天繪影像判繪特點及幾種問題的處理

■劉孝明 李鑫

（61175部隊湖北武漢430074）

天繪影像判繪特點及幾種問題的處理

■劉孝明 李鑫

（61175部隊湖北武漢430074）

隨著天繪衛(wèi)星影像在我國普遍應用，如何利用衛(wèi)星影像進行困難地區(qū)地形圖判繪，是生產(chǎn)作業(yè)中必須思考和解決的問題。本文結合天繪衛(wèi)星在1：5萬地形圖生產(chǎn)作業(yè)實際，針對無野外控制點地形圖判繪的特殊性及天繪衛(wèi)星影像特點，談談作業(yè)中天繪影像判繪的特點及幾種問題的處理方法。

天繪衛(wèi)星 室內(nèi)判繪 立體測圖 自動匹配

1　作業(yè)困難地區(qū)衛(wèi)星影像判繪特點

1.1無野外控制點

特別困難地區(qū)，如沙漠、山區(qū)等地，無法進行野外控制，此時地物、地貌各類地圖要素的表示主要靠室內(nèi)判繪完成，內(nèi)業(yè)無法判定和有疑問的要素無法到達實地核查，只能借助參考資料和作業(yè)員的判繪經(jīng)驗來解決，更強調(diào)作業(yè)員的知識、經(jīng)驗和能力。

1.2測區(qū)特殊性

測區(qū)因無法野外調(diào)繪，適合特別困難地區(qū)測量，因此在居民地的分布特征、建筑結構，道路的發(fā)達程度、通行能力、技術等級的劃分，工農(nóng)業(yè)和社會文化設施的表現(xiàn)形式，行政關系的構成等以及水系、地貌特點上與傳統(tǒng)實地測量有所差異，需充分考慮測區(qū)特點。

1.3影像多源性

實驗所用影像主要為天繪衛(wèi)星獲取的三線陣立體影像、高分辨率影像和多光譜影像以及資源3號影像[1]，作業(yè)中需根據(jù)影像分辨率、精度、成像質(zhì)量，作業(yè)流程選取影像的類型，同時還需收集Google影像及其它影像資料作為參考，使得作業(yè)影像資料多源性。

1.4參考資料復雜性

測區(qū)資料收集相對困難，資料來源渠道多樣化，有現(xiàn)存資料、網(wǎng)絡收集、其它渠道購買，現(xiàn)時性也差別較大，可直接利用的資料又難于收集，作業(yè)中需對資料的權威性、可靠性、現(xiàn)時性進行大量的分析研究。

1.5作業(yè)標準難把握

天繪衛(wèi)星影像分辨率相對較低，部分影像云霧遮擋及清晰度較差，對一些可選取的地形要素表示方面，存在作業(yè)員的個體差別，對資料利用較好，經(jīng)驗豐富的作業(yè)員來說，各類地形要素表示相對齊全、完整，因此，生產(chǎn)中作業(yè)標準上更難于統(tǒng)一[2]。

2　判繪中幾種問題的處理

2.1參考資料的分析利用

參考資料可通過互聯(lián)網(wǎng)下載交通、居民地名稱、代碼及行政區(qū)劃資料等等。主要用于地物的定性和屬性的參考，不同的資料有可能發(fā)生矛盾，一般以官方權威性、專業(yè)性和現(xiàn)時性好的資料為主，其它資料為輔。

2.2判繪中的輔助影像聯(lián)動關聯(lián)

立體判繪主要使用三線陣立體影像，Google影像圖和高分影像作為判讀參考，如果采用非關聯(lián)的方式，在判繪時找到同名影像點花費的時間較長，效率較低。為提高效率，可采用Geoway軟件的“加載輔助影像”功能，可實現(xiàn)立體測圖測標位置自動與相應的參考影像顯示同一區(qū)域，達到立體模型與參考影像聯(lián)動關聯(lián)。為了實現(xiàn)聯(lián)動關聯(lián)，使參考影像與立體模型的坐標相同，在Global Mapper下，尋找均勻分布的同名點進行坐標轉換，快速糾正參考影像，得到tfw格式的定位文件，在軟件下即可獲取聯(lián)動輔助影像的關聯(lián)（如圖1，測標位置與谷歌影像中心時刻保持同步關聯(lián)）。

圖1　左為天繪影像，右為谷歌輔助影像圖

2.3判繪中的反立體應用

測區(qū)如果為山地地形，立體判繪時，采集點能否切準地面直接影響測圖精度，特別是低凹的山谷和河流，地物的采集難于切準，容易出現(xiàn)水曲矛盾和高曲矛盾?？衫萌说囊曈X效應，在立體模型下高處容易辨識，低凹部分不易辨識的特點，在低凹的山谷地物和河流不易采集時，可采用反立體觀測，當立體模型為反立體時，河流則呈現(xiàn)由低處往高處流的特點。在一些較復雜的地形，正立體判繪不清晰時，在反立體下有時會獲得較好的效果，因此在判繪時正反立體的切換可提高判繪的準確性。

2.4自動匹配立體像對同名點判繪法

在傳統(tǒng)立體測圖的實踐中發(fā)現(xiàn)，一對立體像對分開，左右片的測標分別落在某地物的同名點時，測標的高程為此地物的高程值。利用這一特點[3]，可通過DEM自動匹配同名點以獲取同名點的小范圍區(qū)域，通過人工干涉，找到精確的同名點，達到判繪目的。Geoway的“基于影像匹配定向技術”生產(chǎn)模式下，可以自動匹配同名點得到大概位置，人工手動調(diào)整測標同名點獲取精確定位。如圖2，為左右相片的人工干涉后對應同名點。

圖2　左右立體像對同名點

這種生產(chǎn)方式的優(yōu)點在于無需在立體模式下能較準判繪出地物高程，不受限于個人判繪立體感的強弱，在立體判繪中結合匹配同名點方法，可以解決一些立體測圖環(huán)境下無法切準高程的問題；缺點是人工尋找同名點時，花費時間長、個別地方影像有陰影、云層、左右片區(qū)別較大時，很難找到同名點，尋找同名點時測標只能左右調(diào)整位置，不能上下調(diào)整，操作復雜。

2.5云層遮檔的處理

天繪衛(wèi)星在拍攝時受到天氣的影響，有的影像被云層覆蓋，使測圖受到影響。作業(yè)中可采用如下方法降低其影響：

（1）小區(qū)域云層遮擋。在云塊較小、相對分散，遮擋地物時，可在立體模型下，將立體窗口縮小，視角高程上升，在立體模型下，能觀察到云層浮起，這時可判讀出云層下的道路走向、山形、地物。

（2）較大區(qū)域云層濃密遮擋。在衛(wèi)星影像中，航向和旁向都有一定的重疊度，同一個地方有時被多個立體模型包含，可找同軌道相鄰的立體模型，或旁向相鄰的模型替代有云層的模型進行判繪。若相鄰模型無法解決，還可選用資源3號衛(wèi)星影像。在以上情況都無法解決云層遮檔問題時，可用Google影像對有云層區(qū)域進行判繪，通過匹配同名點的方法對判繪數(shù)據(jù)或其它地形圖數(shù)據(jù)進行糾正，獲取同一坐標系下的數(shù)據(jù)，最后導入到原數(shù)據(jù)中，填補被遮擋部分[4]。

3　結束語

由于特殊困難地區(qū)地形圖生產(chǎn)受無法野外實地檢測和判繪等因素影響，本文結合生產(chǎn)實踐，總結了天繪衛(wèi)星影像1:5萬地形圖生產(chǎn)中遇到常見問題及解決辦法，提高了生產(chǎn)效率，確保了成圖質(zhì)量。

[1]付勇，鄒松柏，劉會安."天繪一號"01星立體影像定位精度檢測 [J].遙感學報，2012（S1）:94-97

[2]馮伍法，陳宏志，王明孝.攝影測量外業(yè)理論與實踐 [M].解放軍出版社，2010.

[3]劉會安，楊寶豐，吳壽虎.數(shù)字攝影測量生產(chǎn)理論與實踐 [M].解放軍出版社，2010.

[4]周麗雅，解放軍信息工程大學博士論文：受云霧干擾的可見光遙感影像信息補償技術研究，2011.12

TQ571+.7[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-241-2

劉孝明（1979～），男，碩士，研究方向為攝影測量與遙感一線生產(chǎn)。