應用Imangestation制作數字正攝影像的經驗和技巧

肖春華

摘 要：主要闡述了數字正射影像圖的特點，并簡單介紹了一些應用Imangestation制作數字正射模型的經驗和技巧，以期為相關工作提供參考。

關鍵詞：全數字攝影測量工作站；數字正射影像；勻色；正射糾正

中圖分類號：TP751.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.066

全數字攝影測量工作站制作數字正射影像的成圖周期長、所需工作人員多、工作效率低、工作量大，這些嚴重制約了基礎地理信息的發展。為了縮短航測內業生產數字正射影像的成圖周期，提高產品精度和生產效率，節約生產成本和時間，確保產品質量，利用Imagestation應用軟件進行了多次試驗，經過精確的檢測，確定其數據精度達到了規范的要求。Imagestation作為新型的制作數字正射影像（DOM）開發平臺，備受各生產單位的青睞，它在大規模生產中起到了舉足輕重的作用，也得到了業內人士的認可。該平臺主要應用于基礎測繪、城市規劃、國土資源調查、鐵路、公路、水利、電力、能源、環保、農業、林業、海洋和電信等領域。

1 數字正射影像及其特點

數字正射影像圖（Digital Orthophoto Map，簡稱DOM）是利用數字高程模型（DEM）對經掃描處理的數字化航空像片，經逐像元進行投影差改正、鑲嵌，按照國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數字正射影像數據集。

數字正射影像圖具有精度高、信息豐富、直觀、真實、獲取快捷等優點，可以作為背景控制信息評價其他數據的精度、現實性和完整性，可以從中提取數字城市需要的各種類別的海量地理信息、自然資源信息和社會經濟發展信息，為城市現代化建設、防治災害和公共城市建設規劃的各種調查和管理等提供可靠的依據，還可以從中提取和派生新的信息，實現地圖的修測更新。

DOM與傳統的符號化線劃圖相比，它所表達的信息更豐富、直觀，具有更大的開發應用價值。由于它是數字的，在計算機上可以局部放大，所以，具有良好的判讀性能、量測性能和管理性能等。DOM可以用于農村土地發證，指認宗界地界比并數字化其點位坐標、土地利用調查等，還可以作為獨立的背景層和地名注名，圖廓線公里格、公里格網及其他要素層復合，制作各種專題圖。

2 應用Imagestation制作DOM

用Imagestation制作單片DOM，只需要直接導入加密成果，對每張原始TIF進行簡單的內定向、外定向和重采樣，不需要利用全數字攝影測量工作站制作單模型DOM，但是，要先建立起每個相應的模型。

用Imagestation制作DOM，可以根據不同的情況作不同的調整，比如在平地、丘陵地帶，用隔片糾正，在以后的鑲嵌中只用4個單片DOM就可以覆蓋整幅圖；在山地、高山地帶，用片片糾正，所用的單片DOM會相應增加。如果利用全數字攝影測量工作站制作DOM，只能按照經過定向的模型，在工作區內生成單片DOM。一般情況下，一幅圖要有6個以上的模型，相應的就要生成6個單模型DOM。

此外，Imagestation制作單片DOM可以利用較多的攝影參數、較少的控制點，達到很高的糾正精度。在控制點和DOM精度較高的情況下，糾正后的實際精度在1～2個像素之間。

2.1 制作單片DOM（正射糾正）

在做正射糾正時，首要的任務是設置作業方案并且修改航攝參數。不同攝區的航攝參數是不同的，如果出現錯誤，就會導致所有的正射影像都不合格。在外定向的過程中，偶爾會發生超限的情況，此時，只需將定向點微調一下即可通過。

在加入航片后，導入空三加密點、外方元素、GCP采集后的單片后方交會，在航片相應位置的程序內部自動匹配（我們是無法看見的）。

在定義重采樣范圍時，需要圈定工作區范圍，此時，還應考慮以后作鑲嵌時是做隔片糾正還是做片片糾正。如果以后要做“隔片糾正”，定義重采樣范圍時，要把工作區圈到所能圈的最大，但是，不能超出空三加密點的范圍，一般要比導入的空三加密點的范圍小一些；如果要做“片片糾正”，定義重采樣范圍時，只能圈到空三加密點范圍中間的1/3左右，這樣才能保證在以后作鑲嵌時重疊區不會太大，不會在鑲嵌時圖像出現5度或更多重疊，使接邊線太過煩瑣，導致后續工作無法進行。一般情況下，由于山地、高山地地形陡峭，在糾正時容易產生變形，所以，在做片片糾正時，可以把工作區圈小，以減少影像變形。因此，山地、高山地帶都采用片片糾正，平地、丘陵地帶則做隔片糾正。做隔片糾正可以使鑲嵌時的接邊線變得相應簡單些，減少以后修圖的工作量。

2.2 對單片DOM整體勻色

Imagestation制作數字正射影像的重要特色之一，就是能夠按照統一模板對單片DOM整體勻色。勻色不僅能夠解決不同影像間數據色彩上的差異，同時，也能解決同一影像內部，由于攝影條件和中心投影等原因造成的色彩差異。應用整體勻色這個功能，減弱了單片DOM之間的色差，也減小了圖幅接邊色差，滿足了其成品色調要均勻、反差要適中的要求，從而使成品影像圖達到比較好的整體視覺效果。這樣做，對其質量保證起到了至關重要的作用，還大大減少了工作人員的工作量，提高了工作效率。

做單片DOM整體勻色時，要先挑一張單片DOM作模板，即在本測區中挑選一幅直方圖中正態分布比較好、顏色分布比較均勻的像片進行全圖勻色。切記不能挑最好的像片，因為好的像片很容易向比它差的像片顏色靠攏，但是，較差的像片卻很難向好的像片顏色靠攏。

同一張像片不能反復整體勻色，是因為每次勻色都會讓原始像片損失一部分像素，次數越多損失的也越多。在此過程中要注意的是，在進行勻色設置時，一定要排除背景色，否則當影像不滿幅時，整體勻色會把填充用的黑色也作為相片的一部分計算后勻色。這樣做，就會把整張片子勻成黑色。同時，背景色值要設為“0”，這是為了方便套圖廓。另外，整體勻色的調整方式要設為“逐塊”，其最大的特點是能夠很好地解決局部亮度不均勻的問題，尤其針對數字正射影像圖生產。當像片內地物分布比較均勻時，采用分塊勻色的方式可以很好地保證像片內和測區內相鄰像片間顏色的均衡度。當影像存在大面積水域時，應先將水域排除再勻色。

一般來說，影響分塊數量的因素有很多，像片質量是最主要的因素。圖面質量較好像片，即亮度比較均勻、色調清晰的圖像，分塊數量就少；而圖面質量較差的像片，尤其是因攝影曝光導致亮度不均勻的圖像，分塊數量就應相應增加。另外，圖面地物分布情況也是一個重要的因素，大體上是分塊數量越少，顏色反差越大，圖面越亮；分塊數量越多，顏色反差越小，圖面越灰。當然，這還要視具體情況而定。

2.3 鑲嵌成圖

鑲嵌成圖是將2張或多張具有重疊區域或相接非重疊的圖像鑲嵌在一起，同時，實現按照標準圖幅或用戶定義的范圍裁圖輸出。

ImageStation鑲嵌采用了邏輯鑲嵌一次成圖的設計，沒有中間數據產生，因此，節約了時間，避免了使用全數字攝影測量工作站鑲嵌對機器性能的要求。

用ImageStation在大圖上直接裁切，可以達到整體測區的無縫接邊，無需像全數字攝影測量工作站鑲嵌方法一樣，還要人工接邊。ImageStation在畫接邊線時，可以手工調整裁切位置，避開地物較多的地方，減少以后接邊的工作量。

在此，最重要的就是接邊線的構建。對于高山地，采用的是片片糾正，這樣可以減少影像變形的數量；對平地來說，就不存在這種問題了，所以，一般采用隔片糾正。但是，隔片糾正抽片時，一定要注意保證相片的重疊度（在測區中間的像片不能少于3度重疊），當航線斷開或航飛不穩定時，就可能會出現航線錯位的情況。在這種情況下，作接邊線刺點時，先要確保每2張重疊像片間一定要有接邊線。接邊線構建好后，由于線上只有首尾2個結點，而這樣的接邊線鑲嵌的圖可能會有很大的色彩差異，還可能會使影像錯位，所以，為了達到較好的接邊效果，就需要在接邊線上加適當的結點，讓接邊線可以繞過房子等地物復雜的地方。

2.4 圖幅DOM檢查和修改

應用Imagestation制作正射影像，雖然可以用勻色模塊減小色差，但是，圖幅內部的臟點、劃痕不能被消除，這時，只能采取人工方式修補。

3 結束語

應用Imagestation可以更高效、快捷、精確地完成正射影像的制作。但是，在利用Imagestation制作正射影像的過程中，還有許多問題有待進一步研究、探討。

參考文獻

[1]顧孝烈，鮑峰.測量學[M].第二版.上海：同濟大學出版社，2000.

〔編輯：白潔〕