攝影測(cè)量考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.攝影測(cè)量中，像片的內(nèi)方位元素包括（）A.三個(gè)線元素B.三個(gè)角元素C.兩個(gè)線元素和一個(gè)角元素D.三個(gè)線元素和三個(gè)角元素答案：A解析：像片的內(nèi)方位元素是描述攝影中心與像片之間相關(guān)位置的參數(shù)，包括三個(gè)線元素，即攝影中心到像片平面的垂距（主距f）以及像主點(diǎn)在像平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（x?，y?）。2.航攝像片是（）投影。A.中心B.正射C.平行D.斜射答案：A解析：航攝像片是中心投影，攝影時(shí)地面點(diǎn)的光線通過(guò)攝影中心投影到像片平面上，符合中心投影的原理。而正射投影是指投影線相互平行且垂直于投影面的投影方式；平行投影包括正射投影和斜射投影，斜射投影的投影線相互平行但不垂直于投影面。3.立體像對(duì)相對(duì)定向的目的是（）A.確定兩張像片的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系B.確定兩張像片的絕對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系C.確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)D.消除像片的像差答案：A解析：立體像對(duì)相對(duì)定向是恢復(fù)兩張像片之間的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系，建立起與地面相似的幾何模型，不涉及像片的絕對(duì)位置和姿態(tài)，也不能直接確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，主要是為后續(xù)的絕對(duì)定向等步驟做準(zhǔn)備。像差的消除主要是在攝影設(shè)備的光學(xué)設(shè)計(jì)和后期處理的一些特定算法中實(shí)現(xiàn)，與相對(duì)定向無(wú)關(guān)。4.數(shù)字高程模型（DEM）的表示方法不包括（）A.規(guī)則格網(wǎng)B.不規(guī)則三角網(wǎng)C.等高線D.影像答案：D解析：數(shù)字高程模型（DEM）常用的表示方法有規(guī)則格網(wǎng)、不規(guī)則三角網(wǎng)和等高線。規(guī)則格網(wǎng)是將地面按一定的格網(wǎng)劃分，每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)有對(duì)應(yīng)的高程值；不規(guī)則三角網(wǎng)是用一系列互不重疊的三角形來(lái)逼近地形表面；等高線是地面上高程相等的相鄰點(diǎn)所連成的閉合曲線，可用于表示地形起伏。而影像主要是記錄地物的光譜信息等，不是DEM的表示方法。5.攝影測(cè)量中，用于求解單張像片外方位元素的最少控制點(diǎn)個(gè)數(shù)是（）A.3個(gè)B.4個(gè)C.5個(gè)D.6個(gè)答案：D解析：?jiǎn)螐埾衿耐夥轿辉匕ㄈ齻€(gè)線元素（X?，Y?，Z?）和三個(gè)角元素（φ，ω，κ），共6個(gè)未知數(shù)。要解算這6個(gè)未知數(shù)，至少需要6個(gè)獨(dú)立的誤差方程，每個(gè)控制點(diǎn)可以提供兩個(gè)誤差方程（像點(diǎn)的x和y坐標(biāo)），所以最少需要3個(gè)控制點(diǎn)，但為了提高解算的精度和可靠性，實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)使用更多的控制點(diǎn)。6.解析空中三角測(cè)量中，區(qū)域網(wǎng)平差的主要目的是（）A.減少控制點(diǎn)數(shù)量B.提高加密點(diǎn)的精度C.確定像片的內(nèi)方位元素D.消除像片的系統(tǒng)誤差答案：B解析：區(qū)域網(wǎng)平差是解析空中三角測(cè)量的重要環(huán)節(jié)，它是在全區(qū)域內(nèi)整體平差計(jì)算，將全區(qū)域內(nèi)的控制點(diǎn)和加密點(diǎn)統(tǒng)一處理，通過(guò)平差計(jì)算來(lái)提高加密點(diǎn)的精度。減少控制點(diǎn)數(shù)量不是區(qū)域網(wǎng)平差的主要目的，內(nèi)方位元素通常是在相機(jī)檢校時(shí)確定，而系統(tǒng)誤差的消除主要通過(guò)一些特定的模型改正等方法，不是區(qū)域網(wǎng)平差的核心目標(biāo)。7.攝影測(cè)量中，像點(diǎn)位移的主要原因不包括（）A.地形起伏B.像片傾斜C.相機(jī)鏡頭畸變D.大氣折射答案：D解析：像點(diǎn)位移的主要原因包括地形起伏、像片傾斜和相機(jī)鏡頭畸變。地形起伏會(huì)導(dǎo)致投影差，使像點(diǎn)產(chǎn)生位移；像片傾斜會(huì)引起傾斜誤差，造成像點(diǎn)位置的改變；相機(jī)鏡頭畸變會(huì)使像點(diǎn)偏離理想位置。大氣折射雖然會(huì)對(duì)光線傳播產(chǎn)生影響，但在攝影測(cè)量中，大氣折射對(duì)像點(diǎn)位移的影響相對(duì)較小，通常不作為主要的像點(diǎn)位移原因來(lái)考慮。8.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中，影像匹配的目的是（）A.尋找同名像點(diǎn)B.確定像片的外方位元素C.生成DEMD.制作正射影像答案：A解析：影像匹配的主要目的是在不同影像上尋找同名像點(diǎn)，即對(duì)應(yīng)于地面上同一點(diǎn)的像點(diǎn)。確定像片的外方位元素通常通過(guò)控制點(diǎn)和攝影測(cè)量的平差計(jì)算等方法；生成DEM需要在找到同名像點(diǎn)后，通過(guò)立體像對(duì)的相對(duì)定向、絕對(duì)定向等步驟來(lái)獲取地面點(diǎn)的高程信息；制作正射影像需要對(duì)影像進(jìn)行糾正等處理，影像匹配只是其中的一個(gè)前期基礎(chǔ)步驟。9.航空攝影時(shí)，航向重疊度一般要求為（）A.30%-40%B.50%-60%C.60%-65%D.70%-80%答案：C解析：航空攝影時(shí)，航向重疊度是指相鄰兩張像片在航線方向上的重疊部分與像片長(zhǎng)度的百分比。一般要求航向重疊度為60%-65%，這樣可以保證在后續(xù)的立體像對(duì)處理、空中三角測(cè)量等工作中有足夠的重疊區(qū)域來(lái)進(jìn)行同名像點(diǎn)的匹配和模型的建立等操作。10.攝影測(cè)量中，用于表示影像分辨率的單位是（）A.像素B.線對(duì)/毫米C.米D.度答案：B解析：在攝影測(cè)量中，影像分辨率通常用線對(duì)/毫米來(lái)表示，它反映了影像能夠分辨的最小細(xì)節(jié)。像素是影像的基本組成單元，但它不是直接表示分辨率的單位；米通常用于表示距離、長(zhǎng)度等；度常用于表示角度。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.攝影測(cè)量按用途可分為（）A.地形攝影測(cè)量B.非地形攝影測(cè)量C.航空攝影測(cè)量D.地面攝影測(cè)量答案：AB解析：攝影測(cè)量按用途可分為地形攝影測(cè)量和非地形攝影測(cè)量。地形攝影測(cè)量主要用于測(cè)繪地形圖等地形信息；非地形攝影測(cè)量則應(yīng)用于工業(yè)、建筑、醫(yī)學(xué)、考古等多個(gè)領(lǐng)域。航空攝影測(cè)量和地面攝影測(cè)量是按攝影方式進(jìn)行的分類。2.像片的外方位元素包括（）A.三個(gè)線元素B.三個(gè)角元素C.主距D.像主點(diǎn)坐標(biāo)答案：AB解析：像片的外方位元素包括三個(gè)線元素（X?，Y?，Z?），表示攝影中心在地面坐標(biāo)系中的位置；三個(gè)角元素（φ，ω，κ），表示像片的姿態(tài)。主距和像主點(diǎn)坐標(biāo)是像片的內(nèi)方位元素。3.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的主要功能包括（）A.影像處理B.影像匹配C.相對(duì)定向D.絕對(duì)定向E.DEM生成答案：ABCDE解析：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)具有多種功能。影像處理包括影像的增強(qiáng)、濾波等操作，以提高影像質(zhì)量；影像匹配用于尋找同名像點(diǎn)；相對(duì)定向恢復(fù)像對(duì)的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系；絕對(duì)定向確定模型的絕對(duì)位置和姿態(tài)；DEM生成是根據(jù)立體像對(duì)獲取地面點(diǎn)的高程信息來(lái)構(gòu)建數(shù)字高程模型。4.影響攝影測(cè)量精度的因素有（）A.相機(jī)的內(nèi)方位元素誤差B.外方位元素誤差C.像點(diǎn)量測(cè)誤差D.地面控制點(diǎn)誤差E.大氣條件答案：ABCDE解析：相機(jī)的內(nèi)方位元素誤差會(huì)影響像點(diǎn)的位置計(jì)算，導(dǎo)致測(cè)量誤差；外方位元素誤差會(huì)使像片的空間位置和姿態(tài)不準(zhǔn)確，影響模型的構(gòu)建和地面點(diǎn)坐標(biāo)的解算；像點(diǎn)量測(cè)誤差直接影響同名像點(diǎn)的匹配精度；地面控制點(diǎn)誤差會(huì)傳遞到整個(gè)平差計(jì)算中，影響加密點(diǎn)的精度；大氣條件如大氣折射等會(huì)對(duì)光線傳播產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響像點(diǎn)的位置。5.攝影測(cè)量中常用的坐標(biāo)系有（）A.像平面坐標(biāo)系B.像空間坐標(biāo)系C.像空間輔助坐標(biāo)系D.地面測(cè)量坐標(biāo)系E.地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系答案：ABCDE解析：攝影測(cè)量中常用多種坐標(biāo)系。像平面坐標(biāo)系用于描述像點(diǎn)在像片平面上的位置；像空間坐標(biāo)系是以攝影中心為原點(diǎn)，像主光軸為Z軸建立的坐標(biāo)系；像空間輔助坐標(biāo)系是為了方便計(jì)算而建立的過(guò)渡坐標(biāo)系；地面測(cè)量坐標(biāo)系是國(guó)家統(tǒng)一的測(cè)量坐標(biāo)系；地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系是根據(jù)攝影測(cè)量的需要建立的局部坐標(biāo)系。三、判斷題（每題1分，共10分）1.攝影測(cè)量只能獲取地物的平面信息，不能獲取高程信息。（）答案：錯(cuò)誤解析：攝影測(cè)量不僅可以獲取地物的平面信息，還可以通過(guò)立體像對(duì)的處理獲取地面點(diǎn)的高程信息，從而構(gòu)建數(shù)字高程模型（DEM）等。2.像片的內(nèi)方位元素在攝影過(guò)程中是固定不變的。（）答案：正確解析：像片的內(nèi)方位元素（主距f、像主點(diǎn)坐標(biāo)x?，y?）是由相機(jī)的結(jié)構(gòu)和安裝決定的，在攝影過(guò)程中一旦相機(jī)確定，內(nèi)方位元素通常是固定不變的，但在相機(jī)使用一段時(shí)間后，可能會(huì)因?yàn)橄鄼C(jī)的老化等因素導(dǎo)致內(nèi)方位元素發(fā)生微小變化，需要進(jìn)行重新檢校。3.立體像對(duì)的相對(duì)定向不需要控制點(diǎn)。（）答案：正確解析：立體像對(duì)的相對(duì)定向是恢復(fù)兩張像片之間的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系，只需要利用像對(duì)中的同名像點(diǎn)信息，不需要地面控制點(diǎn)。通過(guò)相對(duì)定向可以建立起與地面相似的幾何模型。4.數(shù)字高程模型（DEM）可以直接從影像中提取，不需要其他處理。（）答案：錯(cuò)誤解析：數(shù)字高程模型（DEM）不能直接從影像中提取，需要經(jīng)過(guò)影像匹配找到同名像點(diǎn)，再進(jìn)行相對(duì)定向、絕對(duì)定向等一系列處理，獲取地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而構(gòu)建DEM。5.影像匹配就是在兩張影像上尋找相同的影像區(qū)域。（）答案：錯(cuò)誤解析：影像匹配的目的是在不同影像上尋找同名像點(diǎn)，即對(duì)應(yīng)于地面上同一點(diǎn)的像點(diǎn)，而不是簡(jiǎn)單地尋找相同的影像區(qū)域。6.航空攝影時(shí)，旁向重疊度越大越好。（）答案：錯(cuò)誤解析：旁向重疊度需要保持在一定的合理范圍內(nèi)，雖然較大的旁向重疊度可以增加影像的覆蓋范圍和冗余信息，但會(huì)增加攝影成本和數(shù)據(jù)處理量。一般旁向重疊度要求為30%-40%。7.攝影測(cè)量中，像點(diǎn)位移只與地形起伏有關(guān)。（）答案：錯(cuò)誤解析：像點(diǎn)位移的原因包括地形起伏、像片傾斜、相機(jī)鏡頭畸變等，不是只與地形起伏有關(guān)。8.解析空中三角測(cè)量可以完全替代地面控制測(cè)量。（）答案：錯(cuò)誤解析：解析空中三角測(cè)量雖然可以通過(guò)少量的控制點(diǎn)加密出大量的加密點(diǎn)，但它仍然需要一定數(shù)量的地面控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行絕對(duì)定向等操作，不能完全替代地面控制測(cè)量。9.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量不需要使用傳統(tǒng)的攝影測(cè)量?jī)x器。（）答案：錯(cuò)誤解析：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量仍然需要使用攝影測(cè)量?jī)x器獲取影像數(shù)據(jù)，如航空攝影機(jī)、地面攝影機(jī)等，只是在數(shù)據(jù)處理方面采用了數(shù)字化的方法和技術(shù)。10.攝影測(cè)量中，影像的分辨率越高，測(cè)量精度就越高。（）答案：正確解析：影像的分辨率越高，能夠分辨的地物細(xì)節(jié)就越多，在影像匹配、像點(diǎn)量測(cè)等過(guò)程中可以更準(zhǔn)確地確定像點(diǎn)的位置，從而提高測(cè)量精度。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述攝影測(cè)量的基本原理。攝影測(cè)量的基本原理是基于攝影構(gòu)像的幾何關(guān)系，通過(guò)對(duì)攝取的影像進(jìn)行處理和分析來(lái)獲取物體的幾何信息。主要包括以下幾個(gè)方面：-中心投影原理：攝影時(shí)，地面點(diǎn)的光線通過(guò)攝影中心投影到像片平面上，形成中心投影的像片。根據(jù)中心投影的幾何關(guān)系，可以建立像點(diǎn)、攝影中心和地面點(diǎn)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。-立體像對(duì)原理：通過(guò)在不同位置對(duì)同一物體或區(qū)域拍攝兩張或多張具有一定重疊度的像片，形成立體像對(duì)。利用立體像對(duì)中同名像點(diǎn)的幾何關(guān)系，可以恢復(fù)物體的三維空間信息。-坐標(biāo)變換原理：攝影測(cè)量中涉及多種坐標(biāo)系，如像平面坐標(biāo)系、像空間坐標(biāo)系、像空間輔助坐標(biāo)系和地面測(cè)量坐標(biāo)系等。通過(guò)坐標(biāo)變換，可以將像點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到地面測(cè)量坐標(biāo)系中，從而確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。-平差原理：在攝影測(cè)量中，由于存在各種誤差，需要通過(guò)平差計(jì)算來(lái)消除誤差的影響，提高測(cè)量結(jié)果的精度。平差計(jì)算通常基于最小二乘原理，對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行處理，求解出未知參數(shù)的最優(yōu)估計(jì)值。2.說(shuō)明立體像對(duì)相對(duì)定向和絕對(duì)定向的區(qū)別與聯(lián)系。區(qū)別：-目的不同：相對(duì)定向的目的是恢復(fù)兩張像片之間的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系，建立起與地面相似的幾何模型，但這個(gè)模型的大小、方向和位置是任意的；絕對(duì)定向的目的是將相對(duì)定向建立的幾何模型納入到地面測(cè)量坐標(biāo)系中，確定模型的絕對(duì)位置、大小和姿態(tài)。-所需數(shù)據(jù)不同：相對(duì)定向只需要利用像對(duì)中的同名像點(diǎn)信息，不需要地面控制點(diǎn)；絕對(duì)定向需要至少3個(gè)地面控制點(diǎn)，通過(guò)控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)求解絕對(duì)定向元素。-解算參數(shù)不同：相對(duì)定向解算的是5個(gè)相對(duì)定向元素（by，bz，φ?，ω?，κ?）；絕對(duì)定向解算的是7個(gè)絕對(duì)定向元素（3個(gè)平移參數(shù)X?，Y?，Z?，3個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)Φ，Ω，Κ和1個(gè)縮放參數(shù)λ）。聯(lián)系：-相對(duì)定向是絕對(duì)定向的基礎(chǔ)，只有先完成相對(duì)定向，建立起正確的幾何模型，才能進(jìn)行絕對(duì)定向?qū)⒛Ｐ图{入到地面坐標(biāo)系中。-相對(duì)定向和絕對(duì)定向都是攝影測(cè)量中處理立體像對(duì)的重要步驟，共同完成從像點(diǎn)坐標(biāo)到地面點(diǎn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。3.簡(jiǎn)述數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的主要特點(diǎn)。-數(shù)字化：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量以數(shù)字影像為基礎(chǔ)，采用數(shù)字化的處理方法和技術(shù)，如影像的數(shù)字化采集、存儲(chǔ)、傳輸和處理等。避免了傳統(tǒng)攝影測(cè)量中復(fù)雜的光學(xué)和機(jī)械操作，提高了工作效率和數(shù)據(jù)處理的精度。-自動(dòng)化程度高：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自動(dòng)化處理能力，如影像匹配、相對(duì)定向、絕對(duì)定向、DEM生成、正射影像制作等過(guò)程都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)完成，減少了人工干預(yù)，提高了生產(chǎn)效率和成果的一致性。-產(chǎn)品多樣化：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量可以生產(chǎn)多種數(shù)字化產(chǎn)品，如數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字線劃圖（DLG）等，這些產(chǎn)品可以滿足不同用戶的需求，廣泛應(yīng)用于測(cè)繪、地理信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃、資源管理等領(lǐng)域。-精度高：通過(guò)高精度的影像匹配算法和嚴(yán)密的平差計(jì)算，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量可以獲得較高的測(cè)量精度。同時(shí)，數(shù)字化處理過(guò)程中可以對(duì)誤差進(jìn)行有效的控制和修正，提高了成果的質(zhì)量。-數(shù)據(jù)共享性好：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的成果以數(shù)字形式存儲(chǔ)，便于數(shù)據(jù)的共享和傳輸。不同用戶可以根據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合利用。-適應(yīng)性強(qiáng)：數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量可以處理不同類型的影像數(shù)據(jù)，如航空影像、衛(wèi)星影像、地面影像等，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和測(cè)量任務(wù)。五、計(jì)算題（每題15分，共15分）已知某像片的內(nèi)方位元素為f=152mm，x?=0mm，y?=0mm，外方位元素為X?=5000m，Y?=6000m，Z?=3000m，φ=0°，ω=0°，κ=0°。像片上有一像點(diǎn)a的像平面坐標(biāo)為x=50mm，y=30mm，求該像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)A的地面坐標(biāo)（假設(shè)地面點(diǎn)A的高程為H=200m）。解：1.首先，根據(jù)像點(diǎn)坐標(biāo)和內(nèi)方位元素計(jì)算像空間坐標(biāo)在像空間坐標(biāo)系中，像點(diǎn)a的坐標(biāo)為：x?=x=50mm=0.05my?=y=30mm=0.03mz?=-f=-0.152m2.由于外方位角元素φ=0°，ω=0°，κ=0°，則像空間坐標(biāo)系與像空間輔助坐標(biāo)系重合此時(shí)，像空間輔助坐標(biāo)系中像點(diǎn)a的坐標(biāo)也為X?=0.05m，Y?=0.03m，Z?=-0.152m3.然后，根據(jù)共線方程計(jì)算地面點(diǎn)A的地面坐標(biāo)共線方程為：\[\begin{cases}x-x_0=-f\frac{a_1(X-X_S)+b_1(Y-Y_S)+c_1(Z-Z_S)}{a_3(X-X_S)+b_3(Y-Y_S)+c_3(Z-Z_S)}\\y-y_0=-f\frac{a_2(X-X_S)+b_2(Y-Y_S)+c_2(Z-Z_S)}{a_3(X-X_S)+b_3(Y-Y_S)+c_3(Z-Z_S)}\end{cases}\]因?yàn)棣?0°，ω=0°，κ=0°，則旋轉(zhuǎn)矩陣R為單位矩陣，即：\[R=\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}\]共線方程可簡(jiǎn)化為：\[\begin{cases}x=-f