浅析正射影像图和数字线划图

浅析正射影像图和数字线划图

的制作

【摘要】：本文阐述了如何制作数字正射影像图(DOM)，制作的方法和各项技术要求，精度指标以及存在问题，对全数字摄影测量的数字化(DLG)作业过程和精度进行了一些探讨及理论上的分析。本文第一章介绍福州数字正射影像图（DOM）的工作流程和各项技术要求，第二章对数字线划图（DLG）在永安至宁化高速公路中的应用和各项技术要求作了简要介绍。

【关键词】:正射影像图DOM 质量精度数字线划图DLG 航测

第一章引言

随着计算机技术、数字图像处理、模式识别、人工智能、专家系统以及计算机视觉等学科的不断发展，摄影测量经模拟摄影测量开始，经解析摄影测量阶段，进入全数字摄影测量阶段，虽然摄影测量的基本原理并没有发生很大改变，但其技术手段发生了根本性的变革，极大的丰富了数字摄影测量的内涵和外延。经过几年DOM(正射影像图)和DLG(数字线划图)产品的生产实践和检验，各项方法和技术已日趋成熟。以下结合生产实际，对产品的制作过程及精度指标以及存在问题如何解决进行了分析和总结。

第二章正射影像图（DOM）

第一节概念

数字正射影像图（DOM）：是利用数字高程模型对扫描数字化（或直接为数字方式）的航空、航天影像，以数字微分纠正、数字镶嵌，再图幅范围进行裁切生成的影像数据集。

第二节福州正射影像图

要如何完成福州测区1:2000彩色正射影像图的制作呢？下面就这一制作过程作一简要概述：

一．项目范围及地理概况(福州测区1:2000彩色正射影像图)

测区范围：东经119°09’01”---119°29’01”

北纬 25°58’57”---26°09’44”

本测区计有1：2000图幅328幅，面积346.675km²，行政隶属福州市鼓楼，台江，仓山，晋安，闽侯6个区县。相对于1980西安坐标系纵坐标为2875.0—2895.0km，横坐标415.0—448.3km；即测区西自闽侯县上街镇庄南村，东至鼓山半山亭，南起仓山区城门镇胪雷村，北止晋安区新店镇岭胶，东南延伸至马尾罗星塔客运码头。

二．资料情况

1、控制资料：采用2003年5月外业控制成果，航外像片控制采用区域网点布点方案，不规则区域网布点按《航外规范》4.2.3.4条文执行。当遇到像片主点，标准点位落水，海湾岛屿地区航摄漏洞等特殊情况，不能按正常情况布点时，按《航外规范》4.5条文执行。

2、航摄资料：由煤航集团航空数码摄影公司于2002年9月至2003年1月组织航摄。

航摄仪技术参数

3、资料分析

影像质量：原始航片存在一定的缺陷，具体表现为相当一部分底片划伤；很大一部分航片曝光不足；很大一部分航片太阳高度角不适宜，造成投影过长，色彩不一致。

4.作业平台

武汉适普软件公司研发 VirtuoZo NT3.3全数字测量系统

三．DOM生产的主要方法有：

数字摄影测量法：通过对航摄像片扫描、定向、建立立体模型采集DEM，然后进行影像数字微分纠正，此方法在大面积生产DOM时普遍被采用。

单片数字微分纠正法：对已有DEM数据以及像控点成果的区域可先对数字影像进行内定向，按像控点坐标进行单片空间后方交会，得到像片的内外方位元素，并以此为条件，根据已有的DEM进行数字微分纠正，生成该片的DOM，再将单片的正射影像进行无缝镶嵌、拼接、整饰，得到一幅完整的数字正射影像图，其生产流程跟数字摄影测量法基本一致。

四．DOM生产过程的质量控制：

(1)扫描分辨率根据摄影比例尺、成图比例尺以及底片实际分辨率等因素确定。

(2)影像定向：包括内定向、相对定向和绝对定向。在定向过程中，应控制好平地、丘陵地、山地、高山地这四类的定向误差以免超限。

(3)DEM采集：包括建立立体模型采集DEM和利用已有的DEM进行单片数字微分纠正。

(4)影像镶嵌、图幅裁切：影像镶嵌应注意保持影像的完整性，镶嵌处色调过渡

要自然，尽量减少色差，图幅裁切应确定四个理论图廓点坐标，并进行外扩100m。

(5)附加信息文件、元数据、图廓整饰数据制作。

五．技术指标和精度要求：

1、平面坐标系统：平面坐标系统采用1980西安坐标系，高斯-克吕格投影，按3度分带，中央子午线为120度。

2、高程系统：高程采用1985国家高程基准。

3、含带号的全坐标：

(1)正方形分幅，内图廓外扩20M(图上１cm)

(2)影像的地面分辨率为0.2M(254dpi)

(3)有定位信息（含带号的全坐标），格式为栅格文件*.tif加空间定位文件*.tfw (tif+tfw)

4、精度要求：

(1)定向精度：（误差不超下表）

(2)数据精度：（中误差不大于下表）

特别困难地区中误差放宽0.5倍，2倍中误差为最大限差。

（3）DOM的精度要求：（地物点相对于1：2000地形图同名点和野外控制点的中误差以及接边误差不超过下表）

六．利用全数字摄影测量系统进行DOM的生产，自动化程度高，速度快，可批量生产

(1)航片扫描：航片是生产影像的原始资料，其扫描是很关键的一步，在扫描时要严格按照规范要求做，对扫描仪要检测其几何精度和灰度，以保证扫描质量，对玻璃片要及时清洗，防止异物存在。

(2)空三加密：由于空三加密自动化程度已经很高了，需注意的是在量测控点时

要点位正确，输入参数及外业控制点坐标要仔细，基本控制点和加密点的精度要符合要求。

(3)立体编辑：建立测区导入加密成果和相机参数，由于空三加密中已经进行了内定向和相对定向，所以在具体生产中就省去了前面的步骤；对每个模型要建立工作区域，此区域在加密点和相对定向点控制内，要检查相对定向点精度是否超限，可适当修改或删除；自动生成核线影像建立立体模型，在某些高山地区或阴影区域可在立体模型下人工加测特征点、特征线、特征面，然后进行自动影像匹配。在立体编辑时需要注意以下方面：①水库、湖泊、河流较大时其地形地貌②高速公路、铁路和大型房屋建筑③较大面积的破碎地貌和森林④地形陡峭的地方如陡崖⑤阴影部分的地形地貌。特别对大比例尺影像图其立体编辑更要注意，要充分利用软件所提供的各种功能来达到所需的结果。

(4)生成模型正射影像：立体编辑后可生成模型数字高程模型，在生成影像前，需对扫描航片进行匀光匀色以保证影像地图的整体色调反差不大，接边色调过渡自然。

(5)影像镶嵌：导入模型正射影像，输入需要的图幅坐标，在此情况下可对接边线进行选择，避开影像较差的区域，生成影像地图。

(6)影像地图的整饰和修改：①由于中心投影的原因，立体编辑有时很难处理困难地区的影像，导致影像模糊和变形②接边图幅的精度有时并不能很好的达到规范要求或者视觉效果较差，这主要发生在航线间③图内还有模型接边线及软件处理带来的问题，如图边无影像等。这些问题可以借助影像处理软件解决如Photoshop或结合VirtuoZo本身的影像修补功能，就是用单个正射修补大块正射。因左右核线生成的正射影像某些区域有些不同，再加上航线间重叠度，同一处地物可由不同核线影像生成，这样我们可以利用这些影像进行修改，从而使所需要的正射影像达到纹理清淅，变形消除的目的。

七．作业规程及流程图

1．DOM的作业规程

A、影像扫描

1)扫描参数的设置与调整

扫描参数主要包括：扫描分辨率与灰度直方图，扫描分辨率为25um,扫描灰度直