基于航空攝影測量技術的正射影像圖制作技術

劉澤鑫　崔洪昊　李金營

摘要：文章介紹了基于航空攝影測量技術制作1∶500數字正射影像圖的作業流程，以無棣縣數字正射影像圖制作為例，對一些關鍵技術問題進行了討論，證實了用全數字攝影測量系統能夠提高成圖質量、快速制作數字正射影像圖，并對正射影像圖的發展進行了展望。

關鍵詞：航空攝影測量技術；空三加密；數字正射影像圖；成圖質量；地理信息數據 文獻標識碼：A

中圖分類號：P283 文章編號：1009-2374（2015）28-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.008

1 概述

數字正射影像圖是對航空航天像片進行數字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數字正射影像集，它同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。

無棣縣經濟發展迅速，為了滿足經濟建設、社會發展已有信息化管理的需要，無棣縣提出了構建統一的、權威的“數字城市”地理空間框架的迫切要求，基于該框架實現城市政府及各部門間的數據交換和共享，以減少重復建設，消除信息孤島。數字正射影像圖是“數字城市”基礎地理信息數據的重要組成部分，也是目前航空技術的重要產品之一，具有地面信息豐富、紋理特征真實、易判讀、成本低、成圖周期短等優勢。伴隨經濟的飛速增長及電子政務的不斷普及，數字正射影像在城市發展與建設中得到了越來越多的應用與體現。

2 測區概況

無棣縣屬于山東省濱州市，位于山東省最北部，瀕臨渤海，毗鄰河北，是山東北大門，屬黃河三角洲高效生態經濟區和山東藍色半島藍色經濟區兩大國家戰略疊加區。全縣版圖面積1601km2，海岸線75km，轄9鎮2街道，568個行政村，43萬人。界于東經117°30′05″至118°03′06″，北緯37°41′11″至38°15′48″之間。無棣縣城區和鄉鎮駐地面積約為98.8km2，城區和鄉鎮駐地周邊面積為1215.6km2。為了建設“數字無棣”地理空間框架，充實基礎地理信息數據，加強基礎測繪工作，無棣縣國土資源局組織實施了對無棣縣縣域進行航空攝影測量，制作全縣數字正射影像圖的工作。

3 技術要點

3.1 航空攝影

無棣縣地勢較平，測區按平地要求，采用正常重疊進行設計，設置連續對向飛行航線，航向重疊不小于60%，旁向重疊不小于25%。

2013年11月正元地理信息有限責任公司采用先進的運-5飛機，配合國際上較先進的UCE航空攝影相機對無棣縣進行航空攝影測量，共獲取數碼航攝照片7501張（地面分辨率0.1cm的影像5713張，地面分辨率0.05cm影像1788張），滿足航測成圖的作業要求。

3.2 像控點測量

3.2.1 像控點布設。本次像控點的布設采用了區域網的布點方法，布設過程中嚴格按照《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖航空攝影測量外業規范》的規定和要求進行，

3.2.2 像控點的選刺。像控點選刺應選在目標小、影像清晰、易辨別的地物折角頂點以及線狀地物良好的交點處。

在進行平高像控點測量時，應避免干擾，盡量選在視野開闊區域，避開大面積水域，遠離大功率無線電發射源。

3.2.3 像控點測量。本次像控點測量利用山東省CORS系統采用GPS-RTK測量模式，共布設像片控制點930個，均為平高控制點。測量過程嚴格按照規范的要求

進行。

3.3 空三加密

本項目空三加密使用的軟件是inpho全自動空三軟件，除半自動量測控制點之外，內定向、選取加密點、轉刺加密點、相對定向、模型連接、生成測區像點網等步驟均自動完成，生成最終加密成果，以備航空攝影測量全數字采集使用。

3.3.1 相對定向和模型連接。當植被覆蓋較多的山區或影像質量不理想導致自動相對定向失敗時，則采用人工添加同名地物點進行匹配完成相對定向；對于連接失敗的模型由人工添加同名連接點來完成區域網的模型連接，同時在選點中盡量在標準點位選取成對連接點，以增加網的連接強度。

3.3.2 立體量測像控點。根據外業刺點照片和點之記使用inpho立體量測功能進行像控點的轉刺，加點時首先量測測區四周的控制點初次平差解算后預測加密點，利用預測結果立體量測為準，這樣大大提高工作效率。當在絕對定向量測像控點發現問題時及時與外業溝通，采取補救措施保證像控點正確。

3.3.3 區域網接邊。以相鄰區域網中的同名地物點進行接邊，當接邊符合要求后取平均值作為最終成果，并且對于相鄰區域網重疊區域選取大量的同名點進行接邊，保證加密點的精度。

3.4 DEM編輯

應用VirtuoZo全數字攝影測量系統，直接在立體模型上采集特征點和特征線，根據量測的特征點和特征線生成像方格網DEM，編輯DEM至切準模型。對于湖泊、水庫等水涯線閉合區域，進行強制置平；對于高架路、橋梁等高出地面的地物，把DEM修正到實際地面上。

像方DEM創建后，采用“物方DEM檢查編輯”漫游檢查DEM點與模型的吻合情況，對于沒有要準立體模型的區域，應加測更多的特征點和特征線，再次創建物方DEM，直到所有DEM點都切準模型表面，自動拼接單模型DEM，對于粗差點重新編輯DEM格網點，經反復修改，使精度滿足模型接邊限差。

3.5 DOM生成

自動生成單模型的DOM，并檢查單模型的DOM是否變形、扭曲、重影、模糊，對于不理想區域分析原因，進行修改直至產品合格。

手工選取拼接線，選拼接線時盡量沿線狀地物選取，避免切割房屋、山體、路橋等重要地物。對拼接后的DOM影像進行目視檢查，看模型拼接處影像有無錯位和色彩差異很大的情況，對于影像拼接錯位，返回到絕對定向，檢查控制點點位是否判錯；對于影像色彩差異大，通過調整生成正射影像的像片再重新生成DOM影像，個別調整后仍不行的情況，對單模型影像進行色彩、亮度等再處理；對于局部有扭曲變形的區域用原始影像進行修補。

DOM接邊和調色在“易拼圖”和“Photoshop7.0”影像處理軟件中進行。同圖幅之間的拼接采用“易拼圖”中圖幅接邊手工選取鑲嵌線的方式，該過程應保證圖幅DOM的完整和準確，保證圖幅與圖幅間的色彩平衡。為增強DOM可讀性，提高其實用性，在制作過程中對主要的地理名稱和道路名稱進行注記，注記文件為DWG格式。

3.6 DOM精度檢查

為保證DOM數據精度，除保證色彩完整等，還需檢查DOM的精度，可利用DLG數據進行疊加套合檢查DOM的精度。

4 正射影像圖制作過程中要注意的問題

（1）在建筑物密集區正射糾正時特別容易產生扭曲變形，因此一定要保證DEM數據取舍合理，確保實地平臺的完整性，減少變形；（2）影像鑲嵌時，要反復比較，剔除高大建筑物陰影所帶來的地物損失；（3）地物密集地區走拼接線時，一定反復對照，消除不同航片上由于建筑物及高大樹木的投影差而帶來的影像疊置和地物丟失現象；（4）在影像圖制作中要注意加強影像圖的自查、互查及成圖檢查，特別要注意接邊及圖內影像的合理性檢查。

5 結語

本文結合無棣縣數字正射影像的制作實踐，闡述了采用全數字攝影測量方法制作數字正射影像的作業流程，對其中的各個環節進行了簡要的介紹，并對制作過程中須注意的問題進行了簡單說明。隨著航空技術的發展以及城市數字化進程的加快，數字正射影像圖作為“數字城市”地理空間框架的重要組成部分，將會隨著城市發展和社會進步的要求得到普及和應用。

參考文獻

[1] 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）.

[2] 李琪，陳春花，孫莉.城市大比例尺數字正射影像圖制作技術淺析[J].地理空間信息，2010，8（5）.

作者簡介：劉澤鑫（1973-），男，山東無棣人，無棣縣國土資源局助理工程師，研究方向：土地管理、土地開發、土壤改良、測繪應用；崔洪昊（1987-），男，山東無棣人，無棣縣國土資源局助理工程師，研究方向：測繪技術、地理信息、土地管理等；李金營（1988-），男，山東無棣人，無棣縣金土地理信息科技有限公司助理工程師，研究方向：測繪技術、地理信息。

（責任編輯：周 瓊）