正射影像图制作方法研究

正射影像图制作方法研究

摘要：本文按照全数字摄影测量法和机载雷达法制作正射影像图的生产流程，以VirtuoZo全数字摄影测量系统和TerraSolid雷达数据处理平台为例，通过从数据获取、控制测量、空三加密、DEM生成、影像纠正镶嵌等五个方面对两种正射影像图的制作方法进行的比较，得出了运用机载雷达系统制作正射影像图更加方便、快捷、节约成本的结论。

关键词全数字摄影测量法；机载雷达法；正射影像图

0 引言

随着计算机技术和信息技术的迅速发展，国内许多城市已经开始深入地开展城市信息化的工作，“数字城市”成为各个城市竞相发展的目标。城市数字化的程度影响着城市经济、科技等多方面的发展。构建数字城市所需的信息多种多样，城市大比例尺数字正射影像图具有信息量大、表现形式直观、现势性好、内容详细、应用广泛等特点，使其成为数字城市空间数据框架中极为重要的组成部分，在城市规划、建设和现代化管理中发挥着越来越重要的作用。因此，如何能快速、高效的生产正射影像图就成为很多人关注的焦点。为此，本文针对目前生产正射影像图的两种主要方法：采用全数字摄影测量系统的常规航测法和运用机载激光雷达系统生产正射影像方法，以VirtuoZo全数字摄影测量系统和TerraSolid雷达数据处理平台为例，从数据获取、控制测量、空三加密、DEM生成、影像纠正镶嵌等方面对两种方法作以比较分析。

1 两种制作方法的对比分析

两种方法的主要生产流程如下图：

图1全数字摄影测量法

图2机载雷达系统生产正射影像

两者虽然流程大致相同，但在生产效率、技术环节上还是有很大区别。

1、数据获取

全数字摄影测量法通过航空摄影来获取原始影像信息，而坐标信息只能通过

地面控制测量来完成；机载雷达系统则通过一次航飞，同步获取了地面数码影像及其匹配的三维点云坐标数据，无需（或少量）地面控制即获取了原始像片的外方位元素，比全数字摄影测量法获取了更多信息。

2、控制测量

全数字摄影测量法需要进行大量的高程及平面控制测量，通常要先做D级基础控制测量，再进行像片控制测量，要求布点时平高点航向间隔不超过3条基线，困难时不超过4条基线，旁向间隔不超2条航线；而机载雷达系统则无需（或少量）地面控制就获得了高精度定位的原始航片，高密度的三维点云数据相当于无数个平高点，大大降低了外业的工作量。

3、空三加密

采用全数字摄影测量系统进行空三加密主要使用的是VirtuoZo AATM模块进行加密构网，它利用影像匹配取代了人工转刺，避免了粗差，提高了精度，并采用世界著名的光束法平差软件PATB，进行粗差剔除，并进行区域网平差解算，其强大的挑粗差功能使得AATM的加密精度有了很大提高，而且后工序中的内定向、相对定向、绝对定向等工作集成于AATM中完成，极大地提高了空中三角测量的效率。

机载雷达系统则以点云数字地面模型为参考，通过POS系统直接进行全自动的空三加密，整个产品的制作完全不需要外业像控点，也不需要建立立体像对。空三加密完全是在航片中添加tie points（基本定向点）完成，只需要计算公共加密点的较差，对基本定向点的指标进行分析和评价即可。相比于VirtuoZo AATM 的加密，POS辅助空三加密工作量更小，速度更快，虽然精度略差，但也能满足要求。

4、DEM生成

全数字摄影测量法需要在空三加密的基础上，建立立体像对，并在立体影像上采集地面的三维特征点线，然后将特征点线进行三角构TIN，生成DEM。

而机载雷达系统则将航飞获取的三维点云数据进行精确分类，提取准确的地面点后，直接进行构TIN，生成DEM，而不需先进行空三加密，这样，空三加密与DEM生产可以同步进行，更加有利于生产，缩短成图周期。

5、影像的纠正镶嵌

全数字摄影测量法一般采取两个模型均用同名像片作主片来生成正射影像，克服了因投影差而产生的重影。镶嵌时可以选择自动镶崁，也可以手工调整拼接线。镶嵌时系统能自动对重叠区的地物作色调平滑处理，但不能人工干预。

而机载雷达系统不再生成单片的正射影像，而是手工调整拼接线后，直接生

成镶嵌后的正射影像。系统能够自动寻找color point进行匀色，并在过程中视影像接边区域色调情况手工添加或修改，从而使正射影像的镶嵌质量进一步提高，大大降低后期影像处理的工作量。

2结论

从以上比较分析中可以看出：运用机载激光雷达系统，大大加快了数据的获取与处理速度,可以更加快速、高精度的生产正射影像图，简化了常规航测成图的复杂工序，减少了外业测量工作量，降低成本，缩短航测成图周期。因此，利用雷达数据代替传统航片进行3D 产品的生产已经成为一种趋势，具有很好的推广及应用前景。

参考文献

【1】VirtuoZo（适普）公司系列软件用户手册，2003

【2】李英成，文沃根，王伟．快速获取地面三维数据的LIDAR技术系统．测绘科学，

2002．27(4)．

【3】刘经南，张晓红．激光扫描测高技术的发展与现状．武汉大学学报，2003．23(2)．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。