第八章 航摄像片纠正与

数字纠正的特点：
1、使用数字摄影测量系统作业 2、适用于各类地区，是逐像元的严格纠正 3、作业所需DEM可在同一系统中自动生成 4、成果为数字正射影像
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
4、数字纠正实际解法
从原理上来说，是属于点元素纠 正，但在实际的软件系统中，均 是以“面元素”作为纠正单元的， 一般以正方形作为纠正单元。利 用反算公式计算该单元４个“角 点”的像点坐标，再沿X 和Ｙ方 向，在“面元素”内线性内插求得 纠正单元的坐标，求得像点坐标 后，再内插其灰度。其实质仍为 线元素纠正。
p( x. y)
Z为P点的高程,由DEM内插得到.
Next
Z
Y
S1
J y
X
O p
x
I
O O
I
P
X Z Y
t
Back
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
若进行了影像内定向，就可以得到像点坐标所对应数字 影像中像元的行列号。也可以由物空间坐标直接解求所 对应数字影像中像元的行列号。
(3)灰度内插 由于所得的像点坐标不一定落在像元素中心，为此必 须进行灰度内插，求得像点p的灰度值 g ( x,。 y)
§8-1航摄像片纠正的概念与分类
S c d a b
a0 b0
P
H M
' E投影平面
c0 d 0
H
A
A0 B0
B
像片倾斜纠正原理
C
C0
D
D0
§8-1航摄像片纠正的概念与分类
三、像片纠正方法分类
一次纠正（投 光学纠正 影变换） 分带纠正：在一张航摄像片范围内，按照地形高程，将 像片 作业区分成若干带区，使每一带区因地形起伏引起的投 分带纠正 影差小于规定的值，对每一带区分别纠正。 纠正 微分纠正：对于起伏较大的地区，用一个足够小的面积 作为纠正单元，，根据纠正单位的地面实际高程来控制 数字微分纠正：直接用计算机对数字影像进行逐象元的 光学微分纠正 纠正元素，实现从中心投影到正摄投影的变换。 微分纠正 微分纠正 数字微分纠正 光学微分纠正：利用计算机控制的正射投影仪来进行
（1）像片倾斜引起的像点位移 （2）地面起伏引起的像点位移 （3）摄站点之间由于航高差引起的各张像片间的比例尺 与成图比例尺不一致。
因此，为了消除像片与像平面图的差异，需要将竖直摄影的像 片消除像片倾斜引起的像点位移和限制或消除地形起伏引起的投 影差，并将影像归化为成图比例尺。
§8-1航摄像片纠正的概念与分类
(4)赋值
Y gx 将像点p的灰度值赋给纠正后像元素P, G(X , ) ( ,y)
依次对每个纠正元素完成上述运算即获得纠正后的数字 图像
间接法数字微分纠正原理图
(4)灰度赋值
Y'
(3)灰度内插
Y
'
P
y
(2)
( X 0 , Y0 )
p y
X'
X'
纠正图像
原始图像
x
x
3、直接法数字微分纠正
y
Y'
s
P A
小面元
Z
Y
ZA XA YA
D
X
光学微分纠正的特点： （1）使用正射投影仪 作业 （2）适用于起伏地区 （消除倾斜位移及高差位 移） （3）作业依赖于立体 测图仪或DEM提供的地面 几何模型 （4）成果为逐面元晒 印得到规定比例尺的正射 影像
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
二、数字微分纠正
从原始图像上按行列数序依次对每个原始象元点位求其 在输出图像中的正确位置，然后把（x,y）点的灰度赋给 （X，Y），然后还要进行重采样。
原始图像
纠正图像
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
2、间接法数字微分纠正 • (1)计算地面点的坐标
设正摄影像上任意一点（像素中心） P的坐标为 P( X ', Y ') 由正射影像左下角图廓坐标 ( X 0 , Y0 ) 与正射影像比例尺 分母M计算P点对应的地面坐标 ( X
航摄像片与像片平面图的区别
S
f
S p
f f
c d a b
a b c d
p
H D B A
C
F E
A
B
C
D
F E
a0
b0
c0
d0
f0
a0
b0
c0
d0
f0
§8-1航摄像片纠正的概念与分类
a0 , b0 , c0 , d0 , f 0 为物点的正射投影，当这些正射投影点经过
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
一、光学微分纠正---正摄投影技术
按每一小块面积的断面高程来控制纠正元 素——光学微分纠正（正摄投影技术）。 小块面积最常见的是呈线状面积，是一个 纠正单元，亦称缝隙（0.1-1.0Mm长度几个毫 米），使用这样一个呈线状面积的小块沿扫描 方向连续的移动—缝隙纠正方法。
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
• 通常由立体测图仪提
s
P A
小面元
供（小面元a 对应的)
地面单元，物方坐标
A(X,Y,Z），由已建立 的物像关系保证A，a
Y
ZA XA YA
Z D
对应，根据（X,Y）及
X
像片上小面元a内的影 像灰度， 依比例尺晒 印出正射影像。
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
二、像片纠正
像片纠正：将竖直摄影的航摄像片通过投影变换， 获得相当于航摄相机物镜主光轴在铅垂位置 （α=0）摄影的水平像片，同时改化规定的比例
尺，这种作业过程就称为像片纠正。
像片纠正的实质是将像片的中心投影变换为成图比例尺的正 射投影，实现这一变换的关键是建立或确定像点与相应图点的 对应关系，这种关系可按投影变换用中心投影方法建立， 也可以用数学解析方法用函数式确定。
a、图底准面 绘制图底；按图比例尺展绘控制点A、B、C、D； 整饰 b、纠正对点 使像片上a、b、c、d点的投影与A、B、C、D重合 误差≤±0.4mm c、投影晒像 承影面上放上像纸，经曝光、摄影处理后得到按成图 比例尺的正射像片
镶嵌
§8-3正摄影像的制作
将多张像片拼接成整幅影像图的过程称为像片镶 嵌，包括以下两种方式 切割镶嵌；将同一航线上相邻的正摄像片顺序防 止在图底上，以明显地物作为标志将相邻像片 之间的重叠部分叠放起来，每放好一片后，就 用压铁压紧，不使移动，一航向放置完后，就 可进行同航线内各片的切割，并用胶液将其粘 贴在图纸上。 数字镶嵌：直接进行正摄底片数字高程模型之间 的镶嵌（软件完成）
第八章 航摄像片纠正与 正摄影像图的制作
共8学时 实验4学时
主要内容
§8-1航摄像片纠正的概念与分类 §8-2光学微分纠正与数字微分纠正 §8-3正摄影像的制作 §8-4摄影测量的外业工作
重点：①航摄像片纠正的概念及原理
②正摄影像及其立体正摄影像对的制作 ③摄影测量外业
难点：①数字微分纠正
一定比例尺缩小后，就能够得到像片平面图的影像。像片平 面图是具有所需比例尺的地面物点的正射投影。 当地面物点都位于同一水平面，航摄机对水平地面摄取了 水平像片。则地面物点在像片上的中心投影片 a , b, c , d , f 其形状与相应的正射投影 a0 , b0 , c0 , d 0 , f 0 完全相似。
根据有关的参数和数字高程模型（DEM），
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，从原始的非正射投影的数
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，且使用的是数
字方式处理，称为数字微分纠正或数字纠正。
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
1、数字微分纠正的基本原理 数字微分纠正的基本任务是实现两个二维图象之 间的几何变换，因此，在数字微分纠正的过程中， 必须首先确定原始图像与纠正后图像之间的几何 关系。
设任意像元在原始图像和纠正后图像中的坐标分别为 （x,y）和（X,Y）,它们之间存在着映射关系 （1）由纠正后像点坐标 (X ,Y)出发反求其在原始图像 上的像点坐标(x ,y) x f ( X ,Y ) y f x( X , Y ) y 间接法、反解法
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
x
( x2 , y2 )
§8-3正摄影像的制作
数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写 DOM）是以航摄像片或遥感影像（单色或多色）为 基础，经扫描处理并经逐象元进行辐射纠正，微分 纠正和镶嵌，按地形图图幅范围剪裁生成的影像数 据，并将地形要素的信息以符号、线划、注记、公 里格网，图廓（内或外）整饰等形式添加到该影像 平面上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库。 它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有 精度高、信息丰富、直观真实等优点。
a 0 b0 c 0 b0 c 0 d 0 d 0 f 0 H ab cb cd df f
a , b, c , d , f
就是地面物点的正射投影
• 航摄像片只要消除像片倾斜与地形起伏引起的像点位移，就 能将中心投影变换为正射投影。
§8-1航摄像片纠正的概念与分类
与像片平面图相比较，航摄像片存在着：
p
P
原始图像
x
纠正图像
X'
3、直接法数字微分纠正
Y'
y
Y'
( X 0 , Y0 )
y
X
'
X'
纠正图像
x
p
x
原始图像
§8-2光学微分纠正与数字微分纠正
° 直接法数字微分纠正是从原始图像出发，将原始图像上 的每一个像元素用正解公式求得纠正后的像点坐标。 这种方法存在着很大的缺点，在纠正后的图像上，所得 的像点是不规则排列的，有的像元素内可能出现空白，而 有的像元素内可能出现多个像点，因此很难实现灰度内插 并获得规则排列的数字影像。 在航空摄影情况下，正算公式为： a1 x a 2 y a 3 f X Z c x c y c f 1 2 3 b x b2 y b3 f Y Z 1 c1 x c 2 y c 3 f