基于MapMatrix的DOM研究及質(zhì)量檢查

陶毅

遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心 遼寧沈陽(yáng) 110034

隨著測(cè)繪技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，我們的測(cè)繪產(chǎn)品內(nèi)容和形式也得到了極大的豐富。社會(huì)上各行各業(yè)對(duì)航空攝影測(cè)量4D產(chǎn)品的需求是越來(lái)越多，以代替以往單一的線劃紙圖。其數(shù)字正射影像圖（DOM）具備地圖幾何精度和影像信息，具有精度高、信息豐富、直觀真實(shí)等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各個(gè)行業(yè)多層次、多用途的要求，顯示出其重要性。

1 綜述

1.1 正射影像圖的定義

正射影像圖分為兩種：一種是數(shù)字正射影像圖(DOM)，一種是數(shù)字真正射影像圖（TDOM）。

數(shù)字正射影像圖（Digital Orthophoto Map，DOM）是利用數(shù)字高程模型（DEM）對(duì)數(shù)字化航空（或航天）像片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集。它是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等優(yōu)點(diǎn)。

數(shù)字真正射影像圖（True Digital Orthophoto Map，TDOM）是利用數(shù)字表面模型（DSM）通過(guò)數(shù)字微分糾正技術(shù)，改正原始影像的幾何變形，對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行影像重采樣后，使影像視角被糾正為垂直視角而形成的影像圖[1]。

本文論述的是只改正由地形起伏引起的投影差，而地物本身的投影差不改的正射影像，即數(shù)字正射影像圖(DOM)。

1.2 ADS80影像

ADS80影像采用的是線陣列推掃式成像原理。ADS80L0級(jí)原始影像數(shù)據(jù)下載后，首先利用POS處理軟件對(duì)布測(cè)的地面基站數(shù)據(jù)和IMU/DGPS數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合解算處理，糾正航飛時(shí)的位置和姿態(tài)，然后對(duì)L0級(jí)影像處理獲得空三加密處理后L1級(jí)影像，再進(jìn)入航天遠(yuǎn)景軟件制作DOM。

1.3 Map Matrix

Map Matrix是由武漢航天遠(yuǎn)景科技有限公司開(kāi)發(fā)的，基于航空、衛(wèi)星遙感、外業(yè)等數(shù)據(jù)進(jìn)行多源空間信息綜合處理的平臺(tái)。

2 基于MapMatrix的DOM制作

本項(xiàng)目影像數(shù)據(jù)源為ADS80航攝儀采用IMU/DGPS技術(shù)獲取的全省0.2m分辨率彩色影像數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，利用航天遠(yuǎn)景設(shè)備軟件，制作0.2m分辨率數(shù)字正射影像圖。

2.1 建立工程文件

分析、準(zhǔn)備原始ADS80加密成果，新建工程測(cè)區(qū)，根據(jù)DOM成果要求，修改測(cè)區(qū)參數(shù)，測(cè)區(qū)類(lèi)型及中央子午線信息，建立工程文件，工程文件名為 ＊＊＊＊＊＊.xml。

2.2 模型劃分

利用全色影像中的前視與下視或下視與后視影像創(chuàng)建模型，然后根據(jù)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的配置設(shè)置每個(gè)模型的寬度和重疊度，把每條航線劃分多個(gè)模型，生成核線影像；亦可不用劃分模型一條航帶為一個(gè)模型。

2.3 自動(dòng)生成DEM

基于航天遠(yuǎn)景dem匹配的不理想，本項(xiàng)目利用Inpho軟件生成2×2米格網(wǎng)的dem，然后用航天遠(yuǎn)景進(jìn)行DEM編輯。

2.4 DEM編輯、拼接

通過(guò)航天遠(yuǎn)景軟件把DEM結(jié)果疊加在立體影像上，直接進(jìn)行編輯，編輯DEM時(shí)，可測(cè)多條特征線，時(shí)時(shí)構(gòu)TIN，編輯DEM。

編輯DEM時(shí)，應(yīng)根據(jù)地貌特點(diǎn)，采用線面交互編輯的方法進(jìn)行編輯。用量測(cè)點(diǎn)內(nèi)插或匹配點(diǎn)內(nèi)插使DEM點(diǎn)切準(zhǔn)地面[2]。

然后執(zhí)行DEM拼接，拼接成單航線的DEM，亦可拼成多航線在一起的DEM。

2.5 生成單航線正射影像

利用單航線的DEM，選擇下視RGB彩色影像，設(shè)置影像分辨率為0.2m，生成單航線彩色DOM。

2.6 檢查修改單行線正射影像

檢查生成的單航線正射影像成果，對(duì)拉伸、變形的地物進(jìn)行重新編DEM，得到正確的單航線的正射影像成果。

2.7 正射影像勻色、拼接

本項(xiàng)目對(duì)影像進(jìn)行勻光勻色處理必須使用項(xiàng)目辦統(tǒng)一提供的參考影像模板。模板要求要素全面、色彩飽和度豐富，以保證項(xiàng)目范圍內(nèi)DOM顏色的一致性。

利用EPT軟件對(duì)單航線正射影像進(jìn)行整體勻光勻色。勻色后利用EPT軟件進(jìn)行多航線正射影像拼接。拼接時(shí)可按結(jié)合表時(shí)時(shí)裁成單幅正射影像成果，也可以拼成多幅在一起的正射影像，然后批處理裁成單幅正射影像。

2.8 檢查修補(bǔ)單幅正射影像成果

檢查單幅正射影像成果，每圖幅內(nèi)的影像都應(yīng)反差適中，色調(diào)均勻，紋理清楚，層次豐富，應(yīng)無(wú)明顯失真、偏色現(xiàn)象，無(wú)明顯鑲嵌接縫及調(diào)整痕跡。避免因影像缺損（紋理不清、噪音、影像模糊、影像扭曲、錯(cuò)開(kāi)、裂縫、漏洞、污點(diǎn)劃痕等）而造成無(wú)法判讀影像信息和精度的損失。對(duì)有問(wèn)題的圖幅應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

3 DOM的質(zhì)量檢查

DOM質(zhì)量檢查包括：①空間參考系檢查；②平面精度檢查；③影像質(zhì)量的檢查；④邏輯一致性檢查；⑤附件質(zhì)量檢查。

其中平面精度檢查包括以下幾種方法：

3.1 外業(yè)實(shí)測(cè)法

外業(yè)實(shí)地選點(diǎn)采集，直接獲取檢查點(diǎn)的坐標(biāo)，然后進(jìn)行中誤差統(tǒng)計(jì)。

3.2 攝影測(cè)量法

直接利用外業(yè)像控?cái)?shù)據(jù)或空三加密數(shù)據(jù)，創(chuàng)建立體模型，然后在立體模型下采集檢測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)，之后把采集的檢測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)與在DOM上量取的坐標(biāo)進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)中誤差。

3.3 已有DLG數(shù)據(jù)選點(diǎn)法

此方法要求DLG的比例尺要大于DOM的成圖比例尺。準(zhǔn)備與DOM重疊區(qū)域的DLG數(shù)據(jù)或包含DOM區(qū)域的DLG數(shù)據(jù)。首先在DLG數(shù)據(jù)上獲取檢查點(diǎn)的平面坐標(biāo)，然后與DOM上量取的坐標(biāo)進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)中誤差。

影像質(zhì)量的檢查內(nèi)容包括：①影像地面分辨率；②影像圖幅范圍；③色彩模式；④色彩特征；⑤影像噪聲；⑥影像信息丟失。

總之?dāng)?shù)字正射影像圖的成果影像應(yīng)反差適中，符合地形、地貌的反差特征，色調(diào)與色彩均勻、無(wú)噪聲，經(jīng)過(guò)鑲嵌的數(shù)字正射影像圖，其鑲嵌邊處不應(yīng)有明顯的灰度（或色彩）改變[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)各行各業(yè)的需求，數(shù)字正射影像圖被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，已在測(cè)繪、資源與環(huán)境、災(zāi)害防治、土地確權(quán)、地理國(guó)情以及國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用?？勺鳛榈貓D分析背景控制信息，也可從中提取自然資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史信息或最新信息，為防治災(zāi)害和公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等應(yīng)用提供可靠依據(jù)；還可從中提取和派生新的信息，實(shí)現(xiàn)地圖的修測(cè)更新。評(píng)價(jià)其它數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)實(shí)性和完整性都很優(yōu)良。