面向第三次國土調(diào)查的DOM制作研究

李雪芬 梁艾霞

摘? ?要：國土調(diào)查最基礎(chǔ)的資料——遙感數(shù)字正射影像即DOM 影像，對(duì)于第三次全國國土調(diào)查起著重要的作用，是開展工作的基礎(chǔ)底圖。本文結(jié)合湖北某市國土調(diào)查中DOM制作實(shí)踐，探討了DOM產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)路線，包括影像鑲嵌裁切，常見的問題及處理和不同分辨率影像的拼接，本文所采用的處理方法可在一定程度上減弱不利因素的影響，并為其他DOM 影像的制作提供參考。

關(guān)鍵詞：DOM? 國土調(diào)查? 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：P272;P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）03（a）-0143-02

國土（“全國土地”的簡(jiǎn)稱）數(shù)據(jù)是國土管理的基石，也是農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、發(fā)展改革、城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)、環(huán)境保護(hù)等各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展和管理的重要基礎(chǔ)，而國土調(diào)查同時(shí)也是重大的國情國力普查，定向開展全國國土調(diào)查是全面準(zhǔn)確獲取土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的主要手段。第三次全國國土調(diào)查的主要任務(wù)就是在第二次全國土地調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，按照國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在全國范圍內(nèi)利用遙感、測(cè)繪、地理信息、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，統(tǒng)籌利用現(xiàn)有資料，查清各類土地的所有權(quán)和使用權(quán)。

隨著高分辨率遙感技術(shù)的高速發(fā)展，高分辨率遙感衛(wèi)星不斷發(fā)射升空，數(shù)據(jù)采集能力不斷提高，第三次全國國土調(diào)查要求按空間分辨率、光譜分辨率、現(xiàn)勢(shì)性的先后順序優(yōu)先選擇更優(yōu)（新）的影像。同時(shí)優(yōu)先考慮側(cè)視角較小的數(shù)據(jù)，減小地物陰影、影像拉花等問題的影響;在緯度較高地區(qū)，建議盡量避免使用冬季獲取的數(shù)據(jù)。

本文以湖北某市為例，淺談第三次全國國土調(diào)查正射影像制作及處理方法。本次作業(yè)該市涉及的衛(wèi)星影像類型有3種（BJ-2、GF-2、GJ-1）。

1? DOM 制作技術(shù)路線

本次生產(chǎn)設(shè)計(jì)其中包含了以下兩個(gè)設(shè)計(jì)要求：

（1）一個(gè)縣域內(nèi)同時(shí)存在多種不同分辨率，如果面積較小的分辨率區(qū)域超過100km2，不同分辨率部分單獨(dú)生成影像文件;如果小于100km2，以占比較大的分辨率為準(zhǔn)，鑲嵌到相鄰區(qū)域同一個(gè)影像文件中;

（2）縣域內(nèi)相鄰的不同分辨率影像重疊20m（兩種分辨率各外擴(kuò)10m），接邊線也需按照鑲嵌線要求，盡量沿線狀地物、地塊邊界，以及空曠、色調(diào)較暗處及山谷地帶選取，繞開完整地物，減小對(duì)國土調(diào)查的影響。根據(jù)以上的生產(chǎn)要求，在進(jìn)行影像拼接時(shí)，可把相同分辨率的影像先拼接，然后按范圍進(jìn)行裁切，再計(jì)算面積，檢查不同分辨率的影像是否可以合并。

2? 影像處理

2.1 影像鑲嵌裁切

該市有國家下發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)范圍，而不同分辨率的影像根據(jù)設(shè)計(jì)要求需各外擴(kuò)10m，保證有20m的重疊范圍，因此在處理影像內(nèi)部質(zhì)量問題之前，可先采集鑲嵌線，再按要求外擴(kuò)10m進(jìn)行影像裁切。采集鑲嵌線需注意以下幾點(diǎn)：鑲嵌線盡量沿線狀地物邊緣行進(jìn)，避免切割人工地物;盡量避免在同一道路上、同一塊田塊來回穿越;對(duì)于大面積樹林覆蓋區(qū)域，盡量沿著山脊、山溝或者不同植被分界處切割。這種處理方式的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）保證同一類地物的色調(diào)、亮度、紋理、拍攝角度的一致性和完整性。（2）對(duì)于后續(xù)處理影像顏色不一致問題，過渡自然，且處理較快。（3）先裁切影像，對(duì)于范圍之外的影像不會(huì)多余處理，可節(jié)省處理影像內(nèi)部質(zhì)量問題時(shí)間。

2.2 常見問題及處理

衛(wèi)星影像含有全色和多光譜的影像，前期已利用數(shù)字高程模型DEM糾正含有坐標(biāo)信息，并且對(duì)全色波段和多光譜波段進(jìn)行融合和增強(qiáng)，使融合影像色彩明亮、紋理清晰，但是局部區(qū)域還是存在明顯的質(zhì)量問題，而且一個(gè)縣域會(huì)使用到多種類型的衛(wèi)星影像，這樣就會(huì)導(dǎo)致單景與單景影像的顏色并不完全一致，對(duì)于后續(xù)進(jìn)行國土調(diào)查會(huì)存在影響，這些都需要人為地進(jìn)行干預(yù)處理。接下來討論常見問題及處理方法。

（1）影像拉花。

引起的原因：在地形起伏較大地區(qū)，通過正射糾正將中心投影轉(zhuǎn)換為正射投影會(huì)導(dǎo)致影像拉花現(xiàn)象。 處理方法：①在高差較大地區(qū)，通過選用較小側(cè)視角數(shù)據(jù)減小影像成果拉花的影響。②對(duì)于山體或者植被大面積拉花，看不到地表，可編輯數(shù)字高程模型，使其坡度變緩，或者對(duì)數(shù)字高程模型賦上平均高程，重新糾正影像，替換拉花的區(qū)域。③對(duì)于小面積拉花區(qū)域，可用相鄰相同紋理的影像修復(fù)。

（2）地物扭曲、變形。

引起的原因：正射影像成果中的地物變形通常是由于數(shù)字高程模型沒有貼在地面引起，常出現(xiàn)在立交橋、公路、房屋等區(qū)域。處理方法：①譬如橋梁、道路這類線狀地物，重新編輯數(shù)字高程模型到地面，并且編輯的寬度盡量比實(shí)際寬度多1～2列格網(wǎng)點(diǎn)，防止邊緣出現(xiàn)拉花，最后重新糾正該區(qū)域的影像。②房屋區(qū)域，重新編輯數(shù)字高程模型到地面，對(duì)于大面積密集房屋區(qū)域變形，也可給數(shù)字高程模型賦上平均高程，最后重新糾正該區(qū)域的影像。

（3）影像曝光過度。

引起的原因：①由于衛(wèi)星傳感器在獲取影像時(shí)，天氣氣候原因所導(dǎo)致。②勻色勻光設(shè)置的參數(shù)導(dǎo)致影像個(gè)別區(qū)域丟失紋理細(xì)節(jié)，導(dǎo)致清晰度下降。處理方法：用未進(jìn)行勻色勻光的同一景影像修補(bǔ)曝光過度區(qū)域，使之與周圍的顏色過渡自然。

（4）單景影像之間接邊色調(diào)問題。

引起的原因：不同時(shí)相、傳感器類型均會(huì)引起色調(diào)不一致的問題。 處理方法：①在鑲嵌時(shí)應(yīng)盡量繞開反差較大地物。②采用濾波和直方圖拉伸的方法，對(duì)影像的對(duì)比度和色彩飽和度進(jìn)行調(diào)整。③對(duì)于河流、海域接邊處色調(diào)、紋理、顆粒感不一致，除了濾波和直方圖拉伸的方法，還可添加/減少雜色使其過渡自然。

（5）單景影像之間地物接邊錯(cuò)位。

引起的原因：①使用的不是同一期的數(shù)字高程模型進(jìn)行糾正。②在糾正影像時(shí)，沒有在接邊重疊處選擇同名點(diǎn)。③鑲嵌線未繞開建筑物等人工地物造成的接邊錯(cuò)位。

處理方法：①如兩側(cè)正射影像精度均滿足精度要求，需對(duì)接邊影像進(jìn)行接邊差改正，達(dá)到接邊精度要求;如不滿足，檢查糾正點(diǎn)和數(shù)字高程模型是否有誤。②對(duì)于因鑲嵌線未繞開建筑物等人工地物造成的接邊差超限，可通過使鑲嵌線繞開人工地物解決。

2.3 不同分辨率的影像拼接

根據(jù)設(shè)計(jì)要求“如果小于100km2，則以占比較大的分辨率為準(zhǔn)，鑲嵌到相鄰區(qū)域同一個(gè)影像文件中”，筆者通過提取影像范圍計(jì)算面積判斷是否需要把不同分辨率的影像合并。在合并時(shí)，要把小面積的影像分辨率轉(zhuǎn)換到和另一個(gè)影像相同的分辨率，在轉(zhuǎn)換時(shí)需注意采用“雙線性插值法”或“三次卷積插值法”重采樣技術(shù)保證影像質(zhì)量以及不會(huì)出現(xiàn)像素值不連續(xù)的情況，但是進(jìn)行了影像重采樣，用不規(guī)則范圍裁切過的影像邊緣范圍會(huì)比之前縮小2個(gè)像素左右，因此在做有關(guān)環(huán)節(jié)處理時(shí)，需把范圍外擴(kuò)3～4個(gè)像素，避免后期重采樣影像導(dǎo)致范圍不夠。

3? 成果質(zhì)量控制

在上交成果之前，為保證成果質(zhì)量符合技術(shù)要求，需進(jìn)行質(zhì)量控制，涉及的檢查內(nèi)容：（1）空間參考是否符合技術(shù)要求;（2）影像平面位置需套合所規(guī)定的前時(shí)相影像，檢查中誤差是否符合精度要求，特殊情況是否在技術(shù)總結(jié)中記錄;（3）不同分辨率影像的重疊度是否滿足要求，特別是在鑲嵌線的拐角處;（4）整個(gè)縣域的色調(diào)、亮度是否均衡、過渡自然，紋理信息是否丟失，是否會(huì)影響后期的國土調(diào)查。

4? 結(jié)語

衛(wèi)星影像作為第三次全國國土調(diào)查的主要數(shù)據(jù)源，不僅像幅面積大、宏觀性強(qiáng)，而且時(shí)相統(tǒng)一，便于應(yīng)用分析。但衛(wèi)星傳感器獲取影像的色調(diào)、曝光程度、獲取的紋理細(xì)節(jié)、背陽區(qū)域（陰影）的大小以及利用數(shù)字高程模型糾正影像得到的平面精度等都會(huì)影響制作正射影像的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉兆，楊麗麗. 云南省第三次全國國土調(diào)查參考資料數(shù)據(jù)整合方法[J]. 地礦測(cè)繪，2019（6）：33-35.

[2] 黃虎昌，易圣文. 淺談自然資源系統(tǒng)改革背景下第三次全國國土調(diào)查推進(jìn)及應(yīng)用前景[J]. 江西測(cè)繪，2019（6）：21-23.

[3] 張怡.新疆第三次國土調(diào)查工作底圖制作淺談[J]. 經(jīng)緯天地，2019（8）：108-109.