像片纠正与正射影像图分析

二、像片纠正的原理与分类
（一）.光学机械纠正
对平坦地区像片，在光学纠正仪上经透视投影变换实现纠正 的技术。 理论上，只有真正平坦的地面所拍摄的航摄像片才适合于纠 正，但实际作业时，任一点在规定比例尺的底图上所产生的投影 差△h不超过±0.4mm，就可采用光学机械纠正方法。在一张纠正 像片的作业面积内，如果任何像点的投影差都不超过此数值，这 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。
《数字摄影测量》
第九章 像片纠正与正射影像图
§9.1 数字微分纠正
一、像片纠正的概念
像片平面图或正射影像图是地图的一种，它是用像片上的影 像表示地物的形状和平面位置的地图形式。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。 当像片水平且地面为水平的情况下，航摄像片就相当于该地 区比例尺为1：M(=f/H) 的平面（正射影像）图。 将竖直摄影的航摄像片通过投影变换，消除像片倾斜引起的 像点位移，并限制或消除地形起伏引起的像点位移，获得相当于 航摄像机物镜主光轴在铅垂位置摄影的水平像片，同时改化规定 的成图比例尺，这种作业过程称为像片纠正。 主要是单张像片的像片纠正。
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）、像片平面图的质量百度文库定
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 镶嵌线上地物衔接误差≤ 1mm
（二）、光学微分纠正（也称之为正射投影技术） 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
δh= a0a
γ：向径---象点到象主点o间 的距离
h：与某一平面的高差距---地形 高差
H：航高---从基准面算起的相 对航高
对于投影差超过上述数值且属丘陵地区，可以采用分 带纠正的方法，就是根据像片使用范围内的高差， 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。
纠正对点：在纠正仪上，运动仪器自由度，使像片控制点在承
影面上的投影与图底上相应点位重合，建立像片与图底透视关 系的技术过程。
5、像平面图的制作过程
1）、像片平面图的制作
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 d、像片镶嵌 切割镶嵌 方法上 若干张正射像片割去重叠部分，按图幅拼接成像片平面图 光学镶嵌
（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。
纠正对点：在纠正仪上，运动
仪器自由度，使像片控制点在 承影面上的投影与图底上相应 点位重合，解算8个参数（自 由度），建立像片与图底透视 关系的技术过程。 在模拟摄影测量年代，都是通过所谓的“纠正仪”来求解这八个参数，以 实现像片纠正，其做法是选取至少四个地面控制点，将这些控制点按照图比例 尺刺在图底上，然后通过人工移动，旋转图底以及一些机械动作使得四个以上 图底点与其所对应的像点完全重合，此时便实现了像片纠正。
4、纠正仪上纠正对点技术
纠正仪：通过透视投影变换实现像片纠正的专门光学仪器。
像片转换 k xp 像片x方向平移 仪器的自由度为 y p 像片y方向平移 承影面倾斜 e 投影缩放 v x p xp 或 Ex Ey v 像片x方向平移 像片y方向平移 承影面x方向倾斜 承影面y方向倾斜 投影缩放
像片纠正的概念
S d c a b
a0 b0
P
H M
c0 d 0
E
'
H
A
A0 B0
B
C
C0
D
D0
1、平坦地区的高差限制
原始水平像片（主距f，比例尺1/m）p上， h rh 所得正射像片（比例尺1/M）上， 若取 △h＝±0.4（mm) （按地形图精度） 则有 h= ± 0.0004 得 高差限制
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
P XA
Z Y D
XA ZA YA
X
通常由立体测图仪提供（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对应，根据（X,Y） 及像片上小面元a内的影像灰度，依比例尺晒印出正射影像。 光学微分纠正特点： 使用正射投影仪作业；适用于起伏地区（消除倾斜位移及高差位 移）；作业依赖于立体测图仪或DEM提供的地面几何模型；成 果为逐面元晒印得到规定比例尺的正射影像