大范圍大比例尺DOM生產質量控制方法研究

李晉

摘 ?要：數字正射影像（DOM）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，是消除了變形誤差及投影差并以數字方式存儲的影像地圖，是基礎地理信息系統的重要數據。該文結合蕪湖市1：1000DOM制作為背景，探討了具體的制作流程以及質量控制方法，包括影像獲取、空中三角測量、DEM生成和DOM成果質量檢查4個階段的質量控制措施，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：DOM ?制作流程 ?質量控制 ?作業流程

中圖分類號：P208 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）08（c）-0061-03

Abstract： Digital Orthophoto （DOM） is a set of digital orthophoto images generated by digital differential correction and mosaic for aerospace photos， which is an image map that eliminates deformation error and projection error， and is an important data of basic geographic information system. Based on the background of 1：1000 DOM production in Wuhu City， this paper discusses the specific production process and quality control method. The quality control measures include image acquisition， aerial triangulation， DEM generation and DOM result quality inspection，which is believed to be beneficial to the peers engaged in related work.

Key Words： DOM; Production process; Quality control; Operation process

DOM具有精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等優點，同時具有地圖幾何精度和影像特征，可作為地圖分析背景控制信息，也可從中提取自然資源和社會經濟發展的歷史信息或最新信息，在城市建設管理過程中可進行廣泛的應用。DOM作為數字柵格數據，在其生產制作過程中具有獨特的特點，該文根據蕪湖市地理空間框架更新項目中對蕪湖市市區500km2范圍1：1000DOM成果的生產和質量控制經驗，總結分析討論了在DOM數據生產過程中進行質量控制和檢查的重要節點， 對如何有效地進行過程控制，確保產品質量和提升產品質量提供一點想法供大家參考。

1 ?DOM主要生產過程

示例項目通過已有數據和精度分析，比較建設方案比較后，為保證大比例尺高精度DOM成果的質量要求，選擇通過對市區500km2范圍進行航空攝影測量獲取不低于0.10m分辨率的航空影像作為基礎數據完成項目生產。主要流程為對航空影像進行外業像點布控與刺點，根據像控成果進行空中三角測量，然后生成立體相對，采集特征線數據，生產高精度DEM后，糾正單模型DOM，手動繪制拼接線，整體鑲嵌，勻光勻色，對拼接好的影像數據進行整體裁剪、影像整飾等工作，最后生成單幅DOM。具體生產流程見圖1。

2 ?1：1000DOM質量目標

2.1 當前DOM生產及成果質量檢查的主要依據

數字正射影像圖數據成果應當遵守國家現行行業規范以及滿足相應的項目技術設計書要求，此次參考項目中主要的參考依據為CH/T 9008.3-2010《基礎地理信息數字成果1：500 1：1000 1：2000數字正射影像圖》， GB/T 18316-2008《數字測繪成果質量檢查與驗收》，對1：1000數字正攝影像成果的技術要求，數學精度，及成果的質量檢查方法、評定指標和內容做出了詳細的闡述，也成為了我們進行項目質量控制的詳細目標。

2.2 DOM質量檢查元素及基本方法

根據GB/T 18316-2008的檢查要求，DOM質量檢查元素與分析如表1所示。

通過對DOM質量檢查元素的分析，我們可以發現主要的質量檢查環節和工作量集中在影像的數學精度和影像質量兩個部分，其中數學精度的檢查包含每幅影像的平面位置精度和接邊精度，影像質量也包含每幅影像的色彩特征、影像信息及拼接質量等方面。

3 ?質量控制方法分析

3.1 該項目中DOM制作過程的主要特點

DOM成果為柵格數據，在質量控制角度，它生產過程中與其他矢量數據相比，具有以下幾點獨特之處。

（1）DOM產品在區域內質量等級相似。DOM成果是按區域劃分一次性統一生成的，生產時均是利用數據生產軟件進行區域DOM成果的總體拼接，后進行分幅裁剪，多數分幅數據都是同時得到的，因此區域內的數據整體的位置精度等質量元素，具有相似的質量等級。一旦產生錯誤，就可能涉及非常多的圖幅數據成果。

（2）DOM產品的成果質量，受生產的每一個環節的數據質量影響，但是在最終數據生產完成前，并不能完全知曉對成果的最終影響。在進行錯誤修改的時候，前面步驟的失誤會導致后續的全部生產活動都廢棄，修改成本較大，因此，需要在生產過程中的每一步驟，對可能產生誤差的原因進行分析，尋求方法提高成果精度，避免錯誤出現。

根據生產的流程和特點分析，對生產環節的重點步驟進行有效質量控制，可提高作業效率，減少返工率。

3.2 DOM數據質量影響因素

利用數字攝影測量方式進行DOM制作時，影像數據成果質量的主要因素包括航片質量、特征線/DEM生成精度，及影像的拼接算法等。

DEM成果由特征線的采集質量所決定，它包含高程數據主要用于糾正地形起伏所帶來的像點位移，DEM的誤差或者錯誤會直接造成正射影像圖成果出現平面位置誤差，甚至出現圖面拉花、錯位等現象。DEM的精度也可直接決定DOM的整體數學精度。

影像的拼接算法因素主要是根據軟件特點進行拼接線的選取，避免從地物中穿過，造成圖面錯位、色彩不均衡等難以修改的問題。

3.3 DOM生產的重要質量控制節點及控制措施

3.3.1 航空影像獲取及質量控制

航片質量是成果質量的基礎，它造成的影響無法通過內業處理有效消除。因此，只有選擇合適的拍攝時間和拍攝計劃，確保拍攝清晰、比例尺合理、航片質量較高，才能制作出高質量的DOM成果。

進行質量控制時，可在航飛計劃制訂時介入，核對航飛參數，選定航飛時間，最好同一時間內完成全部航飛任務，減少影響色差。

3.3.2 空中三角測量及質量控制

該測區采用INPHO的MATCH-AT軟件進行基于POS系統的解析空中三角測量，將獲取的三維坐標和姿態角視為附加觀測值引入攝影測量區域網平差中，經采用統一的數學模型和算法以整體確定點位，建立測區模型。

進行質量控制時，首先需要確定進行外業刺點時優先將坐標系設置為DOM成果需要的平面坐標系，避免后續坐標轉換工作。為及時檢查空三成果的準確度，可以在外業刺點時，額外增加一部分檢查點，這些點位也應為未發生變化特征點，不參與平差計算，而是將其與加密成果進行比較，從而發現系統誤差。

3.3.3 特征線、DEM生成及質量控制

大比例尺高精度的DEM成果生產，需要通過采集特征線，特征點的方式內插生成DEM網點高程，對于高架橋、堤壩等特殊地物采集使用上下兩根線，以保證地物不變形。

進行質量控制時，此部分的數據處理和檢查工作是整個項目中最關鍵，也是工作量最大的一部分，需要對所有的數據進行全圖檢查，除了在立體模型下檢查外，還可采用通過區域內已有DLG數據提取高程點，同時結合外業實測檢查點等高程數據展點插入DEM數據，進行高程值的比對，并統計精度。對于精度不符合要求的部分，需要處理完全才能進入下一程序。

3.3.4 DOM成果質量檢查與質量控制

影像質量的檢查，主要工作為對影像的范圍、清晰度、色調、色差等方面，檢查影像是否清晰，色調、色差是否一致，鑲嵌線過渡是否自然，以及地物是否出現明顯的錯位、扭曲、重影等情況。這部分工作，也只能采用人工目測檢查的方式，將生成的DOM進行小區域的拼接，小范圍地觀察勻光勻色成果，確認無問題后，進行單片地物檢查，對產生錯誤之處進行標記與統計。

進行最終的DOM成果控制時，可注重以下幾個方面。

（1）對拼接線位置的接邊檢查，看是否存在影像錯位或者精度異常的情況，其次也需要觀察影像色調色彩拼接是否均衡，如出現個別地物的錯誤，也可以采用原片修改的方式。

（2）圖幅影像質量的檢查，可將DOM分區域的進行拼接，看整體的效果，分辨區域內不存在大的色差和色調后，再進行單幅的裁剪。

（3）平面精度的檢查。質量檢查時需要的檢測點數量較多，不可能全部使用外業打點的方式，可以利用部分已有的地形圖數據，與DOM進行疊加對比，統計精度。

4 ?結語

測繪產品的生產往往是一個需要多人員合作，多流程配合的協作項目，有效地進行質量控制分析，利用質量控制手段通過監視質量形成過程，消除質量環上所有階段引起不合格或不滿意效果的因素，能大大減少項目生產的返工及修改比率，從而提高生茶效率和質量。隨著測繪技術手段的提高，生產程序的改進，各生產作業單位也需要不斷提高業務水平，抓住各工序的質量關鍵點，把問題盡量消滅在初始狀態。

參考文獻

[1] 金宜.高分辨率衛星遙感影像制作DOM質量檢驗方法研究[J].科技創新導報，2019（6）：127-129.

[2] 陳松.城區正射影像鑲嵌線自動化提取模型及應用研究[D].中國地質大學，2019.

[3] 劉飛.正射影像DOM的生產與質量控制方法研究[J].測繪與空間地理信息，2020（4）：202-204.

[4] 李彥妮.無人機影像正射糾正與拼接技術的研究與應用[D].吉林大學，2017.

[5] 嚴慧敏.數字正射影像結合LiDAR數據在山區測繪中的應用[J].測繪通報，2020（1）：115-119.

[6] 華鋼.DEM質量在WorldView影像正射糾正中的影響分析[J].測繪與空間地理信息，2019（12）：176-178.