關(guān)于數(shù)字正射影像圖制作質(zhì)量的改進(jìn)措施探討

楊慧

（中山市基礎(chǔ)地理信息中心 廣東中山 528400）

關(guān)于數(shù)字正射影像圖制作質(zhì)量的改進(jìn)措施探討

楊慧

（中山市基礎(chǔ)地理信息中心 廣東中山 528400）

數(shù)字正射影像圖具有信息豐富、較強(qiáng)直觀性與地圖幾何精度等優(yōu)勢(shì)，目前在土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、道路選線設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著科技的迅速發(fā)展，對(duì)高精度數(shù)字正射影像圖的研究就顯得尤為重要?；诖?，本文首先分析了數(shù)字正射影像圖相關(guān)內(nèi)容，其次以某兩個(gè)城市為了，對(duì)數(shù)字正射影像圖制作與其質(zhì)量改進(jìn)措施進(jìn)行了詳細(xì)的研究，以供參考。

數(shù)字正射影像；制作質(zhì)量；改進(jìn)措施

1 引言

數(shù)字正射影像圖（DOM）一直以來都是4D產(chǎn)品中不可替代的、重要的組成部分，相比于地形圖，其更加直觀，并且容易理解與快速更新。近年來，隨著數(shù)字地球與數(shù)字中國(guó)建設(shè)不斷推進(jìn)，正射影像圖在地圖信息系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，此情況下，必須確保其質(zhì)量，并且還要積極采取相應(yīng)的措施，不斷改進(jìn)并提升其制作質(zhì)量，促進(jìn)國(guó)家與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 數(shù)字正射影像圖概述

2.1 數(shù)字正射影像圖定義

所謂數(shù)字正射影像圖（DOM），主要是對(duì)航空航天相片進(jìn)行數(shù)字微分糾正與鑲嵌操作，并按照一定圖幅范圍裁剪構(gòu)成的數(shù)字正射影像集。同時(shí)，其還是具備地圖幾何精度與影像特征的圖像。通常情況下，數(shù)字正射影像圖（DOM）的精度較高、信息較豐富、直觀逼真，并且還具有可快速獲得相關(guān)信息數(shù)據(jù)等特征，所以能夠?qū)⑵渥鳛榈貓D分析背景控制信息，當(dāng)然也可以從其中獲得資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的歷史信息或是最新的信息，以此來為災(zāi)害防治與公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等工作提供較為可靠的數(shù)據(jù)與信息依據(jù)。除此之外，還可從中提取和派生新的信息，實(shí)現(xiàn)地圖的修測(cè)更新。評(píng)價(jià)其它數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)實(shí)性和完整性都很優(yōu)良。

2.2 數(shù)字正射影像圖制作方法

（1）全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量法，主要采用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像的制作，具體來說就是對(duì)數(shù)字影像對(duì)進(jìn)行內(nèi)定向、相對(duì)定向、絕對(duì)定向之后，形成DEM，然后再依據(jù)反解法做單元數(shù)字微分糾正，鑲嵌單片正射影像，最后再依據(jù)圖廓線裁切，就能夠獲得一幅數(shù)字正射影像圖。此外，在完成了上述操作之后，還需要進(jìn)行地名注記、圖廓整飾及公里格網(wǎng)等操作。經(jīng)過修改后，還需將其繪制成DOM或刻錄光盤保存。

（2）單片數(shù)字微分糾正。如果一個(gè)區(qū)域內(nèi)已經(jīng)具備了DEM數(shù)據(jù)以及像片控制成果，此時(shí)可直接使用該成果數(shù)據(jù)DOM，主要流程為：在完成了航攝負(fù)片影像的掃描操作之后，根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)字影像內(nèi)定向，之后再通過DEM成果做數(shù)字微分糾正，其余后續(xù)過程與上述方法相同。

（3）正射影像圖掃描。如果已經(jīng)具備通過光學(xué)投影制作的正射影像圖，就可以直接對(duì)光學(xué)正射影像圖進(jìn)行影像掃描數(shù)字化，之后再進(jìn)行幾何糾正，這樣就能夠獲取數(shù)字正射影像的數(shù)據(jù)。其中，對(duì)于幾何糾正，其是直接針對(duì)掃描變換進(jìn)行數(shù)字模擬。對(duì)于掃描圖像的總體變形過程，可看成平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、仿射、偏扭、彎曲等基本變形的綜合作用結(jié)果。

2.3 數(shù)字正射影像圖技術(shù)特征

與地圖分幅、投影、坐標(biāo)系統(tǒng)等相同，數(shù)字正射影像的圖像分辨率輸入必須不小于400dpi，輸出也需要不小于250dpi。同時(shí)，因數(shù)字正射影像圖是數(shù)字的，所以可通過計(jì)算機(jī)將其局部方法，具備良好的判讀性能、量測(cè)性能、管理性能。對(duì)于數(shù)字正射影像圖（DOM），其還能夠作為獨(dú)立的背景層、地名注記，通過復(fù)合圖廓線、公里格網(wǎng)與其它要素層，還能夠制成各種形式的專題圖，具備信息豐富、精度較高、現(xiàn)實(shí)性、直觀逼真等優(yōu)勢(shì)。

此外，還可將其作為背景控制信息，對(duì)其他數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)性、完整性與精確度進(jìn)行一定的評(píng)價(jià)，當(dāng)然也可以從中提取所需要的自然信息與人文信息，并派生出新的信息和產(chǎn)品，為地形圖的修測(cè)與更新提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)與更新途徑。

3 制作流程

3.1 航攝資料

采用RC-10光學(xué)攝影機(jī)進(jìn)行攝影操作，航拍比例為1∶15000，攝影質(zhì)量滿足相關(guān)規(guī)范要求。同時(shí)采用專用影像掃描儀，對(duì)原始航片進(jìn)行整體掃描，但由于該航攝影片不具備像移補(bǔ)償裝置，僅能采用25μm的數(shù)字影像掃描分辨率。

3.2 技術(shù)方案

由于用戶需要提供3D產(chǎn)品與所處地區(qū)山地較多的情況，決定采用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量法進(jìn)行立體模型的構(gòu)建，之后再依據(jù)采集到的數(shù)字正射影像圖進(jìn)行數(shù)字影像嚴(yán)密三維微分糾正操作。

3.2.1 外業(yè)工作

在進(jìn)行像片控制作業(yè)時(shí)，通常采取航帶區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)，也就是在航線首末處各設(shè)置兩個(gè)外業(yè)控制點(diǎn)。對(duì)于中間地段，通常每間隔4～5條基線設(shè)置兩個(gè)外業(yè)控制點(diǎn)，從而滿足1∶10000與1∶5003D產(chǎn)品的平面與高程方面的精度要求。

3.2.2 內(nèi)業(yè)工作

對(duì)于內(nèi)業(yè)工作流程（圖1）與方式，具體包括以下內(nèi)容：①采用某公司開發(fā)的Virtuo Zo與JX-4ADPW（只要在自動(dòng)空中三角測(cè)量作業(yè)中應(yīng)用）全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站。②通過內(nèi)定向、自動(dòng)量測(cè)、模型連接等進(jìn)行量測(cè)作業(yè)。③進(jìn)行空中三角測(cè)量，并計(jì)算區(qū)域網(wǎng)加密平差。④進(jìn)行核線重采樣、影響匹配作業(yè)，之后還要依據(jù)區(qū)域DTM構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的高程模型。⑤進(jìn)行正射影像圖的制作。

圖1 數(shù)字正射影像圖的主要作業(yè)流程圖

4 數(shù)字正射影像圖制作質(zhì)量改進(jìn)措施

4.1 采集DEM

（1）定向精度。對(duì)于該項(xiàng)目定向精度原則，具體如表1所示。

表1 定向精度指標(biāo)

（2）DEM的精度要求。因用戶要求DEM數(shù)據(jù)作為正式測(cè)量成果上交至相關(guān)人員、部門與單位，基于此，對(duì)于DEM的格網(wǎng)間距、格網(wǎng)點(diǎn)高程精度，需確保其滿足表2要求。

（3）DEM的拼接。在進(jìn)行模型之間DEM的拼接作業(yè)時(shí)，需要確保重疊帶的寬度超過2個(gè)格網(wǎng)，也就是要滿足3排點(diǎn)的要求。此外，對(duì)于同名點(diǎn)高程，至少要小于一個(gè)等高距。

表2 DEM精度指標(biāo)

4.2 糾正鑲嵌

（1）三維微分糾正。依據(jù)DEM格網(wǎng)按像元地面分辨率（1m×1m）的實(shí)際大小進(jìn)行合理的分割，以形成1m×1m的格網(wǎng)。對(duì)于格網(wǎng)中心點(diǎn)高程，應(yīng)當(dāng)按照雙線性內(nèi)插的方式，并通過像元四個(gè)角的角高程的計(jì)算獲得。在完成上述操作之后，需要通過坐標(biāo)（X，Y，Z）共線方程，將每個(gè)像元的地面坐標(biāo)投影到像片上，以獲得其像點(diǎn)坐標(biāo)（x，y）。最后再依據(jù)該像點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)其附近相關(guān)的掃描像片像元，依據(jù)雙線性內(nèi)插法進(jìn)行重采樣操作。

（2）色調(diào)調(diào)整與影像鑲嵌。因該項(xiàng)目采用真彩色航片，所以在進(jìn)行鑲嵌作業(yè)之前，需要對(duì)由于航片季節(jié)與時(shí)間之間的關(guān)系而產(chǎn)生的色調(diào)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象進(jìn)行充分的考慮，并依據(jù)此來進(jìn)行局部色彩融差糾偏，以確保整體色彩效果的統(tǒng)一性。通過此種方式，各幅圖間的影像色調(diào)幾乎一致，通常能夠獲得良好的效果。此外，在進(jìn)行圖像的制作時(shí)，對(duì)于周圍模型影響的鑲嵌，應(yīng)當(dāng)采用以控制點(diǎn)連線為中心線，并在其1cm范圍內(nèi)選擇拼接線，盡量避免高達(dá)建筑物影像被分割，從而失去完整性。當(dāng)然也可以通過軟件自身的功能妥善解決影像重影問題。

4.3 圖幅裁切

對(duì)于圖幅裁切，應(yīng)當(dāng)在遵循GB/T13989原則情況下，確定圖幅4個(gè)圖廓點(diǎn)坐標(biāo)，但如果用戶有其他的需求，還需要按照其具體需求，采取相對(duì)應(yīng)的措施。此外，對(duì)于圖幅裁切范圍，應(yīng)當(dāng)以圖廓點(diǎn)外接圖廓外擴(kuò)100m為主。

4.4 其它數(shù)據(jù)

①地名注記，可依據(jù)已具備大比例圖件資料與外業(yè)調(diào)繪成果，并采用矢量方式，在分析自然地理名稱與單位村落名稱的基礎(chǔ)上，形成獨(dú)立的地名數(shù)據(jù)層。②圖內(nèi)外整飾，應(yīng)當(dāng)依據(jù)GB15968，并采用矢量方式，形成獨(dú)立的圖廓整飾數(shù)據(jù)層。同時(shí)，還需要依據(jù)用戶的具體需求，形成相關(guān)圖廓點(diǎn)與公里網(wǎng)線的兩套圖件書記。③元數(shù)據(jù)。a.依據(jù)有關(guān)要求確定文本方式；b.按照標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容與格式進(jìn)行圖幅的元數(shù)據(jù)文件的制作；c.將相關(guān)文件、資料一起移交用戶。

5 結(jié)語

綜上所述，相比于傳統(tǒng)的影像圖，數(shù)字正射影像圖信息量較為豐富，并且還具備科學(xué)性與先進(jìn)性等特征。但在實(shí)際制作過程中，數(shù)字正射影像圖依舊屬于面元糾正，并且還存在許多不完整的地方，因此，必須對(duì)其進(jìn)行深入的分許與研究，妥善解決其中存在的問題，全面提升其質(zhì)量。

[1]答星.基于Ortho Vista的數(shù)字正射影像快速成圖的方法研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2011（8）：54～56.

[2]洪亮，方芳，徐素薇，等.Quick Bird影像制作數(shù)字正射影像圖生產(chǎn)工藝的探討[J].地理空間信息，2010，08（6）：22～24.

[3]許康，盧剛，丁榮榮.1∶10000Pleiades衛(wèi)星數(shù)字正射影像圖的制作方法與質(zhì)量控制[J].測(cè)繪與空間地理信息，2015（1）：53～55.

P231

A

1004-7344（2016）10-0171-02

2016-3-20

楊慧（1988-），女，本科，主要從事測(cè)繪產(chǎn)品驗(yàn)收、數(shù)據(jù)建庫(kù)、影像轉(zhuǎn)換、國(guó)情普查、編繪土地利用現(xiàn)狀圖、數(shù)據(jù)接收、檢查、整理工作。