Virtuozo在數(shù)字天水地理空間框架DOM制作中的應用

胡文欣

(三和數(shù)碼測繪地理信息技術有限公司，甘肅 天水 741000)

甘肅省天水市人民政府提出了建設數(shù)字天水的戰(zhàn)略目標?！皵?shù)字天水”地理空間框架DOM制作主要利用高分辨率航空攝影像片、相機報告及相關文件和外業(yè)控制點測量成果，進行空中三角測量、自動內定向、相對定向、絕對定向和平差計算，獲得空三加密成果。采集特征線特征點構成三角網(wǎng)創(chuàng)建DEM，利用DEM對航片影像進行數(shù)字正射糾正，通過對數(shù)字正射糾正的影像進行拼接、色調調整、圖幅裁切，對標準圖幅圖廓整飾，獲得數(shù)字正射影像圖產品[1-2]。

1 DOM制作流程

DOM制作主要包括方案設計與評審、航空攝影、飛行成果質檢、外業(yè)像控采集、內業(yè)空三加密、建立立體模型、匹配編輯DEM、數(shù)字微分糾正DOM、影像鑲嵌、勻色和分幅、成果質量檢查、精度評定和整理提交[3-4]。

2 空三加密

在“數(shù)字天水”地理空間框架DOM制作中，采用Virtuozo進行空三加密，以單獨實測控制點或實測控制點+DGPS坐標為基礎，以小數(shù)碼航片作為空三加密的原始數(shù)據(jù)，通過自動匹配相關影像產生自動匹配點，在此軟件下新建測區(qū)，設置相關測區(qū)參數(shù)。在新建測區(qū)文件夾下新建控制點文件和航帶文件夾，分別根據(jù)控制點性質和精度進行分組。對引入的航片進行分析，輸入必要的相機信息文件和影像信息文件。由Virtuozo軟件自動完成影像內定向和相對定向，完成定向后檢查控制點的加密和精度是否符合設計要求，否則需在標準點位加連接點、控制點，把其他整個測區(qū)中未添加的點預測出來，通過人工干預方式在立體模型中對個別內定向和相對定向的問題數(shù)據(jù)進行處理，反復調用PATB進行結算，直至所有的加密點內定向框標測量誤差≤0.02 mm。

3 DEM采集

“數(shù)字天水”地理空間框架DOM制作生產中采用的是采集特征線、特征點的方法。在Virtuozo中導入空三加密成果，創(chuàng)建立體模型，采集特征線和特征點的方法構成不規(guī)則三角網(wǎng)生成DEM，進而對DEM進行編輯。

3.1 DEM的編輯和拼接

在Virtuozo窗口下采集等高線、陡坎的坎上、坎下及道路邊線作為特征線，引入DEM編輯窗口，利用量測點內插、匹配點內插、道路推平等命令對DEM進行編輯。在采集等高線時，山區(qū)等高距為2 m，平地和丘陵的等高距為1 m，對所有地形特征點、特征線進行三維坐標量測，除特征線外，還要注意與高程有關的其他要素的采集，如各種水岸線、森林區(qū)，在量測地形特征點、線的基礎上，適當增加量測部分地形點，以保證DEM的精度要求，在采集完特征線后，依次采集高程點，采集完特征線和特征點后，在Virtuozo進行拓撲檢查，完成線自相交或線與線相交、點線矛盾、線矛盾的檢查，確定特征線和特征點的正確性。在工程瀏覽窗口中點擊DEM拼接，輸入相關參數(shù)和命令，系統(tǒng)自動開始進行影像拼接處理。處理完成后，系統(tǒng)會將不同誤差分布情況用不同顏色表示出來。

3.2 DEM的輸出

DEM的輸出是根據(jù)所采集的特征線、特征點數(shù)據(jù)生成DEM。DEM生成時格網(wǎng)間距為2 m×2 m，DEM的特征線和特征點必須在立體狀態(tài)下切準地面，一般誤差允許在兩倍中誤差范圍內。若出現(xiàn)部分的DEM特征點、特征線匹配超出誤差范圍或匹配不精確，應在DEM編輯功能模塊下重新采集特征線和特征點進行局部修改，以保證DEM的精度。

4 DOM的生成

利用編輯后的DEM和采用雙三次插值法對影像進行糾正，生成單張DOM。在 Virtuozo下創(chuàng)建DOM產品，設置DOM的參數(shù)，“數(shù)字天水”地理空間框架DOM制作生產的DOM對應的X方向間距和Y方向間距分別為0.2 m，沿影像邊沿和原始影像生成單張DOM，并對單張DOM進行質量檢查，如果有圖像處理缺陷，利用Virtuozo對影像進行修補。

5 DOM鑲嵌與拼接

數(shù)字微分糾正后的單片正射影像，以空三加密區(qū)為單元生成DOM會存在一定的色差，加密測區(qū)影像接邊時，采取人工選取鑲嵌線的形式，采用arcgis軟件，鑲嵌線盡量沿著線狀地物方向、地形變化比較平緩的山谷、平地等地貌選取，避免不了交叉現(xiàn)狀地物時，不得垂直切斷線狀地物，可成一定角度進行裁切，同時特別注意避開懸崖、陡坡、新建高速公路、堤壩等地形變化劇烈的區(qū)域。鑲嵌遇到高大建筑物、高架鐵路(公路)、立交橋等人工構筑物時，應根據(jù)航攝影像情況盡量選擇距像片邊緣較遠的影像，以減小投影差對構筑物平面精度的影響，確實無法避開時，必須保持構筑物視覺上的連續(xù)性，不能有錯開、扭曲、變形等現(xiàn)象。為了避免可能引起的像素錯位，裁切區(qū)域可以使用2～4個像素的羽化。一個區(qū)域鑲嵌完成后，應及時與相鄰區(qū)域進行無縫接邊，接邊線應選擇在控制點附近，嚴禁超出控制范圍接邊。

6 圖幅分幅

圖幅分幅依據(jù)國家標準1∶2 000進行分幅，圖幅編號按西南角圖廓點坐標公里數(shù)編號，圖幅西南角坐標公里數(shù)編號時，X坐標在前，Y坐標在后，取至 0.01 km，對圖框字體、圖廓等進行整體修飾處理。

7 質量檢查

DOM圖幅的檢查主要包括空間坐標系、精度、影像質量、接邊檢查等?？臻g坐標系的檢查主要是DOM所采用的平面坐標系統(tǒng)、高程基準和所采用的地圖投影各參數(shù)是否符合有關規(guī)范要求。精度檢查包括DOM像點坐標的中誤差。影像質量檢查主要包括整張影像色調是否均勻，反差及亮度是否適中，影像拼接處色調是否一致，影像上是否存在斑點、劃痕或其他原因造成的信息缺失等現(xiàn)象。檢查接邊圖幅之間是否同注記一致，有無色差，影像有無錯位現(xiàn)象，接邊的重疊區(qū)域不允許出現(xiàn)明顯的模糊和重影。

8 成果提交

數(shù)字正射影像圖成果的提交主要包括數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)文件、正射影像鑲嵌線數(shù)據(jù)文件、元數(shù)據(jù)文件、數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)文件結合表、質量檢查記錄、質量檢查報告和技術總結報告等。

數(shù)字正射影像圖以光盤為主要儲存介質，也可以使用磁帶或磁盤等。成果外包裝上應包括成果標記、生產單位、分發(fā)單位等內容，成果標記應包括成果名稱、所采用標準的標準號、成果分類代號、圖幅分幅編號、地面分辨率、最新生產等內容。

9 結語

Virtuozo全數(shù)字攝影測量技術自動化程度高，處理速度快，能夠進行多幅圖的各種操作，自動生成拼接線，實時更新數(shù)據(jù)。要不斷開發(fā)與探索，完善軟件，為DOM的制作提供更好的平臺。