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        探討航測遙感內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)

        2016-06-06 20:00:41譚生玲趙海紅
        環(huán)球人文地理·評論版 2016年3期
        關(guān)鍵詞:攝影測量空間數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

        譚生玲 趙海紅

        摘要:本文筆者基于多年從事全數(shù)字?jǐn)z影測量的空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,研究探討了相關(guān)生產(chǎn)流程及其中所涉及的關(guān)鍵技術(shù),文章首先對空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品的模式和基本特征進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,而后給出了基于全數(shù)字?jǐn)z影測量的空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)流稱,最后結(jié)合筆者工作經(jīng)驗,重點探討了流程中所涉及的關(guān)鍵技術(shù),全文既是筆者長期工作實踐基礎(chǔ)上的經(jīng)驗總結(jié),同時也是在實踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

        關(guān)鍵詞:攝影測量;空間數(shù)據(jù);生產(chǎn)流程;關(guān)鍵技術(shù)

        1 、產(chǎn)品模式

        1.1 基本產(chǎn)品。(1)數(shù)字線劃圖,簡稱為DLG(Digital Line Graphic)。是地形圖上基礎(chǔ)要素信息的矢量格式數(shù)據(jù)集,其中保存著要素的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息。數(shù)字線劃圖可滿足各種空間分析要求,與其他信息疊加,可進(jìn)行空間分析和決策。(2)數(shù)字正射影像圖,簡稱為DOM(Digital Orthophoto Map)。是利用數(shù)字高程模型對掃描處理后的數(shù)字化的航空像片或遙感影像,逐像元進(jìn)行輻射糾正、微分糾正和鑲嵌,按標(biāo)準(zhǔn)分幅的地形圖范圍進(jìn)行裁切生成的影像數(shù)據(jù),帶有公里格網(wǎng)和內(nèi)、外圖廓整飾和注記的影像平面圖,具有地圖的幾何精度和影像特征。DOM具有精度高、信息豐富、直觀真實的特點,可作為背景控制信息、評價其它數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)勢性和完整性;從中可提取自然資源和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展信息或派生出新的信息,可用于地形圖的更新。(3)數(shù)字高程模型,簡稱為DEM(Digital Elevation Model)。是在高斯投影平面上規(guī)則或不規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標(biāo)(X,Y)及其高程(Z)的數(shù)據(jù)集。為控制地表形態(tài),可配套提供離散高程點數(shù)據(jù)。(4)數(shù)字柵格地圖,簡稱為DRG(Digital Raster Graphic)。是以柵格數(shù)據(jù)格式存儲和表示的地圖圖形數(shù)據(jù)文件。在內(nèi)容、幾何精度、規(guī)格和色彩等方面與地形圖圖形基本保持一致,可用于DLG數(shù)據(jù)的采集、評價和更新,也可與DOM,DEM等數(shù)據(jù)疊加使用,從而提取、更新地圖數(shù)據(jù)和派生出新的信息。

        1.2 復(fù)合產(chǎn)品。(1)數(shù)字影像地形圖(Digital Orthophoto Topographic Map)。以數(shù)字正射影像圖(單色或彩色)為基礎(chǔ),疊加相關(guān)的數(shù)字線劃圖而產(chǎn)生的復(fù)合數(shù)字地圖產(chǎn)品。同時具有正射影像圖的精度高、信息豐富、直觀真實的特點和矢量數(shù)據(jù)保存著要素的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息的特點,可以為各種用戶提供地形信息和最新空間實體信息,滿足不同用戶的需要。(2)數(shù)字影像地面模型(Digital Orthophoto Ground Model)。以數(shù)字正射影像圖(單色或彩色)為基礎(chǔ),疊加相關(guān)的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的復(fù)合數(shù)字模型產(chǎn)品。具有正射影像圖的基本特征和立體突出顯示地表的起伏形態(tài)的特點,可為用戶提供直觀地表三維景觀,可用于工程規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計。(3)數(shù)字影像專題圖(Digital Orthophoto Thematic Map)。以數(shù)字正射影像圖(單色或彩色)為基礎(chǔ),疊加相關(guān)的專題矢量數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的復(fù)合數(shù)字地圖產(chǎn)品。同時具有正射影像的基本特征和突出表達(dá)各種不同專題地圖信息的特點,可以為各種用戶提供直觀信息和與之相關(guān)的豐富的背景信息,滿足各專業(yè)部門對專題圖的需要。

        2 、基本特征

        2.1 數(shù)據(jù)格式。基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式主要分為矢量和柵格二種:矢量數(shù)據(jù)能全面地描述地表目標(biāo),可隨機(jī)的進(jìn)行數(shù)據(jù)選取和顯示,與其它信息疊加,可進(jìn)行空間分析、決策。具有嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)量小,可完整地描述數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系,便于深層次分析,輸出質(zhì)量好,數(shù)據(jù)精度高,但其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求高。柵格數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單,空間數(shù)據(jù)的疊加簡便,易于進(jìn)行空間分析,相對來說圖形數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)和信息量受像元大小的限制。

        2.2 基本內(nèi)容。考慮到基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)采集時間和產(chǎn)品的提供周期,基礎(chǔ)地理矢量數(shù)據(jù)可分為三個層次:第一層次分為核心地形要素;第二層次為在核心地形要素的基礎(chǔ)上,根據(jù)各地不同的需要,選取更多的其它要素(可選要素);第三層次為全部地形圖要素(全要素)。

        矢量數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容:大地控制測量數(shù)據(jù)(包括平面控制點、高程控制點、天文點、重力點)、水系及附屬設(shè)施、建筑物及附屬設(shè)施、交通運輸與管線設(shè)施、境界、地表覆蓋、地貌。

        柵格數(shù)據(jù):DEM格網(wǎng)數(shù)據(jù),格網(wǎng)間距5 m或12.5 m;DOM影像數(shù)據(jù),地面分辨率為1 m;DRG圖形數(shù)據(jù),分辨率不低于250dpi.

        文本數(shù)據(jù):地名數(shù)據(jù),含地名位置、類型、行政區(qū)劃、經(jīng)濟(jì)信息等;元數(shù)據(jù),說明數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的背景信息,是數(shù)據(jù)自身的描述信息。

        3 、基于全數(shù)字?jǐn)z影測量法空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程及關(guān)鍵技術(shù)研究

        3.1 資料準(zhǔn)備。航攝資料如航攝底片、控制點資料、相關(guān)的地形圖、航攝機(jī)鑒定表、航攝驗收報告等應(yīng)收集齊全;對影像質(zhì)量、飛行質(zhì)量和控制點質(zhì)量應(yīng)進(jìn)行分析,檢查航攝儀參數(shù)是否完整等。

        3.2 影像掃描。根據(jù)航攝底片的具體情況,設(shè)置與調(diào)整掃描參數(shù),使反差適中、色調(diào)飽滿、框標(biāo)清晰,灰度直方圖基本呈正態(tài)分布,掃描范圍應(yīng)在保證影像完整(包括框標(biāo)影像)的前提下盡可能地小,以減少數(shù)據(jù)量。影像掃描分辨率根據(jù)下面公式確定:影像掃描分辨率R=地面分辨率/航攝比例尺分母。

        3.3 定向建模。自動搜尋框標(biāo)點,放大切準(zhǔn)框標(biāo)點進(jìn)行內(nèi)定向,對定向可由計算機(jī)自動完成,人機(jī)交互完成絕對定向如不符合要求,需重新定向,直至符合限差要求。檢查定向精度,需滿足要求;相,完成定向后需檢查坐標(biāo)殘差。

        3.4 數(shù)據(jù)采集。(1)立測判讀采集,需嚴(yán)格切準(zhǔn)目標(biāo)點,要求按中心點、中心線采集的要素,其位置必須準(zhǔn)確,點狀要素準(zhǔn)確采集其定位點,線狀要素上點的密度以幾何形狀不失真為原則,密度應(yīng)隨著曲率的增大而增加。每個像對的數(shù)據(jù)必須接邊,自動生成的匹配點、等視差曲線或大格網(wǎng)點、內(nèi)插的小格網(wǎng)點均需漫游檢查,保證其準(zhǔn)確性,為提高DEM精度,需人工加測地形特征點、線和水域等邊界線。(2)采集的數(shù)據(jù)應(yīng)分層,進(jìn)行圖形和屬性編輯,矢量數(shù)據(jù)線條要光滑,關(guān)系合理,拓?fù)潢P(guān)系正確,屬性項、屬性值正確;利用DEM數(shù)據(jù),采用微分糾正法對影像重采樣獲得DOM數(shù)據(jù)。(3)DEM和DOM數(shù)據(jù)需進(jìn)行單模型數(shù)據(jù)拼接,檢查拼接處接邊差是否符合要求;同樣矢量數(shù)據(jù)接邊應(yīng)符合要求,各屬性值要一致,任何不符合要求的數(shù)據(jù)均需重新采集,修改正確的數(shù)據(jù)按圖幅裁切,生成最終的以幅為單位的數(shù)據(jù),提供檢查和驗收。

        3.5 元數(shù)據(jù)制作。可由相應(yīng)的專業(yè)軟件進(jìn)行計算輸入各屬性項中,無法自動輸入的內(nèi)容由人工輸入。

        參考文獻(xiàn):

        [1]樊鴻云.航測內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析[J].遙感技術(shù)應(yīng)用,2012(12).

        [2]周澤清.用VC++6.0實現(xiàn)航測數(shù)據(jù)處理[J].科技資訊,2009(4).

        [3]周姿.專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)探析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010(2)

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