李國敏 李淑彬 曲躍偉

（河南中化地質(zhì)測繪院有限公司，河南 鄭州450011）

0 引言

數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)在我國經(jīng)過多年的發(fā)展，如今已進(jìn)入了實(shí)用化階段，目前我國有相當(dāng)一部分測繪單位陸續(xù)引進(jìn)了數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，井逐步形成生產(chǎn)能力。由于正式生產(chǎn)開展時(shí)間不是很長，因此可能對(duì)于有些使用者來說，許多問題仍不是很清楚，諸如軟硬件如何配置？產(chǎn)品究竟有哪些？數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的問題以及產(chǎn)品的質(zhì)量檢查方法等等。本文通過總結(jié)一些相關(guān)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)有關(guān)問題提出相應(yīng)的建議。

1 軟件選擇

1.1 數(shù)字?jǐn)z影測量軟件

已商品化的全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)較多如徠卡Helava的DPW、Intergraph公司的ImageStation以及國產(chǎn)的部分系統(tǒng)等。國產(chǎn)的全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)包括武漢測繪科技大學(xué)研制的VirtuoZo系統(tǒng)和中國測繪科學(xué)研究院研制的JX4G系統(tǒng)，與國外同類產(chǎn)品相比，其具有良好的性能價(jià)格比，因此在國內(nèi)擁有眾多用戶。兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行比較的話，前者具有自動(dòng)化程度高，速度快的特點(diǎn)；后者則具有對(duì)DEM編輯能力強(qiáng)、精度高的優(yōu)勢。

1.2 輔助軟件

商品化的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)可接收和輸出多種數(shù)據(jù)格式，因此可利用相關(guān)的圖形圖像處理軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理或?qū)ψ罱K成果進(jìn)行后期加工。例如利用Photoshop較強(qiáng)的圖象處理功能，就可對(duì)原始掃描影像的色調(diào)和反差等進(jìn)行調(diào)整，使之影像更清楚。

1.3 自行開發(fā)軟件

根據(jù)不同作業(yè)區(qū)要求和現(xiàn)有儀器設(shè)備狀況，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、定向文件整理、精度檢測與統(tǒng)計(jì)等方面需要自行開發(fā)系列軟件來解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。

2 硬件配置

2.1 計(jì)算機(jī)

早期的系統(tǒng)一般基于某種高檔的圖形工作站開發(fā)，如Helava系統(tǒng)在SUN工作站上開發(fā)。由于微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，原來需要高檔圖形工作站實(shí)現(xiàn)的許多功能完全可以在微機(jī)上完成，因此，目前的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)一般都開發(fā)了UNIX和WINDOWS NT兩套版本。其中NT版本因其硬件價(jià)格低廉越來越受到用戶喜愛。

2.2 存儲(chǔ)設(shè)備

數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)中的原始影像、中間或最終成果都將產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)量。大容量的硬盤陣列和磁帶庫是解決存儲(chǔ)問題的一個(gè)途徑，但成本較高。采用多個(gè)大容量移動(dòng)硬盤(180GB以上)，用于存儲(chǔ)作業(yè)數(shù)據(jù)是解決存儲(chǔ)同題的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的辦法。

2.3 網(wǎng)絡(luò)

由于生產(chǎn)過程中不斷需要大量的數(shù)據(jù)傳輸，因此對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能有較高的要求，快速以太網(wǎng)具有技術(shù)成熟、成本低、技術(shù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 輸入、輸出設(shè)備

國內(nèi)數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)所使用的原始影像一般為光學(xué)影像。因此需要高分辨率的專用影像掃描儀來進(jìn)行數(shù)字化，徠卡、蔡司公司均有此類產(chǎn)品。數(shù)字正射影像圖的輸出可選用高分辨率的彩色噴墨繪圖機(jī)，也可以直接在激光照排機(jī)上輸出。

3 質(zhì)量控制

3.1 基礎(chǔ)資料的質(zhì)量控制

基礎(chǔ)資料的質(zhì)量是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素基礎(chǔ)資料主要包括航攝底片(或掃描數(shù)據(jù))、外業(yè)控制資料和空三成果數(shù)據(jù)。另外，攝影相機(jī)的參數(shù)也是重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。底片質(zhì)量(底片密度、底片壓平)、有無影像缺陷、飛行質(zhì)量及其參數(shù)、航攝儀的參數(shù)、控制點(diǎn)的來源和精度等。

3.2 準(zhǔn)備工作中的質(zhì)量控制

在準(zhǔn)備階段，除進(jìn)行資料、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和分析之外，一定要制定相應(yīng)的質(zhì)量控制內(nèi)容和策略，學(xué)習(xí)和理解有關(guān)的技術(shù)文件。對(duì)不能確定的質(zhì)量指標(biāo)或技術(shù)參數(shù)，要先進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求。

3.3 作業(yè)過程的質(zhì)量控制

3.3.1 建立參數(shù)文件和定向

控制點(diǎn)文件，航攝儀參數(shù)文件、項(xiàng)目參數(shù)文件和模型參數(shù)文件是數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)作業(yè)所必須的參數(shù)文件，首先做到文件命名的規(guī)范和統(tǒng)一，控制點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)必須唯一，比例尺、DEM格網(wǎng)間距、DOM的地面分辨率等參數(shù)內(nèi)容必須準(zhǔn)確無誤；定向包括內(nèi)定向，相對(duì)定向和絕對(duì)定向，其定向精度必須符合規(guī)定要求，盡管VirtuoZo和JX4A都具備了自動(dòng)定向的功能，但是，對(duì)于特殊的情形，仍需要人工引導(dǎo)和人工加測一些相對(duì)定向點(diǎn)，定向完成后，所有的定向報(bào)告文件均應(yīng)保留。

3.3.2 影像匹配和采集DEM的質(zhì)量控制

采用不同的軟件其方法有所不同，以VirtuoZo和JX4A為例，分別說明。

（1）VirtuoZo作業(yè)質(zhì)量控制

VirtuoZo作業(yè)過程就是對(duì)核線影像自動(dòng)進(jìn)行立體匹配，形成匹配點(diǎn)和等視差曲線；然后對(duì)模型匹配效果進(jìn)行人工檢查，根據(jù)需要進(jìn)行編輯處理；最后將匹配點(diǎn)轉(zhuǎn)為物方坐標(biāo)，再內(nèi)插物方DEM由此可見，這一工序的質(zhì)量控制內(nèi)容主要是匹配效果的檢查，重點(diǎn)檢查的區(qū)域?yàn)橛跋衲：齾^(qū)，陰影區(qū)、大面積水域、森林密集區(qū)和建筑區(qū)，以及山谷、山脊、沖溝等地形。檢查的策略就是實(shí)時(shí)的過程檢查，每一個(gè)對(duì)象在編輯完成后，必須經(jīng)檢查員檢查并簽名后，方可開始下一步的作業(yè)。

（2）JX4G作業(yè)質(zhì)量控制

JX4G是采用格網(wǎng)趨近的方法實(shí)現(xiàn)影像匹配，首先自動(dòng)生成像方大格網(wǎng)DEM，然后再自動(dòng)生成像方中格網(wǎng)DEM，最后才生成物方小格網(wǎng)。這一過程的檢查，其核心就是在格網(wǎng)大小變換間，由檢查員重點(diǎn)進(jìn)行兩項(xiàng)內(nèi)容的檢查，一是加測的高程特征點(diǎn)、特征線是否完整、合理；二是看編輯的效果，是否滿足要求，也就是看物方DEM點(diǎn)是否切準(zhǔn)地面。

3.3.3 DOM糾正鑲嵌過程的質(zhì)量控制

數(shù)字微分糾正：檢查所用的數(shù)學(xué)模型是否準(zhǔn)確，糾正影像是否存在明顯變形；色彩和色彩調(diào)整：應(yīng)檢查相鄰各片之間的色調(diào)是否一致，否則應(yīng)采用圖像處理的方法進(jìn)行偏差調(diào)整，使之基本趨于一致。

接邊檢查：模型接邊處接邊限差是否超限，是否有模糊現(xiàn)象；范圍檢查：影像范圍是否滿足規(guī)定要求。

3.3.4 DOM注記整飾、元數(shù)據(jù)注記檢查：位置與名稱正確無誤、取舍適當(dāng)、無缺陷性遺漏。圖內(nèi)外整飾：正確、完備。

3.3.5 DEM質(zhì)量控制要點(diǎn)

采用數(shù)據(jù)攝彩測量方法，只做DOM和DEM、DOM一起制作，在質(zhì)量控制上可有所側(cè)重。如果要求高質(zhì)量的DEM.則質(zhì)量控制的內(nèi)容還應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

第一，除量測特征點(diǎn)、線之外，還要量測高程推測區(qū)和空白區(qū)的范圍，并量測高程檢查點(diǎn)，用于DEM精度的檢測，其數(shù)據(jù)單獨(dú)記盤交質(zhì)檢部門。

第二，粗差的檢測，對(duì)單模型DEM重疊區(qū)同名格網(wǎng)點(diǎn)的高程較差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，大于3倍高程中誤差的點(diǎn)視為粗差。發(fā)現(xiàn)粗差后應(yīng)分析原因，以上模型重測，直到合乎限差要求。

第三，檢查DEM是否出現(xiàn)漏洞.外擴(kuò)范圍是否滿足要求等。

3.3.6 DLG質(zhì)量控制要點(diǎn)

采用數(shù)字?jǐn)z影測生產(chǎn)DLG，除進(jìn)行上述參數(shù)文件、定向和匹配結(jié)果的檢查之外，重點(diǎn)要進(jìn)行以下內(nèi)容的檢查：

第一，要素采集是否正確，是否有漏繪或重復(fù)；

第二，分層、要素分類及屬性結(jié)構(gòu)是否正確，屬性值是否準(zhǔn)確無誤；

第三，檢查接邊是否正確，接邊精度是否達(dá)到要求等。

3.4 元數(shù)據(jù)的檢查和文件歸檔的檢查

3.5 成果質(zhì)量的最終檢測

成果質(zhì)量的最終檢測，無論對(duì)哪個(gè)產(chǎn)品來說，都離不開下面幾種方法：

第一，野外實(shí)地檢測法，這種方法成本高，實(shí)際操作困難，可以用來做首批產(chǎn)品的抽檢。檢查目的是產(chǎn)品的平面精度和高程精度。

第二，室內(nèi)檢測點(diǎn)的檢查，檢測點(diǎn)的獲取可以從加密過程中加測保密點(diǎn)，也可在比例尺較大的一級(jí)地形圖上選取，每幅圖的檢測點(diǎn)數(shù)量視地形情況而定，一般不少于2O個(gè)主要針對(duì)平面精度和高程精度的檢測；另外，也可采用已有資料的檢測法，即用更大比例尺的地形圖做套合，進(jìn)行同名點(diǎn)的檢查。

第三，目視檢測和回放圖檢測法，主要檢查元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)、DOM影像質(zhì)量及DLG的內(nèi)容檢測。

第四，軟件自動(dòng)檢查和人機(jī)交互檢查法，檢查DEM的粗差、接邊、檢查DLG的要素的正確性、丟漏，以及屬性數(shù)據(jù)的內(nèi)容檢查。

3.6 關(guān)于質(zhì)量控制的幾點(diǎn)體會(huì)

1）數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)的質(zhì)量控制，最重要的是做好生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控。即在數(shù)據(jù)采集的整個(gè)過程中，要采取一些有效措施，實(shí)時(shí)地檢驗(yàn)并預(yù)防和糾正誤差和錯(cuò)誤。該項(xiàng)工作是在建立數(shù)據(jù)精度文檔和制定嚴(yán)密工序的制度下，按規(guī)定的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)抽取數(shù)據(jù)；利用各種檢測手段和統(tǒng)計(jì)工具經(jīng)常而準(zhǔn)確地掌握質(zhì)量動(dòng)態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)問題采取措施，防止或減少廢次品的再生，使生產(chǎn)過程處于工藝穩(wěn)定狀態(tài)。

2）目前數(shù)字?jǐn)z影測量工作站已成為地理信息采集的主要技術(shù)手段。但是，就其生產(chǎn)數(shù)字產(chǎn)品的過程以及產(chǎn)品本身來看，仍缺乏一套標(biāo)準(zhǔn)化的質(zhì)量控制體系，因此，國家有關(guān)部門應(yīng)盡快制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢查難收規(guī)定。

3）從產(chǎn)品的檢查方法上講，應(yīng)逐步提高軟件檢查的使用范圍和深度，從而提高質(zhì)量檢查的效率。

4 數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)輔助系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

從1997年起，我國測繪部門開始推廣國產(chǎn)的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，但由于國產(chǎn)軟件標(biāo)準(zhǔn)不一、研究時(shí)間短、商品化程度較低等原因。在使用過程中有諸多不便，容易影響系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮；同時(shí)，用于相關(guān)輔助生產(chǎn)的軟件系統(tǒng)也較少，在生產(chǎn)過程中一些工序或是沒有統(tǒng)一的規(guī)范化方法、或是較為繁瑣，迫切需要一些軟件來進(jìn)行輔助生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

4.1 系統(tǒng)開發(fā)

4.1.1 系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)

1）替代人工進(jìn)行較繁瑣的數(shù)據(jù)處理，提高工作效率和工作質(zhì)量。

2）建立一套較完整的、包括數(shù)字?jǐn)z影測量輔助生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的、自動(dòng)化程度較高的軟件系統(tǒng)。

3）適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)要求，對(duì)數(shù)字?jǐn)z影測量的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)流程進(jìn)行規(guī)范化的補(bǔ)充與完善。

4）針對(duì)全數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)輔助性環(huán)節(jié)，旨在建立一種科學(xué)、規(guī)范的生產(chǎn)方法，提高生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率，提高全數(shù)字?jǐn)z影輔助生產(chǎn)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

4.1.2 系統(tǒng)開發(fā)原則

1）系統(tǒng)性

數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)的輔助生產(chǎn)包括很多工序及生產(chǎn)環(huán)節(jié)，若只是單獨(dú)針對(duì)某一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)編制軟件，則軟件數(shù)量較多，不易進(jìn)行管理，且容易造成混亂。所以，應(yīng)在針對(duì)各生產(chǎn)工序的應(yīng)用進(jìn)行軟件開發(fā)的同時(shí)，按照不同的功能或某種原則把這些軟件重新組織、分門別類。進(jìn)行系統(tǒng)化的集成。

2）整體性與獨(dú)立性

雖然系統(tǒng)是不同生產(chǎn)工序的應(yīng)用軟件的系統(tǒng)化集成，但應(yīng)保持整體界面的一致性及使用方法上的整體性，注意有相互聯(lián)系的功能模塊間的有機(jī)組織及成果的相互使用問題；同時(shí)，又要保持模塊間的相對(duì)獨(dú)立性，不要相互之間關(guān)系過于復(fù)雜，以提高系統(tǒng)的應(yīng)用效率。

3）通用性與實(shí)用性

為了提高系統(tǒng)的使用范圍，系統(tǒng)應(yīng)盡量包含數(shù)字?jǐn)z影測量輔助生產(chǎn)的各個(gè)生產(chǎn)工序，并考慮不同操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化操作問題，以使系統(tǒng)具有更大的通用性；同時(shí)，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)、開發(fā)，提取各生產(chǎn)部門共性的及有廣泛使用意義的問題進(jìn)行開發(fā)集成，對(duì)于針對(duì)實(shí)用效能不大、應(yīng)用期短且無代表性的問題所開發(fā)的軟件應(yīng)不要加以集成，使系統(tǒng)具有較好的實(shí)用性。

4）可擴(kuò)性和長遠(yuǎn)性。

包括數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)在內(nèi)的數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)本身處于不斷的發(fā)展之中，且發(fā)展速度非?？?。這就要求系統(tǒng)在設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，既要立足當(dāng)前實(shí)際的生產(chǎn)需要，又要考慮今后數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)及整個(gè)數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，以及由其發(fā)展而帶來的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)工序上的變化；在系統(tǒng)集成及進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)要留有余地，以便能適應(yīng)系統(tǒng)的擴(kuò)充及進(jìn)一步發(fā)展的需要。

4.1.3 系統(tǒng)開發(fā)中應(yīng)注意的問題

1）隨著數(shù)字?jǐn)z影測量及數(shù)字化技術(shù)的較快發(fā)展及新問題的出現(xiàn)，系統(tǒng)要不斷地進(jìn)行更新和功能擴(kuò)充，因而要注意實(shí)際應(yīng)用過程中系統(tǒng)的維護(hù)和管理問題，更新后的系統(tǒng)要及時(shí)全部覆蓋原先的系統(tǒng)，避免造成數(shù)據(jù)的混亂和成果的錯(cuò)誤。

2）考慮到系統(tǒng)是由相對(duì)較小的程序集成的實(shí)際情況，所以在選擇編程語言時(shí)應(yīng)選擇開發(fā)周期短、界面好、效率高的編程語言。

3）由于采用數(shù)字?jǐn)z影測量等數(shù)字化技術(shù)生產(chǎn)4D數(shù)字產(chǎn)品時(shí)間畢竟較短，對(duì)于一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題進(jìn)行處理的經(jīng)驗(yàn)很少，甚至經(jīng)常碰到新問題、新情況，這就要求積極發(fā)揮創(chuàng)造性，探索較合理的解決方法及較科學(xué)的程序設(shè)計(jì)方法，這樣既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)z影測量輔助生產(chǎn)工序的科學(xué)化，也同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)的可應(yīng)用性。

4）開發(fā)中既要考慮當(dāng)前的生產(chǎn)工藝及，流程，又不應(yīng)被完全束縛，要針對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程以及生產(chǎn)管理中的影響數(shù)字化生產(chǎn)的消極因素，進(jìn)行具體的、有針對(duì)性的系統(tǒng)開發(fā)，要有所創(chuàng)新。

4.1.4 數(shù)字測繪產(chǎn)品生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的重要性

毋庸置疑，開發(fā)數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，對(duì)于提高生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率，提高全數(shù)字?jǐn)z影輔助生產(chǎn)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性具有重要意義，但同時(shí)筆者也發(fā)現(xiàn)，盡管目前該輔助系覆蓋面還不夠?qū)?、功能也不是非常?qiáng)大，但通過對(duì)該系統(tǒng)用，廠大生產(chǎn)人員、技術(shù)人員以及管理人員對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)念逐漸發(fā)生了變化，對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)所應(yīng)具有的自動(dòng)化、系及高效性的特點(diǎn)也有了更高的認(rèn)識(shí)，并依此創(chuàng)造性地對(duì)某產(chǎn)工藝進(jìn)行了富有成效的改革。同時(shí)，在實(shí)踐中系統(tǒng)的功能不斷地得到完善；性能不高；應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，以至還增添了其它數(shù)字化生產(chǎn)技輔助功能。這一方面說明，新技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)方式的變求與其相適應(yīng)的輔助生產(chǎn)方式也要與其一起發(fā)展、一起變另一方面也說明，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，確實(shí)存在對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)輔統(tǒng)的需求，并且隨著數(shù)字測繪產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大求也將會(huì)不斷擴(kuò)大。因而，筆者認(rèn)為，隨著數(shù)字測繪技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)開發(fā)功能更完備、更強(qiáng)大的、以4D產(chǎn)品為基礎(chǔ)的數(shù)字測品的生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，并與整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，應(yīng)數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它對(duì)于建立科學(xué)、完善的測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)流程；對(duì)于合理調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)員結(jié)構(gòu)；以及對(duì)于建立合理、科學(xué)、高效的測繪生產(chǎn)管理模都將起到重大作用。

5 總結(jié)

數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)在生產(chǎn)數(shù)字影像圖(DOM)和數(shù)字地面模型(DTM)或數(shù)字高程模型(DEM)方面具有其它測繪技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。產(chǎn)品的批量生產(chǎn)必然引起傳統(tǒng)的地形圖觀念的變革。目前以正影像圖為背景，疊加線劃圖的影像地圖，已在許多部門使用。該技術(shù)在大區(qū)域測圖生產(chǎn)方面將取代解析攝影測量的主導(dǎo)地位。

通過上述所講，我們對(duì)數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)的一些相關(guān)問題進(jìn)行了一些探討與分析，使我們可以更加清楚地了解有關(guān)數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)。