面向第三次國土調查的DOM制作研究

李雪芬 梁艾霞

摘? ?要：國土調查最基礎的資料——遙感數字正射影像即DOM 影像，對于第三次全國國土調查起著重要的作用，是開展工作的基礎底圖。本文結合湖北某市國土調查中DOM制作實踐，探討了DOM產品生產的技術路線，包括影像鑲嵌裁切，常見的問題及處理和不同分辨率影像的拼接，本文所采用的處理方法可在一定程度上減弱不利因素的影響，并為其他DOM 影像的制作提供參考。

關鍵詞：DOM? 國土調查? 質量控制

中圖分類號：P272;P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0143-02

國土（“全國土地”的簡稱）數據是國土管理的基石，也是農業、林業、水利、發展改革、城鄉規劃建設、環境保護等各項事業發展和管理的重要基礎，而國土調查同時也是重大的國情國力普查，定向開展全國國土調查是全面準確獲取土地基礎數據的主要手段。第三次全國國土調查的主要任務就是在第二次全國土地調查成果的基礎上，按照國家統一標準，在全國范圍內利用遙感、測繪、地理信息、互聯網等技術，統籌利用現有資料，查清各類土地的所有權和使用權。

隨著高分辨率遙感技術的高速發展，高分辨率遙感衛星不斷發射升空，數據采集能力不斷提高，第三次全國國土調查要求按空間分辨率、光譜分辨率、現勢性的先后順序優先選擇更優（新）的影像。同時優先考慮側視角較小的數據，減小地物陰影、影像拉花等問題的影響;在緯度較高地區，建議盡量避免使用冬季獲取的數據。

本文以湖北某市為例，淺談第三次全國國土調查正射影像制作及處理方法。本次作業該市涉及的衛星影像類型有3種（BJ-2、GF-2、GJ-1）。

1? DOM 制作技術路線

本次生產設計其中包含了以下兩個設計要求：

（1）一個縣域內同時存在多種不同分辨率，如果面積較小的分辨率區域超過100km2，不同分辨率部分單獨生成影像文件;如果小于100km2，以占比較大的分辨率為準，鑲嵌到相鄰區域同一個影像文件中;

（2）縣域內相鄰的不同分辨率影像重疊20m（兩種分辨率各外擴10m），接邊線也需按照鑲嵌線要求，盡量沿線狀地物、地塊邊界，以及空曠、色調較暗處及山谷地帶選取，繞開完整地物，減小對國土調查的影響。根據以上的生產要求，在進行影像拼接時，可把相同分辨率的影像先拼接，然后按范圍進行裁切，再計算面積，檢查不同分辨率的影像是否可以合并。

2? 影像處理

2.1 影像鑲嵌裁切

該市有國家下發的標準范圍，而不同分辨率的影像根據設計要求需各外擴10m，保證有20m的重疊范圍，因此在處理影像內部質量問題之前，可先采集鑲嵌線，再按要求外擴10m進行影像裁切。采集鑲嵌線需注意以下幾點：鑲嵌線盡量沿線狀地物邊緣行進，避免切割人工地物;盡量避免在同一道路上、同一塊田塊來回穿越;對于大面積樹林覆蓋區域，盡量沿著山脊、山溝或者不同植被分界處切割。這種處理方式的優點如下：

（1）保證同一類地物的色調、亮度、紋理、拍攝角度的一致性和完整性。（2）對于后續處理影像顏色不一致問題，過渡自然，且處理較快。（3）先裁切影像，對于范圍之外的影像不會多余處理，可節省處理影像內部質量問題時間。

2.2 常見問題及處理

衛星影像含有全色和多光譜的影像，前期已利用數字高程模型DEM糾正含有坐標信息，并且對全色波段和多光譜波段進行融合和增強，使融合影像色彩明亮、紋理清晰，但是局部區域還是存在明顯的質量問題，而且一個縣域會使用到多種類型的衛星影像，這樣就會導致單景與單景影像的顏色并不完全一致，對于后續進行國土調查會存在影響，這些都需要人為地進行干預處理。接下來討論常見問題及處理方法。

（1）影像拉花。

引起的原因：在地形起伏較大地區，通過正射糾正將中心投影轉換為正射投影會導致影像拉花現象。 處理方法：①在高差較大地區，通過選用較小側視角數據減小影像成果拉花的影響。②對于山體或者植被大面積拉花，看不到地表，可編輯數字高程模型，使其坡度變緩，或者對數字高程模型賦上平均高程，重新糾正影像，替換拉花的區域。③對于小面積拉花區域，可用相鄰相同紋理的影像修復。

（2）地物扭曲、變形。

引起的原因：正射影像成果中的地物變形通常是由于數字高程模型沒有貼在地面引起，常出現在立交橋、公路、房屋等區域。處理方法：①譬如橋梁、道路這類線狀地物，重新編輯數字高程模型到地面，并且編輯的寬度盡量比實際寬度多1～2列格網點，防止邊緣出現拉花，最后重新糾正該區域的影像。②房屋區域，重新編輯數字高程模型到地面，對于大面積密集房屋區域變形，也可給數字高程模型賦上平均高程，最后重新糾正該區域的影像。

（3）影像曝光過度。

引起的原因：①由于衛星傳感器在獲取影像時，天氣氣候原因所導致。②勻色勻光設置的參數導致影像個別區域丟失紋理細節，導致清晰度下降。處理方法：用未進行勻色勻光的同一景影像修補曝光過度區域，使之與周圍的顏色過渡自然。

（4）單景影像之間接邊色調問題。

引起的原因：不同時相、傳感器類型均會引起色調不一致的問題。 處理方法：①在鑲嵌時應盡量繞開反差較大地物。②采用濾波和直方圖拉伸的方法，對影像的對比度和色彩飽和度進行調整。③對于河流、海域接邊處色調、紋理、顆粒感不一致，除了濾波和直方圖拉伸的方法，還可添加/減少雜色使其過渡自然。

（5）單景影像之間地物接邊錯位。

引起的原因：①使用的不是同一期的數字高程模型進行糾正。②在糾正影像時，沒有在接邊重疊處選擇同名點。③鑲嵌線未繞開建筑物等人工地物造成的接邊錯位。

處理方法：①如兩側正射影像精度均滿足精度要求，需對接邊影像進行接邊差改正，達到接邊精度要求;如不滿足，檢查糾正點和數字高程模型是否有誤。②對于因鑲嵌線未繞開建筑物等人工地物造成的接邊差超限，可通過使鑲嵌線繞開人工地物解決。

2.3 不同分辨率的影像拼接

根據設計要求“如果小于100km2，則以占比較大的分辨率為準，鑲嵌到相鄰區域同一個影像文件中”，筆者通過提取影像范圍計算面積判斷是否需要把不同分辨率的影像合并。在合并時，要把小面積的影像分辨率轉換到和另一個影像相同的分辨率，在轉換時需注意采用“雙線性插值法”或“三次卷積插值法”重采樣技術保證影像質量以及不會出現像素值不連續的情況，但是進行了影像重采樣，用不規則范圍裁切過的影像邊緣范圍會比之前縮小2個像素左右，因此在做有關環節處理時，需把范圍外擴3～4個像素，避免后期重采樣影像導致范圍不夠。

3? 成果質量控制

在上交成果之前，為保證成果質量符合技術要求，需進行質量控制，涉及的檢查內容：（1）空間參考是否符合技術要求;（2）影像平面位置需套合所規定的前時相影像，檢查中誤差是否符合精度要求，特殊情況是否在技術總結中記錄;（3）不同分辨率影像的重疊度是否滿足要求，特別是在鑲嵌線的拐角處;（4）整個縣域的色調、亮度是否均衡、過渡自然，紋理信息是否丟失，是否會影響后期的國土調查。

4? 結語

衛星影像作為第三次全國國土調查的主要數據源，不僅像幅面積大、宏觀性強，而且時相統一，便于應用分析。但衛星傳感器獲取影像的色調、曝光程度、獲取的紋理細節、背陽區域（陰影）的大小以及利用數字高程模型糾正影像得到的平面精度等都會影響制作正射影像的質量。

參考文獻

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