第20讲-数字微分纠正与数字正射影像的制作

DEM
第20讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作
三、数字微分纠正
2、反解法纠正 灰 度 赋 值
●

纠正影像
Y
灰 度 内 插
原始影像
反 算
X
y
x
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三、数字微分纠正
3、正解法纠正
a1 x a 2 y a 3 f X Z c1 x c 2 y c 3 f b1 x b 2 y b 3 f Y Z c1 x c 2 y c 3 f
一、数字高程模型DEM简介
规则矩形格网 Xi=X0+i*DX （i= 0，1，·，NX－ 1） · ·
Yi=Y0+j*DY
（j= 0，1，·，NY－ 1） · ·
Dx
(X0,Y0)
Dy
存贮量最小、便于使用管理。缺点是有 时不能准确表示地形的结构与细部，
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一、数字高程模型DEM简介 数字高程模型DEM 表示形式-不规则三角网TIN 若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整 个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则 三角网TIN表示的DEM,通常称为三角网DEM或TIN。
正解法缺点

非规则排列的
二维图像 三维空间

（X，Y，Z）
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三、数字微分纠正
4、实际解法 以“面元素”作为“纠正单 元” 1 x(i, j ) 2 [(n i)( n j ) x1 i(n j ) x 2 (n i) jx 4 ijx3] n 1 y(i, j ) 2 [(n i)( n j ) y1 i(n j ) y 2 (n i) jy 4 ijy 3] n
能较好地顾及地貌特征点、线，表示复杂地形表面 比矩形格网精确。缺点是数据量较大，数据结构较 复杂，使用与管理也较复杂。
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一、数字高程模型DEM简介 数字高程模型DEM 表示形式-不规则三角网TIN
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一、数字高程模型DEM简介 数字高程模型DEM 表示形式- Grid-TIN混合网 Grid-TIN混合形式的 DEM,一般地区使用矩 形网数据结构，沿地 形特征则附加三角网 数据结构
矩形格网、三 角网混合形式 DEM
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一、数字高程模型DEM简介
数字高程模型的数据获取
为了建立DEM，必需量测一些点的三维坐标，被量 测三维坐标的这些点称为数据点。
DEM数据点的采集方法
1．地面测量：利用自动记录的测距经纬仪在 野外实测
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第20讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作
内 容 安 排
一、数字高程模型DEM简介
二、像片纠正的基本概念
三、数字微分纠正 四、数字正射影像图制作
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一、数字高程模型DEM简介 数字高程模型DEM是表示区域D上地形三维向
量的有限序列
｛Vi=（Xi，Yi，Zi），i=1，2，…n｝
一、数字高程模型DEM简介
数字高程模型的数据获取 2．现有地图数字化 ：用数字化仪对已有地图上的 信息，进行数字化的方法。手扶跟踪数字化仪;扫 描数字化仪, 3．空间传感器:利用GPS、雷达和激光测高仪等进 行数据采集 4、数字摄影测量的自动化DEM数据采集方式
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反解法
正解法
反解法纠正：由纠正后的像点P(X,Y)出发，根据像片的内、 外方位元素及P点的高程反求其在原始像片上的像点坐标 （x,y），内插该点的灰度值，然后将灰度值赋给纠正后的像 点P(X,Y)。
正解法纠正：由原始图像上像点的坐标(x,y)解算出纠正后图 像上相应纠正点P的坐标(X,Y)，并将原始图像上像点的灰度 值赋给纠正点P。
其中（Xi，Yi）是平面坐标，Zi是（Xi，Yi） 对应的高程.
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一、数字高程模型DEM简介
数字高程模型DEM表示形式
规则矩形格网
利用一系列在X，Y方向 上都是等间隔排列的地 形点的高程Z表示地形， 形成一个矩形格网DEM。
第20讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作
第20讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作
四、数字正射影像图制作
正射影像的拼接与色调调整
1、正射影像的拼接 拼接线的选择 沿拼接线裁剪 沿拼接线拼接
要求：拼接线两边无几何错位、色调反差适中 2、色调调整 用匀光技术消除同一幅图内多个影像之间 和同一影像内部的色调差别，使得拼接后的影 像色调均匀一致。
一、数字高程模型DEM简介 数字高程模型的数据获取
LIDAR
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激光数据
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一、数字高程模型DEM简介
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数字表面模型DSM （Digital Surface Map, DSM）, 是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高 度的地面高程模型。和DEM相比，DEM只包含了地形 的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM 的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信
Normal Ortho
True Ortho
Simple 3D Modelling with DSM
利用 True Orthoimage 1m 生成的三维景观
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二、像片纠正的基本概念
像片纠正的方法：光学机械法、光学微分纠
正、数字微分纠正。
模拟纠正法存在精度、适应不了新型传感器 影像的纠正等问题。 数字微分纠正它是直接利用计算机对数字影 像进行逐像元的微分纠正。
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三、数字微分纠正
息的高程。
DSM
DSM
DSM from Digital Aero-Image
DSM from Airborne Laser Scanner
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二、像片纠正的基本概念 航空影像是中心投影成像，由于像片倾斜和地
形起伏，存在几何变形。
像片平面图或正射影像图是地图的一种形式，
原 始 影 像
Z?
正 射 影 像
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三、数字微分纠正
3、正解法纠正
纠正影像
Y
原始影像
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
x
y
X
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三、数字微分纠正
3、正解法纠正
根据有关的参数与数字高程模型，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纠正， 且使用的是数字方式处理，故叫做数字微分纠正。
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三、数字微分纠正
1、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 。
反算公式计算该纠正单元4个“角点” 的像点坐标，而纠正单元内的坐标则 用双线性内插求得
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三、数字微分纠正 4、实际解法 数字纠正实际解法及分析
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四、数字正射影像图制作
数字正射影像概念：消除了倾斜误差和投影误差具有 统一比例尺的影像。 数字正射影像图：将航空航天正射遥感影像与重要的 地形要素符号及注记叠置，并按相应的地图分幅标准 分幅，以数字形式表达的影像地图。具有精度高、信 息丰富、直观逼真、真实性强等优点。
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四、数字正射影像图制作 正射影像精度的检查与质量控制
●野外检测：检查正射影像的绝对精度，
●与等高线图或线划地图套合后进行目视检查
●左影像和右影像制作同一地区的两幅正射影像
，量测两幅正射影像上同名点的视差。
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
是用相当于正射投影的航摄像片上的影像来表示地 物的形状和平面位置。
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二、像片纠正的基本概念
对原始像片进行处理，用光学投影的仪器进 行投影变换，使变换后的影像相当于相机主光轴 铅垂时获取的水平像片，同时改化为成图比例尺； 或者应用计算机按相应的数学关系式进行解算， 从原始非正射的数字影像获取数字正射影像的作 业过程，称为像片纠正。 像片纠正的方法经历了从模拟纠正到数字纠正的 过程。
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三、数字微分纠正
2、反解法纠正
计算地面点坐标
X ＝ X0 + M· X’
Y ＝ Y0 + M· Y’
计算像点坐标
(X0,Y0)





a1 ( X X s ) b1 (Y Ys ) c1 ( Z Z s ) x x0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z s ) a 2 ( X X s ) b2 (Y Ys ) c 2 ( Z Z s ) y y0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z s )
建筑的倾斜对其它地物的遮挡，在拼接地区能够
实现平滑自然的过渡。完美的数字表面模型能够
生成完美的真正射影像。
真正射影像—利用DSM消除地表物体投影差的正射影像
Normal Ortho-Image
• True Ortho-Image
TrueOrthoimage
all points imaged from exact nadir
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四、数字正射影像图制作 3、相关信息的叠置
部分等高线、重要但影像难以识别的地物 的符号、必要的文字和数字注记
4、图外整饰
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真正射影像
TDOM是对整个分区进行影像重采样，与传统的正
射影像相比，在大比例尺影像图中，避免了高大
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
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三、数字微分Baidu Nhomakorabea正
1、基本原理
x = fx (X，Y) ；y = fy (X，Y) X = φx (x，y)；Y = φy (x，y)