嫦娥奇怪的拼图方式
仔细看了一下嫦娥图的拼接过程,条带状的原始图上环形山的形状基本都是圆的，与Google Moon上的数据一致。但是拼接之后，所有环形山的形状就出现了严重的变形。几乎所有的环形山都被向右下方拉长。
这是什么意思？
嫦娥拍摄的本身就是展开图，二维拼图过程中只是牵扯到重叠部分的剪裁的问题。
为了补偿运动造成的偏移？
好像没有那么严重，嫦娥从南到北5000公里的路程，月球只不过转过了18公里不到的样子，产生的图像变形也就是300：1，基本上肉眼不可见。
难道，嫦娥没有事先开发专用的拼图软件？
如果有这样的软件，只要输入轨道是件数据，结合时间数据，就可以很容易的把图像在球面上拼接。拼接完成后，一个简单的投影就能生成平面图。
::070821_09.jpg::
搞不动哦。 高纬度地区 拼好后是倒梯形 要把它拉成正方形 你说呢 拼图当中还有一个奇怪的规律：
图片最右边环形山的变形最小，越往左边环形山变形越大，到了最左边那个“嫦娥与狗”的环形山那里，变形已经非常大了。
这是什么奇异的拼图算法？ 高纬度地区 拼好后是倒梯形 要把它拉成正方形 你说呢
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如果一张地图上同时又低纬度，高纬度地区，那么通过简单的柱面投影获得的占看图肯定是两极地区的变形最大。
但是这只是一张简单的投影图，又没人要求上面的经纬线一定要是衡平竖直的方框，为何要做变形？ 没错，就是这样的，这样的结果就是图幅上下的比例尺不一致。至于为什么要这样做，似乎是为了好看。
[quote]原帖由 [i]laseri[/i] 于 2007-12-9 23:30 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=856333&ptid=84022][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
高纬度地区 拼好后是倒梯形 要把它拉成正方形 你说呢 [/quote] 这跟纬度高低没有任何关系,纬度不过是人们假想出来的线罢了.
月球面积那么大,现在仅仅显示这么小的一块,如果单纯为了好看,反而不应该这么大的变形. 考虑到月球自转，纬度就有关系了，因为高纬度线速度低，低纬度线速度高。多轨图像的重合程度不一样。
[quote]原帖由 [i]LarryLiang[/i] 于 2007-12-10 00:20 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=856385&ptid=84022][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
这跟纬度高低没有任何关系,纬度不过是人们假想出来的线罢了.
月球面积那么大,现在仅仅显示这么小的一块,如果单纯为了好看,反而不应该这么大的变形. ... [/quote] 总理揭幕的第一副图就是把一个扇面抻成了矩形。似乎是为了好看，我个人觉得这样做没有必要，现在新发布的图就好多了。
回复 8# 的帖子
你的评价与实际情况严重不符，拜托你回去再仔细研究了！本回复只是 为了避免后面的网友被楼上的误导了。基本同意LarryLiang的看法::42::
顺便说一下，铺展成平面图是人工的，而且从轨迹照相图到平面图，如果没有尺寸变换就会出现主贴中所说的情况，这是不可避免的。至于没有自动化拼接，我想可能是软件转出来的没有照出来的效果好（主要是从色彩上说的）
[[i] 本帖最后由 willcao 于 2007-12-10 19:33 编辑 [/i]] 那你怎么解释奇怪的一个图幅上下比例尺不一样的情况。我说的是在某个论坛和网友讨论很久的结果，并非信口胡说。
嫦娥的照片是线阵推扫，如果考虑几何畸变，只会在一规图像中心和两周出现不同，而不会在图像的上下两端出现比例尺变化。
[quote]原帖由 [i]willcao[/i] 于 2007-12-10 19:29 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=856856&ptid=84022][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
你的评价与实际情况严重不符，拜托你回去再仔细研究了！
本回复只是 为了避免后面的网友被楼上的误导了。基本同意LarryLiang的看法::42::
顺便说一下，铺展成平面图是人工的，而且从轨迹照相图到平面图，如果没有尺寸变换就会 ... [/quote]
[[i] 本帖最后由 暗夜流星 于 2007-12-11 00:31 编辑 [/i]] 从公布的这张图反推嫦娥的拼图方式：
[img]http://www.clep.org.cn/upfile/Sbj_061/2007/12/up_101432102483F2110.jpg[/img]
正常情况下的拼图应当是这样的：
1）将获得的单轨条带图映射到球面上。
2）通过相关运算，检测重叠部分。
3）剪裁切除重叠部分，这样条带状的直角坐标的图就被转换成球面坐标图，两个坐标分别为经度和纬度。
4）确定需要公布的图幅范围。然后根据范围确定图幅的中心点。
5）将图幅从球面向经过中心点的平面/或者柱面/锥面/映射，获得平面图。
通过这种获得的二维图，具有最小变形的。
那么嫦娥是如何实现的呢？
从公布的这张图分析，他们收到原始图的时候才发现根本没有拼图软件可以使用，于是采用了一个最简单的方式：
一共19轨图，利用第十轨作为中心，从上到下（或者反过来）做逐行处理，利用相关检测的方式，或者手工确定重叠区域。进行拼接，所以，所有条带图中的行都发生了水平位移（除了中间的基准轨）。因为是图像行水平位移所以条带图像就从矩形变成了平行四边形。因为在图像的边缘，环形山的变形程度大的惊人。
上面公布的图可能并非”原始图“，当时公布的图是采用另外一个类似的方法弄出来的，也就是利用右侧的第一轨作为基准，向左方做逐行处理。这就是为何右边环形山没有变形，而左边环形山变形奇大无比的原因。上述的图显然是后来补做的：采用中间轨作为基准，可以将两侧的变形适当减小，并且清除了让个让欧大院士在记者面前发飙失态的多出来的陨石坑。 当图像条带较短的情况下，不是不可以采用简单的拼接方法（虽然这种方法产生的变形较大，且在图形内部是不连续的），但是完全应该误差更小的方法，也就是应该以第十轨为中心，两侧的条带图应该做整个图幅的旋转，而不是简单的让图像行做水平位移。采用旋转条带图的方法，就不会产生环形山变形的情况。
当然这种方法也是只能用来拼接较小的图。对于嫦娥这样19轨大的幅面，还是应该显做球面拼合，在通过投影的方式获得平面图。
这其实是一个非常简单的过程 ，而且非常有意思的是，既然嫦娥团队连三维形貌图都能够准确的拼接出来，为何会在二维图的拼接上犯下如此低级的错误。
我只能说，太奇妙了。 从公开的数据看：据说公布的第一图的范围延伸到南纬70度，但是仔细看一下其实原始的条带图中有若干条的起始位置只有68度69度的样子，可见这个70度的数据只是大概其的 。也可见整个过程的粗劣。 用CAD软件测量了一下所谓最终拼图两侧的倾斜的角度，居然左侧是9.85度，右侧是4.76度。
这么做的目的是什么？宁左勿右？
真服了这帮伙计了。 这个倒是可以理解，还是要考虑月球自传，实际上每一轨的图像相对于经度线都是“斜的”，至于具体数值是多少，需要计算。
[quote]原帖由 [i]LarryLiang[/i] 于 2007-12-11 09:53 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=857177&ptid=84022][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
用CAD软件测量了一下所谓最终拼图两侧的倾斜的角度，居然左侧是9.85度，右侧是4.76度。
还有一个因素是轨道倾角，并不一定是完美的90度。
这么做的目的是什么？宁左勿右？
真服了这帮伙计了。 [/quote]
[[i] 本帖最后由 暗夜流星 于 2007-12-11 11:22 编辑 [/i]] 这个倒是可以理解，还是要考虑月球自传，实际上每一轨的图像相对于经度线都是“斜的”，至于具体数值是多少，需要计算。
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自传导致的倾斜还是很容易判断的就像一般CMOS的射线头一样，你拿着它晃来晃去，图像就会倾斜，因为它用的是Rolling Shutter，逐行曝光的方式类似嫦娥的线扫面描相机（这也是判断摄像头是CCD 还是CMOS 芯片的最可靠的方法，CCD不会因为晃动而产生图像变形，呵呵）。
嫦娥在赤道地区与月球的自传的相对速度最大，这个速度是多大呢，不难计算出来，月球直径是3476，自传周期是27.32天，也就是相对速度不过是4.62米/秒。
而嫦娥围绕月球旋转的速度超过1600米，可以计算出由于自传导致的图像倾斜不过是0.16度左右，基本上是肉眼看不见的。（每1000行偏移3个像素不到）。 而且自传导致的倾斜必然是指向同一个方向的，不可能左右对称（其实也不对称，orz )。 恩，这个问题有趣，让偶好好想想。 LarryLiang 兄，恐怕真的是如你所言，在PS里面手工拼出来的，这倒让我想起了某个传言。
不过这事情委实有点匪夷所思，3D都能拼出来，为何平面图反而弄不出来？要不就是他们开发了3D的专用软件，2D的根本没有考虑？
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