最新数字摄影测量复习题

数字摄影测量复习思考题
1、数字摄影测量：摄影测量学是利用光学或数码摄影机获取的影像，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、性质、及相互关系的一门学科。

2、采样 ：对于传统的光学影像数字化得到的数字影像，或直接获得的数字影像，不可能对理论上每一个点都取其灰度值，只能将实际的灰度函数离散化，对相隔一定间隔的“点”测其灰度值，这种对实际连续函数模型离散化的量测过程就是采样。

3、线特征提取算子：指影像的“边缘”与“线”。

“边缘”指影像局部区特征不相同的那些区域间的分界线，“线”则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，也就是距离很小的一对边缘构成一条线，线特征提取算子也叫边缘检测算子。

4、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。

5、数字影像：数字影像又称数字图像。

即数字化的影像。

基本上是一个二维矩阵，每个点称为像元。

7、核线影像：从原始图像沿核线重采样得到的没有上下视差的图像
8、点特征提取算子：运用某种算法是使图像中独立像点更为突出的算子，又被称为兴趣算子或有利算子，主要用于提取我们感兴趣的点。

9、重采样：当欲知不位于矩阵点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，此时称为重采样。

10、采样定理：既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).
二、填空题
1、采样孔径大可以获得 较高 信噪比，但会_损失信号的高频部分_
2、模拟影像的数字化主要由 采样 与 量化 两个过程来完成。

3、Laplace 算子是 高通 滤波器，因此对影像 噪声 非常敏感。

4、核线重排列时，可以在_“水平”影像上_获取核线影像，也可以在 倾斜影像上 获取核线影像。

5、北方向差分算子、 纵横方向和对角方向可同时检测的二阶差分算子的卷积核分别为__________和__________。

6、Hough 变换是用来检测图像中直线、圆等且其形状能够_用一定函数关系描述_的曲线。

7、采样间隔越大图像分辨率越_低_，数据量会越__小__。

8、确定同名核线有__基于数字影像几何纠正_的核线关系_基于共面条件的核线关系 两种方法。

9、在数字影像特征提取算法中，适合进行圆点定位的是___点特征提取__算子。

10、Forstner 算子计算各像素的_Robert 梯度_和像素为中心的一个窗口的协方差矩阵，在影像中寻找具有尽可能小而接近圆的误差椭圆的点作为特征点。

12、[-1 2 -1]是提取__线特征_的__横向二阶差分_算子的卷积核。

14、数字摄影测量将影像特征分为__点特征_、___线特征___和___面特征_。

15、数字摄影测量的基本范畴还是确定被摄对象的几何特性与 物理属性，即量测与理解。

16、边缘检测，通常是检测_一阶导数（或差分）最大 或 二阶导数为零_的点。

17、Moravec 算子 是在四个主要方向上，选择具有最大―最小灰度方差的点作为特征点。

三、简答题
1、什么是同名核线？试叙述一种确定同名核线的方法（并给出主要公式）？
答：）基于数字影像几何纠正的核线关系 在水平像片上，同一核线上的像点其坐标 值v 为常数，以v=c 代入得 若以等间隔取一系列的u 值， Δ ，2Δ ，… ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫++=++=11321321
u e e u e y u d d u d x ⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫-+-+-=-+-+-=f c v b u a f c v b u a f y f c v b u a f c v b u a f x 3
33222333111
k Δ ，(k+1) Δ …，即得一
系列的像点坐标(x1,y1), (x2,y2), (x3,y3)，这些点都在左方倾斜像片P 的核线上。

同样在右片上由于在“水平”像片上，右片的同名核线的v 坐标相等，以v ’＝v ＝c 代入右片共线方程
得：
2、如何根据采样定理确定采样间隔？
采样 ：对实际连续函数模型离散化的量测过程
采样定理：为了避免混淆现象,选取采样间隔Δx 时应使满足1/(2Δx)≥fl,或Δx ≤1/(2fl)，这就是Shannon 采样定理,即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)。

此时称fl 为截止频率或奈奎斯特(Nyquist)频率。

3.叙述Wong-Ttrinder 定位算子的基本思想。

答：1）利用二值图像重心对圆点进行定位、2）利用阈值T ＝（最小灰度值十平均灰度值）/2将窗口中的影像二值化、3）计算目标重心坐标（x ，y ）与圆度 r.
4）当r 小于阈值时，目标不是圆；否则圆心为（x ，y ）
4、请叙述Forstner 算子提取点特征的基本原理？
Forstner 算子：l ）计算各像素的Robert ’s 梯度 2）计算1×1（如5×5或更大）窗口中灰度的协方差矩阵3）计算兴趣值q 与权值4）确定待选点5）选取极值点
特点:能给出特征点的类型且精度较高，但较复杂 5.∆∆=-∆=-====++++,4
,4,125,116,110,1041,11,,1,j l i k g g g g j i j i j i j i 为采样间隔，用双线性插值计算k g 。

6、获取核线影像的目的是什么？叙述获取核线影像的基本过程并写出主要公式。

（任选一种方法）
答：由于在一般情况下数字影像的扫描行与核线并不重合，为了获取核线的灰度序列，必须对原始数字影像灰度进行重采样。

7、什么叫影像重采样？常用影像重采样的方法有哪些？试比较这些方法的优缺点。

答：影像重采样：欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，称为重采样,即在原采样的基础上再一次采样
重采样的方法：双线性插值法、双三次卷积法、最邻近像元法
最邻近内插法：计算简单，速度快；精度最低
⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫-+-+-=-+-+-=f c v b u a f c v b u a f y f c v b u a f c v b u a f x 333222333111''''''''''''''''''''''⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫++=++=1''''''1''''''321321u e e u e y u d d u d x
双线性内插法：计算量适中；需要附近4个像元参加计算；中误差较大，精度较低双三次卷积法：是理论上最优的Sinc函数的有效近似；计算量较大；需要附近16个像元参加计算；精度高，中误差为双线性的1/3 。

8.常用的点特征提取的经典算子有哪些？请任选一种算子叙述其基本原理（包括主要公式）。

答：Moravec 算子与Forstner算子
Moravec算子：（1）计算各像元的兴趣值IV、2）给定一经验阈值，将兴趣值大于该阈值的点（即兴趣值计算窗口的中心点）作为候选点、3）选取候选点中的极值点作为特征点.
在一定大小的窗口内（可不同于兴趣值计算窗口），将候选点中兴趣值不是最大者均去掉，仅留下一个兴趣值最大者，该像素即为一个特征点。

特点：在四个主要方向上，选取具有最大-最小灰度方差的点作为特征点。

Forstner算子：l）计算各像素的Robert’s梯度2）计算1×1（如5×5或更大）窗口中灰度的协方差矩阵3）计算兴趣值q与权值4）确定待选点5）选取极值点
特点:能给出特征点的类型且精度较高，但较复杂
9、叙述Hough变换的基本原理和主要过程？
答：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。

过程：1）对影像进行预处理提取特征并计算其梯度方向.2）将(θ，ρ)参数平面量化，设置二维累计矩阵H(θiρj)3）边缘细化，即在边缘点的梯度方向上保留极值点而剔除那些非极值点4）对每一边缘点，以其梯度方向ψ为中心，设置一小区间[ψo-θoψo+θo]5）对累计矩阵进行阈值检测，将大于阈值的点作为备选点6）取累计矩阵中备选点中的极大值点为所需的峰值点，即所检测直线的参数。

（θ，ρ）
四、论述题
1、谈谈数字摄影测量与模拟摄影测量、解析摄影测量的区别有哪些？未来的的发展趋势是什么？
答：模拟摄影测量使用物理投影方式，使用纯光学、机械型的模拟测图装置，时完全的手工操作。

解析摄影测量使用的时数字投影方式，是由计算机控制的坐标量测系统，是计算机辅助的人工操作。

模拟摄影测量和解析摄影测量使用的都是传统的正片或负片，都需要人工操作。

数字摄影测量处理的原始信息是数字影像或数字化影像，它最终是以计算机视觉代替人眼的立体观测，因而它所使用的仪器最终只是通过计算机及其相应外部设备，其产品是数字形式的，传统的产品只是该数字产品的模拟输出。