淺談天臺縣歷史航片正射影像生產(chǎn)及應(yīng)用

□ 天臺縣國土資源局 王碧峰

淺談天臺縣歷史航片正射影像生產(chǎn)及應(yīng)用

□ 天臺縣國土資源局 王碧峰

歷史航片最真實(shí)地反映了各個時期的地表形態(tài)、社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境狀況等信息，客觀有效地記錄了演化變遷過程。隨著數(shù)據(jù)處理手段的提高，歷史航片越來越廣泛地應(yīng)用于國土資源管理的各個方面，為政府決策提供重要的影像依據(jù)。本文就天臺縣歷史航片處理的實(shí)際工作，對天臺縣歷史航片存檔情況進(jìn)行說明，介紹了歷史航片正射影像生產(chǎn)流程，闡明了項(xiàng)目成果及應(yīng)用，并提出了推廣建議，以期對歷史航片的管理及推廣應(yīng)用有所借鑒。

一、歷史航片存檔情況

國土資源管理中對歷史航片的應(yīng)用需求主要集中在2000年以前，該歷史階段遙感影像存在數(shù)據(jù)缺失、覆蓋區(qū)域分散、數(shù)據(jù)量較少、分辨率普遍較低等情況，很難滿足應(yīng)用需要。天臺縣歷史航片（2000年以前）覆蓋存檔主要分為兩種情況。

一是存在于浙江省測繪資料檔案館的航空原始數(shù)據(jù)，包括航攝文檔、底片掃描數(shù)據(jù)（數(shù)碼航片數(shù)據(jù)）、底片（數(shù)碼航攝無底片資料），航飛時間分布于1974年到1998年之間，航攝膠片均已掃描整理，包含航片主像控點(diǎn)坐標(biāo)及攝區(qū)、航線等元數(shù)據(jù)，原始影像分辨率一般在0.3-0.5米之間。大部分未進(jìn)行正射糾正處理。二是1990年左右，第一次土地資源詳查時候使用的航空影像，存于天臺縣國土資源局，相片資料仍以紙質(zhì)方式保留，尚未數(shù)字化。

二、天臺縣歷史航片處理及影像生產(chǎn)

（一）目標(biāo)及任務(wù)

天臺縣近年來大力推進(jìn)“三改一拆”、小城鎮(zhèn)環(huán)境綜合整治、城中村改造等工作，工作中遇到了歷史違法用地辨別依據(jù)不足、早年地類及存量建設(shè)用地判別困難等問題，亟需相應(yīng)歷史時期的航空影像資料。天臺縣國土資源局于2017年立項(xiàng)，對天臺縣縣域范圍內(nèi)1984年原始航空影像開展正射糾正處理，生成0.5米分辨率正射影像，為“三改一拆”、城中村改造等政府重點(diǎn)工作提供歷史用地情況的影像依據(jù)。

（二）技術(shù)路線

見圖1。

▲圖1技術(shù)路線

（三）技術(shù)實(shí)施過程

1.航片掃描數(shù)字化

航空相片掃描數(shù)字化不同于一般圖紙的掃描，不僅需要保證掃描的精度，還要盡可能地保留原始底片所具有的層次。首先對航片進(jìn)行挑選，選取航向和旁向的重疊度分別達(dá)到60%和30%以上的航片資料，接著搜集航攝底片和技術(shù)參數(shù)等關(guān)鍵資料，掃描航攝底片根據(jù)需要選擇合適的分辨率，對質(zhì)量較差的影像進(jìn)行影像增強(qiáng)處理，包括灰度拉伸處理、反差與亮度處理、邊緣信息增強(qiáng)處理等，最后對航片進(jìn)行修整、分幅、命名等操作。

2.空三加密

對歷史航片進(jìn)行空三加密與數(shù)碼航片有所不同，首先需要確定每張歷史航片的掃描影像的實(shí)際大小，以用來確定框標(biāo)的位置，正確進(jìn)行內(nèi)定向，然后才能進(jìn)行自動匹配，控制網(wǎng)平差等功能。具體步驟為：將掃描影像（.ecw）轉(zhuǎn)化為空三加密軟件支持的格式（.tif），建立空三加密工程，進(jìn)行內(nèi)定向（自動內(nèi)定向和手動內(nèi)定向），自動匹配，轉(zhuǎn)刺控制點(diǎn)，然后進(jìn)行平差，得到空三加密結(jié)果。

3.正射影像制作

采用密集匹配軟件將空三加密成果自動匹配生成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后將三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分類，生成初步的DEM模型，并與實(shí)地檢測點(diǎn)高程進(jìn)行比較，進(jìn)行DEM編輯，最后進(jìn)行正射糾正，DOM編輯，生成正射影像。

▲圖2天臺縣歷史航片掃描圖

▲圖3天臺縣正射影像生產(chǎn)成果和放大圖

三、項(xiàng)目成果及應(yīng)用

通過采用天臺縣934張歷史航片，按1∶10000分幅，經(jīng)過正射影像處理，最終生成75幅正射影像圖，范圍覆蓋整個天臺縣。通過歷史航片獲取正射影像圖，為歷史違法用地辨別、拆遷補(bǔ)償?shù)缺姸鄳?yīng)用提供了原始數(shù)據(jù)，相較傳統(tǒng)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集和調(diào)查方法而言，提高了拆遷量測算工作的保密性和精確性，使成果具有較強(qiáng)的客觀性，使歷史影像資源實(shí)現(xiàn)再增值。

以天臺縣五大征遷區(qū)塊拆除（移交）任務(wù)為例，為提升城市品質(zhì)，重塑城市形象，2017年3月，天臺縣在城區(qū)5個區(qū)塊分別實(shí)施了舊城區(qū)改造、貫通“斷頭路”等重大民生建設(shè)項(xiàng)目，涉及2400多戶。如此量大面廣的征遷，在天臺縣歷史上從未有過。征遷過程的艱辛可以克服，但對無證建筑的建設(shè)年代判定成了工作中的難點(diǎn)與焦點(diǎn)，因?yàn)檫@關(guān)系到政府部門判定的權(quán)威，更是直接關(guān)系到拆遷戶的切身利益。為此，在征遷過程中，天臺縣通過將1984年原始航空影像生成的0.5米分辨率正射影像及時幫助解決了這個問題。按照高清度航空影像，較好查清了第一手客觀公正的歷史現(xiàn)實(shí)狀況，用當(dāng)時的客觀影像說話，使得政府有依據(jù)、群眾可判讀，拆遷戶對于歷史依據(jù)非常認(rèn)可，極大地加快了征遷協(xié)議的自簽定進(jìn)度， 4個月內(nèi)就全部完成所有征遷任務(wù)。

四、推廣建議

歷史航片作為不可替代的寶貴資料，客觀地記錄了各個時期的地表形態(tài)、社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境狀況等演化變遷過程，在今后工作過程中必須高度重視。

一是統(tǒng)一收集資料，并集中進(jìn)行數(shù)字化處理與正射糾正。特別是浙江省各縣1990年左右土地詳查時的航片，目前大部分地區(qū)以紙質(zhì)相片方式存于縣國土資源局，不利于數(shù)據(jù)的進(jìn)一步挖掘應(yīng)用；可進(jìn)行原始影像的分析與收集匯總，不僅可以補(bǔ)充資料空白，也可避免數(shù)據(jù)的丟失。對歷史航片搜集后統(tǒng)一進(jìn)行掃描數(shù)字化、正射糾正，生成正射影像（DOM），能夠滿足歷史航攝資料管理和服務(wù)業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，可以很好地解決歷史航攝資料的應(yīng)用問題，使得該類影像能夠直接與土地管理中的現(xiàn)有信息化成果無縫銜接。

二是大力推廣應(yīng)用。歷史航片經(jīng)過正射影像處理，可在國土資源管理中發(fā)揮重要作用，如建筑物甄別測繪、耕地非糧化監(jiān)測、城市規(guī)模管控監(jiān)測等各個方面，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)，但目前對于歷史航片的應(yīng)用仍很片面，應(yīng)加強(qiáng)資金投入，落實(shí)管理政策，將數(shù)據(jù)交由專項(xiàng)部門統(tǒng)一負(fù)責(zé)，規(guī)范歷史航片的搜集、使用、申請步驟，并按時整理歷史航片的數(shù)據(jù)使用成效，繼而加以推廣，使歷史航片更加充分地發(fā)揮價值。