浅谈数字正射影像图的制作与应用

摘要：数字影像图是近几年发展起来的新兴地图之一，结合了传统线划地图与正射影像的优点，将清晰直观的正射影像与准确标注的地图有机地结合在一起。本文就数字正射影像图的制作与应用前景进行了分析和论述。

关键词：数字正射；影像图；制作；应用

中图分类号：TQ571文献标识码： A

前言

当前地理信息系统的发展已经进入了复合型、专业化和实用性阶段，传统单一的地理信息生产模型已满足不了社会的发展和需求，从而要求我们提供更加及时准确、高精度、复合型的基础地理信息数据。目前，我国各省、直辖市已经或正在建立多种比例尺的基础地理信息数据库，并以此作为省级基础地理信息系统的核心和基础，然后对其数据进行进一步的产品化加工和更深层次的、更广泛的、综合性开发，制作出满足国民经济各行业、各部门需要的数字或模拟地图产品。数字影像地形图是基础地理信息数据库中相关数据间、或与专题数据进行进一步开发而生成的数字测绘产品。它开发利用较早，在测绘产品中应用也较为广泛。目前，笔者单位与温州市勘察测绘研究院合作，已编制完成了温州市龙湾城市中心区71平方公里的数字影像图。本文以数字影像地形图的数据采集和应用为例，分析和阐述了地理信息系统中复合型数字产品的开发应用。

一、数字影像地形图的形成

获取数字正射影像图和数字线划图的图形数据后，把二者进行叠加，形成数字影像地形图。在叠加的过程中，容易引起不同数据源同名地物的位置偏差，一般以现势性、精度、需突出的数据形式（影像/矢量/专题数据）为依据，以某一种数据为准调整其他数据，使之准确叠加；也可根据用户需要选取数字线划图中不同的分层要素进行叠加。初步形成的数字影像地形图应进行数据编辑、图廓整饰以及检查和修改，最终形成所需的数字影像地形图数据和图形成果。

二、DOM的制作原理

所谓数字正射影像的制作就是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片或遥感影像,经过逐像元进行处理,再按影像镶嵌,根据图幅范围剪裁生成的影像数据。使用数字影像处理技术，不仅便于影像增强、改变反差等，而且可以非常灵活地应用到影像的几何变换中，形成数字微分纠正技术。根据有关的参数与数字地面模型，利用相应的构像方程式，或按一定的数学模型用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正射影像，这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行，而且使用的是数字方式处理，因此叫做数字微分纠正或数字纠正。数字微分纠正的基本任务是：实现两个二维图像之间的几何变换。核心是：确定原始图像与纠正后图像之间的几何关系。在数字纠正过程当中首先是解求对应元素的位置，然后再进行灰度的内插与赋值运算。

三、影像镶嵌拼接

数字正射影像图是利用数字高程模型(DEM)，利用数字微分纠正技术，从而改正原始影像的几何变形。而要得到一幅标准图幅DOM，需多个像对的正射影像进行拼接镶嵌作业，所以DOM的质量由镶嵌工艺决定。由于多个影像灰度和摄影角度不同，使接边复杂程度远大于线划图接边编辑。不仅包含地物几何坐标的拼接，同时影像色彩(灰度)的过渡会影响正射影像视觉的整体效果。正射影像图的镶嵌与拼接，主要有2种方法:1、在相关的镶嵌软件里对匀色过后单个像对有地物扭曲变形的进行局部镶嵌与裁切，并调整影像镶嵌线让效果达到最佳。2、在VirtuoZo系统里进行影像镶嵌，把匀色后单个像对的正射影像回放到模型的产品文件夹中，再进行自动镶嵌。VirtuoZo系统能根据用户设定的各项拼接、镶嵌参数，可对多个模型DEM进行拼接、对多个正射影像进行镶嵌，从而生成整个区域的DEM和正射影像。也可在向导里根据DEM的范围来镶嵌正射影像。

四、裁切成图

根据基本比例尺地形图图幅范围要求剪裁生成数字正射影像数据，再将该影像数据和所需的相应的数学矢量地形图原图数据进行编辑、叠置生成符合国家标准的“数字影像地图”栅格数据和EPS出版数据，根据用图需要、测区特点加注图外整饰与附注，使其更加快速与准确地解读图幅内相应的信息。

五、数字正射影像图的分类及应用

根据制作数字正射影像图的影像资料来源，数字正射影像可分为：

（1）、黑白航空影像

是航空摄影测量使用的基本资料，具有几何变形小、像片倾角小、空间分辨率高的特点。我国大部分地区都有黑白航空像片资料。大、中城市甚至有多套不同年代的黑白航空像片资料，是进行城市演变、动态检测时不可多得的、宝贵的历史资料。

（2）、彩色航空影像

能较好地显示景物的天然色彩，而且具有较高的空间分辨率。加之人眼对彩色影像的分辨率是黑白影像的十几倍甚至几十倍，特别适合于制作大比例尺的城市数字正射影像图。我国部分大、中城市已开展了此项工作。如：北京、深圳、厦门、西安、温州等。但是由于蓝波光在穿过大气时被严重散射，使彩色影像的色调存在着不饱和，偏蓝绿色波谱分辨率下降等缺陷。

（3）、数码影像

是近年来航空摄影测量最为普遍使用的资料，由于低空飞行特别是无人机的普及使用，极大地降低了航空摄影的成本，现在已广泛地应用于大、中比例尺的航测生产当中。常见的有DMC、SWDC、UCD、ADS40、ADS80等。

（4）、卫星遥感影像

由于SPOT图像具有较TM图像高得多的分辨率，加之相邻轨道的倾斜扫描且可保持较大的重叠度，可进行立体观察的特点，用其替代航空像片用于小比例尺城市测绘。由于一般的城市都可用一张影像所覆盖，所以弥补了航空像片需要拼接、调色、色调不一致的缺陷，加之其图像的数字化特征，因此便于计算机的存储、分析、建模、信息自动提取乃至建立城市地理信息系统等。我国已开展小比例尺卫星遥感影像数字正射影像图的制作，随着卫星遥感影像分辨率的提高（目前商用卫星遥感影像分辨率已达0.614米），卫星遥感影像的应用前景更加广阔。

六、数字影像地形图的开发过程分析

形成的数字影像地形图产品不仅具有正射影像精度高、信息丰富、直观真实的特点，而且数据保存着要素的空间关系和属性信息。因此利用当前的信息技术和条件结合传统的方法进行数字影像地形图的开发方式是可行的。由于很多复合产品目前尚未有完善的标准，数字影像地形图中的其他产品模式（如数字影像交通图、数字影像区划图、数字影像专题图等）也可参考上述模式利用基础地理信息数据和专题信息进行组合实验,进一步探索和提高数字影像地形图等多种复合产品的获取方法和成果质量。

根据用户需要，在技术条件许可的情况下，利用数字正射影像图和其他多种数据或专题信息，可以组合开发出各种各样的影像复合产品，如利用数字高程模型套合数字正射影像图来监测山体滑坡已经得到越来越广泛的应用。该类地形图丰富了国家基本比例尺影像地图系列的数字测绘产品，能够较全面地反映数据所覆盖范围内的自然地理和社会经济信息，可用于建设规划资源管理、投资环境分析、商业布局等各方面，也可作为人口、资源、环境、交通、报警等各专业信息系统的空间定位基础。因此，可以说各种数字影像图的复合产品具有良好的应用前景。

七、结语

综上所述，正射影像图根据用图需要，可制作成清晰明了的专题地图，在专题地图的编制过程之中，数字正射影像图在数据的现势性和更新周期上具有直观性、高效性、实用性和真实性的优势，在城市规划、管理、军事地表设计与规划等多个领域正发挥着日益重要的作用。

参考文献

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