數(shù)字?jǐn)z影測量6

資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院武漢大學(xué)數(shù)字?jǐn)z影測量沈煥鋒第六章相片糾正與正射圖、景觀圖制作主要內(nèi)容數(shù)字微分糾正的概念框幅式中心投影影像的數(shù)字微分糾正立體正射匹配片與景觀圖的制作數(shù)字微分糾正的概念

根據(jù)有關(guān)的參數(shù)與數(shù)字地面模型，利用相應(yīng)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型用控制點(diǎn)解算，從原始非正射投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進(jìn)行，且使用的是數(shù)字方式處理，故叫做數(shù)字微分糾正或數(shù)字糾正。數(shù)字微分糾正的概念正射影像（DOM）圖數(shù)字微分糾正的概念OrientationImage(Xs,Ys,Zs,f,w,k)DEMOrthoimage框幅式中心投影影像的數(shù)字微分糾正點(diǎn)元素糾正

線元素糾正

面元素糾正

數(shù)字影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正，在原理上最適合點(diǎn)元素微分糾正。但能否真正做到點(diǎn)元素微分糾正，它取決于能否真實(shí)地測定每個(gè)像元的物方坐標(biāo)X，Y，Z數(shù)字微分糾正與是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二維圖像之間的幾何變換

數(shù)字糾正:像素的幾何位置和灰度從被糾正的最小單元來區(qū)分微分糾正的類別：框幅式中心投影影像的數(shù)字微分糾正數(shù)字微分糾正的基本原理x=

fx

(X，Y)；y=fy(X，Y)

是由糾正后的像點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y）出發(fā)反求其在原始圖像上的像點(diǎn)坐標(biāo)（x，y），這種方法稱為反解法（或稱為間接解法）X=jx

(x，y)；Y=jy

(x，y)

是由原始圖像上像點(diǎn)坐標(biāo)（x，y）解求糾正 后圖像上相應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y），這種方法稱為正 解法（或稱直接解法）。

框幅式中心投影影像的數(shù)字微分糾正反解法（間接法）數(shù)字微分糾正計(jì)算地面點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)灰度內(nèi)插灰度賦值反解法數(shù)字微分糾正

計(jì)算地面點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)正射影像上任意一點(diǎn)（像素中心）P的坐標(biāo)為（X’，Y’），由正射影像左下角圖廓點(diǎn)地面坐標(biāo)（X0，Y0）與正射影像比例尺分母M計(jì)算P點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的地面坐標(biāo)（X，Y）：X＝X0+M·X’

Y＝Y(jié)0+M·Y’

反解法數(shù)字微分糾正計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)用反解公式計(jì)算原始圖像上相應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)p（x，y），在航空攝影情況下，反解公式為共線方程：

式中Z是P點(diǎn)的高程，由DEM內(nèi)插求得?；诰匦胃窬W(wǎng)的DEM多項(xiàng)式內(nèi)插雙線性多項(xiàng)式(雙曲拋物面)內(nèi)插根據(jù)最鄰近的4個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，可確定一個(gè)雙線性多項(xiàng)式反解法數(shù)字微分糾正灰度內(nèi)插由于所求得的像點(diǎn)坐標(biāo)不一定正好落在像元素中心，為此必須進(jìn)行灰度內(nèi)播，一般可采用雙線性內(nèi)插方法，求得像點(diǎn)p的灰度值g（x，y）反解法數(shù)字微分糾正灰度賦值最后將像點(diǎn)p的灰度值賦給糾正后像元素P，即

G（X，Y）=g（x，y）依次對(duì)每個(gè)糾正象素完成上述運(yùn)算，即能獲得糾正的數(shù)字圖像，這就是反解算法的原理和基本步驟。因此，從原理而言，數(shù)字糾正是屬點(diǎn)元素糾正。數(shù)字糾正實(shí)際解法及分析從原理上講，數(shù)字糾正是點(diǎn)元素糾正，但在實(shí)際的軟件系統(tǒng)中，幾乎無一是逐點(diǎn)采用反解公式求解像點(diǎn)坐標(biāo)的，而均以“面元素”作為“糾正單元”，一般以正方形作為糾正單元。用反算公式計(jì)算該糾正單元4個(gè)“角點(diǎn)”的像點(diǎn)坐標(biāo)(xl，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)和(x4，y4)，而糾正單元內(nèi)的坐標(biāo)(xij，yij)則用雙線性內(nèi)插求得。這時(shí)x，y是分別進(jìn)行內(nèi)插求解的，其原理如圖所示。內(nèi)插后得到任意一個(gè)像元(i，j)所對(duì)應(yīng)的影像坐標(biāo)x，y為：正解法（直接法）數(shù)字微分糾正

正解法數(shù)字微分糾正是從原始圖像出發(fā)，將原始圖像上逐個(gè)像元素，用正解公式求得糾正后的像點(diǎn)坐標(biāo)。這一方案存在著很大的缺點(diǎn)，即在糾正后的圖像上，所得的像點(diǎn)是非規(guī)則排列的，有的像元素內(nèi)可能出現(xiàn)“空白”（無像點(diǎn)），而有的像元素可能出現(xiàn)重復(fù)（多個(gè)像點(diǎn)），因此很難實(shí)現(xiàn)灰度內(nèi)插并獲得規(guī)則排列的數(shù)字影像：正射影像精度的檢查與質(zhì)量控制以下幾種方法來檢驗(yàn)正射影像的精度：野外檢測：用于檢查正射影像的絕對(duì)精度，一般用于試驗(yàn)研究和系統(tǒng)初次投產(chǎn)使用。與等高線圖或線劃地圖套合后進(jìn)行目視檢查。對(duì)每個(gè)立體像對(duì)分別由左影像和右影像制作同一地區(qū)的兩幅正射影像，然后量測兩幅正射影像上同名點(diǎn)的視差進(jìn)行檢查。正射影像的影像質(zhì)量一般采用目視檢查，使其有合適的反差，均勻的色調(diào)。

接邊不僅涉及幾何方面的精度問題，還涉及不同影像之間色調(diào)的不一致。正射影像精度的檢查與質(zhì)量控制Seamline正射影像精度的檢查與質(zhì)量控制無縫鑲嵌立體正射影像對(duì)的制作可以為正射影像制作出一幅所謂的立體匹配片。正射影像和相應(yīng)的立體匹配片共同稱為立體正射影像對(duì)。立體正射影像對(duì)的制作投影面正射影像投影方向立體匹配片投影方向PPoP1

p人工視差

Z示意圖斜平行投影法斜平行投影方向平行于XZ面，所以正射影像和立體匹配片的同名點(diǎn)坐標(biāo)僅有左右視差，沒有上下視差立體正射影像對(duì)的制作方法步驟由共線方程求出對(duì)應(yīng)像點(diǎn)在左片上的坐標(biāo)xi，yi，用此影像斷面數(shù)據(jù)可制作正射影像XY平面上同樣方格網(wǎng)，沿斜平行投影方向?qū)⒏窬W(wǎng)點(diǎn)平行投影到DEM表面按XY平面上一定間隔的方形格網(wǎng),將它正射投影到DEM，獲得Xi、Yi、Zi坐標(biāo)投影線與DEM表面交點(diǎn)坐標(biāo)地表點(diǎn)坐標(biāo)按中心投影方程式變換到右方影像上去，得到一套影像斷面數(shù)據(jù)，制成立體匹配片立體正射影像對(duì)的應(yīng)用便于定向和量測

量測用的設(shè)備簡單它來修測地形圖上的地物和量測具有一定高度物體的高度等是十分有效對(duì)在資源調(diào)查、土地利用面積估算、交通線路的初步規(guī)劃制作具有更豐富地貌形態(tài)的等高線圖景觀圖的制作原理集合A表示區(qū)域D上各點(diǎn)三維坐標(biāo)向量的集合集合B為二維影像各像素與其灰度的集合制作景觀圖實(shí)際就是一個(gè)從A到B的映射景