摄影测量第七章 像片纠正与正射影

§9-2 数字微分纠正
[一]、基本概念 1、正射投影技术 2、正射影像 3、数字微分纠正 4、数字正射影像地图 将航空摄影正射影像或航天遥感正射影像 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，以数字形式表达的地图。
§9-2 数字微分纠正
[一]、基本原理 1、间接法

x

§9-2 数字微分纠正
[一]、基本概念
1、正射投影技术 对丘陵地和山地的图像进行变换，使之成
为具有规定比例尺的正射像片的技术，称为正 射投影技术。该技术又称为微分纠正。
§9-2 数字微分纠正
[一]、基本概念
1、正射投影技术 2、正射影像
消除了倾斜误差和投影误差具有统一比例 尺的影像。利用正射投影技术得到的影像。
[二]、反解法（间接法）数字微分纠正
1、计算地面点坐标 (X ,Y ) (X ,Y,) 2、计算像点坐标

x
p
f
a1 ( X a3 ( X

X X
S S
) )

b1 (Y b3 (Y
YS YS
) )

c1 (Z c3 (Z
ZS ) ZS )

x0


(X ,Y ) (X ,Y, )
(X ,Y , Z) (x, y)
g(x, y)
§9-2 数字微分纠正
[二]、反解法（间接法）数字微分纠正
1、计算地面点坐标 (X ,Y ) (X ,Y,)
2、计算像点坐标
(X ,Y , Z) (x, y)
3、灰度内插 4、灰度赋值
g(x, y)
Hale Waihona Puke fa1( X a3( X

x fx ( X ,Y ) y f（ y X ,Y )
直接数字 微分纠正
X x ( x, y) Y y ( x, y )
像片纠正与正射影像图
二.数字微分纠正
反解法(间接法)数字微分纠正
灰度内插
灰度赋值
Y’
P
y
y
X’
X’
x=fx(X,Y,Z) y=fy(X,Y,Z)
x
x
原始图像
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
光学微分纠正
u u
分为直接微分纠正与间接(函数)微分纠正 构成：一台双像的光学测图仪 +具有相同投影器的正射投影仪、同步运 动
P2 S1 Z A
感光材料
u
步骤：内定向、相对定向、绝对定向 P1 P
S1
1
S2
A0
像片纠正与正射影像图
一.像片纠正的概念与分类
b S1
S2
u u p p
只用一张像片，能否确定A点的空间位置？ 航摄像片与正射影像图的区别 航摄像片是中心投影，正射影像图是正射投影； 航摄像片上存在由于像片倾斜和地形起伏引起的 像点位移，正射影像图上不存在像点位移；
a2 a1
p
航摄像片上各点的比例尺不一致，而正射影像 图上各点的比例尺与规划的比例尺一致。
光学机械纠正法
u u
纠正仪满足：几何条件&光学条件 理论基础：中心投影变换(像片与地面、像片与画面)
x f y f a(X X b (Y Y c(Z Z 1 S) 1 S) 1 S) a(X X b(Y Y c(Z Z 3 S) 3 S) 3 S) a(X X b(Y Y c(Z Z 2 S) 2 S) 2 S) a(X X b(Y Y c(Z Z 3 S) 3 S) 3 S)

影像进行逐个像元的微分纠正。
二、模拟法像片纠正的原理
模拟法像片纠正是应用光学 投影仪器——纠正仪，进行 投影变换，并将投影在承影 面上的纠正影像晒印在摄影 材料上得到所需比例尺的纠 正像片。
二、模拟法像片纠正的原理
恢复像片的内、外方位元素， 即保持投影光束与摄影光束 完全相似并恢复其空间方位， 用H/M安置水平的承影面E， 用灯光从上面照射负片，使 影像通过投影物镜投影到承 影面上，并在承影面上放置 相纸，经曝光和摄影处理后， 即得到所摄地区比例尺为1： M的纠正像片。
aa32((X X X Xss)) bb32((Y Y Y Yss)) cc32((ZZZZss))DEM
a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs)
反解法解算流程
纠正影像
Y
灰 度
原始影像
内
插
反 算y
X
x
正解法（直接
影
影
像
像
正解法解算流程
纠正影像
Y
y
X
原始影像
•
•
•
•
•
•
反解法 正解法
数字纠正: 像素的几何位置和灰度
反解法（间接法）数字微分纠正
计算地面点坐标
X ＝ X0 + M·X’ Y ＝ Y0 + M·Y’
•• • • • •• • • • •• • • • •• • • •
• 计算像点坐标 (X0,Y0) • • • • •
xx0f yy0f
a1(XXs)b1(YYs)c1(ZZs)
双线性插值法
W ( x 1 ) 1 x ; W ( x 2 ) x ; W ( y 1 ) 1 y ; W ( y 2 ) y x x IN ( x ) T y y IN ( y )

反解法解算流程
纠正影像 灰 度 内 插
原始影像
Y
反 算
y
x
X
3、正解法（直接法）数字微分纠正
a1 x a 2 y a 3 f X Z c1 x c 2 y c 3 f b1 x b 2 y b3 f Y Z c1 x c 2 y c 3 f
原 始 影 像
Z?
(X’,Y’)。由正射影像左下角图廓点坐标(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(X,Y)。




DEM
X ＝ X0 + M· X’ Y ＝ Y0 + M·Y’
（3）、计算像点坐标(x,y)或像点扫描坐标（I，J） 应用共线方程求解原始图像上相应像点坐 标(x,y)：
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 ) c2 ( Z Z s ) y y0 f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z s ) x x0 f
（4）、灰度内插（插值） 由于所求得的原始图像上的像点坐标不一定正好落在其 扫描采样的点子上，以此，这个像点的灰度值不能直接读出， 必须进行灰度内插，一般采用双线性内插方法求得像点p的灰
度值g(x,y)。
（5）、灰度赋值 最后将原始图像上像点p的灰度值赋给纠正后的正射影像上相 应的像元素P， 即G(X,Y)=g(x,y) 依次对每个纠正像元素进行上述运算，即能获得纠正的数字 图像，该方法称之为数字微分纠正的反解算法。 优点：由于此法是从输出的某一个有规律的数字地面模型的 节点（X，Y）出发，反算其相应的输入影像点的点位（x，y）， 此时数字地面模型上的节点高程Z是已知的，故可以直接使用。 缺点：由于反算而得的在原始影像上的象元素，一般不会正 好落在其扫描采样的点子上，则这点的灰度值不能直接读取， 还需进行内插求得，这个过程叫重采样。最后进行赋值。