摄影测量第七章-像片纠正与正射影课件.ppt

1、第七章第七章 像片纠正与正射像片纠正与正射影像影像7-1 像片纠正像片纠正一、概念 将竖直摄影的像片通过投影变换，获得相当于摄将竖直摄影的像片通过投影变换，获得相当于摄影机主光轴铅垂位置摄影的水平像片，同时改化比例影机主光轴铅垂位置摄影的水平像片，同时改化比例尺的作业过程，称为像片纠正尺的作业过程，称为像片纠正。（即消除倾斜误差和投影误差，使之成为地面的正射投影）正射影像图（像片平面图）：按图幅的具有规定比例尺的地面物体的正射投影影像。航片与水平像片存在差异：航片与水平像片存在差异：l像片倾斜引起的像点位移像片倾斜引起的像点位移l地面起伏引起的像点位移（像片纠正不地面起伏引起的像点位移（像片纠

2、正不能消除）能消除）l摄站点间由于航高差引起的像片间的比摄站点间由于航高差引起的像片间的比例尺不一致例尺不一致二、数字微分纠正原理 数字微分纠正数字微分纠正:按原始影像与纠正影像间存在的映射关按原始影像与纠正影像间存在的映射关系，实现两个二维图象间的几何变换。系，实现两个二维图象间的几何变换。设：任意像元在原始影象中的坐标为（设：任意像元在原始影象中的坐标为（x,y)x,y)，在纠正，在纠正后的影象中的坐标为（后的影象中的坐标为（X X，Y Y）。二者间存在映射关系：）。二者间存在映射关系：x=fx(X,Y);y=fyx=fx(X,Y);y=fy(X,Y)(X,Y)（1 1）由纠正后的像点坐标

3、由纠正后的像点坐标(X,Y)X,Y)反求其在原始影像上的像点反求其在原始影像上的像点坐标（坐标（x,y),x,y),称为称为间接解法间接解法。X=X=x(x,y);Y=x(x,y);Y=y(x,y)y(x,y)（2 2）由原始图象上的像点坐标由原始图象上的像点坐标(x,y)x,y)解求其在纠正影像上的解求其在纠正影像上的相应点坐标（相应点坐标（X X，Y),Y),称为称为直接解法直接解法。已知像片的内、外方位元素已知像片的内、外方位元素,从已知从已知DEMDEM中获得地面中获得地面点的高程点的高程1、间接法数字微分纠正：、间接法数字微分纠正：1）计算地面点平面坐标：）计算地面点平面坐标：X=X

4、0+M*X Y=Y0+M*Y其中，其中，（X，Y）-与正射影像上点对应的地面坐标；与正射影像上点对应的地面坐标；（X0，Y0）-正射影像左下角图廓点的地面坐标；正射影像左下角图廓点的地面坐标；M-正射影像比例尺分母。正射影像比例尺分母。点的高程点的高程Z由由DEM内插得到。内插得到。2）计算像点坐标：）计算像点坐标：利用反算映射关系和上一步的地面点坐利用反算映射关系和上一步的地面点坐标，计算原始影像上对应点标，计算原始影像上对应点p的像点坐的像点坐标（标（x,y)。反算映射关系可以是共线条件方程式，反算映射关系可以是共线条件方程式，也可直接建立地面坐标和扫描坐标系间也可直接建立地面坐标和扫描坐

5、标系间的关系。的关系。原始像片正射影像图xyXY像素P(I,J),对应地面坐标（X,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)()()()()()()()()()()()(333222333111ssssssssssssZZcYYbXXaZZcYYbXXafyZZcYYbXXaZZcYYbXXafx3）灰度内插：）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元素的中心，所以需进行灰度内插得像点p的灰度值的灰度值g(x,y).4）灰度赋值：）灰度赋值：将

6、原始影像上像点将原始影像上像点p的灰度值的灰度值g(x,y)，赋给纠正后的，赋给纠正后的像元素像元素P，即：，即：G(X,Y)=g(x,y)依次对每个纠正元素进行上述运算，就可获得按规则排列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。的数字正射影像。5）数字正射影像镶嵌制作正射影像图（像片平面图）数字正射影像镶嵌制作正射影像图（像片平面图）2 2、直接法数字微分纠正：、直接法数字微分纠正：从原始影像出发，将原始影像中像元素坐标（从原始影像出发，将原始影像中像元素坐标（x x，y y），），利用映射关系（利用映射关系（2 2）求解其在纠正影像中的坐标（）求解其在纠正影像中的

7、坐标（X X，Y Y），），再将（再将（x x，y y）点的灰度赋给（）点的灰度赋给（X X，Y Y）点。）点。运用该方法得到的纠正影像的像点排列不规则。运用该方法得到的纠正影像的像点排列不规则。3 3、数字纠正的实际解法：、数字纠正的实际解法：以面元素为纠正单元。以面元素为纠正单元。用用1 1中的反算映射关系先计算纠正单元四个角点的坐标，中的反算映射关系先计算纠正单元四个角点的坐标，纠正单元内的像点坐标和灰度则用双线性内插求得，从而纠正单元内的像点坐标和灰度则用双线性内插求得，从而获得正射影像。获得正射影像。7-2 数字正射影像（数字正射影像（DOM）一、数字正射影像的特点在标准统一的坐标系

8、中，保持原有的完整丰富信息；在标准统一的坐标系中，保持原有的完整丰富信息；生产方法快，具有很高的现势性；生产方法快，具有很高的现势性；可有效地用于数据更新。可有效地用于数据更新。影像直观性强、成图周期短、生产成本低。影像直观性强、成图周期短、生产成本低。制作景观图。制作景观图。适用于地形图快速修测、资源清查、区域规划、环境保适用于地形图快速修测、资源清查、区域规划、环境保护、灾害预测与防治，以及工程建设、文物保护等领护、灾害预测与防治，以及工程建设、文物保护等领域。域。二、正射影像精度的检查与质量控制二、正射影像精度的检查与质量控制1、野外检测、野外检测.2、与等高线图或线画地图套合后进行目视

9、检查。、与等高线图或线画地图套合后进行目视检查。3、分别对每个立体像对的左影像和右影像，制作同一地、分别对每个立体像对的左影像和右影像，制作同一地区的两幅正射影像，再量测两幅正射影像上同名点的区的两幅正射影像，再量测两幅正射影像上同名点的视差进行检查。视差进行检查。4、正射影像的影像质量，常采用目视检查，如：反差、正射影像的影像质量，常采用目视检查，如：反差、色调的检查。色调的检查。5、正射影像的接边检查、正射影像的接边检查.三、基于三、基于VirtuoZoVirtuoZo制作正射影像图制作正射影像图1 1、所需资料：、所需资料：1 1）相机文件：相机主点理论坐标）相机文件：相机主点理论坐标X

10、 X0 0、Y Y0 0，相机主距，相机主距f f0 0,框标点标。框标点标。2)2)控制资料控制资料:外业控制点成果。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。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。外业控制点及内业加密点分布略图。3 3）航片扫描数据）航片扫描数据:符合符合VirtuoZoVirtuoZo图像格式及成图要求的扫描数据。图像格式及成图要求的扫描数据。virtuoZovirtuoZo接受多种图像格式：接受多种图像格式：如如TIFFTIFF，BMPBMP。SunRasterfileSunRasterfile，TGFTGF等。一般选

11、等。一般选TIFFTIFF格式。格式。2 2、参数设置：、参数设置：测区参数（测区参数（Block ParametersBlock Parameters），），模型参数（模型参数（ModelModel），影像参数（），影像参数（ImagesImages），），相机参数（相机参数（CameraCamera），），控制点参数（控制点参数（Ground pointsGround points），），地面高程模型参数（地面高程模型参数（DEM sDEM s），），正射影像参数（正射影像参数（OrthoimagesOrthoimages）。）。等高线参数（等高线参数（ContoursContours）。

12、）。其中有些参数需要按其中有些参数需要按VirtuoZoVirtuoZo格式事先制作，如相机参格式事先制作，如相机参数，控制点参数等。有的需要格式转换，如影像要从数，控制点参数等。有的需要格式转换，如影像要从其他格式转换成其他格式转换成VirtuoZoVirtuoZo格式等。格式等。3 3、定向：、定向：l l）内定向：）内定向：VirtuoZoVirtuoZo自动识别框标，进行扫描坐标系与相片坐自动识别框标，进行扫描坐标系与相片坐标系间变换参数的计算，自动完成相片内定向，并提标系间变换参数的计算，自动完成相片内定向，并提供人机交互处理功能。可人工调整光标切准框标。供人机交互处理功能。可人工调

13、整光标切准框标。2 2）相对定向：）相对定向：利用二维相关，自动识别左、右像片上的同名点，利用二维相关，自动识别左、右像片上的同名点，进行相对定向。利用人机交互功能，人工对误差大的进行相对定向。利用人机交互功能，人工对误差大的定向点进行删除或调整同名点点位，使之符合精度要定向点进行删除或调整同名点点位，使之符合精度要求。求。3 3）绝对定向：）绝对定向：利用加密成果直接进行绝对定向，恢复空间立体模利用加密成果直接进行绝对定向，恢复空间立体模型。型。4 4、生成核线影像：、生成核线影像：绝对定向完成后，确定核线影像生成范围，影绝对定向完成后，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，

14、形成按核线方向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。线编辑笺都将在核线影像上进行。5 5、影像匹配、视差曲线编辑：、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。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。影像匹配完成后，可对匹配结果进行人工交互编辑。6 6、生成、生成DEMDEM：两种生成数字地面高程模型的方法两种生成数字地面高程模型的方法

15、:l l）直接利用编辑好的匹配结果生成数字地面）直接利用编辑好的匹配结果生成数字地面高程模型。此种方法适用于中、小比例尺的正射影高程模型。此种方法适用于中、小比例尺的正射影像制作或大比例尺非城市自然地貌地区的正射影像制作或大比例尺非城市自然地貌地区的正射影像制作，也可用于编辑好视差曲线的城市地区的正像制作，也可用于编辑好视差曲线的城市地区的正射影像制作。射影像制作。2 2）影像匹配后不做编辑，在）影像匹配后不做编辑，在FCFC（Flat CityFlat City）界面）界面下按一定密度分布选择同名点，或是在立体下切准地下按一定密度分布选择同名点，或是在立体下切准地形表面测定一定密度的地面点，

16、构成三角网内插形表面测定一定密度的地面点，构成三角网内插DEMDEM。此种方法适用干平坦的城市地区，减少一定的工作量。此种方法适用干平坦的城市地区，减少一定的工作量。7 7、生成数字正射影像（、生成数字正射影像（DOMDOM）两种生成数字正射影像的方式两种生成数字正射影像的方式:l l）分别由单模型的）分别由单模型的 DEMDEM生成单个模型的数字正射影生成单个模型的数字正射影像。像。2 2）将多个单模型的）将多个单模型的DEMDEM拼接成一个拼接成一个DEMDEM，再在正射影，再在正射影像生成参数中加入原始扫描影像，一步生成所需的数像生成参数中加入原始扫描影像，一步生成所需的数字正射影像。字

17、正射影像。8 8、正射影像图的制作：、正射影像图的制作：制作标准图幅的正射影像可用系统镶嵌功能进行镶嵌制作标准图幅的正射影像可用系统镶嵌功能进行镶嵌.系统提供两种镶嵌方式：系统提供两种镶嵌方式：l l）由系统进行单模型的）由系统进行单模型的 DEMDEM及正射影像的自动拼接。及正射影像的自动拼接。此种方式适用于小比例尺及大比例尺非城市自然地貌此种方式适用于小比例尺及大比例尺非城市自然地貌地区。地区。2 2）由手工方式选择镶嵌线进行拼接。这种方式适合）由手工方式选择镶嵌线进行拼接。这种方式适合大比例尺城市地区。大比例尺城市地区。拼接的同时输入图幅左下、右上角坐标。拼接的同时输入图幅左下、右上角坐标。若对地理精度没有较高要求时，可若对地理精度没有较高要求时，可PhotoshopPhotoshop等图象等图象处理软件中，进行手工拼接。处理软件中，进行手工拼接。