数字微分纠正与DPS

Photogrammetry&Remote Sensing-Surveying&Mapping Engineering,Photogrammetry,2004,Photogrammetry,2004,第七章:数字微分纠正,问题的提出,理想状态,：地面平坦，像片水平,实际状态,：地面不平坦，像片不水平,P,o,S,c,f,P,0,f,像片倾斜引起像点位移,地形起伏引起像点位移,航摄像片只要消除,像片倾斜,与,地形起伏,引起的像点位移，就,能将中心投影变换为正射投影。要使这种投影具有成图比例尺,1/M，则航空摄影时，摄站点到摄区平均高程基准面的航高应,满足,H=f,M,7.1 数字微分纠正的概念,像片纠正的实质是将像片的中心投影变换为,成图比例尺,的正射投影，实现这一变换的关键是建立或确定像点与相应图点的对应关系，这种关系可按投影变换用中心投影方法建立，也可以用数学解析方法用函数式确定。,根据有关的参数和数字地面模型（DTM），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，从原始的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，且使用的是数字方式处理，称为,数字微分纠正或数字纠正,。,数字正射影像图,（,Digital Orthophoto Map,，缩写DOM）是利用数字高程模型（DEM）对经扫描处理的数字化航空像片，经逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。,7.2 框幅式中心投影影像的数字微分纠正,一、数字微分纠正的基本原理,数字微分纠正的基本任务是实现两个二维图象之间的几何变换，因此，在数字微分纠正的过程中，必须首先确定原始图像与纠正后图像之间的几何关系。,间接法,直接法,间接法,直接法,二、间接法数字微分纠正,纠正后像点位置,地形起伏引起的像点位移,1、计算地面点坐标,原始图像,纠正图像,2、计算像点坐标,纠正后像点位置,地形起伏引起的像点位移,DEM最基础的应用（,也是各种应用的基础,）是求DEM范围内任意一点P（X，Y）的高程，利用这些格网点的高程拟合一定的曲面，然后计算该点的高程。,1、双线性多项式内插,(627.00,570.00),(627.00,580.00),(637.00,570.00),(637.00,580.00),3、灰度内插与赋值,原始图像,纠正图像,三、直接法数字微分纠正,原始图像,纠正图像,数字纠正从原理上来说，是属于,点元素,纠正，但在实际的软件系统中，均是以“,面元素,”作为纠正单元的，一般以,正方形,作为纠正单元。利用反算公式计算该单元个“角点”的像点坐标，再沿X 和方向，在“面元素”内线性内插求得纠正单元的坐标，,求得像点坐标后，再内插其灰度。,其实质仍为线元素纠正。,四、数字纠正实际解法,五、正射影像精度的检查与质量控制,影像镶嵌：,补充：摄影测量的外业工作：,像控点联测,+,像片判读,1、像控点联测：外业测定像片控制点的工作,2、像片判读：对像片影像进行准确地识别和判读之后，将,获取的地物地貌要素经过综合取舍并按地形图图式的规定,与要求，通过绘图和各种注记将其位置、数量、属性、分,布准确合理地描绘在像片上。,像片控制点的判刺,a.野外控制点以判点为主，刺点为辅。,b平面控制点的实地判点精度为图上。0.1 mm，点位目标应选在影像清晰的明显地物上，一般可选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于。0.2 mm的点状地物中心。弧形地物及阴影等均不应选作点位目标。高程控制点的点位目标应选在高程变化较小的地方。平高控制点的点位目标应同时满足平面和高程控制点对点位目标的要求。,c 在点位目标难以保证室内判点精度的地区，航摄前应铺设地面标志，并及时联测。铺设地面标志的要求见附录D(a).,d.控制点与基准面不同平面时，须量注比高，量注至0.1 m；当点位周围不等高时，须标注比高量注的位置。,1135,134.7,第九章 数字摄影测量系统（DPS）,9.1,、概述,DPW的分类,自动化功能较强 Autometric,Z/I Image,Erdas,自动化功能较弱 DVP Geomatics,ISM,遥感系统：ER-Mapper,Erdas,PCI Geomatics,Solutions,Earth Imaging,Intergraphs Z/I Imaging offers Earth Imaging solutions for the commercial remote sensing and photogrammetry industry.From acquisition to exploitation to digital distribution,we bring our customers best-in-class,open Windows-based imaging solutions,including aerial cameras,photogrammetric scanners and workstations,stereo softcopy,and image management,processing,and distribution software.,自动化功能,半自动（,Semi-Automatic,)模式：在人机,交互状态下进行工作。,自动（Automated）模式:需要作业员事先定义,输入各种控制参数，以确保完成操作的质量。,全自动（Full-Automated）模式：,完全独立于作业员的干预。,数字摄影测量工作站自动化功能的分类,9.2,、DPW的组成与功能,一、DPW的组成,1、硬件组成：计算机及其外部设备,外部设备：,立体观测,及,操作控制,设备。输入输出设备,2、软件组成：,数字影像处理,、,模式识别,、,解析摄影测量,、,辅助功能软件,数字影像处理软件,影像旋转,影像滤波,特征提取,影像增强,模式识别软件,特征识别与定位,（包括框标的识别,与定位）,影像匹配,目标识别,解析摄影测量软件,定向参数计算,空中三角测量解算,数值内插,核线关系解析,数字微分纠正,二、DPW的功能,1、影像数字化,利用高精度的影像数字化仪（扫描仪）将像片转化为数字影像,2、影像处理,使影像的亮度与反差合适、色彩适度、方位正确。,3、影像量测,单像量测：,特征提取与定位,双像量测：,影像匹配及交互立体量测,多像量测：,多影像间的匹配,4、影像定向,内定向,：在框标的自动与半自动识别与定位的基础上利用框标的检,校坐标与定位坐标，计算扫描坐标系与像片坐标系间的变换参数。,相对定向,：提取影像中的特征点，利用二维相关提取同名点，计算,相对定向参数。传统的摄影测量一般只在标准点位量测6对同名点，,数字摄影测量则采用影像匹配的方法（,通常匹配数百对同名点,）,绝对定向,：通过影像匹配确定控制点所对应的同名点（目前主要是,人工操作）,少量的已知大地点,大量的代求坐标点,目的,：,根据少量的已知点解求大量的未知点坐标,5、自动空中三角测量,6、核线影像生成,按照核线关系，将影像的灰度沿核线方向予以重新排列（,核线重排列,）,构成核线影像对，方便立体观测及将二维影像匹配化为一维影像匹配。,7、影像匹配,进行密集点的影像匹配，以便建立数字地面模型（DTM）。,8、数字地面模型的建立,由密集点影像匹配的结果与,定向参数,计算同名点的地面坐标，然后,内插DEM,9、自动绘制等高线,10、制作正射影像,11、正射影像镶嵌与修补,12、数字测图,13、制作透视图和景观图,14、制作立体匹配片,根据DEM引入视差，由正射影像制作立体匹配片。,9.2,、DPW的工作流程及产品,一、DPW的工作流程,准备工作：参数文件的建立及数据输入,自动空中三角测量,自动内定向、相对定向模型连接、构网,区域网平差计算,影像定向,自动内定向、自动相对定向,半自动绝对定向,影像匹配及编辑,核线重采样,数字测图：矢量提取、编辑、,符号化注记,DEM生成及拼接,正射影像生成,（镶嵌、修复）,等高线生成与注记,正射影像,等高线数据,矢量数据,景观图、立体匹配片,地图整饰/GIS,已有地形信息输入,二、DPW的产品,影像参数：,空三加密成果或定向结果,DEM（DSM）,数字地图,数字正射影像图,透视图、景观图,可视化立体模型,各种工程设计所需的三维信息,各种信息系统、数据库所需的空间信息,