8.1. 区域研究:马赛克的使用

(注:由于本节内容简短,正文涵盖了大部分讨论要点,因此您无需回答任何问题。)

通过将单个场景的图像粘贴到一个合成物中,可以得到一个更大的区域图像,这种想法可以追溯到航空摄影的早期。其结果被称为镶嵌。我们构建马赛克有点像拼图拼图,只是我们通常提前知道每张航空照片的位置。在一次飞行任务中(见第10节,讨论航空摄影),我们预先确定了飞机要遵循的飞行路线,通常是来回模式,就像农民耕地一样。

飞机按顺序拍摄照片,这样每一张连续照片之间总是有大约50%的重叠(公共区域),通常由自动相机快门在由高度、风速和相机属性控制的时间间隔内完成。在下一条平行线上,飞行员试图以产生高达40%侧弯的横向距离穿过地面。两个重叠都可以获得三维或立体效果(立体程序和三维视图示例见第11节)。然而,由此产生的图片几乎总是显示扭曲,这是由于不精确的导航和飞机摇摆(在俯仰,侧倾和偏航)引起的湍流。由于从中心到边缘的倾斜距离增加,图像从中心向外(假设垂直向下看,但有时会偏离中心倾斜)也会出现明显的失真。这种效果随着高度的增加而减小,我们也可以调整焦距和其他相机几何图形来减小它。色调亮度也可以从照片内部看得更低,接近其边界。

在实践中,我们从组件照片的中心部分构建马赛克,我们对其进行足够的修剪,以去除更扭曲、重叠的部分。因此,它们近似于矫正正射影像。大型照片拼接还有一个额外的问题:机组人员经常在不同的日期(或者,不太常见的是,在同一天的不同时间)飞行指定的航线,因此灯光和天气条件往往不均匀。如果飞行间隔数周发生,这种问题尤其严重,在这种情况下,由于季节性变化,植被会随着太阳方位的变化而变化。摄影处理可以补偿其中的一些偏差,但不受控制(最小调整)的镶嵌通常是相当零碎的。

为了保持最大的分辨率,我们必须把没有缩小尺寸的单个场景的照片拼图放在一起。考虑用比例尺为1:62500的航空照片制作马赛克。每张照片的侧面约30厘米(12英寸),覆盖了近2.6平方公里(1平方英里)的地面。为了创建一个代表6400平方公里(2500平方英里)地面尺寸的马赛克,这是80公里(50英里)的一面,我们需要一个“广告牌”15米(50英尺)宽和高,需要2500张照片,忽略修剪要求。这是不切实际的,所以我们几乎总是减少马赛克的大小,因此在规模(定义在第10节)和因此,他们有一个明显较低的分辨率。

下面的场景是典型的 不受控制的 马赛克。这是一系列高空U-2照片(每幅约18公里 [12密] 另一方面)美国国家航空航天局在1972年春末沿七条航线拍摄,以支持作者对怀俄明州中部地质的研究。

Example of uncontrolled mosaic image of central Wyoming, 1972.

将这个以风河流域为中心的场景与这个包括并延伸到马赛克之外的陆地卫星1号卫星的场景进行比较。

|彩色陆地卫星-1,美国怀俄明州风河流域的MSS马赛克。|

为了使图像与马赛克相匹配,请寻找博森水库和海洋湖(圆形),它们在MSS视图中很突出,但在马赛克中很难看到。在这幅镶嵌画中,猫头鹰溪山脉位于顶部,部分积雪;淡水河位于底部;左侧中央出现一个云堤。当在光桌上对全尺寸进行检查时,这种黑白场景显示出更多的地面细节,即使在这种色调模式下,也比陆地卫星全图像显示出更多的地面细节,但后者的均匀色调的性质在一定程度上补偿了信息质量。这里的马赛克有一些航空产品固有的问题。侧边的数量是最小的,所以图片不能被修剪。固有的平均灰度从每张照片的中心区域变暗,从而强调照片之间的边界。由于边缘变形,精确连接很困难。这使马赛克整体呈现出块状或拼凑的外观,这在一定程度上降低了其特征内容的呈现。在非常小心和昂贵的情况下,照片处理可以最小化这种色调的虚光,产生一种我们在第4节中为洛杉矶场景所看到的质量的照片镶嵌。


主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
现场负责人:Nannette Fekete
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