第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作内内 容容 安安 排排一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介二、像片纠正的基本概念二、像片纠正的基本概念三、数字微分纠正三、数字微分纠正四、数字正射影像图制作四、数字正射影像图制作第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介 数字高程模型数字高程模型DEMDEM是表示区域是表示区域D D上地形三维向量上地形三维向量的有限序列的有限序列V Vi i= =（X Xi i，Y Yi i，Z Zi i），），i=1i=1，2 2，nn 其中（其中（X Xi i，Y Yi i）是平面坐标，是平面坐标，Z Zi i是（是（X Xi i，Y Yi i）对应的高程对应的高程. . 第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介数字高程模型数字高程模型DEMDEM表示形式表示形式 规则矩形格网规则矩形格网 利用一系列在利用一系列在X X，Y Y方向方向上都是等间隔排列的地上都是等间隔排列的地形点的高程形点的高程Z Z表示地形，表示地形，形成一个矩形格网形成一个矩形格网DEMDEM。
第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介存贮量最小、便于使用管理缺点是有时不能准确表示地形的结构与细部， X Xi i=X=X0 0+i*DX +i*DX （i= i= 0 0，1 1，NXNX 1 1） Y Yi i=Y=Y0 0+j*DY +j*DY （j= j= 0 0，1 1，NYNY 1 1） (X0,Y0)D xD y规则矩形格网规则矩形格网 若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网三角网TINTIN表示的表示的DEM,DEM,通常称为三角网通常称为三角网DEMDEM或或TINTIN 能较好地顾及地貌特征点、线，表示复杂地形表面比能较好地顾及地貌特征点、线，表示复杂地形表面比矩形格网精确缺点是数据量较大，数据结构较复杂，矩形格网精确缺点是数据量较大，数据结构较复杂，使用与管理也较复杂使用与管理也较复杂 第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介数字高程模型数字高程模型DEM DEM 表示形式表示形式- -不规则三角网不规则三角网TINTIN 第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介数字高程模型数字高程模型DEM DEM 表示形式表示形式- -不规则三角网不规则三角网TINTIN 矩形格网、三矩形格网、三角网混合形式角网混合形式DEMDEMGrid-TINGrid-TIN混合形式的混合形式的DEM,DEM,一般地区使用矩一般地区使用矩形网数据结构，沿地形网数据结构，沿地形特征则附加三角网形特征则附加三角网数据结构数据结构 第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介数字高程模型数字高程模型DEM DEM 表示形式表示形式- - Grid-TINGrid-TIN混合网混合网 数字高程模型的数据获取数字高程模型的数据获取为了建立为了建立DEMDEM，必需量测一些点的三维坐标，被量必需量测一些点的三维坐标，被量测三维坐标的这些点称为测三维坐标的这些点称为数据点。
数据点DEM数据点的采集方法数据点的采集方法 1 1地地面面测测量量：利利用用自自动动记记录录的的测测距距经经纬纬仪仪在在野外实测野外实测 第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介 3 3空空间间传传感感器器: :利利用用GPSGPS、雷雷达达和和激激光光测测高高仪仪等等进进行数据采集行数据采集2 2现有地图数字化现有地图数字化 ：用数字化仪对已有地图上的用数字化仪对已有地图上的信息，进行数字化的方法手扶跟踪数字化仪信息，进行数字化的方法手扶跟踪数字化仪; ;扫描扫描数字化仪数字化仪, , 数字高程模型的数据获取数字高程模型的数据获取第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介4 4、数字摄影测量的自动化、数字摄影测量的自动化DEMDEM数据采集方式数据采集方式 数字高程模型的数据获取数字高程模型的数据获取第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介LIDAR激光数据激光数据第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作一、数字高程模型一、数字高程模型DEMDEM简介简介第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作 数字表面模型数字表面模型DSM DSM （Digital Surface Map, Digital Surface Map, DSMDSM）, , 是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。
和度的地面高程模型和DEMDEM相比，相比，DEMDEM只包含了地形只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，的高程信息，并未包含其它地表信息，DSMDSM是在是在DEMDEM的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程息的高程第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作DSMDSM from Digital Aero-ImageDSM from Airborne Laser ScannerDSM第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作二、像片纠正的基本概念二、像片纠正的基本概念 航空影像是中心投影成像，由于像片倾斜和地航空影像是中心投影成像，由于像片倾斜和地形起伏，存在几何变形形起伏，存在几何变形 像片平面图或正射影像图是地图的一种形式，像片平面图或正射影像图是地图的一种形式，是用相当于正射投影的航摄像片上的影像来表示地是用相当于正射投影的航摄像片上的影像来表示地物的形状和平面位置物的形状和平面位置第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作二、像片纠正的基本概念二、像片纠正的基本概念 对原始像片进行处理，用光学投影的仪器进行对原始像片进行处理，用光学投影的仪器进行投影变换，使变换后的影像相当于相机主光轴铅垂投影变换，使变换后的影像相当于相机主光轴铅垂时获取的水平像片，同时改化为成图比例尺；时获取的水平像片，同时改化为成图比例尺；或者或者应用计算机按相应的数学关系式进行解算，从原始应用计算机按相应的数学关系式进行解算，从原始非正射的数字影像获取数字正射影像的作业过程，非正射的数字影像获取数字正射影像的作业过程，称为像片纠正。
称为像片纠正像片纠正的方法经历了从模拟纠正到数字纠正的过像片纠正的方法经历了从模拟纠正到数字纠正的过程第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作二、像片纠正的基本概念二、像片纠正的基本概念 像片纠正的方法：光学机械法、光学微分纠像片纠正的方法：光学机械法、光学微分纠正、正、数字微分纠正数字微分纠正 模拟纠正法存在精度、适应不了新型传感器模拟纠正法存在精度、适应不了新型传感器影像的纠正等问题影像的纠正等问题 数字微分纠正数字微分纠正它是直接利用计算机对数字影它是直接利用计算机对数字影像进行逐像元的微分纠正像进行逐像元的微分纠正第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正 根据有关的参数与数字高程模型，利用相应的根据有关的参数与数字高程模型，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，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过程是将影像化为很多微小的区域微小的区域逐一进行纠正，逐一进行纠正，且使用的是数字方式处理，故叫做且使用的是数字方式处理，故叫做数字微分纠正数字微分纠正。
第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正1 1、基本原理、基本原理数字纠正数字纠正: : 像素的几何位置和灰度像素的几何位置和灰度 x = fx (X，Y) ；y = fy (X，Y) X = x (x，y)；Y = y (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二维图像之间的几何变换 x = fx (X，Y) ；y = fy (X，Y) X = x (x，y)；Y = y (x，y) 反解法正解法 第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正1 1、基本原理、基本原理反解法纠正：反解法纠正：由纠正后的像点由纠正后的像点P(X,Y)出发，根据像片的内、出发，根据像片的内、外方位元素及外方位元素及P点的高程反求其在原始像片上的像点坐标点的高程反求其在原始像片上的像点坐标（x,y），内插该点的灰度值，然后将灰度值赋给纠正后的像），内插该点的灰度值，然后将灰度值赋给纠正后的像点点P(X,Y)。
正解法纠正正解法纠正：由原始图像上像点的坐标：由原始图像上像点的坐标(x,y)解算出纠正后图解算出纠正后图像上相应纠正点像上相应纠正点P的坐标的坐标(X,Y)，并将原始图像上像点的灰度并将原始图像上像点的灰度值赋给纠正点值赋给纠正点P P第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正2 2、反解法纠正、反解法纠正 计算地面点坐标计算地面点坐标X X0 + M X Y Y0 + M Y 计算像点坐标计算像点坐标DEM(X0,Y0)第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正2 2、反解法纠正、反解法纠正XY纠正影像原始影像xy 灰灰度度内内插插 灰灰度度赋赋值值反反算算第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正3 3、正解法纠正、正解法纠正原原始始影影像像正正射射影影像像Z?xy XY原始影像纠正影像第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正3 3、正解法纠正、正解法纠正 非规则排列的 二维图像 三维空间（X，Y，Z）正解法正解法缺点缺点第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正3 3、正解法纠正、正解法纠正第第20讲讲 数字微分纠正与数字正射影像的制作数字微分纠正与数字正射影像的制作三、数字微分纠正三、数字微分纠正4 4、实际解法、实际解法以以“面元素面元素”作为作为“纠正单纠正单元元” 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。