航测内业DOM的制作方法之浅析

航测内业DOM的制作方法之浅析

郝婷

青海省第一测绘院青海西宁810001

摘要：随着计算机科学技术、通信、信息技术、空间定位、航空遥感和航天遥感等高新技术的快速发展，依据航空数字影像，在全数字摄影测量系统上利用摄影测量生成的DEM，制作数字正射影像图（DOM），满足社会的各种需要或根据数字正射影像图实现CIS数据库的建立和更新及其所依据的数字高程模型可以成为构建空间数据框架的重要组成部分。本文主要是对数字正射影像图的基本原理和制作进行分析论述，希望能够更好地掌握数字正射影像图。

关键词：航测内业；数字正射影像图；制作

前言

近年来随着航测技术的不断发展，经常会听到4D产品这个概念。本文主要是对4D产品中的一种DOM（DigitalOrthophotoMap）产品，即数字正射影像数据。下文将对DOM的相关内容进行详细的论述。

1、数字正射影像图的概述

数字正射影像图（DOM）是对航空（或航天）片的像素进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。其兼具有地图几何精度和影像特征的图像。DOM具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点，可作为地图分析背景控制信息，并可由其提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息，为国土资源调查、灾害防治和国民经济建设规划等，提供可靠依据；再者可以利用它进行地图的修测更新，在测绘生产方面越来越发挥了重要的作用。

根据航空数字影像，在全数字摄影测量系统上利用摄影测量生成的DEM，制作数字正射影像图（DOM），满足社会的各种需要或根据数字正射影像图实现GIS数据库的建立和更新及其所依据的数字高程模型可以成为构建空间数据框架的重要组成基础。

2、数字正射影像图的制作

2.1基本原理

数字正射影像图制作原理，广义地说就是对不同分辨率、不同光谱分辨率和不同时相的多源遥感数据和图像，投影到需要的地理坐标系或者说进行图像的几何处理。因此，正射影像图制作图像的几何处理是遥感信息处理过程中的一个重要环节。随着遥感技术的发展，对于多尺度的遥感数据，进行多源遥感信息的表示、融合及混合像元的分解和影像间的几何配准处理方法方面都有许多理论、方法的提出。

2.2基本方法

像元图像的几何处理是指根据选定的纠正变换函数把原始的数字影像逐个像元地变换到输出标准位置上，变换方法划分一般为正解法和反解法，两种方法由于影像坐标的出发点不一样，导致纠正后影像像元的灰度赋值也不一样。

正解法是从原始图像阵列（畸变空间）出发，按行列的顺序依次对每个原始像元点位求其在地面坐标系或输出图像坐标系（标准空间）中的正确位置，函数关系如下：

由于正解法是从原始畸变空间，将逐个像元按正解函数纠正道标准空间，其结果存在很大缺点，也就是所得像点位不规则排列，有的像元空间可能会变为空白，有的则重迭在一起，难以实现灰度内插获取排列规则的数字影像。

反解法则是从标准空间出发，依照行列的顺序依次对每个输出像元点位反求其原始图像坐标（畸变空间）中的位置，基本过程如下图所示。函数关系为：

由于所求得像点坐标不一定整好落在像元中心，因此，一般还需要采用双线性方法进行灰度内插，求得像点P的灰度值，并赋值给纠正后的像元P。

正解法基本过程

反解法基本过程

3、正射影像图的制作过程

3.1取得原始数据

获取原始资料，包括控制点资料、相机文件、航片结合表和航摄负片，并对数字化原始航片进行扫描。

3.2正射影像的制作

①定向建模。进行空三加密，建立立体模型，经过内定向、相对定向、绝对定向、核线重采样后模型确立成功。

②数据采集。在影像匹配数字高程模型（DEM）前，首先要测量一些特征线，只有测过特征线的地方才能确保其正射影像精度，尽管用构TIN的形式制作正射影像精度高、变形小，但是需要测大量的特征线，费时费力，在能保证数字精度的情况下，一般只在大面积水域、道路、桥梁、山脊、山谷等地物上测量特征线。采集大面积水域为封闭多边行，进行水域面置平。河流的水面存在不一致有一定高程落差，应该分段进行置平呈剃度下降。采集道路应紧贴地面，特征线不能相交。若有两条线在空间相交或是有重合等情况，有可能会引起TIN的构建错误。所有采集的特征线要连续，不应有短开情况。房子等不采集。采集的线划最好不要穿过房子桥梁等，防止影像生成后房子桥梁等弯曲变形。

其次进行匹配前预处理，可以获得更好的匹配结果，从而可减少匹配编辑的大量工作，可大大提高效率。预处理完成后，可以进行影像匹配以及匹配结果编辑。在编辑数字高程模型（DEM）无效的情况下，还可适当放宽DEM的网格间隔，用放宽网格间距后的DEM制作的正射影像去修复变形和模糊。

③正射纠正。采集工作完成后，可根据采集的特征点线和数字高程模型（DEM）纠正出满意的像片正射影像。

④色彩、色调的协调、统一。影像拼接时，应尽量调整色彩、色调协调、统一，可以采用Geodog匀色软件进行像对的匀色，减少相邻图幅、像对之间的接边误差和色彩差异。相邻像片正射影像镶嵌，两像片间的重叠部分一般达60%-70%，因像片边缘部分变形大，尽量使用像片的中间重叠部分。地物影像接边差控制在图上0.2MM-0.3MM以内。在拼接影像之前，首先应该对纠正过的像片进行逐步检查，符合精度要求时，方可进行影像的拼接、裁减工作。

⑤影像色调的调整。选择多条航线中地物类较丰富的局部影像，对其进行亮度和对比度调色，来作为标准灰度模板，再统一按照模板图进行匀色、处理，以保证整个测区影像色调一致。处理相邻航线水域由于光线反射造成色彩不平衡，航摄底片脱膜、拉伤造成丢失影像，因此，在保证影像图精度和清晰度的前提下，可以用Photoshop等专业图象处理软件进行处理。最终将各航线的影像进行镶嵌，形成矩形的正射影像数据块。裁切每个单幅影像规定要外扩一定的范围。用Photoshop把裁好的接边影像与自己负责的影像套合，进行接边和色彩调整。图幅接边要求尽量无缝，其最大限差一般平地、丘陵地的不大于5米，山地、高山地不大于8米，并且要求接边处影像色调基本一致。

4、结束语

在DOM制作过程中，要善于针对不同地区的地形条件、地物特征和影像特征，总结出一套有效的方法，从而提高工作效率和产品质量。无论采用何种方法，影像数据源将会越来越多。当然，随着计算机技术、对地观测技术和信息技术的飞速发展．新的功能更强、更完善的软件也会不断出现，使数字正射影像图的制作操作越来越方便，精度越来越高。

参考文献：

[1]殷福忠，刘红军，张延波，基于地理信息的数字影像采集集成系统研究[J]，测绘与空间地理信息，2010（4）

[2]吴洁，陈晓岚，数字正射影像图在存量土地专项调查工作中的应用[J]，测绘与空间地理信息，2010（1）