Re: 嘿~~航測期末考題來也！【還不是終極版】

看板NTUFM-91作者beckyw (我要吃遍各地名產)時間19年前 (2005/06/14 17:50)推噓0(0推 0噓 0→)

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※ 引述《blueKatrina (No Way)》之銘言：這次辛苦了不少人包括出題目、收到老師修改後更有深度的題目、努力尋找答案花了好多天的辛苦後拿出來與大家分享所以希望所有受惠的大家能多給勞心勞力的人多點掌聲鼓勵鼓勵囉重要的是請大家在給到答案後能幫忙審視看看答案是否有誤、有缺失之處並請幫忙回覆改正甚至加以補強、說明補充等才能讓大家分享到更正確的答案啊辛苦大家了 ********************** 1.試述航測製圖中，內定位與外定位之目的。內定位：為了重組攝影瞬間各光束之幾何關係（何p309）在製圖時使空中攝影當時之情況得以重建，亦即在製圖儀器中其光線投射之幾何結構與其在空中照相時之結構相同。（焦p543）若框標點不在理論像點，則經計算糾正。（寬哥）外定位：尋求空中照片座標與地面座標之關係，如決定露光位置之地面座標及露光位置之高度等。（焦p543）以照片量測儀將照片座標傳算成地面座標。（寬哥）而外定位又分相對定位和絕對定位相對定位：處理重疊像對(即共軛相片)，使在任意空間中，恢復攝影當下各光束間相互的方位關係，簡單地說，就是建立共軛相片對在光學上的正確關係，如此完成定位後即可得到一任意空間與任意比例尺的立體模型。絕對定位：處理一個已完成相對定位後的像對與地面控制系統間的關係，簡單來說，就是建立立體模型和實際地面的關係。 2.試述兩點間視差較量測如何進行。（實習） 3.何謂共線條件式？何謂共面條件式？試繪圖說明其在外定位上之意義。共線條件：地面上一點(A)、照片上一點(a)和投影中心（露光位置）在一直線上才可進行攝影測量之重組及資料化算。共線方程式：a = kMA A = (1/k)*MTa 其中，a：攝影站到像點之向量 A：攝影站到物點之向量 M：旋轉矩陣 MT：轉置矩陣共面條件：地面上一點在兩張像片都符合共線條件。兩露光位置(L1、L2)、兩像點 (a1、a2)、物點(A)構成一平面，若L1L2、L1a1、L2a2三方向成一平面而其上有L1 L2 a1 a2 A 五點時，稱為共面條件共面方程式：將重疊像片中兩共軛光束之共線方程式中的k1 、k2及A點空間座標消去則得共面條件方程式。若地面上三控制點皆符合共面條件，決定唯一地面，兩像片構成一影像清晰立體模型---可用獨立模型法繪圖：請參照何p147. 焦p560. 其前後左右有相關章節。（但是寫得很...數學） 4.請簡述類比航測、解析航測、數位航測之演變與特點) ※類比航測：材料：航空像片方位判定：在穩定堅固的光學機器平台上進行觀察，調整載台上的ω、φ、κ 與bx、by、bz，藉由消除特定位置共軛像點的Y視差，進行外方位判定（ex. ZEISS E3）觀察系統：光學器械製圖：以器械運動控制製圖平台 ※解析航測：材料：航空像片方位判定：藉由像片座標量測儀，量取共軛像點之像片座標，以共線式與共面式求取像片之外方位（ex. ZEISS C100）觀察系統：光學器械、陰極管成像以電路訊號控制繪圖平台，亦可將座標資料傳出至電腦。已具有數位航測的雛型。 ※數位航測：材料：數值航空影像方位判定：在電腦平台上，量取共軛像點之影像座標，以共線式與共面式求取像片之外方位。觀察系統：高解析度陰極射線管成像 + 立體眼鏡、立體液晶螢幕製圖：CAD ex. AutoCad、Microstation 5.像片之量測與化算目的為何？其基本步驟為何？ (1) 像片之量測與化算其目的在於決定像點對應於像主點之xy坐標，並消除像片本身系統誤差之影響。 (2) 基本步驟： a. 以一種名之為坐標儀(Comparator)之量測儀器來量測像點在儀器參考系統中之位置──稱之為儀器坐標(Instrument Coordinates of Comparator Coordinates)。 b. 將儀器坐標轉換成像片坐標系之坐標──像片坐標(Photographic Coordinates)。 c. 改正像點位置以消除系統誤差。有些系統誤差可於步驟1及2中消去，同時，量測之對象可以是像片、負片、玻璃硬片或透明正片。 6.試列舉說明六項像片座標系統誤差。 (1) 坐標儀之誤差此誤差與像片之系統誤差無關，誤差之改正可以藉坐標儀之率定(Comparator Calibration)獲知有關資料。 (2) 底片與玻璃硬片之變形此誤差為像片坐標系統誤差之最大來源，也是最麻煩之誤差，由於底片變形並不規則，無法規劃出完整的誤差模式。此等誤差須考慮底片與玻璃片上藥膜之滑動、平坦度以及伸縮等因素。 (3) 像主點之移位是像主點之位置與表示像主點的框標連線之交點不一致所造成的誤差。 (4) 透鏡畸變差透鏡畸變差之大小可由前述之攝影機率定來決定，量測之像片坐標需對此項誤差加以改正。 (5) 大氣折光理論上，由物點到攝影機透鏡之光束應為直線，但由於大氣層氣壓與溫度之變化，使得此一光束進行的路徑為一曲線。 (6) 地球曲率在地面測量時為考慮地球之曲率，乃以該點之垂直基準面(如大地基準面，Geoid)來決定其高程。此基準面若為平面時，則在攝影測量資料的數學化算上將更為方便，故在攝影測量之資料化算過程中乃假設此基準面為一平面。而實際上，由於地球曲率所導致之像點移位需在化算時加以改正。 7.何謂正射影像？試說明其製作方法。【焦，591；何，448】 (1) 正射照片乃將中心投影之照片除去其投影差及傾斜差後之照片，這種照片具有一定之比例尺，猶如地圖一般。所以正射照片實由一般之空中照片經由微細之修正而來的。修正後之正射照片不但除去其傾斜差及投影差，並將透鏡所生之諸般差誤亦一併除去。 (2) 製作方法：＊解一from課本＊依R. A. Harding 等人之說法，可有五步：A.拍攝及沖洗負片。B.製成可以上機繪圖之正片。C.修正後成為正射負片。D.製作鑲嵌圖。E.製成底圖待用。其中最重要之一步就是繪圖正片之修正，而修正的方法甚多，J. Visser舉出：A.傳統修正法。B.部份修正法。C.微分修正法。因為空中照片上之誤ａ差，大概分為投影밊差及傾斜差兩者，而傳統修正法及部份修正法以用於平坦地面之時為多，但世界上地面平坦之處甚少，起伏之地較多，故該二法用途受限，而微分修正法乃成常用之法。為進行微分修正，模型中的地形可依各種不同的方式分割成糾正元素，其方式有：固定帶狀線元素糾正法是將地形切割成間隔甚細的等大帶狀線元素，且假設每一帶狀線元素均為水平。僅藉比例尺變化將所有元素糾正成同一比例之像片圖。旋轉帶狀線元素糾正法是將分割之線狀元素沿帶狀之法線方向旋轉，使其與地面坡度一致，並將所有元素糾正成同一比例尺。平面元素糾正法，糾正時每次僅取地形的一個小區域，並假設此小區域正射投影後為一平面。按二維空間坐標轉換，將此平面投影至正射負片上，藉此改變此平面之形狀、坡度及比例尺。曲面元素糾正法，與平面元素糾正法類似，糾正時每次僅取地形的一個小區域，唯此糾正法乃假此小區域正射投影後為一二次或更高項次的多項式曲面；或假設正射投影後為一由已知其三維坐標的點所組成的距離。（圖解請見何，449）＊解二-數位影像＊aPQ學長 - 核影像再取樣 - 立體觀測數化主要地形線 - 影像自動匹配產生DSM (digital surface model) - 立體觀測編修DSM - 輸出Grid或TIN格式之DSM - 選定主片進行正射 - 正射影像編修：色調、對比、遮蔽區補填 - 編寫檔頭，輸出具有地理座標之正射影像產品 - 線畫地圖套圖與編篆 - 成品印刷 8.試列舉說明造成航帶變形之原因及其影響？造成航帶變形的原因有 : (1) 未改正之透鏡畸變差、大氣折光與地球曲率 (2) 軟片變形 (3) 縮小儀之率定誤差 (4) 投影器本身之儀器誤差 (5) 累積之偶然特定誤差 (PS就是第六題) 造成的影響 (a) 系統之平面比例誤差會使模型比例尺由左向右增加，此類誤差稱比例誤差。 (b) 系統之平面旋轉誤差會使航帶在水平方向扭曲，稱為方向誤差或Y彎曲誤差。 (c) 航帶在垂直方向成系統性逐漸下降，稱為bz 誤差，為航帶平差中最常見的型態。 (d) 由特定系統誤差所導致航帶之交叉傾斜誤差疊積，稱為扭曲或交叉傾斜。這些不同的變形可能在航帶中互相重疊發生，其最後的結果，可近似以數學模型表示成模型坐標xyz之函數。這些方程式就是航帶平差的基礎。 9.何謂立體影像像對？試說明之。正射立體影像像對，是在晒製正射影片時，加入以地形高度為函數之?X視差，所製成之像對，使消除了投影誤差的正射像亦能利用立體鏡觀測立體。圖A 所示為一圓錐體的兩張相同的正射像片，在完成立體觀測之方未判定後，因在像對中沒有是差存在，因此在立體觀測時無法看出起伏。圖B 在其中一圓錐上的每一點加入x視差此時，立體觀測時即可看出圓錐之立體。 10.何謂「全控點」、「半控點」？試說明其用途。航空攝影測量過程中，需進行地面控制測量，透過地面控制點平面位置與高程位置的確定，以決定航攝像片上各像點的地面位置。而全控點、半控點皆屬於控制點的種類之一，而對於全控點測定精確的水平、高程位置，而半控點則分有平控點、高控點，分別就控制點測定精確的平面與高程位置，其位置資訊皆用做決定像片相對地面的位置方位之用。 11.試列舉於電腦螢幕上進行3D觀測的三種方法，並說明之。 1.互補色法：使雙眼戴上互補色眼鏡(紅藍眼鏡)，來觀察相同目標物的兩個不同影像。觀測者戴上一副左邊為藍色，右邊為紅色的的互補色眼鏡，觀看左邊為紅字(如字母A)，右邊為藍字的兩張圖；致使左眼只看到左邊字體，右眼只看到右邊字體，(因為同色字體會被同色濾鏡吸收而無法看到)。如此使兩張圖融為單一影像。若依此原理，將一航攝像片的立體像對複製成二，透過互補色濾鏡將影像投射在電腦螢幕上，觀測者亦戴上相應濾鏡的眼鏡觀察之，則左眼只能看左像，右眼只能看右像，即得立體。 2.偏極光法：戴上偏極光鏡，將光線予以偏極化成為互相垂直的偏極光(即一張水平，一張垂直)，並投射於共同的螢幕上，使左像出現時為水平光線，右像出現時為垂直光線，則亦可達左眼看左像，右眼看右像而得立體。 3.交替投影：使螢幕每秒更新120次(最少也要大於60次，因為交流電每秒閃60次，所以低於60會遭干涉)，一次顯示在左眼，一次顯示在右眼，配帶同樣每秒120次依序開關左右的眼鏡，形成左眼看左像，右眼看右像即得立體。 12.試述何謂DPWs(Digital Photogrammetric Workstation)？試敘述其input、processing、output資料格式與資料結構。 DPW：數值航測工作站，已完全數位化的方式處理影像，包括硬體與可供應用的軟體，主要重點在處理過程的display-computer-storage 資料格式：input---二進位訊號（數位影像） output---正射影像、map（印刷成品）、web（現今時代潮流，到底數位檔就算是成品，還是傳統上印出來才是呢？） processing--- 資料結構：影像結構-->矩陣，用矩陣表達影像說明：看為第12題，相信大家心裡一定會想：「這是啥？」以上是問強者學長得到的結果，其實題目被老師改成這樣，學長也不清楚老師到底想問什麼，他說格式和結構是非常混淆的東西，建議我可以去修計概...（召喚！小哈！）唯一可以完全肯定的部分，就是DPW完全是digital的，所以在其中跑來跑去的資料，也完全是二進位學長也有提到，老師所要問的格式，也有可能是指BIP、BIL、BIQ的那些部分 P.S.門口問學姊，言師上山去，只在彼山中，雲深不知處...orz 翻譯：「老師不在，你好自為之吧！」 13.何謂數值地形模型(DTM, Digital Terrian Model)？何謂DSM(Digital Surface Model)？在森林資源管理上有何用途？ (1)數值地形模型（DTM）乃是以數值化的方式，來展現三度空間中地形的起伏變化情形，其高程數值所呈現的是不含括地物存在時的地形起伏狀態。 (2)而數值地表模型（DSM）同樣以數值化方式進行三度空間的表現，而其所呈現的為「地表」的起伏情形，包含了建築物、植被等地物表面高度的高程資料。 (3)若將森林資源進行全面性DTM和DSM的建立，一方面能透過數值模型資料，獲得森林資源、集水區與其所在環境的相關訊息；並透過比較不同時期的DTM、DSM的資料的比較，能夠對於該處土地利用、林相變遷的情形進行掌握；並因其具有高程上的資料，因而能進行洪水淹沒區、土石流地區土石坍方區域進行災害評估的相關應用。而其能對於台灣的地勢地貌資訊做較為精細的表現或可藉高品質遊憩觀光資訊的提供，能有助於森林遊憩資源之相關發展。 14.在照片判釋技術中，何謂「定性」影像判釋？何謂「定量」影像判釋？「定性」的影像判釋方法，是藉由影像的組織、紋理、色調、圖案、形狀、大小等，去對於不同的地類進行區分，其為針對資料「質」的部分進行分析，以對於類別、屬性等敘述性質的內容加以描述。而「定量」的影像判釋，則是對於影像進行實際量測或以電腦進行分析運算，以從影像上獲得各類型的數據資料，其或包括了量測地物的大小、區域的面積涵蓋、以浮標量測高差等等，在林業上並可推算出樹冠鬱閉度、林分高，甚至進一步從獲得的數據後續推測一林分的蓄積量。 15. What is geomatics ? And, what does geomatics do ? 空間資訊舉凡對空間資料進行獲取、儲存、更新、轉換、管理，經統計分析歸納演繹推理後，所獲取足以支援空間決策的有用資訊，都稱為空間資訊。這一整合性的現代應用科技，稱為空間資訊學（Geomatics），它涵蓋了地面測量、航空測量、遙感探測、地理資訊系統、空間資訊管理等科技，可用於傳統或數位地圖製作、不動產管理、空間定位與導航、環境監測與變遷預測、自然資源管理、市場行銷資訊管理等。以及公共管線、公共工程、地政、戶政管理等，舉凡可空間定位的物件與事務，都屬空間資訊服務範圍。森林資源分布於地球表面空間，其生息演替資料都可利用ꨊ韃〝w位分析來處理，應用空間資訊科技於森林資源管理上，對於實務推展會有莫大的助益。 ────────────────────────────────── DTM VS 正射影像何謂數值地形模型？我們先回想國中或高中時代，在學習地理時必然會學到的等高線。每一條等高線連接的是在空間中具有相同高度的位置，代表Z 軸上的座標，而地圖圖框本身，還會有X及Y座標。而數值高程模型，則是以點或網格的方式，取代傳統的等高線表達方式。地貌是由彼此相連且間隔固定的點或網格組成，每一點或網格都含有X、Y、Z資訊，也就是說，原本「圖形」格式的地圖圖框（X、Y）與等高線（Z），被轉化成「數值」格式的資料，如此一來，具有很多的優點。首先是可以取代過去的紙本地圖，節省收藏空間；其次是結合地理資訊系統，可搭配地形圖、地質圖、衛星影像檔，或是各種特殊圖層進行綜合解釋；而數值格式還可直接進行各種空間分析與計算，如坡度、坡向、集水區畫分、主流長度計算等等；此外，搭配不同的商用套裝軟體，DTM 的數值格式能以不同的色階、暈染、打光、透明度、垂直放大、圖層套疊、放大縮小等方式呈現，因而能針對需求以最佳的方式表現。另外一個數值航測的產品是「正射影像」。「正射」的意思是，已把所有影像中因內方位差、外方位差與地表起伏所造成的變形大致去除，因此影像上每一點都如同由其垂直正上方向下看，或類似由無限遠處看到的影像，同時，影像上也加入了X及Y方向的座標。正射影像與DTM 最大的差異，在於後者提供的是地表起伏變化的資訊，而前者是藉由影像上的顏色、組織、大小、形狀、排列與空間關係等要素，讓使用者可以清楚判斷出道路、建物、水田、林地等土地使用差異； -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 61.216.65.8

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