关于数字正射影像图制作质量的改进措施探讨

2016-08-11杨慧

大科技 2016年10期

关键词：图幅射影格网

杨慧

（中山市基础地理信息中心广东中山 528400）

关于数字正射影像图制作质量的改进措施探讨

杨慧

（中山市基础地理信息中心广东中山 528400）

数字正射影像图具有信息丰富、较强直观性与地图几何精度等优势，目前在土地动态监测、道路选线设计等领域中获得了较为广泛的应用。近年来，随着科技的迅速发展，对高精度数字正射影像图的研究就显得尤为重要。基于此，本文首先分析了数字正射影像图相关内容，其次以某两个城市为了，对数字正射影像图制作与其质量改进措施进行了详细的研究，以供参考。

数字正射影像；制作质量；改进措施

1 引言

数字正射影像图（DOM）一直以来都是4D产品中不可替代的、重要的组成部分，相比于地形图，其更加直观，并且容易理解与快速更新。近年来，随着数字地球与数字中国建设不断推进，正射影像图在地图信息系统中占据着重要的地位，此情况下，必须确保其质量，并且还要积极采取相应的措施，不断改进并提升其制作质量，促进国家与经济的发展。

2 数字正射影像图概述

2.1 数字正射影像图定义

所谓数字正射影像图（DOM），主要是对航空航天相片进行数字微分纠正与镶嵌操作，并按照一定图幅范围裁剪构成的数字正射影像集。同时，其还是具备地图几何精度与影像特征的图像。通常情况下，数字正射影像图（DOM）的精度较高、信息较丰富、直观逼真，并且还具有可快速获得相关信息数据等特征，所以能够将其作为地图分析背景控制信息，当然也可以从其中获得资源与社会经济发展等方面的历史信息或是最新的信息，以此来为灾害防治与公共设施建设规划等工作提供较为可靠的数据与信息依据。除此之外，还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良。

2.2 数字正射影像图制作方法

（1）全数字摄影测量法，主要采用数字摄影测量系统进行图像的制作，具体来说就是对数字影像对进行内定向、相对定向、绝对定向之后，形成DEM，然后再依据反解法做单元数字微分纠正，镶嵌单片正射影像，最后再依据图廓线裁切，就能够获得一幅数字正射影像图。此外，在完成了上述操作之后，还需要进行地名注记、图廓整饰及公里格网等操作。经过修改后，还需将其绘制成DOM或刻录光盘保存。

（2）单片数字微分纠正。如果一个区域内已经具备了DEM数据以及像片控制成果，此时可直接使用该成果数据DOM，主要流程为：在完成了航摄负片影像的扫描操作之后，根据控制点坐标进行数字影像内定向，之后再通过DEM成果做数字微分纠正，其余后续过程与上述方法相同。

（3）正射影像图扫描。如果已经具备通过光学投影制作的正射影像图，就可以直接对光学正射影像图进行影像扫描数字化，之后再进行几何纠正，这样就能够获取数字正射影像的数据。其中，对于几何纠正，其是直接针对扫描变换进行数字模拟。对于扫描图像的总体变形过程，可看成平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲等基本变形的综合作用结果。

2.3 数字正射影像图技术特征

与地图分幅、投影、坐标系统等相同，数字正射影像的图像分辨率输入必须不小于400dpi，输出也需要不小于250dpi。同时，因数字正射影像图是数字的，所以可通过计算机将其局部方法，具备良好的判读性能、量测性能、管理性能。对于数字正射影像图（DOM），其还能够作为独立的背景层、地名注记，通过复合图廓线、公里格网与其它要素层，还能够制成各种形式的专题图，具备信息丰富、精度较高、现实性、直观逼真等优势。

此外，还可将其作为背景控制信息，对其他数据的现实性、完整性与精确度进行一定的评价，当然也可以从中提取所需要的自然信息与人文信息，并派生出新的信息和产品，为地形图的修测与更新提供优质的数据与更新途径。

3 制作流程

3.1 航摄资料

采用RC-10光学摄影机进行摄影操作，航拍比例为1∶15000，摄影质量满足相关规范要求。同时采用专用影像扫描仪，对原始航片进行整体扫描，但由于该航摄影片不具备像移补偿装置，仅能采用25μm的数字影像扫描分辨率。

3.2 技术方案

由于用户需要提供3D产品与所处地区山地较多的情况，决定采用数字摄影测量法进行立体模型的构建，之后再依据采集到的数字正射影像图进行数字影像严密三维微分纠正操作。

3.2.1 外业工作

在进行像片控制作业时，通常采取航带区域网布点，也就是在航线首末处各设置两个外业控制点。对于中间地段，通常每间隔4～5条基线设置两个外业控制点，从而满足1∶10000与1∶5003D产品的平面与高程方面的精度要求。

3.2.2 内业工作

对于内业工作流程（图1）与方式，具体包括以下内容：①采用某公司开发的Virtuo Zo与JX-4ADPW（只要在自动空中三角测量作业中应用）全数字摄影测量工作站。②通过内定向、自动量测、模型连接等进行量测作业。③进行空中三角测量，并计算区域网加密平差。④进行核线重采样、影响匹配作业，之后还要依据区域DTM构建相对应的高程模型。⑤进行正射影像图的制作。

图1 数字正射影像图的主要作业流程图

4 数字正射影像图制作质量改进措施

4.1 采集DEM

（1）定向精度。对于该项目定向精度原则，具体如表1所示。

表1 定向精度指标

（2）DEM的精度要求。因用户要求DEM数据作为正式测量成果上交至相关人员、部门与单位，基于此，对于DEM的格网间距、格网点高程精度，需确保其满足表2要求。

（3）DEM的拼接。在进行模型之间DEM的拼接作业时，需要确保重叠带的宽度超过2个格网，也就是要满足3排点的要求。此外，对于同名点高程，至少要小于一个等高距。

表2 DEM精度指标

4.2 纠正镶嵌

（1）三维微分纠正。依据DEM格网按像元地面分辨率（1m×1m）的实际大小进行合理的分割，以形成1m×1m的格网。对于格网中心点高程，应当按照双线性内插的方式，并通过像元四个角的角高程的计算获得。在完成上述操作之后，需要通过坐标（X，Y，Z）共线方程，将每个像元的地面坐标投影到像片上，以获得其像点坐标（x，y）。最后再依据该像点坐标，对其附近相关的扫描像片像元，依据双线性内插法进行重采样操作。

（2）色调调整与影像镶嵌。因该项目采用真彩色航片，所以在进行镶嵌作业之前，需要对由于航片季节与时间之间的关系而产生的色调不协调现象进行充分的考虑，并依据此来进行局部色彩融差纠偏，以确保整体色彩效果的统一性。通过此种方式，各幅图间的影像色调几乎一致，通常能够获得良好的效果。此外，在进行图像的制作时，对于周围模型影响的镶嵌，应当采用以控制点连线为中心线，并在其1cm范围内选择拼接线，尽量避免高达建筑物影像被分割，从而失去完整性。当然也可以通过软件自身的功能妥善解决影像重影问题。

4.3 图幅裁切

对于图幅裁切，应当在遵循GB/T13989原则情况下，确定图幅4个图廓点坐标，但如果用户有其他的需求，还需要按照其具体需求，采取相对应的措施。此外，对于图幅裁切范围，应当以图廓点外接图廓外扩100m为主。

4.4 其它数据

①地名注记，可依据已具备大比例图件资料与外业调绘成果，并采用矢量方式，在分析自然地理名称与单位村落名称的基础上，形成独立的地名数据层。②图内外整饰，应当依据GB15968，并采用矢量方式，形成独立的图廓整饰数据层。同时，还需要依据用户的具体需求，形成相关图廓点与公里网线的两套图件书记。③元数据。a.依据有关要求确定文本方式；b.按照标准内容与格式进行图幅的元数据文件的制作；c.将相关文件、资料一起移交用户。