黄金浪，施一军

(南京市测绘勘察研究院有限公司，江苏南京 210005)

基于滤波技术的大比例尺正射影像图快速制作

黄金浪∗，施一军

(南京市测绘勘察研究院有限公司，江苏南京 210005)

随着摄影测量与遥感技术的发展，高分辨率正射影像图的应用范围越来越广，如何快速制作正射影像图成为当前的一个热点问题。本文先介绍滤波技术的原理，并以南京市城南某区域正射影像图生产为例，介绍如何利用滤波技术结合摄影测量的方法快速生产正射影像图。对关键技术、产品数学精度和工作效率进行分析和总结。

正射影像图；滤波；精度

1 前 言

数字正射影像图(DOM)是利用数字高程模型(DEM)对数字化航空影像进行逐像元投影差改正，经过镶嵌，按一定的比例尺分幅裁切生成的数字正射影像数据集。正射影像图具有直观真实纹理特征和丰富的地理信息，有良好的判断与量测性能，数据结构简单，精度高成本低等优点，使其应用范围越来越广泛。传统的正射影像制作方法需要大量的人工编辑工作，效率低，难以满足突发事件、应急指挥等急需快速获取正射影像图的需求。利用滤波技术制作正射影像制作，可以减少大量人工编辑工作，缩短作业周期，提高生产效率，是一种高效的正射影像制作方法。

2 滤波技术

点云滤波技术是LiDAR数据处理的一项技术，由于LiDAR获取的激光点云在空间上的分布很不规则，呈现为随机的离散点云，而且在这些点中，有些点位于真实地形表面，有些点位于非地表面，因此，基于LiDAR点云数据生成DEM的首要任务是有效地识别地面点，通常称之为点云的滤波处理，这项技术称为点云的滤波技术。立体像对匹配获取的匹配点空间表现与LiDAR点云相似，利用LiDAR点云滤波技术处理立体像对生成的匹配点，可以有效减少人工编辑工作量，提高生产效率。

2.1 滤波的原理

激光点云滤波的原理:相邻的激光点间的高程突变，一般不是由地形的陡然起伏所造成的，更为可能的是较高点位于某些地物上。依据临近点的高程突变信息采用相应的算法对点云进行过滤，区分出地面点和其他地物点。

2.2 使用方法

影像密集匹配可以获得大量的离散点，这些离散点构成了DSM，利用LIDAR数据处理的方法，采用高程滤波处理，可将DSM区分为地面数据和地物数据，地面数据直接生成DEM，从而达到减少人工编辑DEM的目的。

3 正射影像生产

3.1 测区情况与资料分析

测区位于南京市，区域内有高架桥及成片的住宅小区，采用DMC相机摄影，航摄比例尺1∶6 000，测区范围5条航线共138张航片，面积17 km2。区域共布设了25个控制点，2个检查点。区域内覆盖有1∶500地形图，可以用于精度检测。

3.2 作业流程

首先通过外业像控测量，经空三加密，建立测区，利用影像匹配技术获取大量高精度的匹配点，通过点云滤波方法，将大量非地面点去除，生成DEM，局部匹配不好的地方可以通过交互编辑来改正，最后利用DEM对影像进行数字微分纠正来生成正射影像。具体工艺流程如图1所示。

图1 正射影像图制作流程示意图

3.3 正射影像制作

(1)空三加密

空三加密使用SSK ISAT自动空三软件，区域只布设一个区域网，采用光束法区域网平差，平差后控制点及检查点误差结果如表1所示。

区域网平差精度 表1

(2)DEM处理

在VirtuoZo里导入空三加密成果，建立测区，对全测区进行自动影像匹配，生成匹配点(如图2所示)。在TerraScan软件，利用点云滤波技术，将导入的匹配点做分类处理，生成地面点(如图3所示)。在VirtuoZo立体环境下，检查DEM格网点是否切准地面，对未切准地面的格网点做局部编辑，编辑完成后可生成DEM。

图2 自动匹配的匹配点

图3 点云滤波后的地面点

(3)正射影像处理

在VirtuoZo里利用DEM生成单模型正射影像，EPT软件里，对DOM进行匀光、匀色，并通过镶嵌、裁切，生成图幅DOM。

3.4 正射影像图精度统计与分析

将1∶500地形图与正射影像图叠加，选取正射影像图里清晰的地物，分别读取其在正射影像图和地形图里的平面坐标，计算两者之间的坐标差值并对误差进行统计分析。共选取了检查点50个，精度统计结果如表2所示，检查点误差分布如图4所示。

图4 点位误差分布图

根据表2统计结果分析:本次正射影像图成果其精度完全满足《城市测量规范》1∶1 000比例尺航测成图的精度要求。

3.5 工作效率

本次生产内业投入一个作业员共花了2.5天时间完成138张航片空三加密及17 km21∶1 000比例尺正射影像制作，比传统方法提前了2.5天完成。

4 结 语

由于DOM的应用越来越广泛，用户对DOM现势性的要求越来越高，传统的DOM作业方法已经越来越难以适应生产需求。基于滤波技术的正射影像制作方法，可以大大缩短正射影像图的制作时间，提高工作效率，降低劳动成本。通过本次研究，验证了该方法用于大比例尺正射影像图生产的可行性，为同类项目提供了一定的参考依据。

[1] 黄金浪.基于TerraScan的Lidar数据处理[J].测绘通报，2007(10):13～16.

[2] 毛建华，何挺，曾齐红等.基于TIN的LiDAR点云过滤算法[J].激光杂志，2007，28(6):36～38.

[3] 适普软件有限公司.VirtuoZoNT使用手册[R].武汉，2002.

[4] 张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社，1997.

[5] CJJ 8-99.城市测量规范[S].

[6] TerraSolid公司.TerraScan用户手册[R].2004.

Production Large Scale DOM Based Filtering Technology

Huang Jinlang，Shi Yijun
(NanJing Institute of Surveying，Mapping＆Geotechnical Investigation，Co.，Ltd.NanJing JiangSu 210005，China)

With the development of Photogrammetry and Remote Sensing，high-spatial resolution DOM was used widely and widely.How to produce DOM quickly has been a hot topic.With the example of DOM produced for south area of NanJing city，filter technique’s principle are introduced first in the text，Then introduced how to produce DOM with filter technique and themethods of Photogrammetry.Key techniques，math precision and work efficiency are especially analyzed in the paper.

DOM；filtering；precision

1672-8262(2013)05-71-02

P237

B

2013—04—23

黄金浪(1978—)，男，工程师，主要从事摄影测量与遥感应用工作。