遥感图像的几何处理

比例尺=f/H
平均比例尺：以各点的平均高
H
程为起始面，并根据这个起始
面计算出来的比例尺。
主比例尺：由像主点航高计算 出来的比例尺，它可以概略地 编辑ppt 代表该张航片的比例尺。 9
6.1 摄影像片像点位移分析—比例尺
地
比例尺：
1 m
f H0
面
起
伏 使 得
f
1 f m H0 h1
1 f m H0 h2
不
同
像
H0
点
比
例
尺
变
h1
化
编辑ppt
h2 10
6.1 摄影像片像点位移分析—比例尺
练习：在用RC-5拍摄
的像片,已知航高 2600m，焦距210mm, 红松K36号样地的海拔 高为500m，红松K40 号样地海拔高为290m， 则K36、K40的比例尺 分母为多少？
m ？ mK36
H K 36 fK
遥感图像的几何 处理
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1
大纲
摄影像片像点位移分析 遥感影像的几何变形 遥感图像的几何处理 图像配准和数字镶嵌 遥感传感器的构像方程
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2
6.1 摄影像片像点位移分析—几个概念
oO：主光轴
o
y
o
o
x
1) 主光轴：oO
2) 像主点：o
3) 航摄倾角与像点倾角：主光轴与铅垂线的 夹角a
中心投影和垂直投影的区别
正射投影:比例尺 和投影距离无关
中心投影:焦距固定，航高改 变，其比例尺也随之改变
f
正射投影
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H2 H1
中心投影
5
6.1 摄影像片像点位移分析—投影
中心投影和垂直投影的区别
正射投影:总是水平的， 不存在倾斜问题
中心投影，若投影面倾斜， 航片各部分的比例尺不同
f
倾斜
H
A
C
B
C’
7
6.1 摄影像片像点位移分析—投影
中心投影的透视规律
① 点的像仍然是点。
② 与像面平行的直线的像还是直线；如果直线垂直于地面， 有两种情况： ✓ 当直线与像片垂直并通过投影中心时，该直线在像片 上的像为一个点； ✓ 直线的延长线不通过投影中心，这时直线的投影仍为 直线，但该垂直线状目标的长度和变形情况则取决于 目标在像片中的位置。
④ 两影像的比例尺相近（差别 <
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18
15%）
6.2 遥感影像几何变形原因
成像(投影)方式 传感器姿态变化 地形起伏 地球曲率 地球旋转 传感介质的不均匀
R
A 地面点
h
h
N
A0
A’
问题：何为地形起伏引起的像片上编投辑p影pt 差、地面上投影差？
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6.1 摄影像片像点位移分析—像点位移
1.投影差分布规律
1）对相对高差相等的点， h也相等；r=0时， h=0；像主 点无像点移动；
2） h与h成正比，h>0，像点背离像主点方向移位， h>0； h<0，像点朝向像主点方向移位， h<0。
h=400*0.15/2.8=21.43(m)
h
rh H
可得： h H h
r
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6.1 摄影像片像点位移分析—立体测量
技能2：影像立体测量，获取任一点的高程Z值
生理视差：从眼基线两个端点来观察物体（右眼从
右边观察物体，左眼从左边观察物体），因此两眼的 观察角度就不同，在两眼网膜上所产生的物体影像就 有差别，形成生理视差。
3） h与航高H成反比。
2.像片上投影差的改正
投影差在像片上的改正是指从含有投影差的
像点a向a0改正。改正方向：h>0，像点a朝
向像主点方向改正；h<0,像点a背离像主点
方向改正。
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6.1 摄影像片像点位移分析—像点位移
技能1：如何从垂直遥感影像上获取建筑物等顶底部清晰目 标的高度？
例如：一张航空像片，已知摄影高度为400m，在航空像片上 量出目标顶点至像点的距离为2.8cm，目标的像点位移值为 0.15cm，则目标高度为:
H0
hK 36 fK
2600 500 10000 210编辑ppt
K 40
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6.1 摄影像片像点位移分析—像点位移
在中心投影的像片上，地形的 起伏除引起像片比例尺变化外 ，还会引起平面上的点位在像 片上的位置移动，这种现象称 为像点位移。
S
f
h
r a 像点
H-h
n
a0
H
h
rh H
h
Rh H h
编辑p垂pt 直摄影: a≦3º、倾斜摄影：a>3º 3
6.1 摄影像片像点位移分析—投影
基础概念1：中心投影和垂直投影（正射投影）
cb da
c d
b a
C
B
D
A
中心投影
C
B
D
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
垂直投影
航片是中心投影，即摄影光线交于同一点
地图是正射投影，即摄影光线平行且垂直投影面。
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4
6.1 摄影像片像点位移分析—投影
h PH b P
编辑ppt B为像片基线； P为视差较1。7
6.1 摄影像片像点位移分析—立体测量
人造立体视觉：必须符合自然界 立体观察的四个条件：
① 两张影像必须是在两个不同 位置对同一景物摄取的立体 像对；
② 两只眼睛必须只能分别观察 像对的一张影像；
③ 两影像上相同景物（同名像 点）的连线与眼基线应大致 平行；
立体观察：根据立体视觉原理进
行，必须是在连续拍摄的两张空中
编辑ppt
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照片的重叠部分上进行的。
6.1 摄影像片像点位移分析—立体测量
技能2：遥感影像的立体测量
左右视差：高低不同的地面点，在两
张重叠的航空像片所呈现的相应点横坐标 之差。横坐标以像主点为原点，右边为正， 左边为负。
如A，C两点的左右视差为：
Pa Xa1 ( Xa2 ) Xa1 Xa2 Pc Xc1 ( Xc2 ) Xc1 Xc2
Pa f B H h
f
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Pc B H
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6.1 摄影像片像点位移分析—立体测量
技能2：遥感影像的立体测量
P Pa Pc Bf Bf Bf h H h H H H h
P bh H h
航摄倾角与像点倾角：主光轴与铅垂线的 夹角a
垂直摄影: a≦3º、倾斜摄影：a>3º
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A
a bc BC
水平
比例尺 f/H
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6.1 摄影像片像点位移分析—投影
中心投影和垂直投影的区别
地形起伏对正射投影 无影响
对中心投影引起投影差 航片各部分的比例尺不同
a
b
c
ac b
A’ A
C
A’
B
C’
编辑ppt
③ 平面上的曲线，在中心投影的像片上一般仍为曲线。
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6.1 摄影像片像点位移分析—比例尺
摄影像片比例尺：航空像片上某一线段长度与地面相应 线段长度之比，称为像片比例尺。
像平面 投影中心
地物
像片比例尺:平坦地区、摄影时
像片处于水平状态（垂直摄影
f
），则像片比例尺等于像机焦
距（f）与航高（H）之比。