淺談數(shù)字正射影像的生產(chǎn)與質(zhì)量檢查方法

楊永霞

【摘 要】數(shù)字正射影像圖具有傳統(tǒng)的影像圖和線劃圖所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景非常廣闊，它可用于城市規(guī)劃、土地管理、環(huán)境分析、綠地調(diào)查以及一些專題信息的提取、數(shù)字線劃地圖更新等多方面。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字正射影像；生產(chǎn)原理與常用方法 ；質(zhì)量檢查及方法

【Abstract】Digital orthophoto map has the advantages of traditional image map and line chart， and its application prospect is very broad， it can be used for urban planning， land management， environmental analysis， green space survey and some special information extraction， Map updates and other aspects.

【Key words】Digital orthophoto；Production principles and common methods；Quality inspection and methods

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，使人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化信息時(shí)代。地理信息系統(tǒng)（GIS）的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的形式提出更多的要求，不僅需要矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)，還要形象直觀的圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字正射影像技術(shù)利用了計(jì)算機(jī)圖象處理以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)、模式識(shí)別等先進(jìn)技術(shù)，淘汰了傳統(tǒng)光學(xué)機(jī)械制作模擬正射影像圖的方式。數(shù)字正射影像技術(shù)通過(guò)高精度的圖像掃描儀將航空攝影像片掃描輸入計(jì)算機(jī)，以像元為基礎(chǔ)把每張航空攝影像片數(shù)據(jù)糾正到數(shù)字地面模型上，消除航攝像片傾斜誤差和地形起伏引起的投影差，再經(jīng)過(guò)鑲嵌、切割，從而直接得到一種全新的數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品――數(shù)字正射影像圖（Digital Orthophoto Map）。數(shù)字正射影像圖具有傳統(tǒng)的影像圖和線劃圖所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景非常廣闊，它可用于城市規(guī)劃、土地管理、環(huán)境分析、綠地調(diào)查以及一些專題信息的提取、數(shù)字線劃地圖更新等多方面。

1. 數(shù)字正射影像的生產(chǎn)原理與常用方法

1.1 廣義地說(shuō)數(shù)字正射影像圖制作原理就是對(duì)不同分辨率、不同光譜分辨率和不同時(shí)相的多源遙感數(shù)據(jù)和圖像，投影到需要的地理坐標(biāo)系或者說(shuō)進(jìn)行圖像的幾何處理。因此，正射影像圖制作圖像的幾何處理是遙感信息處理過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行圖像幾何處理時(shí)常用的方法有兩種，即數(shù)字微分糾正和反解數(shù)字微分糾正。數(shù)字正射影像的生產(chǎn)工藝是相對(duì)復(fù)雜的，因?yàn)槠涓呔鹊臄?shù)據(jù)和昂貴的生產(chǎn)成本而使得各生產(chǎn)部門(mén)生產(chǎn)方法相對(duì)選擇性比較小。綜合現(xiàn)階段的生產(chǎn)水平，可分為三種生產(chǎn)方法：VintuoZo系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量法、jx-4 DPW系統(tǒng)法和ERDAS制作法。基于VintuoZo和x 4 DPW系統(tǒng)得生產(chǎn)原理在大多數(shù)生產(chǎn)單位都比較熟悉，故此在這里只是簡(jiǎn)單的介紹一下ERDAS軟件的生產(chǎn)過(guò)程。

1.2 利用ERDAS軟件制作DOM。其原理也與上兩種方法有點(diǎn)類似，都是中間過(guò)程采用了DEM數(shù)據(jù)。本文以SPOT-5影像IMACERY.TIF 1：50000數(shù)字高程模型。其生產(chǎn)過(guò)程大概可描述為以下幾個(gè)步驟：

（1）建立新的Block文件276-282.blk。選擇傳感器模型為Orbital pushbroom，根據(jù)本次作業(yè)要求指定正射影像圖的投影類型及投影相關(guān)參數(shù)。

（2）加載原始TIF格式的SPOT一5影像IMACERY.TIFSN 1：50000數(shù)字高程模型。

（3）選取地面控制點(diǎn)（GCP）。三種獲取GCP方法的實(shí)現(xiàn)：①利用外業(yè)采集控制點(diǎn)方式進(jìn)行影像正射糾正。在利用外業(yè)控制點(diǎn)方式作業(yè)中，我們可以選擇控制點(diǎn)輸入方式為鍵盤(pán)輸入和文本讀入。為提高作業(yè)速度，選擇文本輸入方式。建立新文本GCP.txt，把控制點(diǎn)編號(hào)、x坐標(biāo)和Y坐標(biāo)輸入，不輸入z坐標(biāo)。然后讀入文本，建立控制點(diǎn)與影像鏈接。在鏈接成功后，各點(diǎn)點(diǎn)位會(huì)標(biāo)注在準(zhǔn)確點(diǎn)位的附近（一般均需要調(diào)整），依據(jù)點(diǎn)之記移動(dòng)點(diǎn)位標(biāo)示符至準(zhǔn)確的位置上。然后將控制點(diǎn)“Type”設(shè)置為“Full”，根據(jù)點(diǎn)位分布設(shè)置控制點(diǎn)的“Usaqe”屬性設(shè)置為“Control”，將檢查點(diǎn)的“Usaqe”屬性設(shè)置為“Check”}②利用已有同比例尺老影像獲取控制點(diǎn)進(jìn)行正射糾正。選取不同時(shí)相兩景影像共有特征點(diǎn)作為控制點(diǎn)進(jìn)行正射糾正。選點(diǎn)結(jié)束屬性設(shè)置與通過(guò)外業(yè)點(diǎn)方法的設(shè)置相同；利用測(cè)區(qū)1：10000 DLG等數(shù)字產(chǎn)品獲取控制點(diǎn)進(jìn)行正射糾正。在圖2所示中選擇“Keyboard only”。在影像上選擇相對(duì)較清晰的地物點(diǎn)或道路交叉口等明顯點(diǎn)，然后在相對(duì)應(yīng)的DLG上讀取該點(diǎn)坐標(biāo)，通過(guò)鍵盤(pán)輸入。選點(diǎn)結(jié)束屬性設(shè)置與通過(guò)外業(yè)點(diǎn)方法的設(shè)置相同。

（4）DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行高程自動(dòng)計(jì)算。

（5）進(jìn)行空三計(jì)算并查看結(jié)果。查看詳細(xì)的“Error Report”，輸出控制點(diǎn)糾正精度和檢查點(diǎn)的精度報(bào)告。當(dāng)結(jié)果符合要求進(jìn)行正射糾正與重采樣輸出。得到DOM影像。

2. 數(shù)字正射影像的質(zhì)量檢查及方法

2.1 DOM的質(zhì)量檢查目的。

隨著數(shù)字正射影像在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，尤其是一些大型工程，如橋梁、水壩等的監(jiān)測(cè)和建設(shè)中，起著越來(lái)越重要的作用。比如此次全國(guó)土地二次利用調(diào)查的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，農(nóng)村1：10000都是使用DOM作為底圖數(shù)據(jù)，其精度要求就越來(lái)越重要，因此，為了使測(cè)繪的最終成果能有所保障，就要求我們?cè)谥谱骱肈OM后進(jìn)行質(zhì)量檢查，最終為祖國(guó)的建設(shè)多增加一份保障。

2.2 DOM質(zhì)量檢查的內(nèi)容。

DOM的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查主要包括這幾方面的。

（1）影像掃描質(zhì)量檢查。

（2）參數(shù)文件的檢查。

（3）定向結(jié)果的檢查。

（4）影像匹配結(jié)果檢查。

（5）DEM檢查。

（6）DOM檢查在輸出的影像圖上檢查影像色調(diào)是否均勻，影像是否有模糊重疊帶，各鑲嵌像片邊緣灰度是否平滑過(guò)渡。檢查圖面整飾、注記是否完整、正確無(wú)誤。

2.3 DOM質(zhì)量檢查方法。

DOM的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法多樣，常用的有三種方法，分別是軟件自動(dòng)檢查，人機(jī)交互檢查、人工校對(duì)，看情況而定，在檢查不同內(nèi)容的時(shí)候，選擇合適的方法，達(dá)到最好的效果，由于篇幅有限，下面列舉一些例子作為參考：

2.3.1 數(shù)學(xué)精度。

利用已成圖，數(shù)字化檢測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)并與數(shù)字正射影像圖相應(yīng)地物點(diǎn)坐標(biāo)比較，計(jì)算檢測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)差△xi、△Yi，并統(tǒng)計(jì)平面位置中誤差。

2.3.2 影像質(zhì)量

將影像放大到一定倍數(shù)，采用目測(cè)法觀察每一處影像是否清晰，是否存在斑點(diǎn)、劃痕、影像變形、模糊等現(xiàn)象。

2.3.3 接邊檢測(cè)。

（1）接邊處影像監(jiān)測(cè)：用目視檢測(cè)法看相鄰數(shù)字正射影像圖幅接邊處影像的亮度、反差、色彩是否一致。

（2）接邊精度的檢測(cè)：取相鄰兩DOM影像圖重疊區(qū)域處同名點(diǎn)作為檢測(cè)點(diǎn)，分別量取兩同名點(diǎn)的距離，或者是讀取同名點(diǎn)的坐標(biāo)，算出兩點(diǎn)閫的距離.檢查同名點(diǎn)的較差是否符合限差。

2.3.4 元數(shù)據(jù)檢查。

對(duì)照相應(yīng)比例尺的圖式、規(guī)范及設(shè)計(jì)書(shū)等標(biāo)準(zhǔn)，逐一檢查圖內(nèi)外各種注記的字體、大小是否正確。各種矢量線劃（如圖廓線等）的粗細(xì)。檢查技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)、技術(shù)總結(jié)、檢查報(bào)告、驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、文檔簿、圖件、元數(shù)據(jù)文件等資料的正確性、完整性及齊全性。

3.總結(jié)

隨著社會(huì)生產(chǎn)速度的加快，必然要求高效快捷的獲取數(shù)據(jù)。而數(shù)字正射影像作為一種新興的測(cè)繪產(chǎn)品正快速的在各個(gè)領(lǐng)域使用，其為新一代的數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品與之相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和生產(chǎn)工藝要求都已較為全面、成熟。隨著國(guó)家測(cè)繪局制定1：10000數(shù)字正射影像圖（DOM）生產(chǎn)技術(shù)規(guī)定及產(chǎn)品檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法的規(guī)程出臺(tái)，我相信在不久的將來(lái)，大家能夠見(jiàn)到更加簡(jiǎn)單而有效的DOM生產(chǎn)工藝，提供真實(shí)、可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，以便滿足社會(huì)生產(chǎn)的各種需求。