相对于像空间辅助坐标系的三个角元素。

第二个像对以后的各像对中左片的三个角元素，均取前一像对中右片的角元素作为定值，在完成相对定向过程中保持不变，只改变像对中的右片。

这样建立起的航带内各单个模型的像空间辅助坐标系，其特点是各模型的像空间辅助坐标系统，坐标轴向都保持彼此平行，模型比例尺各不相同，坐标原点也不一致。

85 统一模型比例尺
为了使模型连接好，作业中常取前模型的三个点与后模型的三个点求出规化系数然后取平均值作为后一个模型的规化系数。

求出规化系数后，将后一模型中各模型点坐标以及线分量都乘以规化系数，就得到与前
一模型比例尺相同的模型点坐标。

86 模型连接
航带内各立体模型利用公共点进行连接，建立起统一的航带网模型。

航带内各个模型建立之后，以相邻两模型重叠范围内三个连接点的高度应相等为条件，从航带的左端至右端的方向，逐个模型的规化比例尺，统一坐标原点，使全航带内各个模型连接成一个统一的自由航带网模型。

统一后的模型点坐标为摄影坐标系坐标。

87 航带网的概略绝对定向基本思想：
a通过相对定向、模型连接后建立自由航带网，由于存在系统误差，需要根据地面控制点进行概略绝对定向。

b自由航带网的绝对定向在摄影测量坐标系和地面摄测坐标系之间进行，这样绝对定向元素求解时能保持角元素为小角值，以适于使用线性化公式的迭代计算。

c在绝对定向进行之前需将地面控制点的大地测量坐标转换为地面摄影测量坐标，待自由航带网完成绝对定向之后，再将航带网的地面摄影测量坐标反变换到大地测量坐标系中。

88 航带网非线性变形的原因：
（1）、像片上像点坐标存在着各种残存的系统误差。

（2）、在量测像点坐标中存在着偶然误差。

（3）、模型相对定向过程也会产生误差。

89 航带法区域网解析空中三角测量的基本思想：
该方法的概略绝对定向与单元模型或单航带模型相同，但各航线的重心坐标取法
不同，使所有航带的所有模型的模型点均纳入同一摄影测量坐标系中，构成区域
网模型，各航带模型的变形参数不同，故分别改正
90 航带法区域网解析空中三角测量的作业流程：a 按照单航带法构成自由航带网b 利用本
航带的控制点及与上一航带的公共点进行三维空间相似变换，将整区各航线纳入统一的坐标系中c 同时解求各航带非线性变形改正参数d 计算个加密点坐标。

91 试说明光束法区域网解析空中三角测量的基本思想和作业流程？为什么说它是最严密的
一种方法？
答：光束法区域网平差是以摄影时地面点，摄影站点和像点的三点共线为条件，当在像片上以像主点为坐标原点测量出像点坐标（x，y）并建立起像空间坐标（x，y，-f）这就相当于完成了像片的内定向，取得相似投影光束，再用单张像片空间后方交会方法，恢复每张像片的六个外方位元素，相当于完成了像片的外定向，也就满足了三点共线条件，则每条投影光束必然投向相应地面点，再在全区域内进行平差计算，以求得加密点的地面坐标。

最严密：a利用摄影测量中最严密的共线方程。

b共线方程中像点坐标呈原始观测值，严格观测值。

C对共线方程的线性化，用实际解求的未知数与原始观测值来建立误差方程，从平差或测量数据的处理角度来看，也是最严密的。

92 主光轴：透镜组诸透镜球面曲率的中心连线。

像方/物方焦点（F,F’):平行于主光轴的光线通过透镜组后与主光轴的交点。

像方/物方主平面（Q,Q’): 过等效折射点（h,h’)且垂直于主光轴的平面。

像方/物方主点（S,S’)：主平面与主光轴的交点。

像方/物方焦距（SF/S’F’) ：主焦点到主点间距离。

像方/物方节点（K,K’）：主光轴上角的放大率为1的一对光学共轭点。

（光线通过共轭节点时，角放大率为1）,也分别称为后/前节点
93 摄影机主光轴：物镜后节点作框标平面的垂线
像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足
94 航摄仪焦距：物镜节点到焦点的距离(光学意义)
像片主距：物镜后节点到像平面的距离（几何意义
95 投影：用一组假想的直线将物体形状向几何平面投影成像。

中心投影：投影射线汇聚同一点的投影。

投影中心S:中心投影射线的汇聚点。

96 正射投影：投影射线相互平行且与投影平面正交的投影
97 航片是地面景物的中心投影；地形图（包括影像地图）是地面景物的正射投影；
98 航片与地形图的区别：
比例尺：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺
表示方法：地图为线划图，航片为影像图
表示内容：地图需要综合取舍
几何差异：航摄像片可组成像对立体观察
99 摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取的摄影比例尺航摄像片转换成以
测图比例尺表示的正射投影地形图
100 主垂面W：过主光轴So和铅垂线Sn的铅垂面。

真水平面Es：过投影中心S的一个严格水平的面(理想的地面)
像主点o：投影中心S在投影面P上的垂足（主光轴与像平面P的交点）。

地主点O：投影中心S在投影面P上的垂足o连线的延长线交地面E于一点
（主光轴与地面E的交点）。

像底点n：过投影中心S的铅垂线与像平面的交点。

地底点N：过投影中心S的铅垂线在地面E上的垂足。

迹线TT：像片面P与地面E的交线
迹点t：物点与其构像重合的点。

101 摄影方向线VV：主垂面W与地平面E的交线。

主纵线vv：主垂面W与像平面P的交线。

等角点c：∠oSn的角平分线与像平面P的交点。

合线hihi：真水平面Es与像平面P的交线。

合点：地平面上平行线组在像片面构像的交点。

主合点i：合线与主纵线的交点
主遁点I：主垂面W内过投影中心S作主纵线vv的平行线与摄影方向线VV的交点
等比线hchc：过等角点c且平行于合线的直线
主横线hoho:在像片面P内过像主点o作主纵线的垂线
102 （1）物空间中的一个点在像片的构像仍是一个点；反之，像片上的一个点在物空间与之对应的不一定是一个点，可能是一条空间直线。

（2）物空间中的一条直线在像片的构像仍是一条直线；反之，像片上的一条直线，物空间与之对应的不一定是一条直线，地面起伏情况下，可能对应一条曲线。

103 （1）以Y为主轴的φωκ转角系统:航向倾角φ（绕y轴转）;旁向倾角ω（绕xφ轴转）; 像片旋角κ（绕轴转）;
绕Y轴转φ绕Xφ轴转ω绕Zφω轴转κ
S－XYZ S－XφYφZφS－XφωYφωZφωS－xyz
104（2）以X为主轴的ω’φ’κ’转角系统:
旁向倾角ω’（绕x轴转）; 航向倾角φ’（绕Yφ轴转）;
像片旋角κ’ (绕Zφω轴转）
绕x轴转ω’绕Yφ轴转φ’绕Zφω轴转κ’
S-XYZ S-Xω’Yφ’Zκ’S-XφωYφωZφωS-xyz
105 一、像平面上的坐标系:原点：框标连线交点P 轴：航向框标连线方向轴：旁向框标连线方向
106 像主点为原点的像平面坐标系o-xy:原点：像主点o。