基于VirtuoZo的數字正射影像制作及質量檢查

摘 要：數字正射影像圖是將航空影像經過預處理、空三加密、DEM編輯等過程生成的既具有像片的影像特征又具有地圖的幾何精度的影像圖，其信息豐富直觀，具有良好的可判讀性和可量測性。本文以數字正射影像圖的制作為研究對象，詳細介紹了制作正射影像圖的技術流程，并提出了正射影像圖質量檢查的方法。

關鍵詞：正射影像圖 航空影像 VirtuoZo

中圖分類號：P283.49 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0041-01

正射影像圖在城鄉規劃、工程設計、地籍管理、房地產開發等領域有著廣泛的應用前景，可以為國土資源管理、城鄉規劃、工程建設和基礎設計建設提供科學的技術依據。目前攝影測量生產中都涉及DOM的數據生產，由于技術和要求的不同，技術流程上存在一定的差別，因此很有必要研究一下DOM生產的技術流程和質量控制要求。本文以正射影像圖的制作為例，研究基于VirtuoZo的正射影像圖制作方法。

1 數字正射影像圖制作實例

1.1 項目概況

測區地處平原地區，航測面積約600 km2，共有48條航帶，航片的航向重疊度大于70%，旁向重疊度大于30%，航測比例尺為1∶4000，影像地面分辨率為0.072 m。該項目共約600個像控點，相鄰點間距離東西方向約為1公里，南北方向約500 m，分布于田間、巷道、溝渠、大壩、廠區等地方，選取的像控點需要位于地勢相對開闊，地標清晰、無遮擋的地方。

1.2 數據預處理

（1）整理像控點數據：野外采集的控制點坐標為大地坐標系，而VirtuoZo采用的是數學坐標系，因此需交換X、Y坐標，并將各個測區的控制點生成加密所需的.grd文件。

（2）影像分區：測區影像共4910張，而空三加密平差時一次最多只能處理100張，因此需將這些影像劃分成小測區進行加密處理。影像分區需要相鄰測區間保證一定的重疊度，每個測區中有10～14個控制點，且分布均勻。

（3）影像格式轉換：航拍獲取的影像為.tif格式，需要將其轉換為VirtuoZo軟件可讀取的.vz格式。

1.3 空三加密

空中三角測量是航空攝影測量專業中的重要部分，進行空中三角測量的目的就是為影像糾正、數字高程采集和航測立體測圖提供定向成果，空中三角測量的最主要的成果就是像片定向點大地坐標和像片外方位元素。空三加密過程：編輯影像列表、自動內定向，航帶間偏移，提取連接點、自動挑點、添加控制點，平差挑點，人工交互式編輯，生成加密點。

在空三加密過程中需要注意一下幾點，以保證空三加密的精度。

（1）航帶間偏移：對于兩條普通航線，基本要求為在航線的頭尾各量測一個點，當航線比較長時，有時可以在航線中間再均勻的量測一個或多個點。對于不同的航線組，基本要求為在兩個航線組（各包含多條航線）的公共區域內，人工至少量測3個偏移點，而且要求這三個點不要分布在一條直線上。

（2）提取連接點：在VirtuozoAAT中進行連接點的提取，匹配同名像點，創建金字塔文件，并進行航帶偏移量的檢查。對出現的警告或錯誤進行編輯，反復上述過程，直至零警告和零錯誤。

（3）平差挑點：此過程在PATB平差程序中進行。平差后查看每張航片中同名像點的分布，對分布稀疏或不均的地方進行加點操作，同時對超出限差的同名像點進行人工交互式編輯，并反復進行平差操作，直至平差結果滿足限差要求。

1.4 DEM生成及編輯

在基于DEM生成正射影像前，需要對每個影像的DEM進行插值、平滑、高程置平處理。本項目地勢相對平坦，地形起伏不大，DEM采樣間隔選在20～30 m之間比較適宜，既可以反映出地形的變化，也能忽略地物的影響；如果采樣間隔太小，會導致房屋尤其是高大建筑物嚴重變形，導致增加DEM數據的編輯工作量。

1.5 正射影像的制作

在鑲嵌線的裁切過程中，盡可能選擇在同一灰度的地方裁切，拼接線盡可能沿著路邊、河邊、坡腳線等地方走，禁止拼接線從房屋、橋梁等建筑物或構筑物上通過。鑲嵌線不要超出影像的重合部分，否則容易出現“黑洞”現象。然后瀏覽拼接的正射影像，檢查是否有模糊、錯位、扭曲、拉花等現象，對需要修改的區域在Photoshop中進行替換、修補、羽化或勻光勻色等操作處理，盡可能消除單張影像內以及多張影像間的色差來實現局部和整體影像的勻色，從而保證影像數據的連續性、無縫性的一致性。

2 正射影像質量檢查

正射影像圖質量，主要從影像精度檢驗和影像質量檢查兩個方面考慮。影像的精度常可以通過如下三種方法就行檢查：（1）野外檢查，用傳統測量方法對正射影像圖中個別點進行抽樣測量，檢查正射影像圖的精度是否達標。（2）矢量圖與柵格圖疊加法，將正射影像圖與數字地形圖相疊加，均勻選取一定數量、密度的同名地物點用以比較正射影像的精度。（3）柵格圖疊加法，將現有的柵格地形圖通過相關地圖處理軟件進行幾何糾正，在與正射影像圖相疊加，比較兩幅圖中地物差別，用以檢校正射影像圖的精度。

在檢查完正射影像精度后，需要對正射影像的影響色彩、亮度質量進行檢查，即正射影像質量檢查。這一過程一般采用目視方法進行判別，查看影像色調、亮度的均勻性，以及影像中是否存在有噪聲點或影像部分缺失等問題。

3 結語

本文通過VirtuoZo軟件對航空影像進行處理并生成和制作正射影像圖的研究及質量檢查，完成了滿足生產工程需要的大比例尺正射影像圖的輸出，而且比常規數字測圖效率高的多，正射影像圖豐富的信息量為進行用地規劃、移民安置等提供了極大的便利。

參考文獻

[1]儲美華.大比例尺數字正射影像圖的制作方法和技巧[J].測繪技術裝備，2002，4（1）：l4-16.

[2]方劍強.生產數字正射影像圖（DOM）的若干技術問題探討[J].測繪與空間地理信息，2007（3）.

[3]王建明.基于DMC影像的大比例尺正射影像圖制作研究[J].科技資訊，2009（2）.

[4]謝惠洪.數字正射影像地圖的質量評定[J].遙感信息，2003（3）：35-37.

[5]王玨，陳映鷹.數字正射影像地圖的生成及進一步開發利用[J].遙感信息，2001（2）：3l-34.