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1、摄影测量培训（三） DOM编编 制：制： 版本号：版本号： 日日 期：期： 文件修改记录版本版本日期日期修改说明修改说明修改人修改人目 录1 基本知识点11.1 中心投影&正射投影11.2 正射影像&真正色影像&面片纹理.11.3 影像几何模型&模型纠正22 DOM 生产方案 22.1 基本流程 .22.2 质量标准 .22.3 国家标准 .22.4 内部标准 .32.4.1 几何质量32.4.1 纹理质量33 几何质量34 纹理质量31 基本知识点1.1 中心投影&正射投影中心投影：中心投影：把光由一点向外散射形成的投影，叫做中心投影。面阵成像（单中心投影）：以摄站位置为中心，向外四周散射的
2、投影成像模式。DMC、SWDC、大多数航测数码相机；线阵成像（多中心投影）：以摄站位置为中心，垂轨方向线状散射的投影成像模式。ADS40/80、大多数卫星传感器；面阵+线阵：A3 相机；正射投影：正射投影：又称“直角投影”。属任意性质的透视方位投影。即投影平面切于地球面上一点，视点在无限远处，投影光线是互相平行的直线，并与投影平面相垂直。江老师：这个说法不一定准确。理论上应该是垂直于地球椭球面的投影。即并行于垂直墙面投影。在局部小范围内可以理解为投影平面。中心投影的目的在于按一定比例获取实地影像；正射投影的目的在于把地物归化到同一个比例尺，以消除地形起伏及深度变化引起的影像变形，使在正射影像上
3、可以直接量取地物之间的平面距离。1.2 正射影像&真正射影像&面片纹理正射影像正射影像真正射影像真正射影像面片纹理面片纹理地面水准面正射投影地面水准面正射投影空间任意平面正射投影不能正确反映每个像素的空正确反映每个像素的空间位正确反映每个像素的空间位Comment g1: 不理解间位置置置遮挡区域恢复拍摄时纹理；遮挡区域由其他像片填补；无遮挡区域；2 维影像成果标准基础测绘成果2 维影像成果；2 维到 3 维影像过渡成果3 维影像成果1.3 影像几何模型&模型纠正影像几何模型：影像几何模型：建立物方到像方的几何模型，源于 OpenRS；将其认知简化为：物方到像方：物方到像方：；(, , ),f
4、 X Y Zx y像方到物方：像方到物方：；需要高程才能得到X，Y值；( , , ),f x y ZX Y影像几何模型包含以下几种常见模型：共线方程：外方位元素为其模型参数；有理多项式模型（RFM）：RPC 为其模型参数；严格模型：传感器参数等为其模型参数；2 DOM 生产方案2.1 基本流程正射纠正几何精校正数据全色正射影像DEM多光谱正射影像影像融合正射影像匀光匀色影像镶嵌正射影像DOM2.2 质量标准2.3 国家标准a)平面精度比例尺比例尺平地、丘陵地平地、丘陵地山地、高山地山地、高山地=1:20000.6mm(图上距离)0.8mm1:20000.5mm0.75mmComment g2:
5、 什么意思b)接边精度数字正射影像图应与相邻影像接边，接边误差不应大于 2 个像元。c)影像质量影像应反差适中、色调均匀，纹理清楚，层次丰富，无明显失真，灰度直方图一般呈正态分布；避免出现因影像缺损（如纹理不清、噪声、影像模糊、影像扭曲、错开、裂缝、漏洞、污点、划痕等）而造成无法判读影像信息和精度损失。d)其他质量其他，如数学基础、文件格式、影像格式等，不再一一说明。2.4 内部标准2.4.1 几何质量几何质量为影像平面精度与接边精度的质量情况，为了更好的研究精度质量问题，我们将其分为绝对精度、相对精度进行分析。但此处仅描述与正射影像生产相关的绝对精度与相对精度。a)绝对精度单片纠正后正射影像
6、像方位置与实际物方位置的平面位置精度。与标准平面精度平面精度相对应。注意：相同物方实际点位，在两张影像上与像方位置的绝对精度不相等不相等；b)相对精度单片纠正后，相邻正射影像同名地物之间的相对平面位置精度误差。与标准中的接边精接边精度度相对应。2.4.2 纹理质量在国家标准中，对影像质量都只有定性的评价方式，而没有与精度相同的定量的评价方式。对此，为了更好的研究纹理质量（影像质量）问题，我们将其分为纹理几何质量、纹理视感质量及光谱/辐射质量。a)纹理几何质量由于几何因素导致纹理产生的质量问题，但不一定是几何质量问题。其典型的表现有扭Comment WX3: 在辐射质量满足 要求的前提下，保证视
7、感质量。Comment g4: 需要加深了解，对 像方编辑还不是很了解曲、错开、裂缝、漏洞等。b)纹理视感质量为了更好的被人类视觉系统所感知，具有将较好的影像表现力，辨识度。易于进行影像目视解译，包括几何信息提取与属性信息提取。c)光谱辐射质量与定量遥感相关的质量，为了更好的进行机器解译。注：如果为了实现真实感影像的三维渲染，获取的纹理应该消除掉影像获取时角度和光照的影响，得到“辐射归一化”的纹理，以便在进行三维渲染时根据渲染的光照和视角获得真实的视觉感受。3 影像镶嵌3.1 输入输出a)输入单片纠正正射影像；b)输出正射影像成果图（非制图成果） ；3.2 处理原理3.2.1 处理流程通过镶嵌
8、网规划及自动镶嵌线寻址生成初始镶嵌网；人工进行镶嵌网编辑；按照最终成果范围规划输出正射影像图。3.2.2 技术特点镶嵌线寻址几何镶嵌物方位置镶嵌3.3 质量分析3.3.1 绝对平面位置精度影像镶嵌过程与绝对平面位置精度的关系：Comment g5: 镶嵌线编辑时注意影像镶嵌过程不是绝对平面位置精度的主要成因；影像镶嵌过程对绝对平面位置精度产生影响较小；影像镶嵌过程对绝对位置精度的影响因素：a)影像镶嵌范围每张纠正影像的物点的绝对平面位置精度都不一样，但从中心投影理论来说距离像底点越近的物点精度越高。影像镶嵌范围应该尽量选取像片中心区域。具体原因在正射纠正过程中进行阐述。具体原因在正射纠正过程中
9、进行阐述。3.3.2 相对平面位置精度影像镶嵌过程与相对平面位置精度的关系：影像镶嵌过程不是相对平面位置精度的主要成因；影像镶嵌过程对相对平面位置精度产生影响一般，可改善质量；影像镶嵌过程对绝对位置精度的影响因素：a)几何镶嵌通过镶嵌线的同名点位置进行几何镶嵌，可以极大提高单张纠正影像间的相对位置精度。于此同时，由于高程误差导致的平面像点位移，也会通过几何镶嵌的模式得到一定的改正。具体原因在正射纠正过程中进行阐述。具体原因在正射纠正过程中进行阐述。3.3.3 纹理几何质量影像镶嵌过程与纹理几何质量的关系：影像镶嵌过程是错开、切痕等几何质量的主要成因；错开，切痕：一方面由于相对平面精度导致错开或
10、切痕；另一方面由于成像时刻的视角不同导致两张纠正影像间地物导致错开或切痕；影像镶嵌过程会产生裂缝、漏洞等几何质量，但不是其主要成因；裂缝、漏洞：由于纠正影像物方位置缺失导致镶嵌后存在漏洞或裂缝。但其主要质量无法在影像镶嵌时解决。影像镶嵌过程对纹理几何质量的影响因素：a)镶嵌线编辑由于成像时刻的视角不同会导致相邻影像对相对地物的图面表达不一致，在镶嵌线编辑过程中应该避让此类型的地物对象，使其不会产生错开或切痕。b)几何镶嵌由于单片纠正后导致同名地物在两张相邻影像上产生相对平面精度误差，传统物方位置镶嵌会导致错开及切痕。通过镶嵌线编辑及镶嵌羽化可以进行一些避让及羽化，使其错开及切痕视觉效果不明显。
11、但明显线状地物，例如高速公路等，无法回避。通过几何镶嵌进行同名地物的二次几何纠正，能够非常有效的解决由于相对平面位置精度误差造成的错开及切痕。3.3.4 纹理视感质量影像镶嵌过程与纹理视感质量的关系：影像镶嵌过程不是纹理视感质量的主要成因；影像镶嵌过程可以在一定程度上提高纹理视感质量；影像镶嵌过程对纹理视感质量的影响因素：a)镶嵌线编辑在影像镶嵌过程中，纹理视感质量主要由输入的影像所决定。但在输入影像间色彩不一致时，在镶嵌线编辑时避免镶嵌线两端的色彩差异较大导致视感质量下降。较高质量的镶嵌线编辑可以在一定程度上提高纹理视感质量，属于生产经验类型。3.3.5 辐射/光谱质量基本在此环节不影响。4
12、 匀光匀色4.1 输入输出a)输入单片纠正正射影像；b)输出匀光匀色后单片纠正正射影像；4.2 处理原理4.2.1 处理流程制作匀色模板（人工、自动、缩略图） ；基于模板进行单片匀色（整幅、分块、空间参照匀色）4.2.2 技术原理a)匀色原理目前而言，匀光匀色技术的本质是以波段为单元，采用直方图规定化的原理进行匀光匀色。假定原图符合均值为，标准差为的正态分布，把它变成一幅均值为，标准差srcsrcnew为的正态分布图像。模板的均值为，标准差。newnewnew整幅匀色、分块匀色、空间匀色本质上类似，具体实现手段存在差异。b)匀光匀色过程的人机沟通：RGB 颜色空间的模板图像通过显示器投射到人类
13、视觉空间；人类视觉空间以人类感知模式进行匀色模板调整，通常是 HSV&HSL 的模型；再通过颜色空间的映射转换成为 RGB 颜色空间存储模板；以模板为单元，最终按照 RGB 颜色空间的单波段进行匀光匀色；最终以 RGB 颜色空间的成果影像通过显示器投射；我们以人类感知模式感受纹理视感质量是否满足要求。在此过程中，沟通模型中的解码、加密、噪声分别是什么？c)高位影像匀色：高位影像匀色存在的问题：一般而言，高位影像是为了更好的辐射分辨率，而匀光匀色的核心目的是为了提高纹理视感质量，从另外一个角度而言会降低辐射/光谱质量；目前通用显示设备为 8 位，在高位影像与 8 位影像解码、加密的过程本身就存在
14、信息损失；一般而言，高位影像在显示过程中存在通过统计信息进行降位显示的过程，而不同的高位影像其统计信息不一致。所以，两张影像的同名地物即使灰度值完全一致，也会由于其统计降位显示过程产生色彩差异。综上所述，高位影像匀色没有实质意义，建议降位处理后进行匀光匀色。4.2.3 技术特点4.3 质量分析匀光匀色过程本质上完全不影响几何质量以及纹理几何质量。但匀光匀色是纹理视感质量与辐射/光谱质量控制的关键环节。4.3.1 纹理视感质量匀光匀色环节的核心目的在于提高纹理视感质量。对于国家标准对纹理视感质量的描述为：影像应反差适中、色调均匀，纹理清楚，层次丰富，无明显失真，灰度直方图一般呈正态分布。 该标准
15、无定量描述，定性的描述因人而异，不同人对纹理视感质量的感知不一，尤其在色彩方面。想要更好控制纹理视感质量就需要进一步的对纹理视感质量进行定性、定量的描述。目前仅能抽象出部分指标：噪声小，通过部分非参考影像质量评价指标进行影像清晰，通过部分非参考影像质量评价指标进行；同名地物色彩一致性，通过相邻影像同名地物的纹理信息进行评价；波段灰度值呈正态分布，通过直方图统计图与正态分布图的差异进行评价；亮度、对比度的定量指标；匀光匀色过程对纹理视感质量的影响因素：a)单片匀色解决单片影像内纹理视感质量的问题，包括：薄云、薄雾光照导致亮度不均匀；影像清晰、噪声；波段灰度值呈正态分布；对象级的匀色处理；阴影；曝
16、光过度；树木；水域.b)多片匀色解决多片影像间的纹理视感质量问题，其主要解决影像间同名地物色彩一致性；4.3.2 辐射/光谱质量匀光匀色过程与辐射/光谱质量的关系：匀光匀色过程是降低辐射/光谱质量的主要因素；匀光匀色过程对辐射/光谱质量的影响：匀光匀色的目的是为了提高纹理视感质量。从处理过程角度来说，输入的影像数据是经过辐射校正过程，其影像的辐射/光谱质量满足要求。而从匀光匀色的技术特点来说，其会降低辐射/光谱质量，主要体现在以下方面：直方图规定化过程导致波段的辐射分辨率辐射分辨率发生不可逆变化；直方图规定化过程导致波段的辐射/光谱值发生不可逆变化；降位过程导致波段的辐射分辨率不可逆变化。5 影像融合5.1 输入输出c)输入单片纠正全色影像；单片纠正多光谱影像；d)输出融
