简析数字正射影像图的生产

崔英俊刘彩玲

河南省寰宇信息技术股份有限公司河南省451200

摘要：数字正射影像图（DOM）是对航空或航天像片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。DOM具有信息丰富、获取快捷、直观逼真等优点，可作为地图分析背景控制信息，也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息，为城市规划等应用提供可靠依据。而且可以根据它的信息，进行地图的修测更新。在其他数据的精度、现实性和完整性的评价方面都有很好的作用。

关键词：数字；正射影像图；生产

引言

在计算机科学技术、通信、空间定位、信息技术、航空遥感和航天遥感等高新技术快速发展的今天，根据航空数字影像，在全数字摄影测量系统上利用摄影测量生成的DEM，制作数字正射影像图，满足社会的各种需要或根据数字正射影像图，实现GIS数据库的建立和更新，其所依据的数字高程模型可以成为构建空间数据框架的重要组成基础。目前，生产正射影像图的方法主要有两种，全数字摄影测量系统和单片微分纠正，但它们的基本原理都很相似，都是通过DEM和原始扫描影像来生成正射影像。可根据设备情况、地形情况等，两种方法结合使用。

1利用全数字摄影测量系统生成DOM

基本作业流程分析如下（图1）：

图1作业流程图

（1）扫描原始航片。

（2）航测外业控制测量。

（3）解析空三加密解算每个像对的定向点成果。

（4）全数字摄影测量的“三定向”。第一，内定向：利用框标检校坐标与定位坐标，得到扫描坐标系与像片坐标系间的变换关系；第二，相对定向：恢复构成立体像对的两张像片的相对方位，建立被摄物体的立体模型；第三，绝对定向：由人工立体观测在左右影像上定位控制点，建立起像平面坐标系和大地坐标系的对应关系。如果加密是采用数字空三加密的，则上面的“三定向”可以采用自动空三导入。

（5）按核线方向排列生成核线影像。同名像点必然位于同名核线上，经过核线排列生成的核线影像，在立体观测时必然没有上下视差。

（6）影像匹配。一般全数字摄影测量系统均采用“金字塔”式的多级匹配。

（7）影像匹配结果的人工交互立体编辑。

（8）读入初值点、特征点线、结合立体交互的编辑结果，自动生成准确的数字高程模型DEM。

（9）利用左核线影像或右核线影像、根据绝对定向结果和数字高程模型DEM，生成单像对的数字正射影像。正射影像的成果质量到现在只受上面的三个方面影响。首先选用左右核线影像得到的DOM是有差别的其次是连续像对的绝对定向不一致时，DOM的接边必然出现系统误差，如错位或重影等。它与立体交互编辑没有关系；最后一点是：有什么样的DEM模型必然生成什么样的DOM，在生产DOM时的DEM不一定是正确的。相反正确的DEM并不一定能生成正确的DOM。最简单的例子就是山谷或河流上的高架路，正确的DEM生成的DOM必然是V型的道路，原因就是数学模型是V型山谷。

（10）DOM的镶嵌精度检查。

2用单片微分纠正生成DOM

通过对单张像片的外定向计算消除由摄影倾斜带来的影响，通过利用像片的数字高程模型值进行重采样，消除其他地形起伏带来的变形的微分纠正过程称为单片微分纠正。

（1）选用生产软件，如GeowayDOM软件，在数据库支持下能实现项目组织、任务分派、数据安全、资源调配、进度监视和质量控制的生产过程管理。GeowayDOM软件主要由内定向、外定向、重采样、像片接边、镶嵌成图以及图廓整饰等工序组成，同时提供像片的整体匀色以及接边过渡匀色等处理功能。

（2）按规定格式建立相机参数和控制点坐标文件。

（3）导入图幅的DEM。

（4）进行内定向和空间后方交会，建立像片控制点与地面控制点坐标间关系，利用DEM进行内插计算，生成单片正射影像图。

（5）单片正射影像拼接，裁切生成图幅数字正射影像。单片微分纠正生成正射影像的关键是空间后方交会的计算精度，它直接影响到正射影像图以及片与片间的接边质量，若其超限，就会出现线状地物错位超限，接边处影像模糊等现象。

（6）成果的检查及修改。

3利用扫描矢量化所得的DEM导入到全数字摄影测量系统中生成DOM

通过全数字摄影测量系统可生成绝大部分地区的DEM，但对于悬崖绝壁，地形复杂处的DEM，用全数字摄影测量系统就很难生成满足精度要求、与实地相吻合的DEM，那么DOM也就很难生成了。而用GeowayDOM单片微分纠正有一个很大的缺陷，即使我们只想对一副图进行单片微分纠正，也必须安装SQLServer数据库，也必须通过GeowayDOM和SQLServer连接，导入相机参数、控制点成果、加密成果等才能进行，这样就造成了不必要的麻烦，这样对于少量图幅的生产是没有必要的。

4量检查与质量评定标准

各工序过程质量按要求进行过程检查，需要进行百分百的检查。

（1）影像扫描质量。扫描分辨率是否正确，文件命名是否正确，地图影像线划是否清晰。扫描影像应反差适中、色调饱满、框标清晰，灰度直方图在O～255级呈正态分布。对影像质量较差的影像应进行影像增强处理，包括灰度拉伸处理、边缘信息增强处理、反差与亮度处理等。

（2）参数文件相机参数文件设置是否正确，控制点文件是否正确。

（3）正射影像图平面精度与接边检查。正射影像图平面精度是否符合要求，城中区可用与原有地形图套合的方法进行；影像图接边精度是否符合限差要求；相邻图幅影像色调一致性。接边处影像清晰度应良好，正射影像图接边重叠带不允许出现明显的模糊或重影。

（4）检查和验收。成果实行二级检查、一级验收制度，各工序作业人员必须认真检查，验收由总工办组织实施，对产品实行抽样检查，抽样比例为30％，检查验收方法为上机实查和部分图幅回放检查，具体内容为：第一，检查图幅尺寸，像素数；第二，扫描航片及正射影像图是否清晰，色调是否均匀。正射影像图影像应清晰、纹理信息丰富，片与片之间影像尽量保持色调均匀、反差适中，一般相邻正射影像图影像中相同地物影像灰度均值与方差应一致，灰度均值之差应小于15，图面上不得有图像处理所留下的缺陷；第三，正射影像图之间的色调是否协调；第四，数据文件正确性；第五，光盘介质是否完好，数据读取有无异常；第六，编写技术总结和质检报告。

5结语

总而言之，采用上述方法制作正射影像已经在生产实践中得到了验证，它既能够保证产品精度又能够提高生产效率。经过不断的努力和钻研，在数字化正射影像方面取得了卓越的进步，相信随着科技的发展，在测量数字化方面的应用，一定能够使我国的经济建设更上一级新的台阶。

参考文献

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