攝影測量課后練習題總結 - 下載本文

至少需要 個地面控制點。

因為有七個未知數, 個已知地面控制點可以列 個方程,以便解求七個未知數。

8、簡述立體像對光束法解求像片對的外方位元素以及待定點地面坐標的過程。 答:過程為:

(1) 確定待定參數的初始值,Ф =Ω =К =0,λ =1, X= Y= Z=0; (2) 計算控制點的地面攝影測量坐標系中心的坐標和重心化坐標; (3) 計算控制點的空間輔助坐標系中心的坐標和重心化坐標; (4) 計算常數項;

(5) 按下式計算誤差方程系數;

(6) 逐點法化及法方程求解;

(7) 計算待定參數的新值:

(8) 判斷dФ、dΩ、dК是否小于給定的限值ε。若大于限值,將求得的所有未知數的改正數

加到近似值作為新的近似值,重復上述計算過程,逐步趨近,知道滿足要求。

地面點解求過程:求出絕對定向元素后,可根據待求點的重心化坐標(U,V,W)按下式:

求出待求點的重心化坐標(X,Y,Z),再加上重心坐標(X ,Y ,Z )后得待求點的地面攝影測量坐標(X,Y,Z)。最后將地面攝影測量坐標再轉回到地面測量坐標,提交成果。

9、雙像解析攝影測量有哪三種解析方法?各有何特點?

答:三種方法分別為:后交-前交解法、相對定向-絕對定向解法、光束法。分析比較如下: (1)第一種方法前方交會的結果依賴于空間后方交會的精度,前方交會過程中沒有充分利用多余條件平差計算;

(2)第二種方法計算公式比較多,最后的點位精度取決于相對定向和絕對定向的精度,用這種方法的結算結果不能嚴格表達一幅影像的外方為元素;

(3)第三種方法的理論嚴密、求解精度高,待定點的坐標是按最小二乘法準則解得的。

通過以上分析,第一種方法常用在已知像片的外方為元素、確定少量待定點坐標時采用;第二種方法多在航帶法解析空中三角測量中應用;第三種方法在光束法解析空中三角測量中應用。

10、相對定向需要地面控制點嗎?為什么?

答:不需要,因為相對定向只是解求兩像片相對位置參數的過程,不需要控制點。利用六對定向點的像點坐標(x ,y ) 及(x ,y ) (i=1,2,?,6),按如下方程 連續法相對定向:

解求相對定向元素近似值的改正數?词欠裥∮诮o定的誤差ε,若符合則將改正數加到近似值上的最后成果,若超出誤差,則迭代計算直到小于誤差值。

第六章 解析空中三角測量

1、簡述解析空中三角測量的概念。 答:在一條航帶幾十個像對覆蓋的區域或由幾條航帶幾百個像對構成的區域內,僅僅由外業實測幾個少量的控制點,按一定的數學模型,平差解算出(加密)攝影測量作業過程中所需要的全部控制點(稱待定點或加密點)及每張像片的外方位元素。這是空中三角測量與區域網平差的基本思想,通常稱之為解析空中三角測量或解析空三加密。

2、構建航帶時,為什么要進行模型連接?如何計算模型連接系數?

答:將單個模型連接成為航帶模型,要將個模型不同的比例尺歸化為統一的比例尺。通常,以相鄰像對重疊范圍內三個連接點的高程應相等為條件,從左向右順次得將后一個模型的比例尺歸化到前一個模型的比例尺中,建立統一的以第一個模型的比例尺為基準的航帶模型。這樣就可以將各像對的模型坐標納入到全模型航帶統一的坐標系中。

如下圖

由于模型1與模型2比例尺不相等,公共點M在模型1上位于M 處,在模型2上位于M 處,現對模型2的比例尺進行歸化,使其與模型1具有相同的比例尺,即M 與M 點重合。 若使S M 與S M 相等,則模型2的比例歸化系數為:

一般在模型重疊的區域內用上中下三個點側球模型比例規劃系數,去算術平均值為最后結果,即:

模型連接的實質是求處相鄰模型間的比例歸化系數。

3、航帶網經絕對定向后,為什么還要進行非線性改正?航帶網整體平差接球的未知數是什么?

答:由于單個模型構成航帶模型的過程中,不可避免地有誤差存在,同時還要受到誤差積累的影響,致使航帶模型產生非線性變形。所以,航帶模型經絕對頂向后,還要進行航帶模型的非線性改正,最終求出加密點的地面坐標。

4、試說明航帶網法解析空中三角測量的基本思想及作業過程。

答:基本思想:航帶網法空中三角測量研究的對象是一條航帶的模型,在一條航帶內,首先用立體像對按連續法建立單個模型,再把單個模型連接成航帶模型,構成航帶自由網,再把航帶模型視為一個單元模型進行航帶網的絕對定向。

作業過程: 1. 建立航帶模型

(1) 像點坐標量測及改正系統誤差

(2) 連續法相對定向,建立單個立體模型。 (3) 模型連接,建立統一的航帶自由網。

2. 航帶模型的絕對定向 3. 航帶模型的非線性改正 主要步驟:

1. 按單航帶模型法分別建立航帶模型,以取得各航帶模型點在本航帶統一的輔助坐標系中

的坐標值。

2. 各航帶模型的絕對定向。 3. 計算重心坐標及重心化坐標。

4. 根據模型中控制點的加密坐標應與外業坐標實測坐標相等以及相鄰航帶間公共連接點

的坐標應相等為條件,列出誤差方程,并用最小二乘準則平差計算,整體求解各航帶的非線性改正系數

5. 用平差計算得出的多項式系數,分別計算各模型點改正后的坐標值。

5、試說明獨立模型法區域網平差的基本思想,并與航帶網法區域網平差進行比較,說明這答:兩種方法的優缺點。

獨立模型法區域網空中三角測量是基于單獨發相對定向建立單個立體模型,再由一個個單模型相互連接組成一個區域網。

由于各個模型的像空間輔助坐標系和比例尺均不一致,因此,在模型連接時,要用模型內的已知控制點和模型間的公共點進行空間相似變換。首先將各個單模型視為剛體,利用各模型彼此間的公共點連成一個區域。在連接的過程中,每個模型只做平移、旋轉和縮放,所以,利用空間相似變換式能完成上述任務。在變換中應使模型公共點的坐標相等,控制點的計算坐標應與實測坐標相等,同時誤差的平方和應為最小,在滿足這些條件下,根據最小二乘準則對全區域網實施整體平差,解求每個模型的七個絕對定向參數,從而求出所有待定點的地面坐標。 優缺點:

航帶網法區域網平差:方便,速度快,但精度不高。目前,航帶網法區域網平差主要提供初始值和小比例尺低精度定位加密

獨立模型法區域網平差:解求的未知數較多。優點:可將平面和高程分開求解,仍能得到嚴密平差的結果。

6、試說明光束法區域網平差的基本思想,為什么說它是最嚴密的一種方法。

答:在一張像片中,待定點與控制點的像點與攝影中心即相應地面點均構成一條光束。該方法是以每張像片所著稱的一束光束作為平差的基本單元,以共線條件方程作為平差的基本方程,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得求點的地面坐標。 主要內容包括:

(1) 獲取每張像片外方位元素及待定點坐標的近似值;

(2) 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; (3) 逐點法化建立改化方程式,按循環分塊的求解方法,先求出其中的一類未知數,通

常先求出每張像片的外方位元素;

(4) 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。

為什么說它是最嚴密的一種方法: 光束法區域網平差是基于攝影點、物點和攝站點三點共線提出來的。由單張像片構成區域,其平差的數學模型是共線條件方程,平差單元是單個光束,像點坐標是觀測值,未知數是每張像片的外方位元素及所有待定點的地面坐標。誤差方程直接由像點坐標的觀測值列出,能對像點坐標進行系統誤差改正,所以說光束法區域網平差是最嚴密的一種方法。

7、光束法區域網平差中,為什么要給出未知數的初始值?并說明確定初始值的方法。 光束法區域網平差公式是由共線方程線性化而得到的,因此,必須提供未知數的近似值。

外方位元素初始值:以近似垂直攝影設角元素近似值為0,線元素設為: 控制點坐標實地測得,相應的像點坐標通過量測獲得。

第七章 數字地面模型及其應用

1、 什么是數字高程模型?它有何特點?

答:數字地面模型DTM是一個用于表示地面特征的空間分布的數據陣列,最常用的是用一系列地面點的平面坐標X、Y地面高程Z及屬性信息如資源、環境、土地利用、人口分布等組成的數據陣列。若只考慮DTM的地形分量,我們通常稱其為數字高成模型(Digital Elevation Model),簡稱DEM。

特點:DEM是對地球表面地形、地貌的一種離散的數字表示。

2、 獲取建立數字高成模型的數據點有哪些方法? 答:主要由以下四種方法獲取數據點:

(1) 由現有地形圖上采集,F在常用的方法是使用掃描裝置采集。

(2) 由攝影測量方法采集?捎媒馕鰷y圖儀或自動化的測圖系統獲取數據點。

(3) 野外實地測量。即在實地直接測量地面點的平面位置和告成。一般使用電子速測儀

進行。

(4) 由遙感系統直接測得。如航空和航天飛機搭載雷達和激光測高儀獲得的數據。

3、 簡述移動擬合法逼近曲面的原理。

答:移動曲面擬合法是一種以待定點為中心的逐點內插法,它以每一待定點為中心,定義一個局部函數去擬合周圍的數據點。應用于由離散數據點生成規則格網DEM,計算速度較其他方法慢。 其過程為:

(1) 對DEM每個格網點,從數據中檢索出對應該DEM網格點的幾個分塊個網中的數

據點,并將坐標原點移至待定點P(X ,Y )上: X =X - X Y =Y - Y





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