摄影测量学：第六章-数字微分纠正-9

第六章数字微分纠正数字微分纠正的概念反解法纠正正解法纠正多项式纠正正射影像精度的检查与质量控制立体正射影像对的制作景观图的制作主要内容

数字微分纠正的概念根据参数与数字地面模型，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正射影像（DOM）图框幅式中心投影影像的数字微分纠正点元素纠正

线元素纠正

面元素纠正

数字影像进行数字微分纠正，在原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，它取决于能否真实地测定每个像元的物方坐标X，Y，Z数字纠正:像素的几何位置和灰度数字微分纠正的基本原理

x=fx(X，Y)；

y=fy(X，Y)X=φx(x，y)；Y=φy(x，y)

反解法正解法

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

1.计算地面点坐标设正射影像上任一像素点P的坐标为(X’,Y’)，那么P点对应地面点坐标为：反解法（间接法）数字微分纠正X

＝X0

+

M·X’

Y＝Y0+M·Y’

左下角图廓点地面坐标(X0,Y0)正射影像航摄比例尺分母反解法（间接法）数字微分纠正2.计算原始图像上对应的像点坐标下式中，Z是P点高程，通过DEM内插得到。DEM但是，原始数字化影像以行、列数计量。可以由X,Y,Z直接解求扫描坐标行、列号I,J。X，Y，Z直接解求扫描坐标行、列号I，J

补充：数字摄影测量的内定向根据框标解算参数oxyIJ3.灰度内插所求得像点坐标不一定正好落在像元中心，必须进行灰度内插。4.灰度赋值最后将像素点的灰度值赋给纠正后的像元素P。XY纠正影像原始影像xy反算反解法（间接法）数字微分纠正正解法（直接法）数字微分纠正原始影像正射影像Z?正解法解算流程•••••••••••••••••••••••••xy

XY原始影像纠正影像非规则排列的二维图像三维空间（X，Y，Z）正解法缺点数字纠正实际解法及分析

以“面元素”作为“纠正单元”

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数字纠正实际解法及分析

多项式纠正影像变形规律可近似地看作为平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲等基本形变的合成反解法的多项式

对每个控制点，已知其地面坐标Xi，Yi，可以列出上面两个方程

Δxi=xi（近似计算值）-xi’（量测值）

Δyi=yi（近似计算值）

-yi’（量测值）

正解法的多项式

ΔXi

＝Xi（已知值）-Xi（近似计算值）

ΔYi

＝Yi（已知值）-Yi（近似计算值正射影像精度的检查与质量控制三种方法野外检测：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

接边不仅涉及几何方面的精度问题，还涉及不同影像之间色调的不一致正射影像精度的检查与质量控制无缝镶嵌Seamline立体正射影像对的制作正射影像缺点：不包含第三维信息。可以为正射影像制作出一幅所谓的立体匹配片。正射影像和相应的立体匹配片共同称为立体正射影像对。投影面PPoP1p人工视差示意图Z正射影像投影方向立体匹配片投影方向斜平行投影法

斜平行投影方向平行于XZ面，所以正射影像和立体匹配片的同名点坐标仅有左右视差，没有上下视差立体正射影像对的制作方法1.按XY平面上一定间隔的方形格网,将它正射投影到DEM，获得Xi、Yi、Zi坐标；由共线方程求出对应像点在左片上的坐标xi，yi，用此影像断面数据可制作正射影像；2.XY平面上同样方格网，沿斜平行投影方向将格网点平行投影到DEM表面，该投影面平行于XZ平面。投影线与DEM表面交点坐标为投影线与DEM表面交点坐标3.将以上地表点坐标按中心投影方程式变换到右方影像上，得到一套影像断面数据，制成立体匹配片为了进行共线方程解算，需已知影像内外方位元素，可以由区域网平差结果得到，也可根据地面控制点通过后方交会解算。立体正射影像对的应用便于定向和量测

量测用的设备简单它来修测地形图上的地物和量测具有一定高度物体的高度等是十分有效对在资源调查、土地利用面积估算、交通线路的初步规划制作具有更丰富地貌形态的等高线图景观图的制作原理原理与航空摄影完全相同，不同的是航空摄影一般接近于正直摄影，而景观图则是特大倾角“摄影”。若A表示某区域D上各点三维坐标向量集合，B表示二维影像各像素坐标与其灰度集合：g为像点（x，y）对应的灰度值，也可以是根据地形及虚拟光源模拟出来的值。北京.亚运村BeijingAsianGamesClusterCitymodelingandvisualization数字厦门Citymodelingandvisualization模拟灰度景观图三维形体或景物图的真实性在很大程度上取决于对明暗效应的模拟。假设光源到达的能量IPS在所有方向上被均匀反射，即为漫射反射。s入射线反射线pP点的明暗度是由反射光线确定EPS＝（RP·cosα）·IPS

Rp是反射系数如果入射角α超过900，则对光源而言，该表面为隐藏面，必须置Eps为0。明暗度的均匀化

消除隐藏面的工作，对光滑表面通常用平面立体来近似，而明暗度的计算可以恢复它的光滑原形。下图中，首先计算四个顶点的明暗度，通过顶点明暗度的插值计算平面内部各处明暗度。如果要计算扫描线上明暗度，L点明暗度由A，B两点内插，R点由C,D两点内插，P点再由L,R两点内插。扫描线LRPADCB真实景观图（Landscape）

由DEM与原始影像制作景观图1.将每一DEM格网划分为m×n个地面元；2.依次计算各地面元在景观图上的像素行列号（Il，Jl）；3.进行消隐处理；4.由地面元计算其对应的原始影像像素行列号（Ip，Jp）；5.由双线性内插计算（Ip，Jp）的灰度gp（Ip，Jp）；

gl（Il，Jl）=gp（Ip，Jp）真实景观图（Landscape）

由DEM与正射影像制作景观图1.将每一DEM格网划分为m×n个