高质量正射影像图的制作方法和技巧

浅谈高质量正射影像图的制作方法和技巧

何珍珍

广东省国土资源测绘院广州

摘要：数字正射影像越来越多地被应用到国民经济建设和各行各业，而对其质量要求也越来越高，作者根据多年的生产实践，对DEM和正射影像制作方法和技巧进行了分析归纳，总结了提高正射影像质量的行之有效方法。

关键词：DEM；DOM；影像纠正；影像镶嵌

1.引言

DOM(数字正射影像图)是利用DEM或TIN模型，将经过扫描处理后的数字化航空相片或遥感影像逐像元进行改正、微分纠正并在一定的范围内镶嵌、裁切（其生产流程见下图）。由于具有良好的可判断性和可量测性，被广泛地应用于国民经济建设和各行各业。随着城市建设的发展和人们认识的提高，对正射影像图DOM的要求也越来越高。下面通过本人的生产实践浅谈下制作DOM 的方法和技巧。

工作流程图

2.数据采集

基于JX4数字摄影测量系统经过多年的发展,日益完善。目前既能用DEM制作正射影像，又能用特征线构TIN制作正射影像。正射影像的平面位置只有与数字高程模型(DEM)同高的点才是正确的，但是数字高程模型（DEM）的间隔不可能细到与正射影像分解力一样，所以总是有变形，特征线的作用就是构TIN来插出每一个象元的高程值,只有测过特征线的地方才能确保其正射影像精度,

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尽管用构TIN的形式制作正射影像精度高,变形小，但是需要测大量的特征线,费时费力,在能保证

数字精度的情况下,一般不会单纯采用特征线构TIN制作正射影像的方法。在实际的生产中，一般采用数字高程模型(DEM)为主，在道路、桥梁以及重要线状地物上测量特征线参与构TIN的方法。

在特征线和数字高程模型(DEM)获取过程中,为提高正射影像的质量和精度,需要注意以下几个方面:

1）测量必要的特征线

在影像匹配数字高程模型(DEM)前,先测量一些特征线,如道路、桥梁、山脊、山谷等,这样既能控制影像的数字精度,防止道路、桥梁等重要的地物变形,又能参与正射影像制作。

2）桥梁的DEM制作和特征线采集

对于立交桥的处理相对较复杂,需要在数据采集时,把立交桥和道路的边线按照特征线来采集,并保证它们的特征线不能相交,如果这样效果不理想,需要对立交桥进行两次纠正:第一次是删除道路的特征线数据,只对立交桥的特征线数据进行计算生成DEM,这样纠正影像保证立交桥不变形；第二次删除立交桥的特征线数据,对保留道路的特征线数据进行计算生成DEM,这样纠正出来的影像保证道路不变形,再用photoshop合并各个层的正射影像,这样出来的影像既能保证效果又能保证质量。

3）大面积森林覆盖区的DEM制作

大面积森林覆盖区域，看不到地面，为使纠正后的正射影像没有模糊拉花的现象，保证影像的清晰，不能把TIN减掉树高，编辑到地面，而是需要把TIN编辑到树上，并且TIN要保持光滑、圆顺的形状。

4）房屋覆盖区的DEM制作

房屋覆盖区域要用区域内插的方法编辑到地面，这样纠正后的房屋才不会变形。

5）陡峭山脊、山沟处的DEM制作

在陡峭的山脊、山沟处,数字模型不能严格的编辑到地面,适当的压低山脊、抬高山沟处的数字高程模型既能达到影像的数字精度,又能保证影像不变形。

在编辑数字高程模型(DEM)无效的情况下,还可适当放宽数字高程模型(DEM)的格网间隔。用放宽格网间距后的DEM制作的正射影像去修复变形和模糊。

3.正射纠正

采集工作完成后,可根据采集的特征点线和数字高程模型（DEM）纠正出满意的像片正射影

像。

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4.影像镶嵌和裁切

影像拼接时,应尽量调整色彩、色调,使要拼接的相邻两影像的色彩、色调协调、统一,尽量使用像片的中间部分,因像片的边缘部分变形多。两像片间的重叠部分一般达60%-70%,所以,完全可以舍弃像片的边缘部分,而选取像片的中间重叠部分。

在拼接影像之前,首先应该对纠正过的像片进行逐步检查,看是否变形及接边较差是否满足精度要求。经检查确信无变形,且精度符合要求,方可进行影像的拼接、裁减工作。影像的镶嵌确定合适的拼接线,拼接线可以是缺省的,也可以是用户自定义的。一般采用用户自定义,因为这样可以避开一些重要的地物要素,如房屋、道路等。这样才能确保做到无缝拼接。否则,镶嵌后的同一要素影像由于分别来源于两张像片,很容易发生错位(见图2)或色彩、色调有差异。这样,既不能保证数字正射影像图的地理精度，又不能保证其图面效果。

图2

镶嵌线选取时的技巧如下：

1）选择明显黑白影像变换处的地物。在沿不同植被，且影像灰度变化明显的地物边缘采线，镶嵌后的影像过度很自然，选择为镶嵌线的地物宽度要窄，选择梯田、地埂平缓道路的边线等。

2）避开特殊地物选线。如在正射影像重叠区域内，有错综的桥梁、房屋密集区等，若可以在其它地形处选择镶嵌线，最好避开这些地物，以确保它的完整性。如果在重叠区内采线必须经过这些地物时，一定要视情况而定：如桥梁处，在走镶嵌线时使用波折处理，若不可行，可用生成的单片在photoshp中贴图；房屋密集区，使用投影高的房屋压盖投影低处房屋。

3）镶嵌线的采点一定要光滑。选择为镶嵌线的地物高差变化的地方一定要多采点，以保证

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地形的自然连续性，提高影像的视觉效果和影像质量。

4）尽量避开阴影、云影。由于航摄采用的是中心投影，在立体像对中，云影或高差大的地物产生的阴影或在左右航片中的方向和位置有所不同。所以在选择镶嵌线时，应避开阴影或云影。

5.色彩调整与接边技巧

选择多条航线中地物类较丰富的局部影像，对其进行亮度和对比度调色，来作为标准灰度模板，进行灰度一致性处理。最终将各航线的影像进行镶嵌，形成矩形的正射影像数据块。

1）注意图幅接边处的影像使用。在图幅接边处应该使用相同的相片正射影像，减少接边误差和色彩差异。

2）利用单幅影像的外扩范围。规定每个单幅影像要外扩一定的范围，接边时先按自己负责的范围裁切接边影像，再用Photoshop把裁好的接边影像与自己负责的影像套合，进行接边和色彩调整。

6.结束语

特征线和数字高程模型（DEM）的获取、影像拼接、色彩调整是正射影像制作过程中的重要步骤。特征线和DEM的获取是基础，采集必要的特征线和掌握DEM制作的技巧可以提高正射影像制作的质量和速度。影像拼接、色彩调整是成果输出和包装，掌握技巧才能更有序地进行单个图幅的裁切和保证整体色彩的均匀和一致。

参考文献：

[1]测绘技术北京公司.JX-4数字摄影测量工作操作手册[G].2001

[2]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1996.

[3]测绘技术北京公司.JX-4综合通讯技术与问答.北京：中国四维测绘科技北京公司，2001

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