### 摄影测量知识点详解
#### 一、摄影测量发展历程及常用坐标系
1. **摄影测量发展历程**：
- **模拟摄影测量**：早期摄影测量技术的基础，通过模拟方式处理照片信息来获取地物的几何特征。
- **解析摄影测量**：随着计算机技术的发展，将数学和计算机科学应用于摄影测量，实现对图像数据的数字化处理。
- **数字摄影测量**：当前主流的技术手段，利用数字影像和计算机技术进行三维重建，具有高效、精确的特点。
2. **摄影测量中常用的坐标系**：
- **地面坐标系**：用于表示地球表面位置的标准坐标系统，如地理坐标系（经度、纬度）或投影坐标系（如UTM）。
- **像方坐标系**：包括像平面坐标系、像空间坐标系以及像空间辅助坐标系。
- **像平面坐标系**：用于表示图像上的像素位置。
- **像空间坐标系**：以像主点为原点，像主点指向物方无穷远的方向为z轴正方向，x轴与y轴在像平面上且垂直。
- **像空间辅助坐标系**：类似于像空间坐标系，但原点不在像主点上，而是位于地面点P的铅垂线上。
#### 二、空间后方交会与解析空中三角测量
1. **空间后方交会**：通过已知的地面控制点和像片的内外方位元素，反求像片的空间姿态和位置。未知数通常包括像片的外方位元素（3个角元素和3个线元素），至少需要3个地面控制点才能解算。
2. **解析空中三角测量**：
- **单模型法**：针对单个立体模型进行处理。
- **独立模型法**：将整个测区划分为多个小块，每一块作为一个独立的模型处理。
- **光束法**：将所有像片看作一个整体进行联合平差，可以获得更高的精度。
#### 三、数字影像的定向
1. **数字影像的定向**主要包括以下几个方面：
- **相对定向**：确定两张像片之间的相对位置和姿态关系。
- **绝对定向**：将相对定向后的模型放置到地面坐标系中，实现与实际地理位置的对应。
- **精细定向**：进一步提高模型的精度和准确性。
#### 四、名词解释
1. **摄影测量**：一种利用摄影原理和技术，通过分析和处理影像来获取被摄物体的几何与物理信息的方法。
2. **摄影**：指使用相机或其他设备捕捉图像的过程。
3. **摄影比例尺**：表示像片上的长度与地面上相应距离的比例关系。
4. **像点位移**：由于地形起伏、镜头畸变等因素导致像点相对于其理想位置的偏移。
5. **人造立体视觉**：通过两个不同视角的影像组合，使人眼能够感知到三维信息。
6. **共面条件方程**：用来描述像点与其对应的地面点之间几何关系的方程式。
7. **空间前方交会**：利用像片的内方位元素和外方位元素，以及像点坐标，解算出地面点的三维坐标。
8. **共轭点**：在同一光线上的像点和相应的地面点称为共轭点。
#### 五、简答题
1. **摄影测量的主要任务**包括但不限于：
- 地形图测绘：制作地形图和专题地图。
- 工程测量：服务于城市建设、交通规划等领域。
- 目标识别：识别特定的地物特征。
- 变形监测：监测建筑物、桥梁等地物的微小位移变化。
- **主要特点**：非接触性、高效性、自动化程度高等。
2. **内方位元素**是指描述摄影中心与像平面之间关系的参数，通常包括焦距f、像主点的像平面坐标(x0, y0)。**外方位元素**则描述像片的空间位置和姿态，包括3个线元素（Xs, Ys, Zs）和3个角元素（ω, φ, κ）。
3. **共线方程**是描述像点与其对应的地面点之间的几何关系的数学表达式，可以表示为：x = X * f / (X * A + Y * B + Z * C + D)，y = Y * f / (X * A + Y * B + Z * C + D)。其中，(x, y)为像点坐标；(X, Y, Z)为地面点坐标；f为焦距；A、B、C、D为共线方程中的系数，由像片的内外方位元素决定。
4. **观察立体的基本条件**包括：
- 两张像片必须包含同一景物的不同视角。
- 像片间的基线应与视线方向有一定的夹角。
- 观察者两眼之间的视差不能太大。
5. **解析相对定向的目的**是建立两张像片之间的相对位置和姿态关系。方法主要有：
- **基于同名光线**：利用同名光线相交确定相对定向元素。
- **基于共线条件方程**：利用共线条件方程解算相对定向元素。
- 定向元素包括5个，分别是相对旋转角ω、φ、κ以及相对平移向量x、y。
6. **空间后交-前交计算地面点三维坐标的基本过程**包括：
- 首先进行空间后方交会，解算出像片的外方位元素。
- 然后进行空间前方交会，利用已知的像片内外方位元素和像点坐标，解算出地面点的三维坐标。
#### 六、计算题示例
1. **计算烟囱高度**：
- 给定条件：相对航高H=1200米，烟囱的影像长度l=4毫米，从像主点至烟囱底部影像的距离d=116毫米。
- 计算步骤：
- 烟囱的像高h = l / d * H = 4 / 116 * 1200 ≈ 42.24米。
- 结果：烟囱的实际高度约为42.24米。
#### 七、摄影测量应用技术的发展历史与发展方向
1. **发展历史**：摄影测量技术自19世纪末期诞生以来，经历了从模拟到数字的转变。20世纪初，模拟摄影测量技术逐渐成熟；20世纪中叶，随着计算机技术的发展，解析摄影测量成为主流；到了21世纪，数字摄影测量技术得到了广泛应用。
2. **发展方向**：
- **智能化**：利用人工智能技术提高数据处理的自动化程度。
- **集成化**：与其他遥感技术（如LiDAR）结合，提供更全面的数据支持。
- **高精度化**：通过改进算法和技术手段提高测量精度。
- **实时化**：实现数据采集和处理的实时性，满足更多应用场景的需求。
通过以上内容，我们可以看到摄影测量不仅是一门理论学科，更是一门实践性极强的应用技术。随着科技的进步，摄影测量技术将会在更多的领域发挥重要作用。
