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數碼相片框標座標系與掃描座標系轉換

    影像的內定向工作是攝影測量工作的基礎內容之一,其實質是確定框標座標系與掃描座標系之間的轉換引數(如圖1)。框標座標系是以畫素為單位的影象座標系,也稱畫素座標系。以 CCD 影象平面的左上角頂點為原點,X軸和Y軸分別平行於影象座標系的 X軸和Y軸,用(u, v )表示其座標值。掃描座標系也稱影象座標系或像平面座標系,以 CCD影象平面的中心為座標原點,X軸和Y軸分別平行於影象平面的兩條垂直邊,用( x , y )表示其座標值。影象座標系是用物理單位(例如毫米)表示畫素在影象中的位置。


圖1 框標座標系(左)與掃描座標系(右)相互轉換

對於用數碼相機攝取的數字影像,實現像平面座標與畫素座標的轉換,只需利用畫素尺寸與相片大小即可實現;


其中,為畫素大小,單位為毫米/畫素,wH為影象長、寬,(w/2,H/2)為以畫素為座標的影象中心,IJ為需要進行轉換的影象行列號,以畫素為單位;轉換後(x,y)即為以毫米為單位的像平面座標。

理想情況下,像平面座標系下像主點應該和框標座標系中框標連線交點相重合,此時像主點x0=y0=0。實際上,由於航攝機的安裝和檢校存在誤差,x0y0均存在一個極微小的數值。

這裡,介紹下畫素大小和x0,y0計算方法:

數碼相機成像依賴於CCD感測器,其常見數碼相機ccd尺寸如下圖2所示

                          圖2 常見數碼相機ccd尺寸

通常所說畫素大小,即影象中每個畫素所對應的ccd實際尺寸,以像片大小:4368 xs *2912 xs

感測器尺寸: 35.8×23.9mm 為例,ccd尺寸計算為:35.8/4368=23.9/2912=0.008mm/xs,對於偏移量的計算有兩種方法:

計演算法1

1.)先求出畫素大小,

2.)在計算出影像中心距離主點偏移相差多少個畫素

3.)用其結果乘以畫素大小即得到真實的偏移量(主要是轉換單位)

2171.5125-2184=  -12.4875     -0.102490132275

1444.0210 -1456=-11.979      -0.098316660222

計演算法2

1.)直接用毫米單位的中心座標減去給出的偏移量

 17.82250-17.925000912 = -0.102500912

 11.85168-11.950000608 = -0.098320608

其中,像主點資料由相機校驗得到,關於數碼相機校驗,將在後續更新...