[课件]太原理工大学摄影测量学-像片纠正与正射影像图PPT
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像片纠正与正射影像图
§9-2 数字微分纠正
[一]、基本概念 1、正射投影技术 2、正射影像 3、数字微分纠正 4、数字正射影像地图 将航空摄影正射影像或航天遥感正射影像 与重要的地形要素符号及注记叠置，并按相应 的地图分幅标准分幅，以数字形式表达的地图。
§9-2 数字微分纠正
[一]、基本原理 1、间接法
x
§9-2 数字微分纠正
[一]、基本概念
1、正射投影技术 对丘陵地和山地的图像进行变换，使之成
为具有规定比例尺的正射像片的技术，称为正 射投影技术。该技术又称为微分纠正。
§9-2 数字微分纠正
[一]、基本概念
1、正射投影技术 2、正射影像
消除了倾斜误差和投影误差具有统一比例 尺的影像。利用正射投影技术得到的影像。
[二]、反解法（间接法）数字微分纠正
1、计算地面点坐标 (X ,Y ) (X ,Y,) 2、计算像点坐标
x
p
f
a1 ( X a3 ( X
X X
S S
) )
b1 (Y b3 (Y
YS YS
) )
c1 (Z c3 (Z
ZS ) ZS )
x0
(X ,Y ) (X ,Y, )
(X ,Y , Z) (x, y)
g(x, y)
§9-2 数字微分纠正
[二]、反解法（间接法）数字微分纠正
1、计算地面点坐标 (X ,Y ) (X ,Y,)
2、计算像点坐标
(X ,Y , Z) (x, y)
3、灰度内插 4、灰度赋值
g(x, y)
Hale Waihona Puke fa1( X a3( X
最新太原理工大学摄影测量学-像片纠正与正射影像图_PPT课件教学讲义PPT课件
的方法进行纠正，用纠正仪的机械动作(自 由度) 将投影圈点(像点)与图底叉点(对应图 点)重合。 u 纠正仪的自由度: 比例尺缩放、承影面倾 斜、像片盘旋转、像片的横向偏心和纵向偏 心 u 纠正点数：5个 u 纠正方法：对点纠正 u 纠正好后，在承影面上放相纸曝光晒像得
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
二.数字微分纠正
基本原理与解算方案
u 数字微分纠正与光学微分纠正一样，其基本任务是实现两个二维图像 之间的几何变换
u 数字纠正: 像素的几何位置和灰度 u 设任意像元在原始图像的坐标为(x, y), 纠正后图像对应的地面点坐标为
(X ,Y) ,实际上直接存在着映射关系
间接数字 微分纠正
x fx(X ,Y ) y f（y X , Y )
太原理工大学摄影测量学-像片 纠正与正射影像图_PPT课件
像片纠正与正射影像图
1.像片纠正的概念与分类 2. 数字微分纠正 3.立体正射影像对的制作方法 4.数字正射影像图的制作方法
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
u 两张像片→ 确定A点的地面坐标X,Y, Z(解析摄影
测量)或利用双像进行立体测图。
像片纠正与正射影像图
u DSM的采集: p 采用半自动的方式在摄影测量工作站或解析测图仪上采集得到 p 用机载三维激光扫描仪或断面扫描仪在摄影影像的同时直接扫描得到
摄影中心
u遮蔽的补偿:
航摄像片
遮蔽处
正射投影
建筑物 DEM
投影基准面
像片纠正与正射影像图
x h0 h1I h2J
y
k0
k1I
k2J
I L1 X L2Y L3Z L4 L9 X L10Y L11 1
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
二.数字微分纠正
基本原理与解算方案
u 数字微分纠正与光学微分纠正一样，其基本任务是实现两个二维图像 之间的几何变换
u 数字纠正: 像素的几何位置和灰度 u 设任意像元在原始图像的坐标为(x, y), 纠正后图像对应的地面点坐标为
(X ,Y) ,实际上直接存在着映射关系
间接数字 微分纠正
x fx(X ,Y ) y f（y X , Y )
太原理工大学摄影测量学-像片 纠正与正射影像图_PPT课件
像片纠正与正射影像图
1.像片纠正的概念与分类 2. 数字微分纠正 3.立体正射影像对的制作方法 4.数字正射影像图的制作方法
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
u 两张像片→ 确定A点的地面坐标X,Y, Z(解析摄影
测量)或利用双像进行立体测图。
像片纠正与正射影像图
u DSM的采集: p 采用半自动的方式在摄影测量工作站或解析测图仪上采集得到 p 用机载三维激光扫描仪或断面扫描仪在摄影影像的同时直接扫描得到
摄影中心
u遮蔽的补偿:
航摄像片
遮蔽处
正射投影
建筑物 DEM
投影基准面
像片纠正与正射影像图
x h0 h1I h2J
y
k0
k1I
k2J
I L1 X L2Y L3Z L4 L9 X L10Y L11 1
正射投影课件.ppt
DEM
3）灰度内插 一般可采用双线性内插。
g(x, y) a00 a10 x a01 y a11xy
4）灰度赋值 最后将像点p的灰度值赋给纠正后像元素P，即
GX ,Y gx, y 2、直接法数字纠正 从原始图像出发，按行列顺序依次对每个原始像元点位 求出其在纠正影像中的正确位置
反解法解算流程
纠正影像
Y
原始影像
灰 度 内 插
反 算y
X
x
具体步骤：
1、计算地面点坐标
X ＝ X0 + M· X’ Y ＝ Y0 + M·Y’
X‘及Y‘为正射影像上像点的坐标
2、计算像点坐标
(X0,Y0)
x y
3、数字（微分）纠正 以像元（像素）为纠正单元。利用计算机对数字影像通 过图像变换来完成像片纠正，属于高精度的逐点纠正。 不仅适用于航片，还适用于遥感图像的纠正。
三、像片纠正原理 1、投影变换纠正 根据透视变换原理建立像点与图点的对应关系。 2、数学解析纠正 采用数学公式建立像点与图点的对应关系。
正射影像精度的检查与质量控制
接边不仅涉及几何方面的精度问题， 还涉及不同影像之间色调的不一致
正射影像的影像质量一般采用 目视检查，有合适的反差，均 匀的色调
无缝镶嵌
Seam line
8.3 数字正射影像图的制作
一、基本概念
正射像片是指成像物体的影像具有正射投影 性质的像片，即像片上的像点消除了因像片 倾斜和地形起伏的产生的像点位移。 正射影像图是指用正射像片编制的带有公里 格网、图廓内外整饰和注记的平面图。 正射影像地图指带有等高线的正射影像图。
13像片纠正与正射影像图
反解法解算流程
纠正影像 灰 度 内 插
原始影像
Y
反 算
y
x
X
3、正解法（直接法）数字微分纠正
a1 x a 2 y a 3 f X Z c1 x c 2 y c 3 f b1 x b 2 y b3 f Y Z c1 x c 2 y c 3 f
原 始 影 像
Z?
(X’,Y’)。由正射影像左下角图廓点坐标(X0,Y0)与 正射影像比例尺分母M，计算P点所对应的地面 坐标(X,Y)。
DEM
X ＝ X0 + M· X’ Y ＝ Y0 + M·Y’
（3）、计算像点坐标(x,y)或像点扫描坐标（I，J） 应用共线方程求解原始图像上相应像点坐 标(x,y)：
a1 ( X X s ) b1 (Y Ys ) c1 ( Z Z s ) a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z s ) a 2 ( X X s ) b2 (Y Ys ) c2 ( Z Z s ) y y0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z s ) x x0 f
（4）、灰度内插（插值） 由于所求得的原始图像上的像点坐标不一定正好落在其 扫描采样的点子上，以此，这个像点的灰度值不能直接读出， 必须进行灰度内插，一般采用双线性内插方法求得像点p的灰
度值g(x,y)。
（5）、灰度赋值 最后将原始图像上像点p的灰度值赋给纠正后的正射影像上相 应的像元素P， 即G(X,Y)=g(x,y) 依次对每个纠正像元素进行上述运算，即能获得纠正的数字 图像，该方法称之为数字微分纠正的反解算法。 优点：由于此法是从输出的某一个有规律的数字地面模型的 节点（X，Y）出发，反算其相应的输入影像点的点位（x，y）， 此时数字地面模型上的节点高程Z是已知的，故可以直接使用。 缺点：由于反算而得的在原始影像上的象元素，一般不会正 好落在其扫描采样的点子上，则这点的灰度值不能直接读取， 还需进行内插求得，这个过程叫重采样。最后进行赋值。
像片纠正与正射影像图分析
2、光学机械纠正特点：
使用光学纠正仪作业；适用于平坦地区的影像作业； 整张像片经透视投影变换一次完成纠正；投影晒印 得到的规定比例尺的正射影像分辨率高。
3、透视变换纠正所需的控制点及仪器自由度 平坦地区的中心投影构像方程式（透视变换）为：
Z-ZS=-H
x y A1 X A2Y A3 A7 X A8Y 1 A4 X A5Y A6 A7 X A8Y 1
2）、像片平面图的质量评定
影像清晰、色调均匀、反差适中 镶嵌线密合（无影像重复或丢失） 整饰、注记完整
控制点上纠正对点误差≤0.4mm 镶嵌线上地物衔射投影技术） 对于所有点在底图上的投影差超过规定的±0.4mm且 属山地的航摄像片，可采取一定程度的近似，即使用 一小块面积作为一个纠正单元进行纠正，这种纠正方 法称为光学微分纠正，又称为正射投影技术。即： 对山地影像，在正射投影仪上，将影像分解成小面元 的集合，以小面元为纠正单元，按小面元的断面高程 来控制纠正元素，经投影变换实现纠正的技术。 小面元 s
fM (m) r fM Q 2h 0.0008 r H m r h h h M fM
（m)
△h为任一点在规定比例尺的底图（正射 像片（比例尺1/M） ）上所产生的投影差
H r R R m h h h h f f ( H h)
△R为任一点在地面对应产生 的投影差
（三）、数字纠正
对各类地区，在数字摄影测量系统上，以数字图像的像元为纠正 单元，根据已建立的物像关系及DEM，逐像元的经数字投影变 换实现纠正的技术。 数字纠正的特点： 使用数字摄影测量系统作业；适用于各类地区，是逐像元的严格 纠正；作业所需DEM可在同一系统中自动生成；成果为数字正 射影像。
像片纠正和正射影像培训课件
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主要内容
像片纠正的概念与分类 数字微分纠正 数字正射影像图的制作方法
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1.像片纠正的概念与分类
如何对单张航摄像片进行加工处理，利用摄影像片的 影像来表示第物的形状和平面位置。这涉及到像片纠 正与正射影像图的有关概念
1. 像片纠正的概念与分类
整片纠正
对于平坦地区的航片，像片纠正只须消除像片倾斜的影响， 所有像点的纠正可以用同一组变换参数下完成。
X a11 x a12 y a13 a31 x a32 y 1
Y a 21 x a 22 y a 23 a 31 x a32 y 1
问题 提出
X，Y，Z 单张像片 单张像片
？ x'，y' ？
影像地图
？ 线划地图
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ZA X B Y C
8个投影变换参数需要至少4 个点对坐标值，方可求解
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1. 像片纠正的概念与分类
对点纠正：图底点与投影点完全重合，也就完成了纠 正。恢复了像平面与投影面的透视对应关系。
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分带纠正（丘陵地区)
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主要内容
像片纠正的概念与分类 数字微分纠正 数字正射影像图的制作方法
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1.像片纠正的概念与分类
如何对单张航摄像片进行加工处理，利用摄影像片的 影像来表示第物的形状和平面位置。这涉及到像片纠 正与正射影像图的有关概念
1. 像片纠正的概念与分类
整片纠正
对于平坦地区的航片，像片纠正只须消除像片倾斜的影响， 所有像点的纠正可以用同一组变换参数下完成。
X a11 x a12 y a13 a31 x a32 y 1
Y a 21 x a 22 y a 23 a 31 x a32 y 1
问题 提出
X，Y，Z 单张像片 单张像片
？ x'，y' ？
影像地图
？ 线划地图
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ZA X B Y C
8个投影变换参数需要至少4 个点对坐标值，方可求解
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1. 像片纠正的概念与分类
对点纠正：图底点与投影点完全重合，也就完成了纠 正。恢复了像平面与投影面的透视对应关系。
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分带纠正（丘陵地区)
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太原理工大学摄影测量学-第四章影像解析基础3-4
§3. 航摄像片的内、外方位元素
(2)以X轴为主轴的φ’-ω’-κ’转角系统 旁向倾角ω’：主光轴So在YZ平面上的投影SoY与Z轴的夹角。 航向倾角φ’：摄影方向So与其在YZ坐标面上的投影SoY的夹角。 像片旋角κ’：X坐标轴与SoY o组成的平面与像平面的交线和像 平面直角坐标系的x轴之间的夹角。
Photogrammetry
第四章 影像解析基础
1.中心投影与透视变换 2.常用的坐标系 3.影像(摄影机)的内外方位元素 4.像点坐标变换 5.中心投影的构像方程 6.影像的比例尺与像点位移 7.像对的立体观察与量测 8.单像摄影测量
§3. 航摄像片的内、外方位元素
为了由像点反求物点，必须知道摄影时摄影物镜(或投影中心)、 像片与地面三者之间的相关位置。 确定摄影物镜(或投影中心)、像片与地面间相关位置的参数称 为像片的方位元素，分为内方位元素和外方位元素两部分。
主轴-副轴(次主轴)-第三轴： φ-ω-κ (Y-X-Z)； φ’-ω’-κ’ (XY-Z) ； A-α-κV (Z-X-Y)
主轴：primary axis-Y Y坐标值不变
§3. 航摄像片的内、外方位元素
主轴-副轴(次主轴)-第三轴： φ-ω-κ (Y-X-Z)； φ’-ω’-κ’ (XY-Z) ； A-α-κV (Z-X-Y)
在ω’，φ’，κ’转角系统中，ω’、φ’ 两个角度确定了摄影机轴在摄影瞬 间的空间方位，而κ’角则确定了像 片在像平面内的方位。
§3. 航摄像片的内、外方位元素
当摄影主光轴铅垂，像片处于水平时，称为理像姿态。 像片由理想姿态到实际摄影时的姿态依次旋转的三个角值，
也就是像片的三个外方位角元素。 根据讨论问题和仪器设计的需要，像片外方位角元素通常
第9章-像片纠正与正射影像图.
将其分为不同高度的若干个带，对不同高度的带，
分别采用不同的纠正比例尺，分别进行纠正，使每
一带的所有点在底图上的投影差都不会超过规定的
±0.4mm。
对山地的航摄像片采用光学微分纠正的方法。
2、光学机械纠正特点：
使用光学纠正仪作业；适用于平坦地区的影像作业；
整张像片经透视投影变换一次完成纠正；投影晒印
得到的规定比例尺的正射影像分辨率高。
样的地区就称为平坦地区。
只要把倾斜误差设法消除，即使忽略了投影误差影响（实际
上是限制在某一微小范围内）也依然能保证成图精度。
像片上不同高度的点，应分别选择不同高度的投影面而进行
纠正，才能完全消除投影差。
像片纠正的概念
S
d
c
a b
a0
A
A0 B0
b0
B
P
H
M
E
c0 d 0
C
'
H
D
C0
D0
1、平坦地区的高差限制
a
Z
Z
f
f
3 b
3 c
3
S
L X L2Y L3Z L4
I 1
L9 X L1 0Y L1 1Z 1
J
L5 X L6Y L7 Z L8
L9 X L1 0Y L1 1Z 1
得到：
式中的系数L1、L2……L11是内定向
Z
)
s
2
s
2
s
yy0 f 2
a
XX
b
Y
Y
c
ZZ
分别采用不同的纠正比例尺，分别进行纠正，使每
一带的所有点在底图上的投影差都不会超过规定的
±0.4mm。
对山地的航摄像片采用光学微分纠正的方法。
2、光学机械纠正特点：
使用光学纠正仪作业；适用于平坦地区的影像作业；
整张像片经透视投影变换一次完成纠正；投影晒印
得到的规定比例尺的正射影像分辨率高。
样的地区就称为平坦地区。
只要把倾斜误差设法消除，即使忽略了投影误差影响（实际
上是限制在某一微小范围内）也依然能保证成图精度。
像片上不同高度的点，应分别选择不同高度的投影面而进行
纠正，才能完全消除投影差。
像片纠正的概念
S
d
c
a b
a0
A
A0 B0
b0
B
P
H
M
E
c0 d 0
C
'
H
D
C0
D0
1、平坦地区的高差限制
a
Z
Z
f
f
3 b
3 c
3
S
L X L2Y L3Z L4
I 1
L9 X L1 0Y L1 1Z 1
J
L5 X L6Y L7 Z L8
L9 X L1 0Y L1 1Z 1
得到：
式中的系数L1、L2……L11是内定向
Z
)
s
2
s
2
s
yy0 f 2
a
XX
b
Y
Y
c
ZZ
第八章航摄像片纠正及正射影像图
像片和地面或像片与图面间存在透视对应关系， 可由共线方程求得。
a ( X X b ( Y Y c ( Z Z 1 s) 1 s) 1 s) x x f 0 a ( X X b ( Y Y c ( Z Z 3 s) 3 s) 3 s) a ( X X ) b ( Y Y ) c ( Z Z ) s 2 s 2 s y y f 2 0 a ( X X b ( Y Y c ( Z Z 3 s) 3 s) 3 s)
面元素 纠正
数字微分纠正的基本原理
数字微分纠正与光学微分纠正一样， 是实现两个二维图像之间的几何变换
x = fx (X，Y)
y = fy (X，Y)
X = φx (x，y)
反解法
Y = φy (x，y)
正解法
数字纠正: 像素的几何位置和灰度
反解法（间接法）数字微分纠正
计算地面点坐标
X ＝ X0 + M·X’
2、原理
数字微分纠正
数微分纠正的概念
根据参数与数字地面模型，利用相应的构像 方程式，或按一定的数学模型用控制点解算， 从原始非正射投影的数字影像获取正射影像， 这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一 进行。
正射影像（DOM）图
框幅式中心投影影像的数字微分纠正 点元素 纠正 线元素 纠正 数字影像进行数字微分纠正， 在原理上最适合点元素微分 纠正。但能否真正做到点元 素微分纠正，它取决于能否 真实地测定每个像元的物方 坐标X，Y，Z
Y ＝ Y0 + M·Y’
X ’ ,Y’是正射影像上任意一点的坐标,M为比例尺分母
计算像点坐标
摄影测量第七章 像片纠正与正射影
X 正射影像图
x 原始像片
3）灰度内插： 由于所求得的像点坐标不一定正好落在原始影像像
元素的中心，所以需进行灰度内插得像点p的灰度值 g(x,y).
4）灰度赋值： 将原始影像上像点p的灰度值g(x,y)，赋给纠正后的
像元素P，即：
G(X,Y) = g(x,)
依次对每个纠正元素进行上述运算，就可获得按规则排列 的数字正射影像。
Ys ) c1(Z Zs )
Ys ) c3(Z Zs ) Ys ) c2 (Z Zs )
a3 (X X s ) b3(Y Ys ) c3(Z Zs )
Y
像 素 P(I,J), 对 应 地 面 坐 标 （X,Y）
y 该地面点（X,Y）对应的原始像片 上 像 点 坐 标 （ x,y ） ， 一 般 不 落 在 对应像素g（i,j）的中心
3）绝对定向：
利用加密成果直接进行绝对定向，恢复空间立体模型。
4、生成核线影像： 绝对定向完成后，确定核线影像生成范围，影
像按同名核线影像进行重新排列，形成按核线方向 排列的核线影像。以后的处理，如影像匹配、视差曲 线编辑笺都将在核线影像上进行。 5、影像匹配、视差曲线编辑：
按照参数设置确定的匹配窗口大小和匹配间隔，沿核 线进行影像匹配，确定同名点。 影像匹配完成后，可对匹配结果进行人工交互编辑。
6、生成DEM：
两种生成数字地面高程模型的方法:
三、基于VirtuoZo制作正射影像图
1、所需资料： 1）相机文件：相机主点理论坐标X0、Y0，相机主距f0 ,
框标点标。 2)控制资料:
外业控制点成果。
内业加密成果。制作成相应格式的控制点文件。 外业控制点及内业加密点分布略图。 3）航片扫描数据: 符合VirtuoZo图像格式及成图要求的扫描数据。 virtuoZo接受多种图像格式： 如TIFF，BMP。SunRasterfile，TGF等。一般选TIFF 格式。
第八章 像片纠正与正射投影技术
三、像片纠正的分类
像片纠正按其原理和方法，可分为常规纠正、微 分纠正和数字纠正。 1．常规像片纠正的方法 这种纠正经历了较长的历史发展过程，是用投影 变换来解决平坦地区和起伏较小的丘陵地区的像 片纠正。使用的方法有光学机械法纠正、光学图 解纠正(又名投影转绘)和图解纠正。
光学机械法纠正是用专门的纠正仪，将航摄像 片进行投影变换，将投影在承影面上的纠正影像 晒印在摄影材料上．得到所需比例尺的纠正像片。
° 在航空摄影情况下，正算公式为：
X
Y
Z Z
a1 x a2 y a3 f c1 x c2 y c3 f
b1 x b2 y b3 f
c1 x c2 y c3 f
利用该正算公式求解( X ,Y ),必须要事先知道Z ,但Z又和( X ,Y )有关,
因此,要由( x, y)求得( X ,Y ), 必须先假定一近似值Z0 ,求得( X 1 ,Y1 )后, 再由DEM内插高程Z1 ,再由正算公式求得( X 2 ,Y2 ),反复迭代求解.
直接式微分纠正是按投影变换原理以缝隙为纠正 单元的像片纠正方法。
• 3.数字纠正的方法
• 数字纠正是以像素为纠正单元，用计算机通过 数字图像变换完成像片纠正。纠正时首先要建立 像素与图点之间的坐标对应关系，然后进行灰度 值的摄影测量内插获得正射影像图上各点的灰度 值。
• 数字纠正属于高精度的逐点纠正，它除了可以 处理所有航摄像片的纠正外，还适用于近代遥感 技术所获取的不同于经典的框幅式航摄像片的图 像处理。
• 平坦地区制作正射影像图，可以不考虑地形起伏的影响，而将 地面看成水平。这时，像片纠正只需消除像片倾斜引起的像点位 移，即将倾斜像片纠正为水平像片并缩放到成图比例尺即可。
S
第8章--像片纠正与正射影像图
四、平坦地区的像片纠正（光学机械纠正）
平坦地区的概念：由于地形起伏产生的像点位移在图上不超过0.4mm。
平坦地区的构像方程
Xm
a11x a12 y a13 a31x a32 y 1
Ym
a21x a22 y a23 a31x a32 y 1
此公式称为透视变换公式，反映了像片面与平坦地面的中心投影构像 关系，是像片纠正的理论依据。
五、光学微分纠正
按像片和纠正基准面的关系
直接投影方式（中心投影关系）：像片平面与纠正基准面是处在满 足相似光束像片纠正的几何条件和光学条件的位置上，投影晒像光线 是使用恢复了像片的内、外方位元素的中心投影光线。
间接投影方式：像片平面与纠正承影面的位置是任意的，一般采取 两平面相互平行，且垂直于纠正单元基准面的投影晒像光线，图点与 像点间的关系通过函数关系表达。
纠正影像
二、像片纠正方法分类
1、光学机械纠正 以单张像片作为纠正单元，根据透视变换原理进行像片纠正。使用的常 用仪器为纠正仪。 适用于平坦地区及地形起伏较小的丘陵地区。 2、光学微分纠正（正射投影技术） 光学微分纠正是利用光学投影类的正射投影装置对像片影像逐个纠正单 元进行扫描晒像的微分纠正。 光学微分纠正的纠正单元是呈线状的小块面积，即使用一个一定长度的 缝隙，因为缝隙的宽度极小，因此也称为缝隙纠正。 适用于地形起伏地区与山地制作正射影像图。
传统方法的局限性
经典的光学纠正仪进行像片纠正，在数学关系上受到了 很大的限制，因此在实现过程中作了不同程度的似近。
近代遥感技术中许多新的遥感器的出现，产生了不同于 框幅式摄影像片的影像，使得经典的光学纠正仪器难以适 应这些影像的纠正任务。
8.2 数字(微分)纠正
主要内容
太原理工大学摄影测量学-第四章影像解析基础3-4
§3. 航摄像片的内、外方位元素
(2)以X轴为主轴的φ’-ω’-κ’转角系统 旁向倾角ω’：主光轴So在YZ平面上的投影SoY与Z轴的夹角。 航向倾角φ’：摄影方向So与其在YZ坐标面上的投影SoY的夹角。 像片旋角κ’：X坐标轴与SoY o组成的平面与像平面的交线和像 平面直角坐标系的x轴之间的夹角。
x0
y0
x'
y
'
A1
x
y
x0
y0
x0 ,y0:原点O在坐标系P-xy中的坐标值， 即坐标原点的平移量。
§4. 像点在不同坐标系中的变换
二、像点的空间坐标变换
取得像点的像平面坐标后，加上z＝-f 即可得到像点的像空 间直角坐标。 像点的空间坐标变换，通常是将像点的像空间直角坐标(x, y, -f)变换为像空间辅助坐标(X, Y, Z)。 是同一个像点在原点相同的两个空间直角坐标系中的坐标 变换。
cos κ
0
sin 0 cos 0 sin ω cos ω 0
0
1
a1 a2 a3
b1
b2
b3
c1 c2 c3
cos Xˆx
cosYˆx
cos
Zˆx
cos Xˆy cos Yˆy cos Zˆy
cos Xˆz
cosYˆz
cos
Zˆz
§4. 像点在不同坐标系中的变换
二、像点的空间坐标变换
Y
0
1
0
Y
R
Y
Z sin 0 cos Z
Z
§4. 像点在不同坐标系中的变换
二、像点的空间坐标变换 2：当坐标系S-Xφ Y(φ) Zφ绕副轴Xφ轴旋转ω角，得到坐标系SXφ(ω) Y(φ)ω Zφω ，此时Xφ轴坐标不变，两种坐标系的变换关系 为：
《影像校正》PPT课件
嵌融合/DRG生产” 菜单下的“图幅生 成控制点”命令， 系统弹出“图幅生 成控制点”对话框 ；
王正庆
2 标准分幅的影像校正
①、单击“输入图幅 信息”按钮，弹出如 图所示的对话框，输 入图幅号，单击“确 定”；
②、依次确定四个内 图廓点：单击“左上 角”单选按钮，然后 单击标准图幅中相应 的内图廓交叉点，余 者依次类推；
③王、正庆单击“生成GCP” 按钮；
2 标准分幅的影像校正
第二步：单击“镶嵌融合/DRG生产”菜单下的“ 顺序修改控制点”命令，依次调整每个控制点的 位置，并按“空格键”确认修改；
王正庆
2 标准分幅的影像校正
第三步：单击“镶嵌 融合/DRG生产”菜 单下的“逐格网校正 ”命令，保存校正后 的结果文件，单击“ 确定”按钮即可；
图件扫描影像校正图像矢量化输入编辑误差校正投影变换输出打印或输出为其它格式图件扫描影像校正矢量化点线输入编辑误差校正投影变换多图幅拼接接边地图库管理分离文件输入编辑拓扑造区输入编辑录入属性输入编辑或属性库多图幅拼接地图库管理成果应用空间分析或应用到专业系统地图
第2章 影像校正
基础概念： 地图数字化数据来源
单击“文件”菜单下的“打开影像”命令，打开 待校正的标准分幅的栅格影像；
王正庆
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图 ：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
王正庆
2 标准分幅的影像校正
①、单击“输入图幅 信息”按钮，弹出如 图所示的对话框，输 入图幅号，单击“确 定”；
②、依次确定四个内 图廓点：单击“左上 角”单选按钮，然后 单击标准图幅中相应 的内图廓交叉点，余 者依次类推；
③王、正庆单击“生成GCP” 按钮；
2 标准分幅的影像校正
第二步：单击“镶嵌融合/DRG生产”菜单下的“ 顺序修改控制点”命令，依次调整每个控制点的 位置，并按“空格键”确认修改；
王正庆
2 标准分幅的影像校正
第三步：单击“镶嵌 融合/DRG生产”菜 单下的“逐格网校正 ”命令，保存校正后 的结果文件，单击“ 确定”按钮即可；
图件扫描影像校正图像矢量化输入编辑误差校正投影变换输出打印或输出为其它格式图件扫描影像校正矢量化点线输入编辑误差校正投影变换多图幅拼接接边地图库管理分离文件输入编辑拓扑造区输入编辑录入属性输入编辑或属性库多图幅拼接地图库管理成果应用空间分析或应用到专业系统地图
第2章 影像校正
基础概念： 地图数字化数据来源
单击“文件”菜单下的“打开影像”命令，打开 待校正的标准分幅的栅格影像；
王正庆
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图 ：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
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x fx ( X ,Y ) y f（ y X ,Y )
直接数字 微分纠正
X x ( x, y) Y y ( x, y )
像片纠正与正射影像图
二.数字微分纠正
反解法(间接法)数字微分纠正
灰度内插
灰度赋值
Y’
P
y
y
X’
X’
x=fx(X,Y,Z) y=fy(X,Y,Z)
x
x
原始图像
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
光学微分纠正
u u
分为直接微分纠正与间接(函数)微分纠正 构成：一台双像的光学测图仪 +具有相同投影器的正射投影仪、同步运 动
P2 S1 Z A
感光材料
u
步骤：内定向、相对定向、绝对定向 P1 P
S1
1
S2
A0
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
b S1
S2
u u p p
只用一张像片，能否确定A点的空间位置？ 航摄像片与正射影像图的区别 航摄像片是中心投影，正射影像图是正射投影； 航摄像片上存在由于像片倾斜和地形起伏引起的 像点位移，正射影像图上不存在像点位移；
a2 a1
p
航摄像片上各点的比例尺不一致，而正射影像 图上各点的比例尺与规划的比例尺一致。
光学机械纠正法
u u
纠正仪满足：几何条件&光学条件 理论基础：中心投影变换(像片与地面、像片与画面)
x f y f a(X X b (Y Y c(Z Z 1 S) 1 S) 1 S) a(X X b(Y Y c(Z Z 3 S) 3 S) 3 S) a(X X b(Y Y c(Z Z 2 S) 2 S) 2 S) a(X X b(Y Y c(Z Z 3 S) 3 S) 3 S)
A
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
像片平面图与像片纠正的概念
u
像片平面图或正射影像图是地图的一种形式，是用相当于正射影像的 航摄像片上的影像来表示地物的形状和平面位置。
u u
正射影像: 地面点在图面上的平面位置正确，且还有相应的灰度值。 利用中心投影的航摄像片编制像片平面图或正射影像图，是将中心投 影转变为正射投影的问题。
u
数字微分纠正:根据已知影像的内定向参数和外方位元素及数字高程 模型(DEM) 进行纠正。
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
光学机械纠正法
u u u
仪器: 纠正仪 纠正过程: 投影变换 适用地区:平坦地区(投影差不超过图 上±0.4mm)
u
纠正方法 : 一次纠正法 ( 投影变换方 法)
u
数字微分纠正
u
根据影像的内定向参数、方位元素以及数字高程模型，利用相应的构 像方程(共线方程)，用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取 正射影像，这一过程是将影像化为很多微小的区域逐点进行，且使用的 是数字方式处理，故称为数字微分纠正。
u u
数字微分纠正技术是当前像片纠正和正射影像图制作的主要方法 依被纠正的最小单元将微分纠正可分为两类：点元素纠正、面元素纠 正
一次纠正方法仍然是中心投影，只 适应对平坦地区的航摄像片进行纠 正，只能消除因像片倾斜引起的像点 位移，不能消除因地形起伏产生的投
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
光学机械纠正法
u u
仪器: 纠正仪 适用地区 :坡度变化较平缓的丘陵区 (投影差超过图上±0.4mm)
hr r b b ( 1 sin 2 sin ) h H 2 f
S p H3 H2 H1
u u
纠正方法: 分带纠正法 (Q=2h) 分带纠正法是指在一张像片范围 内，按照地形高程将作业区划分为若 干带区，使每一带区内地形起伏引起 的投影差小于规定的值。对每一带区 分别纠正晒像，然后镶嵌成为一张纠 正像片。
E1 E2
E3
h
Q Q
Q/2
Q
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
u
像片纠正: 消除由于像片的倾斜所引起的像点的位移，同时改化规定 的比例尺，这一作业过程为像片纠正。
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
像片纠正方法分类
u
光学机械纠正法:利用光学方法纠正图像是摄影测量中的传统方法, 将 航摄像片纠正成为像片平面图。
u
光学微分纠正(正射投影技术):解析摄影测量发展阶段制作正射影像地 图的主要方法, 使用一小块积(一定长度的缝隙)作为一个纠正单元进 行纠正的方法。(是在专门的仪器—正射投影仪上进行的)。
像片纠正与正射影像图
二.数字微分纠正
反解法(间接法)数字微分纠正 (1) 计算地面点坐标 : 正射影像上任一像点P( X’,Y’)对应的地面坐标(X,Y)
X X0 M X' Y Y ' 0 MY
太原理工大学摄影 测量学-像片纠正与 正射影像图
像片纠正与正射影像图
1.像片纠正的概念与分类
2. 数字微分纠正
3.立体正射影像对的制作方法 4.数字正射影像图的制作方法
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
u
两张像片→ 确定A点的地面坐标X,Y, Z(解析摄影 测量)或利用双像进行立体测图。
像片纠正与正射影像图
二.数字微分纠正
基本原理与解算方案
u
数字微分纠正与光学微分纠正一样，其基本任务是实现两个二维图像 之间的几何变换
u u
数字纠正: 像素的几何位置和灰度 设任意像元在原始图像的坐标为(x, y), 纠正后图像对应的地面点坐标为 (X ,Y) ,实际上直接存在着映射关系
间接数字 微分纠正
u S
实际上是利用图底上已知点的坐标用对点 的方法进行纠正，用纠正仪的机械动作 ( 自 由度) 将投影圈点(像点 )与图底叉点(对应图 点)重合。
u
纠正仪的自由度 : 比例尺缩放、承影面倾 斜、像片盘旋转、像片的横向偏心和纵向偏 心
u u u
纠正点数：5个 纠正方法：对点纠正 纠正好后，在承影面上放相纸曝光晒像得
x' x x 0 y y y
' 0
x y
A1 X A 2 Y A 3 C 1 X C 2Y 1 B1 X B 2 Y B 3 C 1 X C 2Y 1
Z ZS H
两透视平 面的投影 变换公式
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
光学机械纠正法