数字正射影像地图的质量评定

批量 样本 （区域网） （区域网） 1, +5 /+ 1 / 1
* 6 3
16 * +1
* + /
+*4 2 , /1/ 2 , /+7 2 ,
+3, 2 , *,, 2 , *,, 2 ,
表 / 中所列 3 个批次实验数据都来自于 +!/ ,,, 数字正 射影像地图， 其中第 +、 /、 1、 * 批精度要求较高。第 +、 1、 *批 我们采用 +!6,, 数字线划图叠加检查， 第 / 批采用野外实测 坐标进行检查， 结果平面位置中误差基本一致， 即使最大点 位误差也符合要求， 且点位误差呈正态分布。第 6、 3 批因客 户要求放宽精度指标， 所以我们采用 +! / ,,, 数字线划图进 行比较， 结果也符合客户的技术要求。 实验数据证明， 我们根据不同精度要求而选用不同的检 查方法， 检测结果能正确反映数据的平面位置精度。
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应用技术
遥感信息
数字正射影像地图的质量评定
" 谢惠洪!，
（!同济大学， 上海 !"""#!； 上海 !"""$%） "上海市测绘院， 摘要： 本文首先根据数字正射影像图生产的流程， 分析了数字正射影像生产中包含的质量控制环节。对照正射影像地图 生产要求， 本文给出了对其进行质量评定的质量特性要素。总结和分析了较实用的数字正射影像地图的质量评定方法， 并以 实例说明其应用。 关键词： 数字正射影像地图； 质量评定； 叠加 中图分类号： &!%， &!## 文章标识码： ’ 文章编号： （!""%） (""" ) %(** *( ) ""%+ ) "% 航空摄影质量控制， 包括飞行质量和摄影质量两个方 面。飞行质量参数检查包括： 飞行方向、 航向重迭、 旁向重 迭、 航偏角、 航线弯曲、 航摄比例尺、 航高、 摄影日期。摄影质 量检查包括： 影像质量、 航摄底片密度测定记录、 底片压平测 试数据记录检查等。像片扫描质量控制， 主要在于设定扫描 参数， 包括扫描分辨率、 亮度、 反差、 灰度值范围、 灰度直方 图， 应反复调整参数， 直到扫描影像反差适中， 亮度合适， 框 标清晰， 像片号与扫描结果文件名一致。野外控制测量的质 量检查， 应确保数学精度满足要求、 像控片的刺点位置准确 无误， 点位布设正确合理。三角测量中的质量控制， 包括检 查项目参数的设定是否正确， 内定向、 相对定向和绝对定向 的残差是否满足限差要求， 控制点、 检查点的刺点误差是否 超限， 区域网的平差精度是否在限差之内。正射影像纠正的 质量控制， 应确保影像纠正的像素大小满足项目的成图要 目前， 数字正射影像地图已经成为测绘生产部门的一个 重要的产品。数字正射产品的质量在整个生产过程中会受 到多种因素的影响， 所以加强正射影像地图生产过程的质量 控制是急需解决的问题。目前我国虽然已经推出用于正射
图! 数字正射影像地图生产流程
对于 ./0 影像质量的评定， 有必要采用这一定量的方 法来进行， 即 在 原 始 航 摄 底 片 扫 描 时， 可首先计算影像的 并根据其值来判断扫描影像质量的好坏， 尽量从源头上 0%2， 控制影像的质量。 采用这种评定方法， 可以较好地摆脱过去目视评价方法 中对影像质量判定的主观性、 随意性， 对于大批量的影像质 量评定有现实意义。 ’,* 数学精度的质量评定 对于 ./0 的数学精度检查， 应包括其数学基础、 平面精
［( 0 1］ 影像地图制作的生产规范 ， 但对于影响产品质量的多因
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引言
影像作为空间数据的来源愈来愈为人们所重视。数字 是一个新的图种， 它是可以量测的 正射影像地图 （简称 ,-.） 真实影像， 其用途越来越广泛。利用中心投影的像片编制平 面图或正射影像地图， 是将中心投影转变为正射投影的制图 过程。在传统制作过程中， 一般采用光学纠正的方法， 即使 用纠正仪将像片纠正成像片平面图， 并基于光学微分纠正， 以更严格的方式处理由于地形起伏引起的影像变形， 从而制 作成正射影像地图。随着数字摄影测量技术的发展， 采用相 适应的数学模型， 可以纠正各种成像方式的图像， 所以数字 微分纠正在已知影像的内定向参数、 方位元素以及数字高程 模型 （简称 ,/.） 的情况下， 更多地被用于正射影像地图的制 作。
在生产单位， 数字正射影像地图的生产流程大致如图 (。 从航空摄影开始到最终形成正射影像地图， 需经过多道工 序。由于每道工序或多或少地都会影响最终产品的质量， 因 此过程中的每个环节都应实施质量控制。产品经过科室、 院 部两级检查合格后， 再提交验收单位进行质量评定。
收稿日期： !""% ) "$ ) "! 基金项目： 国家自然科学基金项目资助 （1"(*("*4） 作者简介： 谢惠洪 （(#$# 0 ） ， 男， 江苏江阴人， 工程师， 现从事测绘产品的质量控制工作。
图/ 表/ 批次 + / 1
精度检验结果表达
平面位置精度检验结果 平面位置实测 中误差 （ !0） 1* 2 , 1, 2 , 11 2 , /4 2 6 1+ 2 6 15 2 7 *5 2 / 1/ 2 6 14 2 6 *+ 2 7 16 2 , 6, 2 1 4+ 2 6 4+ 2 3 77 2 + 最大点位 限差 误差 （ !0）（ !0） 3+ 2 4 7+ 2 3 +1+ 2 , +3, 2 , +3, 2 , +3, 2 ,
求， 纠正由程序自动完成。影像处理的质量控制， 应检查影 像色调是否均匀， 反差和亮度是否适中等。影像镶嵌切割的 质量， 应保证像片边缘灰度平滑过渡， 拼接线尽量选择航向、 旁向重叠中间， 并避免拼接线穿越房屋、 高架、 道路等超过平 均高程的地物。拼接过程中尽量利用像片的中心部位 （像片 的中心部位投影差比边缘小） 。注记整饰的质量， 应按照要 求， 检查注记整饰的正确性、 合理性。数据保存， 即要求确保 数据格式正确， 压缩因子适当， 数据安全可靠， 文件名满足归 档要求。由于上海为平原地区， 因此纠正过程中没有采用 而是采用平均高程参与计算。 ,/. 数据，
万方数据
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（*） 区域网加密桩点法 利用原像控点， 同时加密像片连接点和检测点， 将加密 的检测点坐标与数字正射影像地图相应地物点坐标比较， 计 算检测点坐标差， 并统计平面位置中误差。 （’） 利用已成图检验法 利用已成图 （一般为数字线划地图 .3"） ， 数字化检测点 坐标并与数字正射影像地图相应地物点坐标比较， 计算检测 点坐标差， 并统计平面位置中误差。 上述方法 4、 一般不大 5 在实际检验中受客观条件制约，
*
影像质量 影像色调、 反差、 清晰度等 元数据 数据质量 元数据正确完整性
数学精度 数学基础、 接边精度和平面精度 量测、 计算， 中误差评定 数据正确性、 完整性、 现势性等 数据核对
整饰质量 注记、 图廓等
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图面 （影像） 质量的评定
传统的正射影像地图的图面质量评定一般应包括以下 四个部分： （!） 影像质量的评定； （ *） 切割线或光学镶嵌线是 否密合 （有无影像丢失、 重复） ； （’） 纠正点小孔是否打掉重要 地物； （-） 图面整饰是否正确、 齐全。在数字正射影像地图的 质量评定中， 上述情况 （*） 主要通过镶嵌线文件与数字正射 影像地图叠加显示进行检查 （由于采用了数字镶嵌技术， 所 以在数学精度符合要求的情况下， 这方面一般是满足质量要 求的） ； 情况 （’） 对数字微分纠正来说已经不存在； 情况 （-） 的 检查与传统方法基本一致。 对数字正射影像地图影像质量的评定， 按常规的方法， 主要检查 ./0 影像的色调是否均匀， 反差是否适中， 影像清 晰度等等。由于原始扫描影像质量直接决定了最终 ./0 的 影像质量， 后续的处理只能进行有限的改善， 因此应首先对 扫描所得原始影像的质量进行检查与控制。现在此项检查 主要由作业员或检查人员用目视判断方式进行。这种检查 方式， 主要依赖于观察者的主观感觉， 因此缺乏必要的客观 性、 准确性 （无法定量化） ， 而且对于大批量的影像数据更不
素分析， 以及最终产品的质量审核仍需要更进一步的完善。 针对这一问题， 本文从数字正射影像地图的生产流程入手， 分析影响其质量的多种因素， 并对最终产品的质量检验和质 量评定作了较为详细的分析。
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数字正射影像地图的生产流程及质量控制 % 数字正射影像地图产品的质量评定
按照 23 *#%" ) 4* 《(!+""、 (!( """、 (!! """ 比例尺 地 形图航空摄影测量内业规范》 、 《( ! +""、( 23 *#%( ) 4* ， 传 (!! """ 比例尺地形图航空摄影测量外业规范》 !( """、 统的纸质正射影像地图， 一般采用大型纠正仪利用光学镶
表! 质量特性 数字影像质量检验内容与方法 检验内容 检验方法 目视判断， 测定调制解调函数 目视检查 目视检查
度和接边精度三个方面。 数学基础的检测， 一般是将起始点坐标、 终止点坐标、 图 廓范围、 格网在屏幕上显示出来， 逐一查对。这方面的检查 已比较成熟， 易于操作控制。 接边精度的检测， 一般是在影像软件中直接量取接边重 叠或裂缝的宽度并与限差比较。 对于平面精度的检测， 一般有以下三种方法： （!） 数字摄影测量法 利用原加密点， 在数字摄影测量系统上对被检测模型进 行内定向、 相对定向、 绝对定向， 在立体模型上采集检测点坐 标， 而后与数字正射影像地图相应地物点坐标比较， 计算检 测点坐标差， 并统计平面位置中误差 !" ， 如下式： & " ’% * ） ()! 式中： !" 为平面位置中误差； (为 " $% 、 " ’% 为检测点坐标差； 检测点点数。
嵌或切割镶嵌而成， 其质量评定包括图面质量与数学精度两 方面。 数字影像的质量检验如表 !。与数字影像相类似， 数字 正射影像地图的质量评定， 参照 "# $ % !&’!( ) *++! 《数字测绘 产品检查验收规定和质量评定》 ， 至少应包括： 图面 （影像） 质 量和数学 （几何位置） 精度的评定； 需要时， 还应包括元数据、 数据正确性和完整性、 整饰质量的评定， 检验内容和方法可 参照表 !。
万方数据
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遥感信息
应用技术
*Baidu Nhomakorabea+’ , ’
适用。数字正射影像地图作为一种新产品， 应相应地有更加 科学合理的评价方法。
［1］ 一般用于影像质量评价的方法 有： 信息熵、 清晰度、 峰
值信噪比、 调制传递函数 （0%2） 等等。其中信息熵、 清晰度与 峰值信噪比主要用于图像压缩后恢复的影像质量评价。对 在对传统的航空摄影影像进行 于影像的质量评定， 文献 ［(］ 研究后， 认为一个统一的影像质量评定标准， 应符合以下要 求： 而且可以重复并经得起检 !评定标准必须是客观的， 查； 此标准应全面地表示影像质量， 而不是局限于某一方 " 面； #这种标准应该便于实际测定； $ 这种标准必须是能够 传递的。 文献 ［1］ 在研究后得出结论： 在数字影像上测定 0%2 可 满足以上四个条件， 可作为影像质量定量评价的标准。
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应用技术
误差， 结果如表 /。图 / 是表 / 的可视化表达。
遥感信息
被采用； 而对于方法 !， 则操作比较简单， 且检验成本较低， 因 此为大多数生产单位所使用。但采用这种检测方法可能存 在以下问题： 在 "#$ 上判断线划 !正射影像地图与线划图叠加后， 图中相应 地 物 点 时， 容 易 受 到 线 划 图 的 影 响， 因为放大后 这将影响到点位判断， 使由此得到的点位 "#$ 会出现格栅， 坐标的客观性将受到置疑。 如果出现部分地物叠加不 "当线划图与 "#$ 叠加时， 上 （在排除了 "#$ 投影差产生的位移后） ， 就无法推断出是 "#$ 不正确还是线划图不正确。因为无法确保线划图上的 每个地物都正确无误， 因此， 套合检查时， 如果只是个别地物 出现偏差， 不能据此就认为 "#$ 的结果是错误的。实际上， "#$ 是空三加密成果和地面 "%$ 经过数字微分纠正获得 的， 其整体性较好， 所以， 个别地物套不上时， 很可能是数字 线划图的问题。 因此， 生产单位对 "#$ 的平面位置精度的检查， 一般宜 根据实际应用需求， 采用切实可行的方法。如果 "#$ 作为 则地物点坐标应采用野外实测的方法获 "&’ 更新的基础图， 取， 或采用比例尺更大的线划图 （近似于真值） 来比较， 这样 才能保证检验的质量； 如果 "#$ 仅仅作为 ’() 或详细规划的 底图， 则相应的精度要求可适当放宽， 也可采用同比例尺的 线划图进行叠加检查。