第八章 像片糾正與正射投影技術(shù)

第八章數(shù)字微分糾正教學(xué)內(nèi)容1、數(shù)字微分糾正的概念。2、框幅式中心投影影像的數(shù)字微分糾正。3、線性陣列掃描影像的數(shù)字糾正。4、立體正射影像對的制作。5、景觀圖的制作。重點難點關(guān)鍵詞重點內(nèi)容：①數(shù)字微分糾正的概念。②框幅式中心投影影像數(shù)字微分糾正的方法。③立體正射影像對的基本概念及作用。本章難點：①數(shù)字微分糾正的概念。②立體正射影像對的概念及制作方法。數(shù)字微分糾正；正射影像；立體正射影像對；§8.1數(shù)字微分糾正的概念?利用光學(xué)法糾正圖象是攝影測量中的傳統(tǒng)方法。但光學(xué)糾正儀器在數(shù)學(xué)關(guān)系上受到很大的限制，特別是近代遙感技術(shù)中新的傳感器的出現(xiàn)，產(chǎn)生了不同于經(jīng)典的框幅式航攝像片的影像。使得經(jīng)典的光學(xué)糾正儀器難以適應(yīng)這些影像的糾正任務(wù)，而且這些影像中許多本身就是數(shù)字影像，不便使用光學(xué)糾正儀器。?根據(jù)有關(guān)的參數(shù)和數(shù)字地面模型（DTM），利用相應(yīng)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型用控制點解算，從原始的非正射投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進(jìn)行，且使用的是數(shù)字方式處理，稱為數(shù)字微分糾正或數(shù)字糾正。數(shù)字正射影像圖（DigitalOrthophotoMap，縮寫DOM）是利用數(shù)字高程模型（DEM）對經(jīng)掃描處理的數(shù)字化航空像片，經(jīng)逐像元進(jìn)行投影差改正、鑲嵌，按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、直觀真實等優(yōu)點。

數(shù)字正射影像圖補充內(nèi)容：像片糾正與正射投影技術(shù)?像片平面圖是地面的正射影像圖，它包含地面極其豐富的內(nèi)容，其影像能詳細(xì)反映各類地物的形狀、性質(zhì)及其空間關(guān)系。用正射投影影像表示地物及其平面位置，直觀、逼真易于判讀和量測，能在較短時間內(nèi)提供全面、準(zhǔn)確的信息與資料。?豎直攝影的航攝像片是地面的中心投影。要用航攝像片的影像來確定地物的平面位置，需要將像片由中心投影轉(zhuǎn)換為地面按一定比例尺的正射投影，并用正射影像的像片拼接鑲嵌成像片平面圖。一、航攝像片與像片平面圖的區(qū)別?為物點的正射投影，當(dāng)這些正射投影點經(jīng)過一定比例尺縮小后，就能夠得到像片平面圖的影像。像片平面圖是具有所需比例尺的地面物點的正射投影。?當(dāng)?shù)孛嫖稂c都位于同一水平面，航攝機對水平地面攝取了水平像片。則地面物點在像片上的中心投影片其形狀與相應(yīng)的正射投影完全相似。就是地面物點的正射投影?航攝像片只要消除像片傾斜與地形起伏引起的像點位移，就能將中心投影變換為正射投影。要使這種投影具有成圖比例尺1/M，則航空攝影時，攝站點到攝區(qū)平均高程基準(zhǔn)面的航高應(yīng)滿足H=f?M

?與像片平面圖相比較，航攝像片存在著：（1）像片傾斜引起的像點位移動（2）地面起伏引起的像點位移（3）攝站點之間由于航高差引起的各張像片間的比例尺與成圖比例尺不一致。因此，為了消除像片與像平面圖的差異，需要將豎直攝影的像片消除像片傾斜引起的像點位移和限制或消除地形起伏引起的投影差，并將影像歸化為成圖比例尺。二、像片糾正原理像片糾正的實質(zhì)是將像片的中心投影變換為成圖比例尺的正射投影，實現(xiàn)這一變換的關(guān)鍵是建立或確定像點與相應(yīng)圖點的對應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系可按投影變換用中心投影方法建立，也可以用數(shù)學(xué)解析方法用函數(shù)式確定。1、平坦地區(qū)像片糾正（投影變換糾正）?水平地面攝取的水平像片其影像是地面的正射投影。當(dāng)對水平地面攝取傾斜像片時，如果在像片上能消除像片傾斜引起的像點位移，那么，該影像就是地面的正射投影。?平坦地區(qū)制作正射影像圖，可以不考慮地形起伏的影響，而將地面看成水平。這時，像片糾正只需消除像片傾斜引起的像點位移，即將傾斜像片糾正為水平像片并縮放到成圖比例尺即可。投影平面§7.2框幅式中心投影影像的數(shù)字微分糾正按被糾正的最小單元，對糾正分類：1、點元素糾正2、線元素糾正3、面元素糾正多數(shù)光學(xué)微分糾正屬線元素微分糾正，即以很窄的縫隙作為糾正的最小單元。因數(shù)字影像是由像元素排列組成，原理上最適合點元素微分糾正。一、數(shù)字微分糾正的基本原理數(shù)字微分糾正的基本任務(wù)是實現(xiàn)兩個二維圖象之間的幾何變換，因此，在數(shù)字微分糾正的過程中，必須首先確定原始圖像與糾正后圖像之間的幾何關(guān)系。間接法、反解法直接法、正解法原始圖像糾正圖像正射影像DOM二、間接法數(shù)字微分糾正原始圖像糾正圖像原始圖像糾正圖像影像數(shù)字化掃描方向AO若進(jìn)行了影像內(nèi)定向，就可以得到像點坐標(biāo)所對應(yīng)數(shù)字影像中像元的行列號。也可以由物空間坐標(biāo)直接解求所對應(yīng)數(shù)字影像中像元的行列號。原始圖像糾正圖像三、直接法數(shù)字微分糾正原始圖像糾正圖像°直接法數(shù)字微分糾正是從原始圖像出發(fā)，將原始圖像上的每一個像元素用正解公式求得糾正后的像點坐標(biāo)?！氵@種方法存在著很大的缺點，在糾正后的圖像上，所得的像點是不規(guī)則排列的，有的像元素內(nèi)可能出現(xiàn)空白，而有的像元素內(nèi)可能出現(xiàn)多個像點，因此很難實現(xiàn)灰度內(nèi)插并獲得規(guī)則排列的數(shù)字影像?！阍诤娇諗z影情況下，正算公式為：數(shù)字糾正的實際解法，從原理上來說，是屬于點元素糾正，但在實際的軟件系統(tǒng)中，均是以“面元素”作為糾正單元的，一般以正方形作為糾正單元。利用反算公式計算該單元４個“角點”的像點坐標(biāo)，再沿X和Ｙ方向，在“面元素”內(nèi)線性內(nèi)插求得糾正單元的坐標(biāo)，求得像點坐標(biāo)后，再內(nèi)插其灰度。其實質(zhì)仍為線元素糾正。四、數(shù)字糾正實際解法正方形糾正單元正方形糾正單元§7.3線性陣列掃描影像的數(shù)字糾正掃描影像的形成（SPOT）60km掃描帶衛(wèi)星前進(jìn)方向60km

°由很多條線性陣列掃描影像可以構(gòu)成像幅。SPOT衛(wèi)星由6000條掃描線構(gòu)成一幅影像。影像坐標(biāo)系如下：一、間接法糾正各因子以