攝影測(cè)量第七章--像片糾正與正射影課件

1、第七章 像片糾正與正射影像7-1 像片糾正一、概念 將豎直攝影的像片通過(guò)投影變換，獲得相當(dāng)于攝影機(jī)主光軸鉛垂位置攝影的水平像片，同時(shí)改化比例尺的作業(yè)過(guò)程，稱為像片糾正。（即消除傾斜誤差和投影誤差，使之成為地面的正射投影） 正射影像圖（像片平面圖）：按圖幅的具有規(guī)定比例尺的地面物體的正射投影影像。航片與水平像片存在差異：像片傾斜引起的像點(diǎn)位移地面起伏引起的像點(diǎn)位移（像片糾正不能消除）攝站點(diǎn)間由于航高差引起的像片間的比例尺不一致二、數(shù)字微分糾正原理數(shù)字微分糾正:按原始影像與糾正影像間存在的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二維圖象間的幾何變換。設(shè)：任意像元在原始影象中的坐標(biāo)為（x,y)，在糾正后的影象中的坐標(biāo)為（

2、X，Y）。二者間存在映射關(guān)系： x = fx(X,Y) ; y = fy(X,Y) （1）由糾正后的像點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)反求其在原始影像上的像點(diǎn)坐標(biāo)（x,y),稱為間接解法。 X = x(x,y) ; Y = y(x,y) （2）由原始圖象上的像點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)解求其在糾正影像上的相應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y),稱為直接解法。 已知像片的內(nèi)、外方位元素,從已知DEM中獲得地面點(diǎn)的高程1、間接法數(shù)字微分糾正：1）計(jì)算地面點(diǎn)平面坐標(biāo)： X = X0 + M * X Y = Y0 + M * Y其中， （X ，Y）-與正射影像上點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面坐標(biāo)； （X0，Y0）-正射影像左下角圖廓點(diǎn)的地面坐標(biāo)； M-正射影像比

3、例尺分母。點(diǎn)的高程Z由DEM內(nèi)插得到。2）計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)： 利用反算映射關(guān)系和上一步的地面點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算原始影像上對(duì)應(yīng)點(diǎn)p的像點(diǎn)坐標(biāo)（x,y)。 反算映射關(guān)系可以是共線條件方程式，也可直接建立地面坐標(biāo)和掃描坐標(biāo)系間的關(guān)系。原始像片正射影像圖xyXY像素P(I,J),對(duì)應(yīng)地面坐標(biāo)（X,Y）該地面點(diǎn)（X,Y）對(duì)應(yīng)的原始像片上像點(diǎn)坐標(biāo)（x,y），一般不落在對(duì)應(yīng)像素g（i,j）的中心3）灰度內(nèi)插： 由于所求得的像點(diǎn)坐標(biāo)不一定正好落在原始影像像元素的中心，所以需進(jìn)行灰度內(nèi)插得像點(diǎn)p的灰度值g(x,y).4）灰度賦值： 將原始影像上像點(diǎn)p的灰度值g(x,y)，賦給糾正后的像元素P，即： G(X,Y) = g(

4、x,y) 依次對(duì)每個(gè)糾正元素進(jìn)行上述運(yùn)算，就可獲得按規(guī)則排列的數(shù)字正射影像。5）數(shù)字正射影像鑲嵌制作正射影像圖（像片平面圖）2、直接法數(shù)字微分糾正： 從原始影像出發(fā)，將原始影像中像元素坐標(biāo)（x，y），利用映射關(guān)系（2）求解其在糾正影像中的坐標(biāo)（X，Y），再將（x，y）點(diǎn)的灰度賦給（X，Y）點(diǎn)。 運(yùn)用該方法得到的糾正影像的像點(diǎn)排列不規(guī)則。 3、數(shù)字糾正的實(shí)際解法： 以面元素為糾正單元。 用1中的反算映射關(guān)系先計(jì)算糾正單元四個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)，糾正單元內(nèi)的像點(diǎn)坐標(biāo)和灰度則用雙線性內(nèi)插求得，從而獲得正射影像。7-2 數(shù)字正射影像（DOM）一、數(shù)字正射影像的特點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的坐標(biāo)系中，保持原有的完整豐富信息；

5、生產(chǎn)方法快，具有很高的現(xiàn)勢(shì)性；可有效地用于數(shù)據(jù)更新。影像直觀性強(qiáng)、成圖周期短、生產(chǎn)成本低。制作景觀圖。適用于地形圖快速修測(cè)、資源清查、區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治，以及工程建設(shè)、文物保護(hù)等領(lǐng)域。二、正射影像精度的檢查與質(zhì)量控制1、野外檢測(cè).2、與等高線圖或線畫地圖套合后進(jìn)行目視檢查。3、分別對(duì)每個(gè)立體像對(duì)的左影像和右影像，制作同一地區(qū)的兩幅正射影像，再量測(cè)兩幅正射影像上同名點(diǎn)的視差進(jìn)行檢查。 4、正射影像的影像質(zhì)量，常采用目視檢查，如：反差、色調(diào)的檢查。5、正射影像的接邊檢查.三、基于VirtuoZo制作正射影像圖1、所需資料：1）相機(jī)文件：相機(jī)主點(diǎn)理論坐標(biāo)X0、Y0，相機(jī)主距f0 ,框

6、標(biāo)點(diǎn)標(biāo)。2)控制資料: 外業(yè)控制點(diǎn)成果。 內(nèi)業(yè)加密成果。制作成相應(yīng)格式的控制點(diǎn)文件。 外業(yè)控制點(diǎn)及內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)分布略圖。3）航片掃描數(shù)據(jù): 符合VirtuoZo圖像格式及成圖要求的掃描數(shù)據(jù)。virtuoZo接受多種圖像格式：如TIFF，BMP。SunRasterfile，TGF等。一般選TIFF格式。2、參數(shù)設(shè)置：測(cè)區(qū)參數(shù)（ Block Parameters），模型參數(shù)（Model），影像參數(shù)（ Images），相機(jī)參數(shù)（Camera），控制點(diǎn)參數(shù)（Ground points），地面高程模型參數(shù)（DEM s），正射影像參數(shù)（Orthoimages）。等高線參數(shù)（Contours）。其中有些參數(shù)需

7、要按VirtuoZo格式事先制作，如相機(jī)參數(shù)，控制點(diǎn)參數(shù)等。有的需要格式轉(zhuǎn)換，如影像要從其他格式轉(zhuǎn)換成VirtuoZo格式等。3、定向：l）內(nèi)定向： VirtuoZo自動(dòng)識(shí)別框標(biāo)，進(jìn)行掃描坐標(biāo)系與相片坐標(biāo)系間變換參數(shù)的計(jì)算，自動(dòng)完成相片內(nèi)定向，并提供人機(jī)交互處理功能?？扇斯ふ{(diào)整光標(biāo)切準(zhǔn)框標(biāo)。2）相對(duì)定向： 利用二維相關(guān)，自動(dòng)識(shí)別左、右像片上的同名點(diǎn)，進(jìn)行相對(duì)定向。利用人機(jī)交互功能，人工對(duì)誤差大的定向點(diǎn)進(jìn)行刪除或調(diào)整同名點(diǎn)點(diǎn)位，使之符合精度要求。3）絕對(duì)定向： 利用加密成果直接進(jìn)行絕對(duì)定向，恢復(fù)空間立體模型。4、生成核線影像： 絕對(duì)定向完成后，確定核線影像生成范圍，影像按同名核線影像進(jìn)行重新排列

8、，形成按核線方向排列的核線影像。以后的處理，如影像匹配、視差曲線編輯箋都將在核線影像上進(jìn)行。5、影像匹配、視差曲線編輯： 按照參數(shù)設(shè)置確定的匹配窗口大小和匹配間隔，沿核線進(jìn)行影像匹配，確定同名點(diǎn)。 影像匹配完成后，可對(duì)匹配結(jié)果進(jìn)行人工交互編輯。6、生成DEM： 兩種生成數(shù)字地面高程模型的方法: l）直接利用編輯好的匹配結(jié)果生成數(shù)字地面高程模型。此種方法適用于中、小比例尺的正射影像制作或大比例尺非城市自然地貌地區(qū)的正射影像制作，也可用于編輯好視差曲線的城市地區(qū)的正射影像制作。 2）影像匹配后不做編輯，在FC（Flat City）界面下按一定密度分布選擇同名點(diǎn)，或是在立體下切準(zhǔn)地形表面測(cè)定一定密度的地面點(diǎn)，構(gòu)成三角網(wǎng)內(nèi)插DEM。此種方法適用干平坦的城市地區(qū)，減少一定的工作量。7、生成數(shù)字正射影像（DOM） 兩種生成數(shù)字正射影像的方式: l）分別由單模型的 DEM生成單個(gè)模型的數(shù)字正射影像。 2）將多個(gè)單模型的DEM拼接成一個(gè)DEM，再在正射影像生成參數(shù)中加入原始掃描影像，一步生成所需的數(shù)字正射影像。8、正射影像圖的制作： 制作標(biāo)準(zhǔn)圖幅的正射影像可用系統(tǒng)鑲嵌功能進(jìn)行鑲嵌. 系統(tǒng)提供兩種鑲嵌方式： l）由系統(tǒng)進(jìn)行單