像片纠正与正射影像图分析39页PPT

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

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。

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。

第8章像片纠正与正射影像图

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。
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
a11 x a12 y a13 Xm a31 x a32 y 1 a21 x a22 y a23 Ym a31 x a32 y 1
2 0 1 2 3
y b b X b Y b X
b4 XY b5Y 2
b X
6
3
b7 X 2Y b8 XY 2 b9Y 3

DEM
3）灰度内插一般可采用双线性内插。
g ( x, y) a00 a10 x a01 y a11 xy
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
G X , Y g x, 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（间接法）数字微分纠正
从空白的纠正影像出发，按行列的顺序依次由每个纠正像素点位反求其在原始影像中的位置，将所算得的原始影像上的灰度值赋予纠正影像上的像元。
x f x X ,Y y f y X ,Y
g0 X , Y g x, y
fx, fy
为间接纠正变换函数，为共线方程式。
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。

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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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

像片纠正与正射影像图分析共39页

像片纠正与正射影像图分析
6、纪律是自由的第一条件。——黑格尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 ——马卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律，否则一切都会陷入污泥中。 ——纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天真而不幼稚，勇敢而鲁莽，倔强而有原则，热情而不冲动，乐观而不盲目。 ——马克思
谢谢！
51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游 52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭
53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生 54、唯书籍不朽。——乔特
55、为中华之崛起而读书。 ——周恩来

DOM

Y Z
b1 x b 2 y b 3 f
Z?
原始影像
正射影像
正解法解算流程
纠正影像
• Y • y • • •
原始影像
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • x
X
反解法解算
纠正影像
Y
灰度内插
原始影像
反算
X
y x
反解法（间接法）数字微分纠正
b1 b2 b3
c1 X X S m1 c 2 Y YS n1 0 c3 Z ZS 0 a1 0 a2 1a3 b1 b2 b3
m2 n2 0
0 I I 0 0 J J0 1 f
数字微分纠正的基本原理
数字微分纠正，是实现两个二维图像之间的几何变换
x = fx (X，Y) ； y = fy (X，Y)
反解法正解法
X = φx (x，y)； Y = φy (x，y)
数字纠正: 像素的几何位置和灰度
正解法（直接法）数字微分纠正
X Z a1x a 2 y a 3 f c1 x c 2 y c 3 f c1 x c 2 y c 3 f

计算地面点坐标
X ＝ X0 + M· X’
Y ＝ Y0 + M· Y’
(X0,Y0)

计算像点坐标
a 1 ( X X s ) b1 ( Y Y s ) c 1 ( Z Z s ) x x0 f a 3 ( X X s ) b 3 (Y Y s ) c 3 ( Z Z s ) a 2 ( X X s ) b 2 (Y Y s ) c 2 ( Z Z s ) y y0 f a 3 ( X X s ) b 3 (Y Y s ) c 3 ( Z Z s )