武汉大学摄影测量期末试卷及答案(2005-2011)

武汉大学 2005～2006 学年上学期 《摄影测量基础》试卷（A）

学号： 姓名：

院系：遥感信息工程 专业：遥感科学与技术 得分：

一、填空题（20 分，每空 1 分）

1、摄影测量中常用的坐标系有

、

个 、 、

、 。 点。 。

2、解求单张像片的外方位元素最少需要

3、GPS 辅助空中三角测量的作用是 4、两个空间直角坐标系间的坐标变换最少需要 个 5、摄影测量加密按平差范围可分为 6、摄影测量的发展经历了 、 、 和 和 个 和 地面控制点。 三种方法。 三个阶段。

方程。

。

7、恢复立体像对左右像片的相互位置关系依据的是 8、法方程消元的通式为 N i ,i +1 =

二、名词解释（20 分，每个 4 分）

1、内部可靠性：

2、绝对定向元素：

3、像主点：

4、带状法方程系数矩阵的带宽：

5、自检校光束法区域网平差：

三、简答题（45 分，每题 15 分）

1、推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程，并简要叙述其在 摄影测量中的主要用途。

2、像片外方位元素的作用是什么？用图示意以 y 轴为主轴的航摄像片的外方位元素。

3、如果拥有一套 POS 系统，你打算如何用其快速确定地面点的三维坐标（简要叙述基本思想 和具体解算过程）？

四、综合题（15 分）

设某区域由两条航线组成（如图 1 所示），试根据光束法区域网平差原理回答下列问题：

① 当控制点无误差时，观测值个数 n、未知数个数 t、多余观测数 r；

② 按最小带宽原则在图 a 中标出像片排列顺序号并求出带宽；

③ 在图 b 中绘出改化法方程系数矩阵结构图(保留像片外方位元素)。

1

2

5 6

3

4

平高地面控制点 高程地面控制点 待定点

（a）

像片号 ①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

①

② ③

④

⑤

⑥ ⑦ ⑧ ⑨

（b）

图 1

出卷人 袁修孝 教研室 负责人 审核签字 年 月 日 共 2 页 第 2 页

武汉大学 2005～2006 学年上学期 《摄影测量基础》答卷（A）

一、填空题（20 分，每空 1 分）

1、摄影测量中常用的坐标系有 像平面直角坐标系、 像空间直角坐标系 、 像空间辅助坐标系、 地面摄影测量坐标系 、 地面测量坐标系 。

2、解求单张像片的外方位元素最少需要 3 个 平高地面控制 点。

3、GPS 辅助空中三角测量的作用是 大量减少甚至完全免除地面控制点，缩短成图周期，提高 生产效率，降低生产成本。

4、两个空间直角坐标系间的坐标变换最少需要 2 个 平高 和 1 个 高程 地面控制点。

5、摄影测量加密按平差范围可分为 单模型 、 单航带 和 区域网 三种方法。

6、摄影测量的发展经历了 模拟摄影测量 、 解析摄影测量 和 数字摄影测量 三个阶段。

7、恢复立体像对左右像片的相互位置关系依据的是 共面条件 方程。 8、法方程消元的通式为 N i ,i +1 = N i ,i +1 ? N N N i ,i +1 。

T

i ,i

?1i ,i

二、名词解释（20 分，每个 4 分）

1、内部可靠性：一定假设下，平差系统所能发现的模型误差的最小值。

2、绝对定向元素：确定模型在地面空间坐标系中的绝对位置和姿态的参数。

3、像主点：相机主光轴与像平面的交点。

4、带状法方程系数矩阵的带宽：带状法方程系数矩阵的主对角线元素沿某行（列）到最远非零 元素间所包含未知数的个数。

5、自检校光束法区域网平差：选用若干附加参数构成系统误差模型，在光束法区域网平差中同 时解求这些附加参数，从而在平差过程中自行检定和消除系统误差影响的区域网平差。

三、简答题（45 分，每题 15 分）

1、推导摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程，并简要叙述其在 摄影测量中的主要用途。

【答】 设摄影中心 S 在某一规定的物方空间右手直角坐标系中的坐标为 ( X s ,Ys , Z s ) ，任一地

面点 A 在该物方空间坐标系中的坐标为 ( X A ,YA , Z A ) ，A 在像片上的构像 a 在像空间坐 标和像空间辅助坐标分别为 ( x, y,? f ) 和 ( X , Y , Z ) ，摄影时 S、a、A 三点共线(如下图)

且满足如下关系：

Z

X YZ = = λ = X A ? X SYA ? YSZ A ? Z S

z y S Y x X a (x,y,-f)

即

? X ? ? X A ? X S ?? Y ? = λ ? Y ? Y ? ? ? ? A S ? Z Z A ? Z S

Ztp Zs X XA-Xs N Y A (XA,YA,ZA) （1）Ytp X s YA-Ys M Ys

Xtp

又像空间坐标与像空间辅助坐标系满足：

? x ? ? X ? ? y ? = R? Y ? ? ? ? ? ???? f ??? Z ??

（2）

?a1 a2 a3 ?

?b bb ? 为由像片外方位角元素组成的正交变换矩阵。

式中， R = ?2 3 ? 1

c1 c2 c3

将（2）式写成纯量形式并用第一、二式分别除以第三式，可得

x = ? f

a1 ( X A ? X S ) + b1 (YA ? YS ) + c1 (Z A ? Z S )

a3 ( X A ? X S ) + b3 (YA ? YS ) + c3 (Z A ? Z S ) a2 ( X A ? X S ) + b2 (YA ? YS ) + c2 (Z A ? Z S )y = ? f a3 ( X A ? X S ) + b3 (YA ? YS ) + c3 (Z A ? Z S )

（3）

（3）式就表示了摄影中心点、像点与其对应物点三点位于一条直线上的共线条件方程。 共线条件方程在摄影测量中的主要应用如下：

? 单片后方交会和立体模型的空间前方交会；