劉澤鑫　崔洪昊　李金營

摘要：文章介紹了基于航空攝影測量技術(shù)制作1∶500數(shù)字正射影像圖的作業(yè)流程，以無棣縣數(shù)字正射影像圖制作為例，對一些關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了討論，證實(shí)了用全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)能夠提高成圖質(zhì)量、快速制作數(shù)字正射影像圖，并對正射影像圖的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：航空攝影測量技術(shù)；空三加密；數(shù)字正射影像圖；成圖質(zhì)量；地理信息數(shù)據(jù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：P283 文章編號：1009-2374（2015）28-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.008

1 概述

數(shù)字正射影像圖是對航空航天像片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集，它同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。

無棣縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，為了滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展已有信息化管理的需要，無棣縣提出了構(gòu)建統(tǒng)一的、權(quán)威的“數(shù)字城市”地理空間框架的迫切要求，基于該框架實(shí)現(xiàn)城市政府及各部門間的數(shù)據(jù)交換和共享，以減少重復(fù)建設(shè)，消除信息孤島。數(shù)字正射影像圖是“數(shù)字城市”基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的重要組成部分，也是目前航空技術(shù)的重要產(chǎn)品之一，具有地面信息豐富、紋理特征真實(shí)、易判讀、成本低、成圖周期短等優(yōu)勢。伴隨經(jīng)濟(jì)的飛速增長及電子政務(wù)的不斷普及，數(shù)字正射影像在城市發(fā)展與建設(shè)中得到了越來越多的應(yīng)用與體現(xiàn)。

2 測區(qū)概況

無棣縣屬于山東省濱州市，位于山東省最北部，瀕臨渤海，毗鄰河北，是山東北大門，屬黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)和山東藍(lán)色半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)兩大國家戰(zhàn)略疊加區(qū)。全縣版圖面積1601km2，海岸線75km，轄9鎮(zhèn)2街道，568個行政村，43萬人。界于東經(jīng)117°30′05″至118°03′06″，北緯37°41′11″至38°15′48″之間。無棣縣城區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地面積約為98.8km2，城區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地周邊面積為1215.6km2。為了建設(shè)“數(shù)字無棣”地理空間框架，充實(shí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，加強(qiáng)基礎(chǔ)測繪工作，無棣縣國土資源局組織實(shí)施了對無棣縣縣域進(jìn)行航空攝影測量，制作全縣數(shù)字正射影像圖的工作。

3 技術(shù)要點(diǎn)

3.1 航空攝影

無棣縣地勢較平，測區(qū)按平地要求，采用正常重疊進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)置連續(xù)對向飛行航線，航向重疊不小于60%，旁向重疊不小于25%。

2013年11月正元地理信息有限責(zé)任公司采用先進(jìn)的運(yùn)-5飛機(jī)，配合國際上較先進(jìn)的UCE航空攝影相機(jī)對無棣縣進(jìn)行航空攝影測量，共獲取數(shù)碼航攝照片7501張（地面分辨率0.1cm的影像5713張，地面分辨率0.05cm影像1788張），滿足航測成圖的作業(yè)要求。

3.2 像控點(diǎn)測量

3.2.1 像控點(diǎn)布設(shè)。本次像控點(diǎn)的布設(shè)采用了區(qū)域網(wǎng)的布點(diǎn)方法，布設(shè)過程中嚴(yán)格按照《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》的規(guī)定和要求進(jìn)行，

3.2.2 像控點(diǎn)的選刺。像控點(diǎn)選刺應(yīng)選在目標(biāo)小、影像清晰、易辨別的地物折角頂點(diǎn)以及線狀地物良好的交點(diǎn)處。

在進(jìn)行平高像控點(diǎn)測量時，應(yīng)避免干擾，盡量選在視野開闊區(qū)域，避開大面積水域，遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源。

3.2.3 像控點(diǎn)測量。本次像控點(diǎn)測量利用山東省CORS系統(tǒng)采用GPS-RTK測量模式，共布設(shè)像片控制點(diǎn)930個，均為平高控制點(diǎn)。測量過程嚴(yán)格按照規(guī)范的要求

進(jìn)行。

3.3 空三加密

本項(xiàng)目空三加密使用的軟件是inpho全自動空三軟件，除半自動量測控制點(diǎn)之外，內(nèi)定向、選取加密點(diǎn)、轉(zhuǎn)刺加密點(diǎn)、相對定向、模型連接、生成測區(qū)像點(diǎn)網(wǎng)等步驟均自動完成，生成最終加密成果，以備航空攝影測量全數(shù)字采集使用。

3.3.1 相對定向和模型連接。當(dāng)植被覆蓋較多的山區(qū)或影像質(zhì)量不理想導(dǎo)致自動相對定向失敗時，則采用人工添加同名地物點(diǎn)進(jìn)行匹配完成相對定向；對于連接失敗的模型由人工添加同名連接點(diǎn)來完成區(qū)域網(wǎng)的模型連接，同時在選點(diǎn)中盡量在標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位選取成對連接點(diǎn)，以增加網(wǎng)的連接強(qiáng)度。

3.3.2 立體量測像控點(diǎn)。根據(jù)外業(yè)刺點(diǎn)照片和點(diǎn)之記使用inpho立體量測功能進(jìn)行像控點(diǎn)的轉(zhuǎn)刺，加點(diǎn)時首先量測測區(qū)四周的控制點(diǎn)初次平差解算后預(yù)測加密點(diǎn)，利用預(yù)測結(jié)果立體量測為準(zhǔn)，這樣大大提高工作效率。當(dāng)在絕對定向量測像控點(diǎn)發(fā)現(xiàn)問題時及時與外業(yè)溝通，采取補(bǔ)救措施保證像控點(diǎn)正確。

3.3.3 區(qū)域網(wǎng)接邊。以相鄰區(qū)域網(wǎng)中的同名地物點(diǎn)進(jìn)行接邊，當(dāng)接邊符合要求后取平均值作為最終成果，并且對于相鄰區(qū)域網(wǎng)重疊區(qū)域選取大量的同名點(diǎn)進(jìn)行接邊，保證加密點(diǎn)的精度。

3.4 DEM編輯

應(yīng)用VirtuoZo全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，直接在立體模型上采集特征點(diǎn)和特征線，根據(jù)量測的特征點(diǎn)和特征線生成像方格網(wǎng)DEM，編輯DEM至切準(zhǔn)模型。對于湖泊、水庫等水涯線閉合區(qū)域，進(jìn)行強(qiáng)制置平；對于高架路、橋梁等高出地面的地物，把DEM修正到實(shí)際地面上。

像方DEM創(chuàng)建后，采用“物方DEM檢查編輯”漫游檢查DEM點(diǎn)與模型的吻合情況，對于沒有要準(zhǔn)立體模型的區(qū)域，應(yīng)加測更多的特征點(diǎn)和特征線，再次創(chuàng)建物方DEM，直到所有DEM點(diǎn)都切準(zhǔn)模型表面，自動拼接單模型DEM，對于粗差點(diǎn)重新編輯DEM格網(wǎng)點(diǎn)，經(jīng)反復(fù)修改，使精度滿足模型接邊限差。

3.5 DOM生成

自動生成單模型的DOM，并檢查單模型的DOM是否變形、扭曲、重影、模糊，對于不理想?yún)^(qū)域分析原因，進(jìn)行修改直至產(chǎn)品合格。

手工選取拼接線，選拼接線時盡量沿線狀地物選取，避免切割房屋、山體、路橋等重要地物。對拼接后的DOM影像進(jìn)行目視檢查，看模型拼接處影像有無錯位和色彩差異很大的情況，對于影像拼接錯位，返回到絕對定向，檢查控制點(diǎn)點(diǎn)位是否判錯；對于影像色彩差異大，通過調(diào)整生成正射影像的像片再重新生成DOM影像，個別調(diào)整后仍不行的情況，對單模型影像進(jìn)行色彩、亮度等再處理；對于局部有扭曲變形的區(qū)域用原始影像進(jìn)行修補(bǔ)。

DOM接邊和調(diào)色在“易拼圖”和“Photoshop7.0”影像處理軟件中進(jìn)行。同圖幅之間的拼接采用“易拼圖”中圖幅接邊手工選取鑲嵌線的方式，該過程應(yīng)保證圖幅DOM的完整和準(zhǔn)確，保證圖幅與圖幅間的色彩平衡。為增強(qiáng)DOM可讀性，提高其實(shí)用性，在制作過程中對主要的地理名稱和道路名稱進(jìn)行注記，注記文件為DWG格式。

3.6 DOM精度檢查

為保證DOM數(shù)據(jù)精度，除保證色彩完整等，還需檢查DOM的精度，可利用DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加套合檢查DOM的精度。

4 正射影像圖制作過程中要注意的問題

（1）在建筑物密集區(qū)正射糾正時特別容易產(chǎn)生扭曲變形，因此一定要保證DEM數(shù)據(jù)取舍合理，確保實(shí)地平臺的完整性，減少變形；（2）影像鑲嵌時，要反復(fù)比較，剔除高大建筑物陰影所帶來的地物損失；（3）地物密集地區(qū)走拼接線時，一定反復(fù)對照，消除不同航片上由于建筑物及高大樹木的投影差而帶來的影像疊置和地物丟失現(xiàn)象；（4）在影像圖制作中要注意加強(qiáng)影像圖的自查、互查及成圖檢查，特別要注意接邊及圖內(nèi)影像的合理性檢查。

5 結(jié)語

本文結(jié)合無棣縣數(shù)字正射影像的制作實(shí)踐，闡述了采用全數(shù)字?jǐn)z影測量方法制作數(shù)字正射影像的作業(yè)流程，對其中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了簡要的介紹，并對制作過程中須注意的問題進(jìn)行了簡單說明。隨著航空技術(shù)的發(fā)展以及城市數(shù)字化進(jìn)程的加快，數(shù)字正射影像圖作為“數(shù)字城市”地理空間框架的重要組成部分，將會隨著城市發(fā)展和社會進(jìn)步的要求得到普及和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王玨，陳映鷹.數(shù)字正射影像地圖的生成及進(jìn)一步開發(fā)利用[J].遙感信息，2001，（2）.

[2] 李琪，陳春花，孫莉.城市大比例尺數(shù)字正射影像圖制作技術(shù)淺析[J].地理空間信息，2010，8（5）.

作者簡介：劉澤鑫（1973-），男，山東無棣人，無棣縣國土資源局助理工程師，研究方向：土地管理、土地開發(fā)、土壤改良、測繪應(yīng)用；崔洪昊（1987-），男，山東無棣人，無棣縣國土資源局助理工程師，研究方向：測繪技術(shù)、地理信息、土地管理等；李金營（1988-），男，山東無棣人，無棣縣金土地理信息科技有限公司助理工程師，研究方向：測繪技術(shù)、地理信息。

（責(zé)任編輯：周 瓊）