利用航空攝影制作數(shù)字正射影像圖

□ 武柏川司炳新孟大偉

（1.黑龍江地理信息工程院，黑龍江哈爾濱150081；2.伊春市國(guó)土資源勘測(cè)規(guī)劃院，黑龍江伊春153000；3.黑龍江省龍水國(guó)際地質(zhì)工程股份有限公司，黑龍江哈爾濱150000）

利用航空攝影制作數(shù)字正射影像圖

□ 武柏川1司炳新2孟大偉3

（1.黑龍江地理信息工程院，黑龍江哈爾濱150081；2.伊春市國(guó)土資源勘測(cè)規(guī)劃院，黑龍江伊春153000；3.黑龍江省龍水國(guó)際地質(zhì)工程股份有限公司，黑龍江哈爾濱150000）

在這個(gè)經(jīng)濟(jì)騰飛的時(shí)代，依靠傳統(tǒng)的地形探測(cè)方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，航空攝影制作數(shù)字正攝影像地圖（DOM）彌補(bǔ)了當(dāng)前地形圖更新太慢的不足，它通過數(shù)字正射影像地圖來對(duì)現(xiàn)代的各種專業(yè)地圖和地形圖進(jìn)行更新。

數(shù)字正射影像圖；DOM；航空攝影

引言

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是現(xiàn)代科技結(jié)合實(shí)際的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)而開發(fā)出的一套半自動(dòng)化的微機(jī)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站。在這個(gè)系統(tǒng)工作站中，主要分為四大類，一是用于各種比例尺的數(shù)字高程模型“DEM”；二是數(shù)字正射影像“DOM”；三是數(shù)字線畫圖“DLG”；四是數(shù)字柵格地圖“DRG”。這四種模式已經(jīng)成為了數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品的基本模式，而目前，“4D”產(chǎn)品在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字正射影像技術(shù)是航測(cè)技術(shù)的重要一環(huán)，而航測(cè)技術(shù)的發(fā)展也是由當(dāng)初的模擬升級(jí)到解析，再?gòu)慕馕錾?jí)到如今的數(shù)字。數(shù)字正射影像圖具有精度高、信息量豐富，直觀性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，且其組成結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，而其競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的地方為判讀與量測(cè)性能及具有生產(chǎn)與更新周期短的優(yōu)勢(shì)，因而數(shù)字正射影像圖的前景是十分廣闊的。

1.數(shù)字正射影像圖的特點(diǎn)

DOM中文名為數(shù)字正射影像圖，其英文全稱為digital orthophoto map，它是通過利用數(shù)字高程模型來對(duì)掃描處理過的數(shù)字化航片或者遙感桿影像進(jìn)行逐一像元的輻射改正和鑲嵌，并按照所規(guī)定的圖幅進(jìn)行裁剪，從而生成最后的形象。

2.數(shù)字正射影像圖的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，在城市規(guī)劃和建設(shè)中起到了十分重要的作用，因而它正作為一項(xiàng)數(shù)字技術(shù)被城市規(guī)劃行業(yè)不斷的發(fā)掘和實(shí)踐，其相關(guān)的市場(chǎng)也不斷的擴(kuò)大。

3.利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)生成DOM

目前最為普遍的生成DOM的方法即為通過全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)來生成DOM，通過這種方法所生成的DOM不僅精度高，其自動(dòng)化程度也十分高，同時(shí)也適用于大批量的生產(chǎn)DOM。而其整體作業(yè)流程如下：

①對(duì)初始的航片進(jìn)行掃描。

②外業(yè)控制測(cè)量。

③空三加密解析。

④全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的“三定向”。三定向所指的三種分別為：內(nèi)定向、相對(duì)定向和絕對(duì)定向。內(nèi)定向指的是根據(jù)相片的框標(biāo)與攝像機(jī)的定位參數(shù)來將相片糾正到相片坐標(biāo)，通過這種方法糾正的相片基本能夠消除相片變形的情況；相對(duì)定向所指的是對(duì)相對(duì)方位的兩張相片進(jìn)行立體圖像的恢復(fù)，并為其建立立體模型；絕對(duì)定向所指的是通過人工來對(duì)左右影像進(jìn)行立體觀測(cè)，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行定位，最終將平面坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系建立起相對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。

⑤制作核線影像。在制作核線影像時(shí)，其同名像點(diǎn)會(huì)處于同名核線上，并通過核線排列方式最終形成核線影像。通過這種方式生產(chǎn)的核線影像在立體觀測(cè)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)上下視差的情況。也正是如此，基于正射影像所制作而出的核線才能夠保證DOM的質(zhì)量。

⑥影像匹配。在使用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行匹配時(shí)，一般會(huì)采用金字塔式的多級(jí)匹配方法，采用多級(jí)匹配法能夠使得影像匹配更加合理。

⑦在得到影像匹配的結(jié)果后，開始對(duì)匹配影像中的一些特征點(diǎn)進(jìn)行手工繪制，并對(duì)其進(jìn)行立體編輯。

⑧導(dǎo)入初值點(diǎn)、特征點(diǎn)線以及立體交互的編輯結(jié)果，由系統(tǒng)自動(dòng)生成高程模型DEM。

⑨通過對(duì)數(shù)字高程模型DEM的分析，且數(shù)字高程模型應(yīng)是單獨(dú)的相鄰的左右核線，以此來生成單像對(duì)的數(shù)字正射影像。且此處的數(shù)字正射影像DOM只受到左右核線影像、絕對(duì)定向以及立體交互的編輯結(jié)果這三個(gè)方面的影響。對(duì)于數(shù)字正射影像DOM來說，當(dāng)左右核線影像的采樣方式出現(xiàn)差異時(shí)，其所得到的DOM也是迥然不同的，因而在進(jìn)行左右核線影像時(shí)，要注意每一個(gè)測(cè)區(qū)都應(yīng)當(dāng)采用統(tǒng)一的采樣方式，這樣才能夠避免最終得到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差；而對(duì)于連續(xù)像對(duì)的絕對(duì)定向出現(xiàn)不一致的情況時(shí)，最終的DOM的接邊肯定會(huì)出現(xiàn)誤差，這就會(huì)使得所得的影像出現(xiàn)重影和錯(cuò)位等情況；在進(jìn)行立體交互編輯時(shí)，一旦左右像對(duì)DEM的接邊出現(xiàn)了誤差，那么就會(huì)影響到最終的DOM。對(duì)于數(shù)字正射影像圖來說DEM模型的好壞決定了DOM的最終形態(tài)，但生成的DEM如果是正確的，應(yīng)用DEM所生成的DOM也不一定是正確的，因而在生成DOM時(shí)要把握好DEM模型以及其中的一些注意點(diǎn)。

⑩DOM的鑲嵌精度檢查主要是由PS技術(shù)檢測(cè)而得出結(jié)果?？罩腥菧y(cè)量屬于立體攝影測(cè)量，它在室內(nèi)對(duì)野外的一些控制點(diǎn)進(jìn)行加密，并解析加密點(diǎn)的高程和平面位置，通過這種方法來得到最終需要的測(cè)量數(shù)據(jù)。它的存在主要是為了給一些缺乏野外控制點(diǎn)的地區(qū)提供絕對(duì)定向的控制點(diǎn)。

在進(jìn)行DOM數(shù)據(jù)采集時(shí)，其中比較困難的是對(duì)山地的構(gòu)面和高山地DLG數(shù)據(jù)的處理。因而在進(jìn)行處理時(shí)，對(duì)于高山地的等高線要進(jìn)行抽稀操作，并對(duì)陡峭的山頭做保留計(jì)曲線處理，同時(shí)刪除其中的首曲線，如此才能夠構(gòu)建合理的TIN，最后還要能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，不能出現(xiàn)誤差。對(duì)于DOM的拼接來說，值得注意的是城鎮(zhèn)圖與大比例尺圖的拼接，在拼接時(shí)，要注意高層建筑物的接邊差，在此可以采用像對(duì)tif和圖幅tif這兩種方法進(jìn)行接邊。

在對(duì)DOM的大比例尺地圖進(jìn)行創(chuàng)建時(shí)，為了保證地物不會(huì)出現(xiàn)變形，應(yīng)當(dāng)對(duì)山坡上的建筑以及橋梁進(jìn)行構(gòu)面處理。在進(jìn)行構(gòu)面時(shí)，最好不要超過四個(gè)點(diǎn)，所構(gòu)的面應(yīng)為三邊面或四邊面。而對(duì)于橋梁和渡槽來說，應(yīng)當(dāng)由三個(gè)平面組成，其橫截面應(yīng)為梯形。對(duì)于那些高差較大的橋梁和渡槽，應(yīng)當(dāng)采用地面矢量和DOM的嵌套組合，且所構(gòu)面與相交的兩個(gè)平面夾角應(yīng)當(dāng)盡量偏大，但不能超過180°。

如果在圖幅內(nèi)有多個(gè)像對(duì)的情況，應(yīng)當(dāng)采取批量制作的方法。在批量制作DOM之前，應(yīng)當(dāng)先編輯好TIN和*.job文件，再將其導(dǎo)入到JX4C工作站系統(tǒng)中，通過JX4C工作站系統(tǒng)來利用TIN來糾正DOM批處理功能。對(duì)于*.job文件來說，其標(biāo)志行參數(shù)一般為2，設(shè)置成2主要是因?yàn)橐赃@個(gè)數(shù)據(jù)而進(jìn)行的DOM批處理時(shí)間不會(huì)很長(zhǎng)，其次是相鄰的像對(duì)影像有足夠大的重疊，對(duì)于影像拼接也較為容易。當(dāng)在對(duì)DOM的批處理完成后，可以在DOM拼接界面中進(jìn)行DOM鑲嵌。在DOM采集完成后，還需要使用PS技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，最終可以在矢量測(cè)圖界面中對(duì)DOM與DLG的套合情況進(jìn)行檢查。當(dāng)DOM制作完成后，其應(yīng)當(dāng)具有植被信息飽滿、色調(diào)統(tǒng)一、紋理清楚、細(xì)節(jié)詳盡、沒有錯(cuò)位等特征。

4.結(jié)論

在DOM基礎(chǔ)上可以集成應(yīng)用3S（GPS、GIS、RS），因而DOM在集成應(yīng)用后，可以在多種渠道以及以多種方式應(yīng)用到現(xiàn)代多種科技中來。如城市及區(qū)域規(guī)劃、土地利用、土覆蓋制圖、地質(zhì)和土壤制圖、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧地、水資源、濕地制圖、野生動(dòng)植生態(tài)學(xué)、考古學(xué)、環(huán)境評(píng)價(jià)和地形分析及評(píng)價(jià)、軍事以及水利建設(shè)等方面提供服務(wù)。

形成這種數(shù)字化城市的趨勢(shì)是必然的，且“數(shù)字地球”也是現(xiàn)今信息時(shí)代各個(gè)國(guó)家政府付出巨大關(guān)注的一項(xiàng)行動(dòng)，作為其中重要一份子的“數(shù)字城市”將會(huì)在“數(shù)字地球”中有著舉足輕重的地位，因而我們對(duì)DOM的進(jìn)一步研究和發(fā)展不能夠懈怠。

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武柏川（1984年——），男，黑龍江哈爾濱人，助理工程師，學(xué)士，主要從事航測(cè)內(nèi)業(yè)生產(chǎn)工作。

P231.5

B

2095-7319（2014）04-0043-04