李小紅

（山西省測(cè)繪工程院，山西太原 030002）

基于像素工廠的南方城鄉(xiāng)區(qū)真正射影像制作探討

李小紅

（山西省測(cè)繪工程院，山西太原 030002）

真正射影像因其考慮了地表建筑物、樹木的高度而更具實(shí)用性，針對(duì)南方城鄉(xiāng)區(qū)多水系、多密集的建筑群、多高大的架空橋等特點(diǎn)。文章對(duì)該區(qū)域數(shù)字真正射影像的制作技術(shù)進(jìn)行了探討，給出了相應(yīng)的技術(shù)問題與處理辦法，并對(duì)基于像素工廠的真正射影像制作技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)擴(kuò)大真正射影像應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

像素工廠；正射影像；真正射影像；DSM

所謂真正射影像（TDOM），就是在數(shù)字微分糾正過程中，要以數(shù)字表面模型（DSM）為基礎(chǔ)來進(jìn)行數(shù)字微分糾正。對(duì)于空曠地區(qū)而言，其DSM和DEM是一致的，此時(shí)只要知道了影象的內(nèi)、外方位元素和所覆蓋地區(qū)DEM，就可以按共線方程進(jìn)行數(shù)字微分糾正了，而且糾正后的影像上不會(huì)有投影差。實(shí)際上，需要制作真正射影像的情況往往是那些地表有人工建筑或有樹木覆蓋的地區(qū)，這些地區(qū)DSM和DEM的差別就體現(xiàn)在人工建筑或樹木等的高度上。

針對(duì)正射影像的制作，有部分生產(chǎn)技術(shù)人員探討了數(shù)字正射影像的制作技術(shù)[1-2]中的技術(shù)與問題，而另外一些技術(shù)人員則從正射影像生產(chǎn)平臺(tái)的角度探討了正射影像的生產(chǎn)[3-5]，同時(shí)，基于國(guó)產(chǎn)SWDC-4數(shù)字航攝儀的正射影像生產(chǎn)[6]也獲得了關(guān)注。作為當(dāng)前最先進(jìn)的數(shù)字影像處理系統(tǒng)，像素工廠已被廣泛應(yīng)用于遙感、航空攝影影像生產(chǎn)，且取得了良好的效果。文獻(xiàn)[7]，[8]對(duì)基于像素工廠生產(chǎn)正射影像技術(shù)進(jìn)行了分析與探討。而本文則選擇具有水系發(fā)達(dá)、建筑物密集特點(diǎn)的南方城鄉(xiāng)區(qū)真正射影像生產(chǎn)為出發(fā)點(diǎn)，以像素工廠為處理平臺(tái)，對(duì)真正射影像制作技術(shù)及所涉及的問題進(jìn)行了探討。

1 真正射影像制作

基于像素工廠的真正射影像制作流程，見圖3。

1.1 準(zhǔn)備工作

資料準(zhǔn)備主要包括航飛數(shù)據(jù)及解算數(shù)據(jù)、用于檢查的檢查點(diǎn)成果、技術(shù)設(shè)計(jì)書以及所需的其他技術(shù)資料。

1.2 空三加密

一般情況下需要制作數(shù)字真正射影像的目標(biāo)區(qū)域大多為城區(qū)，區(qū)域高差不會(huì)太大；再者用于制作數(shù)字真正射影像的原始影像數(shù)據(jù)具有80％以上的航線重疊度；基于以上兩點(diǎn)特性，連接點(diǎn)自動(dòng)匹配精度相對(duì)較高、模型連接可靠性較強(qiáng)，空三加密的精度也隨之提高。

1.3 DSM提取

利用像素工廠進(jìn)行DSM提取，通常情況下DSM提取分為兩個(gè)步驟：

1）創(chuàng)建立體像對(duì)、自動(dòng)以航線為單位進(jìn)行切塊并計(jì)算小塊DSM；

2）經(jīng)重疊區(qū)域DSM融合后生成整個(gè)區(qū)域的DSM。

制作既能滿足空間位置精度，又能最大限度的減少后序人工對(duì)高大建筑物邊緣區(qū)域虛化、鬼影現(xiàn)象處理工作量的數(shù)字真正射影像成果，對(duì)以上兩個(gè)步驟中DSM分辨率的設(shè)置顯得尤為重要。經(jīng)過大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明：用融合、光滑后的4倍于原始影像分辨率的DSM進(jìn)行數(shù)字真正射影像糾正效果最佳，主要表現(xiàn)在：

（1）4倍于原始影像分辨率的DSM噪音點(diǎn)最少，不需要大量細(xì)致的人工編輯，見圖1；

（2）光滑后的DSM在建筑物邊緣平滑過度，糾正后建筑物邊緣真正射影像虛化、鬼影現(xiàn)象減少，且虛化、鬼影等有缺陷的部分距離建筑物邊緣較遠(yuǎn)， 后序處理相對(duì)比較容易。具體參數(shù)設(shè)置，見表1。

表1 參數(shù)設(shè)置表

圖1 融合后高分辨DSM與低分辨率DSM對(duì)比圖

圖2 未光滑DSM與光滑后的DSM糾正生成DOM對(duì)比圖

1.4 TDOM生成

利用DSM數(shù)據(jù)對(duì)影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正和影像重采樣，生成數(shù)字真正射影像。TDOM影像應(yīng)清晰、色調(diào)均勻、反差適中，圖面上不得有影像處理留下的明顯痕跡，在屏幕上要有良好的視覺效果。

TDOM影像接邊重疊帶不允許出現(xiàn)明顯的模糊和重影。

像素工廠里真正射影像影像上所有物體的傾斜均被糾正。保證影像上每點(diǎn)都完全是垂直視角，像素工廠可以通過對(duì)多視角的影像逐點(diǎn)計(jì)算，消除所有傾斜，生成真正射影像需要特殊的航拍規(guī)定?？偟亩?，一般要求為：B/H＜0.3，在普通城區(qū)，對(duì)航飛的重疊度要求是大于80％，而在高樓林立的城區(qū)，重疊度需要適度增大。

TDOM基于DSM一次獲取，不需要航帶間的拼接線，是一個(gè)快速的高自動(dòng)化產(chǎn)品，其成果圖與地面正射影像對(duì)比圖如1-4所示。

1.5 TDOM輸出

在像素工廠里，應(yīng)用打包模塊，直接輸出成果坐標(biāo)系的分幅圖。

1.6 TDOM質(zhì)量檢查

TDOM的質(zhì)量檢查主要包括幾何精度檢查和影像質(zhì)量檢查兩個(gè)方面。

1）幾何精度檢查 與已有線劃圖套合，道路、建筑物位置均應(yīng)正確。

2）影像質(zhì)量檢查 TDOM的影像質(zhì)量主要檢查整個(gè)測(cè)區(qū)影像色調(diào)是否均勻，反差及亮度是否適中，是否存在斑點(diǎn)、劃痕，特別是高建筑物邊緣區(qū)域是否存在虛化、鬼影現(xiàn)象或其他原因造成的信息缺失現(xiàn)象，是否能看出航帶間的接邊。

圖3 基于像素工廠的真正射影像制作流程圖

圖4 DOM與TDOM對(duì)比圖

2 基于像素工廠的真正射影像制作技術(shù)特點(diǎn)

1）進(jìn)行真正射影像制作需要制定特殊的航飛計(jì)劃，保證航線重疊度達(dá)到80％以上；

2）真正射影像制作的核心是高精度的DSM；

3）真正射影像制作是基于DSM的逐點(diǎn)鑲嵌，不需要DEM和拼接線，可以基于DSM一次獲取，是一個(gè)快速的、高自動(dòng)化產(chǎn)品；

4）真正射影像消除了人工建筑物的投影差問題，在某種意義上可以替代數(shù)字線劃圖使用。

3 結(jié)束語

首先從真正射影像制作流程出發(fā)，詳述了其過程，進(jìn)而給出了生產(chǎn)中存在的技術(shù)難題及其處理方法，最后對(duì)基于像素工廠的真正射影像制作技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，為城區(qū)數(shù)字真正射影像制作提供了技術(shù)參考。

[1]張平.數(shù)字正射影像的制作技術(shù)及問題探討[J].測(cè)繪通報(bào)，2003（10）：28-30.

[2]方劍強(qiáng).生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖（DOM）的若干技術(shù)問題探討[J].測(cè)繪與空間地理信息，2007，30（3）：91-93.

[3]戴小真.基于INPHO系列軟件的數(shù)字正射影像圖的制作 [J].現(xiàn)代測(cè)繪，2007，30（5）：27-29.

[4]李瓊，張琍，答星.利用Geoway ImageStation和SQLServer進(jìn)行正射影像生產(chǎn)的若干問題思考[J].測(cè)繪通報(bào)，2009（1）：42-44.

[5]答星.基于OrthoVista的數(shù)字正射影像快速成圖的方法研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2011（8）：54-56.

[6]董文君，莊元，牛芝香，等.基于國(guó)產(chǎn)數(shù)碼像機(jī)的航攝與高分辨率正射影像生產(chǎn)初探[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化，2011，27（4）：31-32.

[7]史照良，沈泉飛，曹敏.像素工廠中真正射影像的生產(chǎn)及其精度分析[J].測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2007，24（5）：332-335.

[8]石善球，蔣淼，黃亞萍.淺析像素工廠（PF）生產(chǎn)DOM的平面精度[J].現(xiàn)代測(cè)繪，2008，31（4）：37-38.

〔責(zé)任編輯 石白云〕

On the Production of True Orthophoto in Urban and Rural Areas in South China based on Pixel Plant

LIXiao-hong
（Survey Engineering Institute of Shanxi Province，Taiyuan Shanxi，030002）

True orthophoto is practical because it considers the height of buildings and trees，for there are losts of rivers，buildings and high bridges.This paper discusses the production of true orthophoto in this area，gives some technological problems and counter measures，and analyses its technological features，which is significant for extending the application of true orthophoto.

pixel plant；orthophotos；true orthophotos；DSM

P231.5

A

1674－0874（2013）06－0059－04

2013－08－08

李小紅（1980－），女，山西呂梁人，工程師，研究方向：測(cè)繪工程。

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