数字正射影像的生产与质量检查方法研究

随着计算机技术和通信技术的迅速发展，使人类社会已经进入了数字化信息时代。地理信息系统(GIS)的广泛应用和迅速发展，对基础地理信息数据的形式提出更多的要求，不仅需要矢量数据、栅格数据，还要形象直观的图像数据。数字正射影像技术利用了计算机图象处理以及计算机视觉、模式识别等先进技术，淘汰了传统光学机械制作模拟正射影像图的方式。数字正射影像技术通过高精度的图像扫描仪将航空摄影像片扫描输入计算机，以像元为基础把每张航空摄影像片数据纠正到数字地面模型上，消除航摄像片倾斜误差和地形起伏引起的投影差，再经过镶嵌、切割，从而直接得到一种全新的数字测绘产品――数字正射影像图(Digital Orthophoto Map)。数字正射影像图具有传统的影像图和线划图所无法比拟的优点，其应用前景非常广阔，它可用于城市规划、土地管理、环境分析、绿地调查以及一些专题信息的提取、数字线划地图更新等多方面。

一、数字正射影像的生产原理与常用方法

广义地说数字正射影像图制作原理就是对不同分辨率、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。在进行图像几何处理时常用的方法有两种，即数字微分纠正和反解数字微分纠正。数字正射影像的生产工艺是相对复杂的，因为其高精度的数据和昂贵的生产成本而使得各生产部门生产方法相对选择性比较小。综合现阶段的生产水平，可分为三种生产方法：VintuoZo系统数字摄影测量法、jx-4 DPW系统法和ERDAS制作法。基于VintuoZo和x 4 DPW系统得生产原理在大多数生产单位都比较熟悉，故此在这里只是简单的介绍一下ERDAS软件的生产过程。

利用ERDAS软件制作DOM。其原理也与上两种方法有点类似，都是中间过程采用了DEM数据。本文以SPOT-5影像IMACERY.TIF和河南省1：50000数字高程模型(DEM)数据(dem－all－1 14.img)为例来进行整个生产过程的说明。其生产过程大概可描述为以下几个步骤：

(1)建立新的Block文件276-282.blk。选择传感器模型为Orbital pushbroom，根据本次作业要求指定正射影像图的投影类型及投影相关参数。

(2)加载原始TIF格式的SPOT一5影像IMACERY.TIFSN河南省1：50000数字高程模型(DEM)数据(dem-all-114.img)。

(3)选取地面控制点(GCP)。三种获取GCP方法的实现：①利用外业采集控制点方式进行影像正射纠正。在利用外业控制点方式作业中，我们可以选择控制点输入方式为键盘输入和文本读入。为提高作业速度，在如图2中选择“ASCLL File(2D)”，选择文本输入方式。建立新文本GCP.txt，把控制点编号、x坐标和Y坐标输入，不输入z坐标。然后读入文本，建立控制点与影像链接。在链接成功后，各点点位会标注在准确点位的附近(一般均需要调整)，依据点之记移动点位标示符至准确的位置上。然后将控制点“Type”设置为“Full”，根据点位分布设置控制点的“Usaqe'’属性设置为“Control"，将检查点的“Usaqe'’属性设置为“Check”}②利用已有同比例尺老影像获取控制点进行正射纠正。在图2所示中选择的“Image Layer”，选取不同时相两景影像共有特征点作为控制点进行正射纠正。选点结束属性设置与通过外业点方法的设置相同；利用测区1：10000 DLG等数字产品获取控制点进行正射纠正。在图2所示中选择“Keyboard only”。在影像上选择相对较清晰的地物点或道路交叉口等明显点，然后在相对应的DLG上读取该点坐标，通过键盘输入。选点结束属性设置与通过外业点方法的设置相同。

(4)DEM数据进行高程自动计算。

(5)进行空三计算并查看结果。查看详细的“Error Report”，输出控制点纠正精度和检查点的精度报告。当结果符合要求进行正射纠正与重采样输出。得到DOM影像。

二、数字正射影像的质量检查及方法

(一)DOM的质量检查目的

随着数字正射影像在各个领域应用的越来越广泛，尤其是一些大型工程，如桥梁、水坝等的监测和建设中，起着越来越重要的作用。比如此次全国土地二次利用调查的数据库建设，农村1：10000都是使用DOM作为底图数据，其精度要求就越来越重要，因此，为了使测绘的最终成果能有所保障，就要求我们在制作好DOM后进行质量检查，最终为祖国的建设多增加一份保障。

(二)DOM质量检查的内容

DOM的数据质量检查主要包括这几方面的

(1)影像扫描质量检查

(2)参数文件的检查

(3)定向结果的检查

(4)影像匹配结果检查

(5)DEM检查

(6)DOM检查在输出的影像图上检查影像色调是否均匀，影像是否有模糊重叠带，各镶嵌像片边缘灰度是否平滑过渡。检查图面整饰、注记是否完整、正确无误。

(三)DOM质量检查方法

DOM的数据质量检查方法多样，常用的有三种方法，分别是软件自动检查，人机交互检查、人工校对，看情况而定，在检查不同内容的时候，选择合适的方法，达到最好的效果，由于篇幅有限，下面列举一些例子作为参考：

1、数学精度

利用已成图，数字化检测点坐标并与数字正射影像图相应地物点坐标比较，计算检测点坐标差xi、Yi，并统计平面位置中误差。

2、影像质量

将影像放大到一定倍数，采用目测法观察每一处影像是否清晰，是否存在斑点、划痕、影像变形、模糊等现象

3、接边检测

(1)接边处影像监测：用目视检测法看相邻数字正射影像图幅接边处影像的亮度、反差、色彩是否一致。

(2)接边精度的检测：取相邻两DOM影像图重叠区域处同名点作为检测点，分别量取两同名点的距离，或者是读取同名点的坐标，算出两点阃的距离.检查同名点的较差是否符合限差。

4、元数据检查

对照相应比例尺的图式、规范及设计书等标准，逐一检查图内外各种注记的字体、大小是否正确。各种矢量线划(如图廓线等)的粗细。检查技术设计书、技术总结、检查报告、验收报告、文档簿、图件、元数据文件等资料的正确性、完整性及齐全性。

三、总结

随着社会生产速度的加快，必然要求高效快捷的获取数据。而数字正射影像作为一种新兴的测绘产品正快速的在各个领域使用，其为新一代的数字测绘产品与之相应的生产技术规范和生产工艺要求都已较为全面、成熟。随着国家测绘局制定1：10000数字正射影像图(DOM)生产技术规定及产品检测与评价方法的规程出台，我相信在不久的将来，大家能够见到更加简单而有效的DOM生产工艺，提供真实、可靠、准确的数据，以便满足社会生产的各种需求。