一、绪论
1、LiDar组成部分：
激光雷达LiDar：发射激光束探测目标位置，速度等特征量的雷达系统。
(1)激光扫描仪（测距仪）
(2)POS：GNSS卫星定位系统+IMU惯导测量单元/INS惯导系统
(3)数码相机
2、POS系统：
航空定位定向系统：用卫星定位系统(GNSS)和惯性测量装置(IMU)直接测定航片外方位元素的航空摄影导航系统。
POS：GNSS卫星定位系统+IMU惯导系统
3、DPGrid指什么？
数字摄影测量网格系统：是将计算机网络技术、并行处理技术、高性能计算技术与数字摄影测量处理技术相结合而研制的新一代摄影测量处理平台，其性能远远高于当前的数字摄影测量工作站。
4、DMI指什么？
可量测实景影像：是以地面近景摄影测量立体影像文件及其外方位元素构成的基础地理信息产品。
5、MMS指什么？
移动测量系统：是在机动车上装配GPS(全球定位系统)、CCD(视频系统)、INS(惯性导航系统)或航位推算系统等先进的传感器和设备。在车辆的高速行进之中，快速采集道路及道路两旁地物的空间位置数据和属性数据，如：道路中心线或边线位置坐标、目标地物的位置坐标、路(车道)宽、桥(隧道)高、交通标志、道路设施。数据同步存储在车载计算机系统中，经事后编辑处理，形成各种有用的专题数据成果，如导航电子地图等等。
6、简述摄影测量三个发展阶段及其特点
模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量
(1)模拟摄影测量：用光学机械的方法模拟摄影时的几何模式，通过摄影过程的几何反转，由像片重建所摄物体的缩小了的几何模型，对该几何模型进行量测即可得到所需的图件，如地形原图。
特点：
（1）使用的影像资料为硬拷贝像片。
（2）利用光学机械模拟装置,实现了复杂的摄影测量解算。
（3）得到的是模拟产品。
（4）摄影测量科技的发展可基本上围绕昂贵的立体测图仪进行
（5）利用几何反转原理，建立缩小模型。
（6）最直观，好理解。
(2)解析摄影测量：依据像点与相应地面点间3的数学关系，用计算机解算像点与相应地面点的坐标并进行测图解算的技术。
特点：
（1）使用的影像资料为硬拷贝像片。
（2）使用数字投影方式，用精确的数字解算代替精度较低的模拟解算。
（3）得到的是模拟产品和数字产品。
（4）引入了半自动化的机助作业，免除了许多繁琐的手工作业。但仍需人工操纵仪器，同时用眼进行观测。
(3)数字摄影测量：以数字影像为基础，用计算机进行分析和处理，确定被摄物体的形状、大小、空间位置及性质
特点：
（1）使用的影像资料为数字影像或数字化影像
（2）使用的是数字投影方式,用精确的数字解算代替了精度较低的模拟解算。
（3）得到的是数字产品和模拟产品。(DOM，DEM，DRG，DLG)
（4）最终以计算机视觉代替人眼的立体观测，所使用的仪器最终只包括计算机及其相应外部设备
摄影测量各阶段比较：
7、摄影测量的概念
摄影测量是利用摄影机或其他传感器采集被测对象的图像信息，经过加工处理和分析，获取有价值的可靠信息的理论和技术。
8、摄影测量学
摄影测量学是利用摄影机或其他传感器采集被测对象的图像信息，经过加工处理和分析，获取有价值的可靠信息的理论和技术的一门学科。
9、摄影测量是如何分类的？
地形——非地形；航天——航空——地面——近地面——显微；模拟——解析——数字
10、摄影测量学发展现状
1) 摄影测量主要作业手段：
a）以数字摄影测量为主， 解析与数字作业模式并存；
b）以航空摄影测量为主， 航天摄影测量为补充， 并逐步向航天遥感过渡；
c）以制作数字地图为主， 逐步向多样化的地理信息产品发展；
d）以单系统生产模式为主， 逐步网络数字化生产过渡。
2) 低空遥感平台及其数据自动处理技术
3) 航空数码相机集成技术平台
4) 数字摄影成为主流， 新型传感器不断涌现
5) 摄影测量数据处理的分布式、 并行化
6) 数字摄影测量的基础理论进一步丰富
a） 灭点理论 b） 广义点摄影测量 c） 多基线立体匹配
二、摄影的基本知识
1、概念：
(1)光圈：一个用来限制物镜边缘部分的使用，并控制和调节进入物镜光量的装置，通常设置在物镜筒中间。
(2)光圈号数：有效孔径d与物镜焦距f之比称相对孔径（d/f)，相对孔径的倒数 F＝f/d，称为光圈号数。
(3)景深：景深是指照片上的焦距范围或照片上可以认为清晰的区域里最近点到最远点间的距离。
(4)超焦点距离：当物镜对光调焦某一距离D，能刚好使无穷远处的景物构像清晰，这一调焦距离称为超焦点距离，也是对光于无穷远时景深的近景点距离。
（5）空间后方交会：利用地面控制点的已知坐标反求像片外方位元素
（6）空间前方交会：由立体像片对的两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定该点的物方坐标的方法。
2、量测用相机的特点：
（1）量测用摄影机的像距是一个固定的已知值。
（2）量测用摄影机承片框上具有框标。
（3）量测用摄影机的内方位元素（x0, y0, f）值是己知的。
（4）量测用摄影机畸变差小，分辨率高，透光力强，有良好的光学性能，且机械结构稳定。
3、摄影的基本要求：
1）竖直摄影
以测绘地形为目的的空中摄影多采用竖直摄影方式，要求航摄机在曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直于地面。按规定像片倾角应小于2°-3°。
2）摄影比例尺
航摄前先设计摄影比例尺，以确定摄影高度。摄影比例尺的确定取决与成图比例尺、摄影测量成图方法和成图精度，另外考虑经济性和摄影资料的可使用性。一般都应选择较小的摄影比例尺。
当测绘中、小等比例尺地形图，摄影比例尺略大于或接近于测图比例尺。当测绘大比例尺地形图时，摄影比例尺一般为测图比例尺的3－5倍。
像片比例尺分母的相对误差一般不应超过5％。
3）航高
空中摄影时飞行航高H的变化量ΔH应限制为ΔH ≤ 5％ H
航高是指摄影飞机在摄影瞬间相对某一基准面的高度，从该水准面起算向上为正号。所
取基准面的不同，航高可分为相对航高和绝对航高。
（1）相对航高：指摄影机物镜相对于某一基准面的高度，常称为摄影航高。按H=m•f计算得到。
（2）绝对航高：相对于平均海平面的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。通过H绝=H+A地计算得到。
同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于30 m；摄影区域内实际航高与设计航高之差不得大于50 m。
4）像片重叠度
航向重叠：指沿航线飞行方向两相邻像片上的重叠影像
旁向重叠：两相邻航带像片之间的影像重叠
在航向方向必须要三张相邻像片有公共重叠影像，这一公共重叠部分称之为三度重叠部分。航向重叠度保持在56％—65％，最小不能小于50％；旁向重叠度保持在30％—35％，最小不能小于15％。
像片能覆盖测区，能进行立体测图。
5）航带弯曲度
指航带两端像片主点之间的直线距离（L）与偏离该直线最远的像主点到该直线的垂距（西塔）之比，一般用百分数表示。航带弯曲度一般规定不得超过3％。
6）像片旋偏角
相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角。一般要求小于6°，（数字航摄仪可以放宽到8-11°），而且不能连续三片有超过6°的情况。
三、空中摄影
1、航空摄影基本概念
- 航空摄影
安装在航摄飞机上的航摄仪从空中一定角度对地面物体进行摄影，飞行航线一般为东西方向，要求航线相邻两张像片应有60%左右的重叠度，相邻航线的像片应有30%左右的重叠度，航摄仪在摄影曝光的瞬间物镜主光轴保持垂直地面。
- 基高比
- 垂直夸大
航空像片立体观察时，对像上观察到的光学立体模型在垂直方向与实际地物相比有明显的夸大失真的现象，这种垂直方向的变形
- 坡度夸大
- 图像比
- 摄影航高
- 内方位元素
- 航天摄影
1、名词解释：航空摄影、航向重叠度、旁向重叠度、基高比、垂直夸大、坡度夸大、图像比、绝对航高、相对航高、真实航高、摄影航高、内方位元素、航天摄影。
2、简述如何确定摄影比例尺？
3、航空摄影技术设计书中的相关图表包括哪些？
最新地形图和自然地理概况、已有航片、卫星影像和测量成果；气象资料；航摄区域的地形地貌特点；
4、航摄仪在哪些情况下必须进行检定？检定的项目有哪些？
5、简述航摄仪的检定方法？
6、简述无人机航空摄影的应用领域及技术特点？
- 传感器技术
数字化、体积小、重量轻、精度高、存储量大、性能优异
- 传感器及其姿态控制技术
姿态稳定、位置和姿态数据实时记录并存储
- 传感器定标及数据传输存储技术
普通相机=》量测用相机，观测数据可靠下传
- 影像数据的地面接收与后处理技术
影像库，影像处理（辐射校正、几何纠正、图像增强等）
- 系统集成技术
更加适应于航空摄影测量和遥感的需求
7、简述航天摄影系统的组成？
测量摄影机、星空摄影机、石英钟和测高仪
四、单张航片的解析
1、航片与地形图的区别：
- 投影方式的不同：地形图为正射投影，航摄像片为中心投影
- 比例尺的不同：地图有统一比例尺，航片无统一比例尺
- 航片存在两项误差：像片倾斜引起的像点位移，地形起伏引起的像点位移
- 表示方法的不同：地图为线划图，航片为影像图
- 表示内容的不同：地图需取舍
- 几何上的不同：可观看立体
2、透视变换中的一些重要点、线、面
重要点线的特性：
1)底点的特性：诸铅垂线在像面上的构像aa0，bb0…应位于以点n为辐射中心的相应辐射线上。
2)等角点的特性：当地面为水平时，取等角点c和C为辐射中心，在像平面和地面上向任意一对透视对应点所引绘的方向，与相应的对应起始线之间的夹角是相等的
（3)等比线的特性：等比线既在航摄像片P上，又在理想的水平像片P0上，所以等比线的构像比例尺等于水平像片的摄影比例尺f/H，不受像片倾斜的影响。
3、像片的内外方位元素
内方位元素（x0, y0, f）：确定摄影中心S相对于像片平面的关系。
外方位元素：确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数。
一张像片有六个外方位元素。直线元素(Xs，Ys，Zs)描述摄影中心S空间位置的坐标值，角元素（φ，ω，κ）表述摄影光束的空间姿态。
（1）以Y轴为主轴的φ、ω、κ转角系统
如下图，该系统中三个外方位角元素定义如下：
航向倾角φ：主光轴SO在XZ平面上的投影与Z坐标轴的夹角。
旁向倾角ω：主光轴SO与其在XZ平面上投影的夹角。
像片旋角κ：Y坐标轴与SOXO组成的平面与像片平面的交线和像平面直角坐标系y轴的夹角。
在φ，ω，κ转角系统中，其中φ、ω两个角度确定了主光轴SO的方向，而κ角则确定了像片在像平面内的方位。
（2）以X轴为主轴的ω’φ’κ’转角系统
如下图，该系统中三个外方位角元素定义如下：
旁向倾角ω’：主光轴SO在YZ平面上的投影SOY与Z轴的夹角。
航向倾角φ’：它是摄影方向SO与其在YZ坐标面上的投影SOY的夹角。
像片旋角κ’：X坐标轴与SOYO组成的平面与像平面直角坐标系的x轴之间的夹角。
在ω’，φ’，κ’转角系统中，ω’、φ’ 两个角度确定了摄影机轴在摄影瞬间的空间方位，而κ’角则确定了像片在像平面内的方位。
（3）以Z轴为主轴的AακV转角系统
如下图，该系统中三个外方位角元素定义如下：
方位角A：它是主垂面与地面（或物面）的交线VV和物方坐标系纵轴的夹角。即主垂面的方位角。
像片倾角α：主垂面内摄影方向SO与铅垂方向Z轴的夹角。
像片旋角κV ：主垂面与像平面的交线（即主纵线）与像平面直角坐标系y轴的夹角。
4、常用的坐标系
- 像平面直角坐标系
1、框标坐标系
框标坐标系以像片上相应框标连线为x，y轴，交点为坐标原点，与航线方向相近的连线为x轴。
(3)在坐标量测中，常用此坐标系表示像点坐标值。
2、像（主点）平面直角坐标系
(1)以像主点o为坐标原点，x，y轴分别平行于框标坐标系的x，y轴。
(2) 在摄影测量解析计算中，像点的坐标应采用以像主点为原点的像平面坐标系中的坐标。
为此应首先求出像主点在像平面中的坐标。
3、以主纵线为y轴的直角坐标系
取像片上主纵线为坐标系的y轴，n→o为正方向；坐标原点可依讨论问题的需要选取像主点o，像底点n，等角点c或主合点i；横坐标轴x为过这些特别点的像水平线，正方向按右手定则
2.像空间直角坐标系（S－xyz）
原点S：投影中心，
x和y轴分别平行于像平面坐标的相应轴，方向一致。
Z轴：主光轴；
(1)为了描述像点在空间的位置，需将像平面直角坐标系转换成像空间直角坐标系。
(2)取投影中心S作为像空间直角坐标系S－xyz的坐标原点，轴z与摄影方向So重合，朝上为z轴的正方向；x和y轴分别平行于像平面坐标的相应轴，方向一致。轴系的正方向仍按右手定则确定。
其中：（1）像空间坐标系的像点的z值都为-f (f为像片主距)
（2）每张像片的像空间坐标系都是独立的
像点在此坐标系S-xyz的坐标值为（x, y, -f），其中x, y为像点的像平面直角坐标系的坐标，可以通过对像点的量测得到。
像空间直角坐标系是随着每张航摄像片摄影瞬间的空间方位而定的。所以，不同航摄像片的像空间直角坐标系方向是不统一的。
3.像空间辅助坐标系（S－XYZ）
原点S：投影中心
X轴：航线方向
Z轴：铅垂方向
以摄站点（或投影中心）S为坐标原点，①以铅垂方向为Z轴，航线方向为X轴
②XYZ三轴方向与第一张航片像空间坐标系三轴一致。（右手系）
4.摄影测量坐标系（O1-XPYPZP）
原点O1：地面点P/第一张航片的地主点
xyz：与第一张航片的像空辅坐标一致
摄影测量坐标系 O1-XPYPZP ，将像空间辅助坐标系沿Z轴反方向平移至地面点P得到。摄影测量坐标系是物空间选定的一种符合右手定则的空间直角坐标系。是航带网中一种统一的坐标系，用以表示诸模型点在构成航带网后的统一坐标。
5.地面（大地）测量坐标系（t－XtYtZt）
X : 中央子午线（南北方向）
Y ：赤道（东西方向）
Z ：铅垂线
地面测量坐标系是高斯-克吕格6°带或3°带投影的平面直角坐标与定义的从某一基准面量起的高程组合而成的空间左手直角坐标系。
6.地面摄影测量坐标系（A-XtpYtpZtp）
原点：任意地面点
X ：航线方向
Z ：铅垂线
以A为原点，Xtp方向为航线方向，Ztp方向为铅垂线方向建立的右手系的坐标系。
5、共线方程（推导，并说明共线方程式中所含参数的含义，计算像底点的坐标）
一般形式（中心投影的构像方程）
像底点坐标：
平坦地区的构像方程
当地面水平时，ZA－ZS为一常数（=-H）。并注意（XA－XS）和（YA－YS）分别为地面点的像空间辅助坐标Xm和Ym。
上式为地面水平时构像方程的一般形式，反映了像片平面和地平面两平面之间的中心投影的变换关系，又称为透视变换公式。
水平像片与倾斜像片的坐标关系式
当我们把水平像片作为物面看待时，Xm和Ym即为水平像片上的像点坐标x0，y0，H的值为摄影机主距f。
6、单像空间后方交会
定义：根据影像覆盖范围内一定数量（三个以上）的分布合理的地面控制点（已知其像点和地面点的坐标），利用共线条件方程求解像片外方位元素。
由于有六个未知数，所以至少需要知道三个已知的地面控制点，为了能够平差，通常在像片的四个角选取四个或更多的地面控制点。
已知值： x0 , y0 , f , m, X, Y, Z
观测值： x, y
未知数： Xs, Ys, Zs, j, w, k
9）用前次迭代取得的近似值，加本次迭代取得的改正数，计算外方位元素的新值
10）将求得的外方位元素的改正数与规定的限差比较，若小于限差时，则迭代计算完成，否则用未知数的新值作为近似值，重复计算直到满足要求为止。
7、像点的位移（因为像片倾斜引起的像点移位与方向偏差各有什么特点？（6分））
1）像片倾斜引起的像点位移
某地面点在航摄像片上的构像位置，相对于同摄站同摄影机摄取的水平像片上构像位置的差异称为因像片倾斜引起的像点位移。
像片倾斜位移的数学表达式：
特性：
1、倾斜像片上像点位移δα出现在以等角点为中心的辐射线上。
2、像片边缘倾斜误差大于像片中心
3、当φ＝0°或180°时，像点位于等比线上，无像点位移；当φ＝90°或270°时，此时sinφ=±1，此时主纵线上像点位移最大。
4、等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点，下部则背向等角点
方向偏差：
5、以等角点为中心的辐射线上任意两点无方向偏差，如等比线
6、平行于等比线的直线上任意两点无方向偏差
2）像片水平时地形起伏引起的投影差
h为地面上某点对所选基准面的高差；H为所选基准面的航高；r是航摄像片上某像点到像底点的辐射距。
投影差：航摄像片上因地形起伏引起的像点位移
特性：
1、水平像片上存在投影差，以误差值表示，因地面点相对于所取基准面的高差而引起的。
2、像点位移表现在以像底点为中心的辐射线上，当h为正时，背离像底点方向位移。当h为负时，朝向像底点方向位移。
3、位于像底点处的像点不存在像点位移。
4、在保持像片摄影比例尺不变时，地形起伏像点位移之值随航高的增大而减小；因此采用长焦距摄影机以增大航高进行空中摄影是有利的。
5、在航摄像片上由像底点引出的辐射线不会出现因地形起伏像点位移引起的方向偏差。
6、以像底点为中心的辐射方向线上任意两点的连线不存在地形起伏引起的方向偏差
8、人造立体视觉
概念：自然界中，两眼同时观察空间远近不同的两点会形成交会角差异，便在眼中产生了生理视差，得到一个立体视觉。
在P1与P2两个位置上，用摄影机摄得同一景物的两张像片，这两张像片称为立体像对。这种观察立体像对得到地面景物立体影像的立体感觉称为人造立体视觉。
定义：观察立体像对得到地面景物立体影像的立体感觉
产生条件：
- 两个不同摄站点摄取同一景物的一个立体像对
- 一只眼睛只能观察像对中的一张像片（分像条件）
- 两眼各自观察同一景物的左、右影像点的连线应与眼基线近似平行（平行条件）
- 两像片比例尺相近，差别<15 ％ （尺度条件）
- 像片间的距离应与双眼的交会角相适应
Pa、Pb为左右视差：
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前四章先更新到这里，因为是某油的，可能对与其他学校的不太适用，但是如果大家有需要的话，品论区评论之后，我会给大家更新单像空间后方交会、前方交会、相对定向、绝对定向以及光束法等内容。如果有需要的学弟学妹也可以直接找我问往年的复习PDF，内含一定真题哦！
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