数字摄影测量6

Y = j y ( x ，y )
是由原始图像上像点坐标（ 是由原始图像上像点坐标（x，y）解求纠正 后图像上相应点坐标（ ），这种方法称为 这种方法称为正 后图像上相应点坐标（X，Y），这种方法称为正 解法（或称直接解法）。 解法（或称直接解法）。
框幅式中心投影影像的数字微 分纠正
•反解法（间接法）数字微分纠正 反解法（间接法） 反解法 – 计算地面点坐标 – 计算像点坐标 – 灰度内插 – 灰度赋值
正射影像的影像质量一般采用目视检查， 正射影像的影像质量一般采用目视检查，使其有合 目视检查 适的反差，均匀的色调。 适的反差，均匀的色调。
接边不仅涉及几何方面的精度问题， 接边不仅涉及几何方面的精度问题，还涉及不同影像之间 不仅涉及几何方面的精度问题 色调的不一致。 色调的不一致。
正射影像精度的检查与质量控制
Seam line
正射影像精度的检查与质量控制
无缝镶嵌
思考题
1. 什么是数字纠正？ 什么是数字纠正？ 2. 试述航空影像正、反解法数字纠正的原理及其优缺点。 试述航空影像正、反解法数字纠正的原理及其优缺点。
反解法数字微分纠正
计算像点坐标
应用反解公式计算原始图像上相应像点坐标p（x，y）， 在航空摄影情况下，反解公式为共线方程： 在航空摄影情况下，反解公式为共线方程：
a1 ( X − X s ) + b1 (Y − Ys ) + c1 ( Z − Z s ) 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 ) x − x0 = − f
1 x(i, j) = 2 [(n − i)(n − j)x1 + i(n − j)x2 + (n − i) jx4 + ijx3] n 1 y(i, j) = 2 [(n − i)(n − j) y1 + i(n − j) y2 + (n − i) jy4 + ijy3] n
正解法（直接法） 正解法（直接法）数字微分纠正
正解法数字微分纠正是从原始图像出发， 正解法数字微分纠正是从原始图像出发，将原始图像上逐个 像元素，用正解公式求得纠正后的像点坐标。 像元素，用正解公式求得纠正后的像点坐标。这一方案存在着 很大的缺点，即在纠正后的图像上， 很大的缺点，即在纠正后的图像上，所得的像点是非规则排列 有的像元素内可能出现“空白” 无像点）， ），而有的像元 的，有的像元素内可能出现“空白”（无像点），而有的像元 素可能出现重复（多个像点）， ），因此很难实现灰度内插并获得 素可能出现重复（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： 规则排列的数字影像：
j =0 i =0 1 1
a Z = (1 X ) 00 a 10
a01 1 a11 Y
反解法数字微分纠正
灰度内插
由于所求得的像点坐标不一定正好落在像元素中心， 由于所求得的像点坐标不一定正好落在像元素中心，为 此必须进行灰度内播，一般可采用双线性内插方法， 此必须进行灰度内播，一般可采用双线性内插方法，求得 像点p的灰度值g（x，y）
框幅式中心投影影像的数字微 分纠正
• 数字微分纠正的基本原理 – x = f x ( X ，Y ) ；
y = f y ( X ，Y )
是由纠正后的像点坐标（ 是由纠正后的像点坐标（X，Y）出发反求其 在原始图像上的像点坐标（ ），这种方法称 在原始图像上的像点坐标（x，y），这种方法称 为反解法（或称为间接解法） 反解法（或称为间接解法） – X = j x ( x ，y ) ；
摄影测量与遥感
黄昕
测绘遥感信息工程国家重点实验室 武汉大学
第六章 数字微分纠正
主要内容
数字微分纠正的概念 框幅式中心投影影像的数字微分纠正 立体正射匹配片与景观图的制作
数字微分纠正的概念
根据有关的参数与数字地面模型，利用相应的构像 根据有关的参数与数字地面模型，利用相应的构像 数字地面模型 方程式，或按一定的数学模型用控制点解算， 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 非正射投影的数字影像获取正射影像， 正射影像 影像化为很多微小的区域逐一进行， 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，故叫做数字微分纠正或数字纠正 数字微分纠正或数字纠正。 方式处理，故叫做数字微分纠正或数字纠正。
I ( P ) = W11 I11 + W12 I 12 + W 21 I 21 + W 22 I 22 = (1 − ∆ x )(1 − ∆ y ) I 11 + (1 − ∆ x ) ∆ yI 12 + ∆ x (1 − ∆ y ) I 21 + ∆ x∆ yI 22
反解法数字微分纠正
灰度赋值
最后将像点p的灰度值赋给纠正后像元素P，即 G（X，Y） = g（x，y） g（
依次对每个纠正象素完成上述运算，即能获得纠正的数 依次对每个纠正象素完成上述运算， 字图像，这就是反解算法的原理和基本步骤。因此， 字图像，这就是反解算法的原理和基本步骤。因此，从原 理而言，数字纠正是属点元素纠正 点元素纠正。 理而言，数字纠正是属点元素纠正。
DEM
Orthoimage
框幅式中心投影影像的数字微 分纠正
从被纠正的最 小单元来区分微分 纠正的类别： 纠正的类别：
点元素纠正 线元素纠正 面元素纠正
数字影像进行数字微分纠正， 数字影像进行数字微分纠正，在原 理上最适合点元素微分纠正 点元素微分纠正。 理上最适合 点元素微分纠正 。 但能否 真正做到点元素微分纠正， 真正做到点元素微分纠正 ， 它取决于 能否真实地测定每个像元的物方坐标 X，Y，Z ， ， 数字微分纠正与是实现两个二维图像 数字微分纠正与是实现两个二维图像 之间的几何变换 数字纠正: 数字纠分纠正
计算地面点坐标 设正射影像上任意一点（ 像素中心） 设正射影像上任意一点 （ 像素中心 ） P 的坐标 为 （ X’，Y’）， 由正射影像左下角图廓点地面坐标 ， ） （ X0，Y0） 与正射影像比例尺分母 M 计算 P 点所对 应的地面坐标（ 应的地面坐标（X，Y）： X ＝ X0 + M· X’ Y ＝ Y0 + M· Y’
数字微分纠正的概念
正射影像（DOM）图 正射影像（DOM）
数字微分纠正的概念
无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机，然后重新打开该文件。如果仍然显示红色 “x”，则可能需要删除该图像，然后重新将其插入。
Orientation Image (Xs,Ys,Zs,φ,ω,κ)
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
正射影像精度的检查与质量控制
以下几种方法来检验正射影像的精度： 以下几种方法来检验正射影像的精度：
– 野外检测：用于检查正射影像的绝对精度，一般用于试 野外检测：用于检查正射影像的绝对精度， 验研究和系统初次投产使用。 验研究和系统初次投产使用。 – 与等高线图或线划地图套合后进行目视检查。 与等高线图或线划地图套合后进行目视检查。 – 对每个立体像对分别由左影像和右影像制作同一地区的 两幅正射影像， 两幅正射影像，然后量测两幅正射影像上同名点的视差进行 检查。 检查。
数字纠正实际解法及分析
从原理上讲，数字纠正是点元素纠正，但在实际的软件系统中， 从原理上讲，数字纠正是点元素纠正，但在实际的软件系统中， 几乎无一是逐点采用反解公式求解像点坐标的，而均以“面元素” 几乎无一是逐点采用反解公式求解像点坐标的，而均以“面元素” 作为“纠正单元” 一般以正方形作为纠正单元。 作为“纠正单元”，一般以正方形作为纠正单元。 用反算公式计算该纠正单元4 角点”的像点坐标( 用反算公式计算该纠正单元4个“角点”的像点坐标(xl，y1)，(x2， 而纠正单元内的坐标( y2)，(x3，y3)和(x4，y4)，而纠正单元内的坐标(xij，yij)则用双线 性内插求得。 是分别进行内插求解的，其原理如图所示。 性内插求得。这时x，y是分别进行内插求解的，其原理如图所示。 内插后得到任意一个像元( 内插后得到任意一个像元(i，j)所对应的影像坐标x，y为：
式中Z是P点的高程，由DEM内插求得。 点的高程， DEM内插求得。 内插求得 • 基于矩形格网的 DEM多项式内插 DEM多项式内插
–双线性多项式(双曲抛物面)内插 双线性多项式(双曲抛物面) 双线性多项式 根据最邻近的4个数据点， 根据最邻近的4个数据点，可确定一个双线性多项式
Z = ∑∑ aij X iY j = a00 + a10 X + a01Y + a11 XY