航測遙感內業數據處理關鍵技術研究

摘 要：本文筆者基于多年從事全數字攝影測量的空間數據生產經驗，研究探討了相關生產流程及其中所涉及的關鍵技術，文章首先對空間數據產品的模式和基本特征進行了詳細的闡述，而后給出了基于全數字攝影測量的空間數據生產流稱，最后結合筆者工作經驗，重點探討了流程中所涉及的關鍵技術，全文既是筆者長期工作實踐基礎上的經驗總結，同時也是在實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：攝影測量 空間數據 生產流程 關鍵技術

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0038-02

1 產品模式

1.1 基本產品

根據目前基礎地理空間數據生產技術發展和用戶的需要，基礎地理空間數據產品主要包括以下四種基本模式：數字線劃圖（DLG）、數字正射影像圖（DOM）、數字柵格地圖（DRG）、數字高程模型（DEM），簡稱為“4D”。這些產品可根據需要以數字和模擬二種形式提供。根據用戶的需要可形成復合產品，如數字線劃圖與數字正射影像圖疊加可形成數字影像地形圖。

（1）數字線劃圖，簡稱為DLG（Digital Line Graphic）。

是地形圖上基礎要素信息的矢量格式數據集，其中保存著要素的空間關系和相關的屬性信息。數字線劃圖可滿足各種空間分析要求，與其他信息疊加，可進行空間分析和決策。

（2）數字正射影像圖，簡稱為DOM（Digital Orthophoto Map）。

是利用數字高程模型對掃描處理后的數字化的航空像片或遙感影像，逐像元進行輻射糾正、微分糾正和鑲嵌，按標準分幅的地形圖范圍進行裁切生成的影像數據，帶有公里格網和內、外圖廓整飾和注記的影像平面圖，具有地圖的幾何精度和影像特征。DOM具有精度高、信息豐富、直觀真實的特點，可作為背景控制信息、評價其它數據的精度、現勢性和完整性；從中可提取自然資源和社會經濟發展信息或派生出新的信息，可用于地形圖的更新。

（3）數字高程模型，簡稱為DEM（Digital Elevation Model）。

是在高斯投影平面上規則或不規則格網點的平面坐標（X，Y）及其高程（Z）的數據集。為控制地表形態，可配套提供離散高程點數據。

（4）數字柵格地圖，簡稱為DRG（Digital Raster Graphic）。

是以柵格數據格式存儲和表示的地圖圖形數據文件。在內容、幾何精度、規格和色彩等方面與地形圖圖形基本保持一致，可用于DLG數據的采集、評價和更新，也可與DOM，DEM等數據疊加使用，從而提取、更新地圖數據和派生出新的信息。

1.2 復合產品

（1）數字影像地形圖（Digital Orthophoto Topographic Map）。

以數字正射影像圖（單色或彩色）為基礎，疊加相關的數字線劃圖而產生的復合數字地圖產品。同時具有正射影像圖的精度高、信息豐富、直觀真實的特點和矢量數據保存著要素的空間關系和相關的屬性信息的特點，可以為各種用戶提供地形信息和最新空間實體信息，滿足不同用戶的需要。

（2）數字影像地面模型（DigitaljmE78Btbk/Kr4w0UZEGEwQ== Orthophoto Ground Model）。

以數字正射影像圖（單色或彩色）為基礎，疊加相關的數字高程模型數據而產生的復合數字模型產品。具有正射影像圖的基本特征和立體突出顯示地表的起伏形態的特點，可為用戶提供直觀地表三維景觀enysp3WE8a1Ona9LVuYBXA==，可用于工程規劃和優化設計。

（3）數字影像專題圖（Digital Orthophoto Thematic Map）。

以數字正射影像圖（單色或彩色）為基礎，疊加相關的專題矢量數據而產生的復合數字地圖產品。同時具有正射影像的基本特征和突出表達各種不同專題地圖信息的特點，可以為各種用戶提供直觀信息和與之相關的豐富的背景信息，滿足各專業部門對專題圖的需要。

2 基本特征

2.1 數據格式

基礎地理空間數據的數據格式主要分為矢量和柵格二種，數字線劃圖為矢量數據集，每一地理要素分別采用點、線、面描述其幾何特征，并賦予屬性，同時按要素分類分為若干數據層，提供地理信息系統做空間檢索、空間分析使用。數字正射影像圖、數字高程模型和數字柵格地圖為柵格數據集，數據結構就是像元陣列，每個像元由行列號確定它的位置，且具有表達實體屬性的類型或值的編碼。

矢量數據能全面地描述地表目標，可隨機的進行數據選取和顯示，與其它信息疊加，可進行空間分析、決策。具有嚴密的數據結構，數據量小，可完整地描述數據的拓撲關系，便于深層次分析，輸出質量好，數據精度高，但其數據結構復雜、技術要求高。柵格數據具有數據結構簡單，空間數據的疊加簡便，易于進行空間分析，相對來說圖形數據量大，數據和信息量受像元大小的限制。

2.2 基本內容

考慮到基礎地理空間數據采集時間和產品的提供周期，基礎地理矢量數據可分為三個層次：第一層次分為核心地形要素；第二層次為在核心地形要素的基礎上，根據各地不同的需要，選取更多的其它要素（可選要素）；第三層次為全部地形圖要素（全要素）。

矢量數據的基本內容：大地控制測量數據（包括平面控制點、高程控制點、天文點、重力點）、水系及附屬設施、建筑物及附屬設施、交通運輸與管線設施、境界、地表覆蓋、地貌。

柵格數據：DEM格網數據，格網間距5 m或12.5 m；DOM影像數據，地面分辨率為1 m；DRG圖形數據，分辨率不低于250dpi.

文本數據：地名數據，含地名位置、類型、行政區劃、經濟信息等；元數據，說明數據內容、質量、狀況和其他有關特征的背景信息，是數據自身的描述信息。

3 基于全數字攝影測量法空間數據生產流程及關鍵技術研究

基于全數字攝影測量的空間數據生產流程如圖1所示。

3.1 資料準備

航攝資料如航攝底片、控制點資料、相關的地形圖、航攝機鑒定表、航攝驗收報告等應收集齊全；對影像質量、飛行質量和控制點質量應進行分析，檢查航攝儀參數是否完整等。

3.2 影像掃描

根據航攝底片的具體情況，設置與調整掃描參數，使反差適中、色調飽滿、框標清晰，灰度直方圖基本呈正態分布，掃描范圍應在保證影像完整（包括框標影像）的前提下盡可能地小，以減少數據量。影像掃描分辨率根據下面公式確定：

影像掃描分辨率R=地面分辨率/航攝比例尺分母。

3.3 定向建模

自動搜尋框標點，放大切準框標點進行內定向，對定向可由計算機自動完成，人機交互完成絕對定向如不符合要求，需重新定向，直至符合限差要求。

檢查定向精度，需滿足要求；相，完成定向后需檢查坐標殘差。

3.4 數據采集

（1）立測判讀采集，需嚴格切準目標點，要求按中心點、中心線采集的要素，其位置必須準確，點狀要素準確采集其定位點，線狀要素上點的密度以幾何形狀不失真為原則，密度應隨著曲率的增大而增加。每個像對的數據必須接邊，自動生成的匹配點、等視差曲線或大格網點、內插的小格網點均需漫游檢查，保證其準確性，為提高DEM精度，需人工加測地形特征點、線和水域等邊界線。

（2）采集的數據應分層，進行圖形和屬性編輯，矢量數據線條要光滑，關系合理，拓撲關系正確，屬性項、屬性值正確；利用DEM數據，采用微分糾正法對影像重采樣獲得DOM數據。

（3）DEM和DOM數據需進行單模型數據拼接，檢查拼接處接邊差是否符合要求；同樣矢量數據接邊應符合要求，各屬性值要一致，任何不符合要求的數據均需重新采集，修改正確的數據按圖幅裁切，生成最終的以幅為單位的數據，提供檢查和驗收。

3.5 元數據制作

可由相應的專業軟件進行計算輸入各屬性項中，無法自動輸入的內容由人工輸入。

參考文獻

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[3]周姿.專題數據庫建設探析[J].科技創新導報，2010（2）.