1、信息工程學院Faculty of Information Engineering湖北省武漢市洪山區魯磨路388號遙感圖像的幾何處理大綱大綱n攝影像片像點位移分析n遙感影像的幾何變形n遙感圖像的幾何處理n圖像配準和數字鑲嵌n遙感傳感器的構像方程 6.1 攝影像片像攝影像片像點位移點位移分析分析幾個概念幾個概念1) 主光軸：主光軸：oO2) 像像主點主點：o3) 航航攝傾角與像點傾角：主光軸與鉛垂線的攝傾角與像點傾角：主光軸與鉛垂線的夾角夾角a 垂直攝影垂直攝影: a3、傾斜攝影：傾斜攝影：a3oyxooOoO：主光軸主光軸基礎概念1：中心投影和垂直投影（正射投影）ABCDabcd中心投影中心投影

2、ABCDabcd垂直垂直投影投影航片是航片是中心投影中心投影，即攝影光線交于同，即攝影光線交于同一點一點地圖是地圖是正射投影正射投影，即攝影光線平行且垂直投影面。，即攝影光線平行且垂直投影面。6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析投影投影中心投影和垂直投影的區別正射投影正射投影:比例尺比例尺和投影距離無關和投影距離無關中心投影中心投影:焦距固定，航高改焦距固定，航高改變，其比例尺也隨之改變變，其比例尺也隨之改變H1H2f正射投影正射投影中心投影中心投影6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析投影投影中心投影和垂直投影的區別正射投影正射投影:總是水平的，總是水平的，不存在傾斜問

3、題不存在傾斜問題中心投影，中心投影，若投影面傾斜，若投影面傾斜，航片各部分的比例尺不同航片各部分的比例尺不同傾斜傾斜水平水平ABCabcHf比例尺比例尺f/H6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析投影投影航航攝傾角與像點傾角：主光軸與鉛垂線攝傾角與像點傾角：主光軸與鉛垂線的夾角的夾角a 垂直垂直攝影攝影: a3、傾斜攝影：傾斜攝影：a3地形起伏對正射投影地形起伏對正射投影無影響無影響對中心投影引起投影差對中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同航片各部分的比例尺不同ABCBACabcabcACCA中心投影和垂直投影的區別6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析投影投影中心投影

4、的透視規律點點的像仍然是點。的像仍然是點。與像面平行的與像面平行的直線直線的像還是直線；如果直線垂直于地面，的像還是直線；如果直線垂直于地面，有兩種情況：有兩種情況： 當當直線與像片垂直并直線與像片垂直并通過通過投影中心投影中心時，該直線在像片時，該直線在像片上的像為一個點上的像為一個點；直線直線的延長線的延長線不通過投影中心不通過投影中心，這時直線的投影仍為，這時直線的投影仍為直線，但該垂直線狀目標的長度和變形情況則取決于直線，但該垂直線狀目標的長度和變形情況則取決于目標在像片中的位置。目標在像片中的位置。平面上的平面上的曲線曲線，在中心投影的像片上一般仍為曲線。，在中心投影的像片上一般仍為

5、曲線。6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析投影投影 平均平均比例尺比例尺：以各點的平均高程為起始面，并根據這個起始面計算出來的比例尺。 主主比例尺比例尺：由像主點航高計算出來的比例尺，它可以概略地代表該張航片的比例尺。攝影攝影像片比例尺：像片比例尺：航空像片上某一航空像片上某一線段長度線段長度與地面相應與地面相應線段長度之比，稱為像片比例尺線段長度之比，稱為像片比例尺。fH像平面像平面投影中心投影中心地物地物像片比例尺像片比例尺:平坦地區、攝影時像片處于水平狀態（垂直攝影），則像片比例尺等于像機焦距（f）與航高（H）之比。 比例尺比例尺=f/H6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像

6、點位移分析比例尺比例尺 地地面面起起伏伏使使得得不不同同像像點點比比例例尺尺變變化化fH0h1h2101hHfm201hHfm比例尺：比例尺：01Hfm6.1 攝影像片攝影像片像像點位移分析點位移分析比例尺比例尺6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析比例尺比例尺練習練習：在用在用RC-5拍攝拍攝的像片的像片,已知航高已知航高2600m，焦距，焦距210mm,紅松紅松K36號樣地的海拔號樣地的海拔高為高為500m，紅松，紅松K40號樣地海拔高為號樣地海拔高為290m，則則K36、K40的的比例尺比例尺分母分母為多少？為多少？1000021050026003603636KKKKKfhHf

7、Hm？40Km在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺變化外，還會引起平面上的點位在像片上的位置移動，這種現象稱為像點位移。hHRhhHrhhSnNRrA0Ahha0aH-hfHAh地面點地面點像點像點6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析像點位移像點位移問題問題：何為地形起伏引起的：何為地形起伏引起的像片上投影差、地面上投影差像片上投影差、地面上投影差？6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析像點位移像點位移1.投影差分布規律投影差分布規律1）對相對高差相等的點，）對相對高差相等的點，h也相等；也相等；r=0時，時， h=0；像主像主點點無像點移動；無像點移動；2）

8、h與與h成正比，成正比，h0，像點背離像主點方向移位，像點背離像主點方向移位， h0；h0，像點朝向像主點方向移位，像點朝向像主點方向移位， h0，像點，像點a朝向像主點方向改正；朝向像主點方向改正；h0,像點像點a背離像背離像主點方向改正。主點方向改正。6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析像點位移像點位移技能技能1：如何從如何從垂直遙感影像上獲取垂直遙感影像上獲取建筑物等頂底部清晰目建筑物等頂底部清晰目標的高度？標的高度？例如例如：一張航空像片，已知攝影高度為一張航空像片，已知攝影高度為400m，在航空像片上，在航空像片上量出目標頂點至像點的距離為量出目標頂點至像點的距離為2.8

9、cm，目標的像點位移值為，目標的像點位移值為0.15cm，則目標高度為，則目標高度為: h=400*0.15/2.8=21.43(m)Hhrh可得：可得：rHhh6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析立體立體測量測量技能技能2：影像立體測量，獲取任一點的高程影像立體測量，獲取任一點的高程Z值值生理生理視差視差：從從眼眼基線兩基線兩個端點來觀察物體（右眼個端點來觀察物體（右眼從右邊觀察物體，左眼從左邊觀察物體），因此兩眼從右邊觀察物體，左眼從左邊觀察物體），因此兩眼的觀察角度就不同，在兩眼網膜上所產生的物體影像的觀察角度就不同，在兩眼網膜上所產生的物體影像就有差別就有差別，形成，形成生

10、理生理視差視差。立體觀察立體觀察：根據：根據立體視覺原理立體視覺原理進進行行，必須是在連續拍攝的兩張空中，必須是在連續拍攝的兩張空中照片的重疊部分上進行的。照片的重疊部分上進行的。6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析立體測量立體測量技能技能2：遙感影像的立體測量遙感影像的立體測量左右視差左右視差：高低不同的地面點，在兩：高低不同的地面點，在兩張重疊的航空像片所呈現的相應點橫坐標張重疊的航空像片所呈現的相應點橫坐標之差。橫坐標以像主點為原點，右邊為正，之差。橫坐標以像主點為原點，右邊為正，左邊為負。左邊為負。如如A，C兩點的左右視差為：兩點的左右視差為：2121)(XaXaXaXaP

11、a2121)(XcXcXcXcPcBhHfPaBHfPc6.1 攝影攝影像片像點位移分析像片像點位移分析立體測量立體測量技能技能2：遙感影像的立體測量遙感影像的立體測量hHhHBfHBfhHBfPcPaPhHbhPPbPHhB為像片基線為像片基線；P為視差為視差較。較。人造人造立體視覺立體視覺：必須：必須符合自然界符合自然界立體觀察的四個條件：立體觀察的四個條件： 兩張兩張影影像必須像必須是在兩個是在兩個不同不同位置對位置對同一同一景物攝取的立體景物攝取的立體像對；像對； 兩兩只眼睛必須只眼睛必須只能只能分別觀察分別觀察像對的一像對的一張影像；張影像； 兩兩影像影像上上相同景物（相同景物（同名像同名像點點）的連線與眼基線應）的連線與眼基線應大致大致平行平行； 兩兩影像影像的的比例尺相近比例尺相近（差別（差別 =+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +51沒有經過色彩調節沒有經過色彩調節的的鑲嵌鑲嵌影像影像52經過色彩調節經過色彩調節的鑲嵌影像的鑲嵌影像影像鑲嵌的兩種方案影像鑲嵌的兩種方案先鑲嵌后校正先鑲嵌后校正 相鄰圖像重疊區選擇控制點相鄰圖像重疊區選擇控制點相對配準相對配準相鄰圖像鑲嵌相鄰圖像鑲嵌工作區所有圖像鑲嵌工作區所有圖像鑲嵌選取控制點選取控制點生成帶地理坐標的鑲嵌圖生成帶地理坐標的鑲嵌圖鑲嵌