PDF《第1讲》

第1讲 真正射影像制作及后处理应用 王树根 教授 ? 正射影像(DOM)作为摄影测量与遥感 的主要产品之一,它同时具有地图的几何 精度和影像的视觉特征,特别是对于高分 辨率、大比例尺的正射影像,它不仅具有 信息量丰富、直观真实的特点,而且还可 作为背景控制信息评价其他地图空间数据 的精度、现势性和完整性,因此,其应用 范围越来越广泛.

正射影像的优点 框幅式中心投影的数字微分纠正 ? 基本方法:根据DEM和像片的有关参数, 利用相应的构像方程或按一定的数学模型, 从原始的数字影像出发,通过解析计算和 灰度赋值得到相应的正射影像. 直接法数字微分纠正 X = φx (x,y);

Y = φy (x,y) 间接法数字微分纠正 x = fx (X,Y) ;

y = fy (X,Y) 正射影像制作 ? 间接法数字微分纠正原理图: 原始影像 纠正影像 B A C S a b c A0 正射影像制作 ? 关于影像镶嵌:一张正射影像一般不能 覆盖一幅图(标准分幅)的范围(除非小 比例尺的卫星影像),因此,将多张像片 拼成整幅影像图的过程称为影像镶嵌. 正射影像制作 ? 影像镶嵌内容: ?几何镶嵌 ?辐射镶嵌(又叫匀光处理),是重点和难 点之一,特别是对彩色影像.匀光处理主要 是利用直方图进行,看直方图分布是否协调 一致. 辐射质量控制举例 数字正射影像的主要应用 ? 可制作影像地图 ? 与等高线套合可制作影像地形图 ? 可用于与线划图(DLG)套合进行地形图 修测,或检查其精度、现势性和完整性 ? 数字正射影像 + DEM ->

生成景观图 ? 与立体匹配片一起可用于检查DEM的质量. 等等 正射影像精度的检查与质量控制 虽然制作数字正射影像的理论和方法已基本成熟, 生产的过程也已经达到了很高的自动化水平;

但仍然存在不足之处: 如影像上存在遮蔽(投影差)现象和阴影现象 对影像产品的辐射质量(包括色彩质量)控制和影 像的视觉解译效果等方面也还缺少统一的处理方法、 认识和标准. 需要研究或解决的问题

一、正射影像上遮蔽和阴影的成像机理及特性分析

二、正射影像上遮蔽和阴影的处理机制及认识问题 如何才能消除正射影像上所存在的遮蔽和阴影现象? 为此,需要研究和解决: 遮蔽是由于成像光线被有一定高度目标遮挡引起 中心投影影像上有遮蔽是不可避免的 遮蔽和阴影往往同时存在 影像上遮蔽的产生 遮蔽的分类 绝对遮蔽 相对遮蔽 正射投影无遮蔽 中心投影有遮蔽 其实质为投影差 投影差大小为: 遮蔽的实质 遮蔽的实质 正射投影无遮蔽 中心投影有遮蔽 遮蔽的实质是投影差;

在城市大比列尺影像上尤为 严重;

使得正射影像不是严格的 正射 . 正射影像上遮蔽的实质 原始影像上的遮蔽在正射影像上依然存在 采用的是DEM 未顾及目标高度 正射影像上遮蔽的利弊分析 不利之处 遮蔽的存在影响了正射影像的地图功能 影响了被遮蔽区域的信息获取和解译 正射影像上遮蔽的利弊分析 有利之处 遮蔽的存在增加了影像的立体感和真实感 有助于目标物体的解译 有利于目标物体的三维建模和几何量算(通过 生成立体匹配片构成可量测虚拟现实) 影像获取时的策略 采用窄角、长焦距摄影机 短摄影基线,增加影像的重叠度 限制遮蔽的对策 正射影像作为地图使用,首先须考虑其地 图功能.为此,需要对遮蔽进行限制. 限制遮蔽的对策(续) 正射影像纠正时的策略 取每张像片的中心部分制作正射影像 限制遮蔽的对策(续) 利用行扫描影像 只在一个方向有投影差 限制遮蔽的对策(续) 前三种方法只能有效地限制遮蔽的范围, 但不能消除. 要有效地消除遮蔽现象,只有制作所谓 的 真正射影像 (True - Orthophoto) 问题的提出 什么是真正射影像 ? (True-Orthophoto) 用DSM代替DEM制作正射影像 要顾及目标物体的高度 理论上是可行的 具体实施中仍有困难,如?DSM的采集 ? 遮蔽信息的补偿 真正射影像的制作原理 DEM DSM 对裸露地表:DEM= DSM DEM和DSM的区别 在解析立体测图仪或DPW上,基于立体像 对采集DSM 工作量大 对表面不规则的物体很困难,甚至是不可能的 DSM的采集 激光扫描测距 (Lidar) DSM的采集 城市DSM的采集(Lidar) 城市DSM的采集 (密集匹配) 多视影像密集匹配技术等可以快速获取高精度DSM数据 存在问题:如何解决多视影像匹配中的相对遮挡问题 如何对被遮蔽处的信息如何进行补偿 制作真正射影像的另一个关键问题 不进行补偿 两种遮蔽信息处理方法优缺点分析 从相邻航片上 获取相关信息 遮蔽信息补偿 被遮蔽位置随像片变化 从相邻航片获取信息的不足之处 并非所有被遮蔽信息都能从相邻航片上获取 要考虑处理成本、碎部信息补偿处理的复杂度和工作量 制作真正射影像的理论流程 基本流程如下: 1)根据完整的数字地表模型(DSM)进行数字微分纠正, 消除原始影像中由于成像投影产生的几何形变与位移;