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数字正射影像制作的应用和探讨
作者：谢艳玲 夏正清
来源：《科技资讯》2011年第20期
摘 要:随着计算机技术以及数字图像处理、航空航天遥感影像、模式识别、计算机视觉等技术的不端发展,数字正射影像(DOM)的制作也越来越方便,其应用也越来越广泛,本文以MAPMATRIX和INFO软件为平台,在其平台的基础上,以航空遥感影像为例,制作数字正射影像,并对其各自的特点和制作效果进行比较。 关键词:数字正射影像 数字高程模型
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)07(b)-0014-02
1 数字正射影像的概率
数字影像实际上是对灰度和空间都连续变化的影像按一定的灰度级和空间分辨率进行离散化处理,使之成为离散的灰度矩正。数字正射影像是对中心投影或其他投影方式的数字影像进行投影差改正,一般采用数字地面高程模型进行数字微分纠正,使之成为正射的数字影像。数字正射影像以其直观、信息丰富、美观和易于接受等优点,越来越引起人们的兴趣[1]。 2 数字正射影像制作的原理
(1)计算地面点的坐标。设正射影像上任一像素中心P的坐标为(X1,Y1)。
3 数字正射影像的应用
数字正射影像图是对航空航天像片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。它是同时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,也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息,为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据;还可从中提取和派生新的信息,实现地图的修测更新。由于DOM是数字的,在计算机上可局部开发放大,具有良好的判读性能与量测性能和管理性能等,如用农村土地发证,指认宗界地界比并数字化其点位坐标、土地利用调查等等。DOM可作为的背景层与地名注名,图廓线公里格、公里格网及其它要素层复合,制作各种专题图。DOM还可以进行洪水监测、河流变迁、旱情监测、农业估产(精准农业)、土地覆盖与土地利用土地资源的动态监测、荒漠化监测与森林监测(成林害虫)、海岸线保护、生态变化监测等[2]。
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4 DOM制作的一般流程,图1
5 基于MAPMATTRIX和INFO的DOM的制作 5.1 基于MAPMATRIX的DOM的制作
准备数据:空三加密的成果(以JX4为例)dat、kb、ftc、bmc、sd、ftc、inf文件。其中ftc为相机文件,bmc为控制点文件,Inf为JX4的工程信息文件。 (1)导入JX4工程,编辑相应参数。
打开Mapmatrix工程文件后,在工程浏览窗口右击,加载JX4工程,即INF文件,导入JX4工程后,编辑相机参数和控制点文件,即JX4的ftc文件和bmc文件,注意文件夹的名称必须于INF的工程名称一致,否则影像文件、控制点信息无法导入。
（2)对工程创建立体相对、DEM、DOM及设置相应参数。
右击工程,创建立体相对,将立体相对的类型改为大地模型,地形可根据区的特点设置山区或平原/丘陵,选择所有的立体相对,右键选择确定最大核线范围。右击工程,创建DEM产品,根据所要求的精度,设置DEM的间距。如果有现成的DEM,也可在DEM下直接添加DEM产品。若DEM产品是其它格式,可用EPT转换为dem格式。 （3)批处理。
由于引用的是JX4空三加密成果,因此对立体相对只需做绝对定向、核线重采样和自动匹配。自动提取的DEM产品与地表的实际DEM有一定的差距,很多地方不能很好的贴近地表,需要对生成的DEM产品进行修改,使其贴近真实的地表,这样生成的DOM才会更加接近真实地物。
（4)生成单片DOM。
在修改好的DEM的基础上创建DOM产品,设置要输出的DOM的分辨率,添加对应的单片影像,生成对应的单片正射影像。 （5)匀光。
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在所有的影像中选择一张颜色和色调较好的影像作为模版,模版的选择很重要,它决定了整个区拼接后的效果。利用模版对其它的单片的DOM进行匀色。此步也可在生成正射影像之前做,即先对原始影像进行匀色,在对匀色后的影像生成单片的DOM。 （6)拼接DOM。
在EPT平台下导入Mapmatrix测区,将测区对应的DEM和单片的正射影像导入,设置图幅范围,如果图幅范围过大,拼接的正射影像数据量过大,可以分幅进行拼接,例如要生成单幅的2000的DOM,图幅大小为1000×1000,设置左下角和右上角对应的坐标,此时注意坐标要设成整公里数。预览并编辑拼接边界,此时的拼接线很多都是穿过建筑物的,镶嵌线左右的地物有错位,此时可编辑镶嵌线使之绕过地物,这样地物看起来是完整的。对于镶嵌线左右色调变化较大的地方,可编辑镶嵌线使之与地物的边界重合,这样可保证地物的色调一致。如果单片的正射影像变形很大,可以用原始影像进行修补。如果正射影像是不同测区的,可以新建镶嵌工程,加入要拼接的DOM,再设置图幅范围,编辑拼接线,图2。 5.2 基于INFO的DOM的制作
准备数据:空三加密成果(以JX4为例)wfw文件,该文件为影像的外方位元素,ftc相机文件。 5.2.1 工程编辑参数设置 （1)相机参数
在Calibration中输入对应的焦距,传感器参数,即单片影像的大小,原始影像分辨率、PPA。 （2)在Frame Type下导入影像,输入测区地面平均高。
（3)导入GNSS/IMU,需要注意的是影像的ID号字段要与前面Frame Type导入影像的ID号字段保持一致,对所有的影像作STD.DEV处理。如果数据带有控制点信息,导入控制点,同样,需要做一下Std.Dev处理。
（4)编辑航带信息,可根据航飞结合表添加航带信息,注意航片的排列顺序。 5.2.2 建立影像金子塔
影像金子塔可在编辑工程之前做,对原始影像建立金子塔。 5.2.3 确立影像的位置关系
看航带和航片的连接顺序是否正确,若不正确,检查GNSS/IMU的设置是否正确。
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5.2.4 应用Match-T DSM模块进行DTM提取 根据所要制作的影像的精度设置DTM的格网间距。 5.2.5 应用OrthoMaster模块进行正射影像纠正
根据航飞影像的重叠度设置Overlap和Clip parcentage值,一般Overlap设置为80%以上,Clip Parcentage为2%左右。
5.2.6 应用OrthoVista模块进行镶嵌匀色
若要拼接的区影像很多数据量很大,要分成多块进行镶嵌匀色,块和块直接要保证有重叠,图3。
由于INFO的DTM自动提取效果较好,地物变形也较少,镶嵌线自动绕过房屋,因而地物之间的错位较少,镶嵌线修改量少。若要编辑镶嵌线,在Seam Editer模块中编辑错位、漏洞、变形或色调不一致的地方,使拼接的DOM更加完美准确。
6 基于Mapmatrix和Info的DOM制作的比较 6.1 DEM的修改
Mapmatrix需要对自动提取的DEM作大量的修改才能达到制作DOM的标准,相比较Info自动提取的DEM要精确许多,当然Info自动提取的DEM也有要修改的地方,但总的来说,需要花费的时间要少一些。 6.2 拼接线的修改
由于EPT和INFO的拼接线的生成方法不同,从而导致了镶嵌线修改的工作量的不同。EPT的拼接线不能很好的绕开建筑物,需要人工修改拼接线的地方较多。而Info的拼接线很少穿过建筑物,其拼接线自动避开这些地物,从而保证了DOM的自然、完整。 7 结语
Info和Mapmatrix都是不错的DOM产品制作的平台,都能达到较好的DOM生成效果,能保证DOM产品的完整、精度、美观。相比较来说,Info比Mapmatrix的性能更加优越,可节省大量的人力,大大提高工作效率。
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参考文献
[1] 王国名，吕德风，吴淑清.基于Virtuozo数字摄影测量系统的正射影像制作[J].测绘工程,2000,12.
[2] http://baike.baidu.com/view/125926.htm[EB/OL].
