数字正射影像的生产与数据管理

摘要：数字正射影像（DOM）具有地图的几何特征和影像的纹理特征，直观易读、信息量丰富、获取快捷，已经成为应用越来越广泛的基础地理数据资源。本文主要介绍了基于JX4摄影测量工作站的DOM制作方法，分析了在生产DOM过程中应该注意的问题，研究了数字正射影像图的质量评价以及海量数据的存储管理。

关键词：数字正射影像DOM 质量评价数据管理

中图分类号：C37文献标识码： A

数字正射影像图是对航空或航天像片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪成的数字影像集，它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。正射影像的制作过程:利用像片范围内的数字高程模型对像片进行倾斜改正和投影改正 ,像片重采样后生成正射影像 ,并将多个单幅影像拼接到一起 ,按规定的图幅进行裁切 ,进行色彩调整。利用JX4数字摄影测量工作站制作DOM的基本流程如图1所示。

图1基于JX-4 DOM的制作流程

1数字空三加密

影像扫描必须确定扫描分辨率，扫描分辨率是由成图比例尺、航测比例尺来计算。收集外业控制数据，相机数据，使用Geolord-AT平差软件加密。该空三软件由数字影像处理、框标量测内定向、加密点自动匹配、加密点人工修侧、相对定向模型连接、旁向连接点自动转点、旁向连接点人工修侧、多项式整体平差、光束法整体平差、区域网接边、加密成果最终检定等十几个模块组成。

2 DEM的生产

在JX4测图模式下调出需要匹配的像对，设置好参数对影像进行自动匹配。匹配完成后对匹配的点进行编辑，保证DEM点切准地面，能真实的反映地貌形态。利用匹配点构建不规则三角网（TIN）,再利用TIN内插规则正方形格网DEM，DEM的间隔根据作业要求设置。生成的DEM必须套合到立体模型下进行检查，观察DEM的点位是否全部切准地面，如果DEM与地面模型的高程差超过作业要求中误差，则需要进行修侧和编辑，保证DEM符合精度要求。DEM镶嵌时要调入图幅内所有像对的DEM文件，将DEM拼接起来并在屏幕上显示，目视判断如果发现漏洞区域则应该进行修侧。

3DOM的生产

在DEM成果达到所需精度要求后创建像对正射影像，像元大小根据成图比例尺确定。为了保证影像的完整和质量，一般情况下左右像片的正射影像都要生成，并将合并后的正射影像作为像对成果进行DOM镶嵌。在DEM的质量达到要求后，DOM在数学精度方面是有保证的，主要问题是对影像质量的控制。

DOM是根据DEM，利用数字微分纠正技术，改正原始影像的几何变形。要得到一幅标准图幅DOM，一般需要多个像对的正射影像进行拼接镶嵌，为保证影像的协调性，DOM的镶嵌之前应该调整每个像对的正射影像，使它们达到接近一致色调。镶嵌之后还应该在Photoshop等图像处理软件下进行灰度、反差、色调的调整，对于局部区域也可使用平滑功能进行平滑和滤波，但是必须注意参数的设置，以免影响影像的精度和视觉效果。理想的影像数据应该反差适中、色调饱满，灰度在0到255之间，其直方图呈正态分布。

在JX4系统中有正射影像的拼接和裁切环境，要注意的是镶嵌线的选取，在选取镶嵌线时应注意尽量避开大型建筑物和影像差异较大的地方，一般可选择河边、路边、沟、渠等地方。DOM成果的裁切按照标准图幅裁切，依内图廓裁切影像数据，不作外扩，图内不作任何整饰，这样是为了便于用户的拼接。

4DOM的质量控制

DOM的接边精度主要体现在像对间的接边，图幅之间通常是由一个像对裁切而成，因此没有误差。可在屏幕上目视检查相邻像对DOM接边线两侧接边处是否有影像错位，发现异常时用量测工具进行定性分析，其次是观察影像是否模糊，色彩是否均衡等。

DOM图幅影像质量主要检查影像是否清晰易读、反差是否适中、色调是否均匀一致，对于彩色DOM还要检查色彩的真实性，影像的清晰度，色彩的鲜明度以及连续色调的变化。必要时利用图像分析工具进行量测，使用曲线、彩色平衡、亮度、对比度、色相、饱和度等工具进行调整。

DOM的外业检查,平面精度最直接的检测是采用明显地物点外业实测坐标与数字正射影像上同名像点坐标相比较，每幅图的检测点数量视具体情况而定，一般不少于30个点。

5DOM影像数据管理

DOM数据库管理系统，完成DOM数据输入、DOM数据管理、系统维护、DOM查询分析、DOM数据输出等功能。具体功能如下：

(1)数据库用户管理：负责数据库用户的增加、删除和用户权限的修改。

(2)DOM数据输入：交互方式单幅影像入库，系统提供对话框，在对话框中输入要入库的图像的文件名及所在路径，并准确输入入库后对应的各种属性及元数据，确定后系统则将该幅影像入库；交互方式批量影像入库，将批量影像及其属性和元数据置于同一目录下，系统提供对话框，在对话框中输入该目录，确定后系统则将该目录下所有影像入库。

(3)DOM数据显示和浏览：任意放大、缩小、平移

按比例尺显示DOM：在对话框中输入比例尺，确定后系统则按照该比例尺显示DOM。

按坐标范围显示：在对话框中输入构成一定范围的一组X,Y坐标，确定后系统则显示该范围的DOM。

按区域显示：在对话框中输入行政区域名称，确定后系统则显示该区域的DOM。或者先在图书选定一定行政区域，系统则显示选定区域的DOM。

导航窗口：导航窗口显示影像范围的略图，导航窗口和人地图主窗口实现互动，与矢量要素叠加显示功能。

(4)DOM的查询分为地理范围查询、行政区域查询、图幅号查询三种方式，可以根据进行不同的查询。按地理范围查询时给定地理范围，系统将查询出地理范围对应的影像并将影像显示在地图窗口上；按行政区域查询给定区域名称，系统将查询出该行政区域对应的影像并将影像显示在地图窗口上；按图号查询给定标准图幅号，系统将查询出该图号对应的影像并将影像显示在地图窗口上；历史数据查询给定地理范围和时间，系统将查询出此地理范围在该时间的影像并将影像显示在地图窗口上。

(5)DOM数据输出分为按地理范围输出、按行政区域输出、按图幅号输出三种方式，用户可以根据需要进行输出

(6)元数据查询

查询屏幕上图像任意一点的元数据信息：点击地图上任意一点，系统弹出该点影像的元数据信息列表；

按照图幅号查询元数据信息：输入一个标准图幅号，系统弹出该图幅影像的元数据信息列表；

(7)系统维护

DOM数据库的备份与恢复：利用数据库的备份功能，将DOM数据库异地备份。利用数据库的恢复功能，恢复DOM数据库。

DOM数据库的更新：利用最新的影像更新DOM数据库，并将更新前的影像及其属性和元数据存入历史库中。

参考文献

[1] 北京四维远见信息技术有限公司，JX-4C数字摄影测量工作站操作手册

[2] GB/T18316-2001.数字测绘产品检查验收规定和质量评定[S]. 2001

[3] GB 6962 - 86 ,航空摄影规范

[4] 李小秋,尹志永. 基于ArcSDE的数字正射影像数据库的建立[J]. 测绘工程，2005，（04）