第8章 全数字摄影测量基础

第八章 全数字摄影测量基础8.1 概述

8.28.3

数字影像与数字影像重采样基于灰度的数字影像相关

8.48.5

核线相关与同名核线的确定数字摄影测量系统

8.1

概述

一、数字摄影测量的定义数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本 原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹 配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄 对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测 量学的分支学科。 软拷贝摄影测量、全数字摄影测量 Softcopy Photogrammetry All Digital Photogrammetry

摄影测量三个发展阶段的比较代表性理论方法模拟摄影测量 解析摄影测量 数字摄影测量

作业性质

发展状况已过时(成熟)

光学、机械投影交会 机械辅助测图 数字投影交会、平差 影像匹配、模式识别

计算机辅助测图 正在过时(成熟) 自动化测绘及 迅速发展中， 信息处理 成熟部分进入生产

应用时间20世纪初-90年代初

典型设备模拟立体测图仪

主要测绘产品模拟线划图 模拟/数字线划 图 DEM,DOM,DLG, DRG

20世纪70年代中-至今 解析立体测图仪

20世纪90年代初-至今 数字摄影测量系统

二、数字摄影测量的特点 自动化程度高 可处理多种资料：航片、遥感影像 产品多样化 功能多

三、数字摄影测量的发展基于电子相关的自动化测图 基于光学相关的自动化测图

基于数字相关的自动化测图数字摄影测量系统DPS(Digital Photogrammetric System)、数字摄影测量工作站DPW(Digital Photogrammetric Workstation):实现数字影像自动测图 的系统。

四、数字摄影测量的基本内容数字摄影测量的基本内容与 解析摄影测量基本相同 数字图像处理是数字摄影测量的重要工具。 除一般的图像处理技术外， 特征点、线提取，影像匹配，影像灰度重采 样等是数字摄影测量中常用的方法

强调自动化

8.2 数字影像与数字影像重采样一、影像灰度影像灰度又称为影像的光学密度，在摄影底片上，影 像的灰度值反映了它的透光能力。

设投射在底片上的光通量为F0,通过底片的光通量为FF T 透光率 F0 O F0 阻光率 F

阻光率的对数称为影像的光学密度或灰度D lg O lg 1 T

二、数字影像1.定义数字影像是一个灰度矩阵g: g 0,0 g 1, 0 g g m 1, 0 g 0,1 g1,1 g m 1,1 g 0,n 1 g1,n 1 g m 1,n 1

矩阵中的每个元素是一个灰度值，对应着光学影像的 一个微小区域，称为像元素或像素 灰度值是经采样和量化了的灰度级

数字影像是由像元(像素)(pixel)组成的

数字影像的概念

2. 数字影像的获取 数字式传感器

获取 光学影像数字化 影像数字化：将灰度连续变化的光学影像变成灰度不连 续的数字影像的过程。包括采样与量化两个步骤。 1)采样 对影像几何空间(像平面)的离散化，取得像元点位。 被量测的“点”称为样点，“点”是一个小的区域-像 素。

样点间的距离为采样间隔，通常 x y 采样间隔通常与像元大小相等。 可取 12.5,25, 50, 100 (μm) y

x

x x0 i x y y0 j y

i 0,1, , n 1 j 0,1, , m 1

2)量化对影像灰度空间的离散化，取得各像元的灰度级。 量化时将灰度的范围进行等分，得到的“灰度等级”, 一般取

i 2

M

M 1, 8

当M=1时灰度只有黑白两级，当M=8时，则得256个灰度级， 其级数是介于0-255之间的一个整数。

对于黑白影像而言，影像的黑白程度用灰度 级(gray level)表达，一般用一个字节8bits。 0 180 150 130 90 180 100 180 250

灰度图像 0 1 0 1 1 1 0 1 0

二值图像

对于彩色影像，每个像元用三个字节表示 (红、绿、蓝)表示，其中R,G,B由不同的 灰度级来描述。

255 240 240 R 250 0 80 0 180 40

0 160 240 G 255 0 60 100 250 255

0 160 240 B 25 0 150 100 250 0

三、数字影像内定向

A

J

I

数字影像内定向是用于确定像片的扫描坐标系与像片 坐标系间的关系及数字影像可能存在的变形。

x h0 h1 x h2 y y k0 k1 x k2 y

( x,y )

—像片坐标 x,y —扫描坐标

至少采用四个框标按下式组成误差方程式vx h0 h1 x h2 y x v y k0 k1 x k2 y y

解算内定向参数。

VirtuoZo软件中的数字影像内定向

LPS软件中的数字影像内定向

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