專利名稱：影象的數(shù)字化糾正成圖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖象處理方法，具體涉及一種利用航拍象片或其它類似影象進(jìn)行數(shù)字化糾正，以獲取糾正后的地圖供打印或輸出的方法。
背景技術(shù)：
利用航空照片成圖的方法制作地圖，有完整的地物、地貌信息，野外測(cè)量工作量少，速度快等優(yōu)點(diǎn)。由于象片拍攝過程中存在有傾斜誤差、光學(xué)畸變、大氣折光、軟片乳劑變形、以及地面起伏引起的投影差等眾多因素的影響，使得象片中的各象點(diǎn)發(fā)生變形，它既是系統(tǒng)變形，但又帶有隨機(jī)性，要高精度、簡(jiǎn)單、快速地消除這些變形，并能制成城鎮(zhèn)大比例尺平面圖，實(shí)是近代攝影測(cè)量技術(shù)發(fā)展的重要課題之一。
早期糾正成圖，其目的是消除象片傾斜引起的變形，得到一張統(tǒng)一了比例尺的水平象片，使用的儀器是光學(xué)機(jī)械糾正儀，它的制作過程專業(yè)性強(qiáng)，工藝復(fù)雜。80年代以來由于數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了數(shù)字糾正，其原理和國(guó)外通常的作法，詳見著名院士王之卓先生的著作《攝影測(cè)量原理續(xù)編》P.184-P.187(1986.7版)，但影象糾正處理的數(shù)學(xué)模型，若利用多項(xiàng)式逼近則認(rèn)為影象變形規(guī)律是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、仿射、偏扭、彎曲等基本變形合成，其改正項(xiàng)可高達(dá)40余項(xiàng)，所需規(guī)格布置的控制點(diǎn)要30-40個(gè)。這種改正變形的數(shù)學(xué)模型，對(duì)制作城鎮(zhèn)大比例尺規(guī)劃用圖就有實(shí)現(xiàn)中的困難，為此，要將航空照片成圖用于制作城鎮(zhèn)大比例尺圖，必須改變現(xiàn)有方法，使成圖周期短，精度高，野外測(cè)量工作量減輕，專業(yè)性操作弱和費(fèi)用低，才能適應(yīng)實(shí)際使用。為此，本發(fā)明精細(xì)地考慮了影象的數(shù)字幾何處理，采用兩維影象直接變換，所需的糾正控制點(diǎn)可以降低到5個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種影象的數(shù)字化糾正成圖方法，可以對(duì)航拍象片等影象直接利用計(jì)算機(jī)處理，同時(shí)，所需控制點(diǎn)少，成圖周期短。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種影象的數(shù)字化糾正成圖方法，包括下列步驟，(1)將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像，并存放在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)；(2)獲取并輸入圖像上控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)；(3)建立實(shí)際控制點(diǎn)與數(shù)字化圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(4)給定成圖比例尺；(5)利用二維數(shù)學(xué)變換模型，根據(jù)圖像中控制點(diǎn)的畸變情況及成圖比例尺對(duì)數(shù)字化圖像中的各點(diǎn)進(jìn)行糾正處理；(6)輸出糾正處理后的圖像。
上述技術(shù)方案中，所述將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像的方法一般是利用掃描儀對(duì)象片進(jìn)行掃描，這種方式對(duì)硬件的要求低，實(shí)現(xiàn)容易；當(dāng)然，也可以利用數(shù)碼相機(jī)以及其它各種能將影象進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換的設(shè)備將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像。
上述技術(shù)方案中，所述的存儲(chǔ)器可以是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，也可以是硬盤或各類光盤。一般情況下，可以將象片批量掃描后存儲(chǔ)在硬盤或各種可寫光盤內(nèi)，然后再分別進(jìn)行糾正成圖；當(dāng)然，也可以掃描后直接在內(nèi)存中對(duì)圖像進(jìn)行糾正處理。
上述技術(shù)方案中，所述一幅圖象上的控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)一般不少于5個(gè)；這種控制點(diǎn)在整幅圖像上均勻分布，控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)采用實(shí)地測(cè)量方式或攝影測(cè)量解析法獲取。
上述技術(shù)方案中，所述的二維數(shù)學(xué)變換模型利用控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)、控制點(diǎn)在數(shù)字化圖像中的坐標(biāo)、需要糾正的點(diǎn)在數(shù)字化圖像中的坐標(biāo)，獲取需要糾正的點(diǎn)的成圖坐標(biāo)。
上述技術(shù)方案中，所述輸出可以是將糾正后的圖像用打印方式輸出成圖；也可以是將糾正后的圖像輸出成數(shù)字化圖像，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)(如CD-ROM)中。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明采用二維數(shù)學(xué)模型糾正成圖，需要的控制點(diǎn)少，即控制點(diǎn)的實(shí)地采樣量測(cè)數(shù)據(jù)少，控制測(cè)量、糾正處理和調(diào)繪可在實(shí)地一期完成，大大縮短了成圖周期，且成圖費(fèi)用低；2、由于本發(fā)明的數(shù)學(xué)模型為二維模型，計(jì)算量小，因而整個(gè)糾正成圖可以采用臺(tái)式機(jī)等微型計(jì)算機(jī)配上掃描儀和打印設(shè)備完成，硬件成本低，處理方便。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，本實(shí)施例僅供進(jìn)一步理解本發(fā)明及其實(shí)際效果，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍作任何限制實(shí)施例一一種影象的數(shù)字化糾正成圖方法，包括下列步驟，(1)利用掃描儀對(duì)象片進(jìn)行掃描，將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像，并存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中；(2)選定圖像上的5個(gè)控制點(diǎn)，并實(shí)地測(cè)量控制點(diǎn)坐標(biāo)，將控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)；(3)利用圖形放大功能及鼠標(biāo)在圖像上指定控制點(diǎn)的位置，建立實(shí)際控制點(diǎn)與數(shù)字化圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(4)給定成圖比例尺；(5)利用二維數(shù)學(xué)變換模型，根據(jù)圖像中控制點(diǎn)的畸變情況及成圖比例尺對(duì)數(shù)字化圖像中的各點(diǎn)進(jìn)行糾正處理；(6)打印輸出糾正處理后的圖像，獲得需要的平面圖。
本實(shí)施例中，所述的二維數(shù)學(xué)變換模型利用控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)、控制點(diǎn)在數(shù)字化圖像中的坐標(biāo)、需要糾正的點(diǎn)在數(shù)字化圖像中的坐標(biāo)，獲取需要糾正的點(diǎn)的成圖坐標(biāo)；成圖比例尺可以根據(jù)需要選定，進(jìn)行大比例尺成圖時(shí)一般選用1∶500、1∶1000或1∶2000。
為驗(yàn)證本發(fā)明的效果，利用本實(shí)施例的方法進(jìn)行了下列試驗(yàn)(1)用蘇州市工業(yè)園區(qū)2001年航攝彩色影象圖，象比例1/M＝1/4300制作1∶500和1∶1000的數(shù)字影象糾正圖，圖幅面積40cm×50cm，糾正控制點(diǎn)數(shù)N＝5。經(jīng)實(shí)地10條線段，按坐標(biāo)檢查(長(zhǎng)度為150m-340m)，所有圖上的偏差值均小于0.3mm(注計(jì)算機(jī)點(diǎn)位識(shí)別精度約為0.2mm)。
(2)根據(jù)本發(fā)明的糾正數(shù)學(xué)模型方法，用上海市郊航攝復(fù)拷照片，象比例尺1/M＝1/4500，多次采用機(jī)械量測(cè)法，量測(cè)了150個(gè)離散點(diǎn)的象點(diǎn)坐標(biāo)，按此數(shù)學(xué)模型糾正后，經(jīng)野外檢查，其糾正精度如下表1所示表1 精度統(tǒng)計(jì)表 單位m 注機(jī)械法量測(cè)象點(diǎn)坐標(biāo)精度為0.02mm
權(quán)利要求
1.一種影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于包括下列步驟，(1)將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像，并存放在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)；(2)獲取并輸入圖像上控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)；(3)建立實(shí)際控制點(diǎn)與數(shù)字化圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(4)給定成圖比例尺；(5)利用二維數(shù)學(xué)變換模型，根據(jù)圖像中控制點(diǎn)的畸變情況及成圖比例尺對(duì)數(shù)字化圖像中的各點(diǎn)進(jìn)行糾正處理；(6)輸出糾正處理后的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像的方法是利用掃描儀對(duì)象片進(jìn)行掃描。
3.如權(quán)利要求1所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像的方法是利用數(shù)碼相機(jī)將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述的存儲(chǔ)器可以是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，也可以是硬盤或各類光盤。
5.如權(quán)利要求1所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述一幅圖象上的控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)不少于5個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述一幅圖象上的控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)為5個(gè)。
7.如權(quán)利要求1或5或6所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述的控制點(diǎn)在整幅圖像上均勻分布，控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)采用實(shí)地測(cè)量方式獲取。
8.如權(quán)利要求1所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述的二維數(shù)學(xué)變換模型利用控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)、控制點(diǎn)在數(shù)字化圖像中的坐標(biāo)、需要糾正的點(diǎn)在數(shù)字化圖像中的坐標(biāo)，獲取需要糾正的點(diǎn)的成圖坐標(biāo)。
9.如權(quán)利要求1所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述輸出是將糾正后的圖像用打印方式輸出成圖。
10.如權(quán)利要求1所述的影象的數(shù)字化糾正成圖方法，其特征在于所述輸出是將糾正后的圖像輸出成數(shù)字化圖像，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
全文摘要
一種影象的數(shù)字化糾正成圖方法,包括下列步驟,(1)將影象轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像,并存放在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi);(2)獲取并輸入圖像上控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo);(3)建立實(shí)際控制點(diǎn)與數(shù)字化圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;(4)給定成圖比例尺;(5)利用二維數(shù)學(xué)變換模型,根據(jù)圖像中控制點(diǎn)的畸變情況及成圖比例尺對(duì)數(shù)字化圖像中的各點(diǎn)進(jìn)行糾正處理;(6)輸出糾正處理后的圖像。本發(fā)明需要的控制點(diǎn)少,野外實(shí)測(cè)時(shí)間對(duì)成圖周期影響小;整個(gè)糾正成圖可以采用臺(tái)式機(jī)等微型計(jì)算機(jī)配上掃描儀和打印設(shè)備完成,硬件成本低,處理方便。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1375987SQ0211268
公開日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者阮偉, 錢毅湘 申請(qǐng)人:阮偉