数码相片框标坐标系与扫描坐标系转换

    影像的内定向工作是摄影测量工作的基础内容之一,其实质是确定框标坐标系与扫描坐标系之间的转换参数(如图1)。框标坐标系是以像素为单位的图像坐标系，也称像素坐标系。以 CCD 图像平面的左上角顶点为原点，X轴和Y轴分别平行于图像坐标系的 X轴和Y轴，用(u, v )表示其坐标值。扫描坐标系也称图像坐标系或像平面坐标系，以 CCD图像平面的中心为坐标原点，X轴和Y轴分别平行于图像平面的两条垂直边，用( x , y )表示其坐标值。图像坐标系是用物理单位（例如毫米）表示像素在图像中的位置。

图1 框标坐标系(左)与扫描坐标系(右)相互转换

对于用数码相机摄取的数字影像，实现像平面坐标与像素坐标的转换，只需利用像素尺寸与相片大小即可实现；

其中，∂为像素大小，单位为毫米/像素，w和H为图像长、宽，(w/2,H/2)为以像素为坐标的图像中心，I、J为需要进行转换的图像行列号，以像素为单位；转换后(x,y)即为以毫米为单位的像平面坐标。

理想情况下，像平面坐标系下像主点应该和框标坐标系中框标连线交点相重合,此时像主点x0=y0=0。实际上，由于航摄机的安装和检校存在误差,故x0和y0均存在一个极微小的数值。

这里，介绍下像素大小和x0,y0计算方法:

数码相机成像依赖于CCD传感器，其常见数码相机ccd尺寸如下图2所示

                          图2 常见数码相机ccd尺寸

通常所说像素大小，即图像中每个像素所对应的ccd实际尺寸，以像片大小:4368 xs *2912 xs传感器尺寸: 35.8×23.9mm 为例，ccd尺寸计算为：35.8/4368=23.9/2912=0.008mm/xs，对于偏移量的计算有两种方法：

计算法1

1.）先求出像素大小，

2.）在计算出影像中心距离主点偏移相差多少个像素

3.）用其结果乘以像素大小即得到真实的偏移量（主要是转换单位）

X  2171.5125-2184=  -12.4875     -0.102490132275

y  1444.0210 -1456=-11.979      -0.098316660222

计算法2

1.）直接用毫米单位的中心坐标减去给出的偏移量

 17.82250-17.925000912 = -0.102500912

 11.85168-11.950000608 = -0.098320608

其中，像主点数据由相机校验得到，关于数码相机校验，将在后续更新...