■劉孝明 李鑫

（61175部隊(duì)湖北武漢430074）

天繪影像判繪特點(diǎn)及幾種問(wèn)題的處理

■劉孝明 李鑫

（61175部隊(duì)湖北武漢430074）

隨著天繪衛(wèi)星影像在我國(guó)普遍應(yīng)用，如何利用衛(wèi)星影像進(jìn)行困難地區(qū)地形圖判繪，是生產(chǎn)作業(yè)中必須思考和解決的問(wèn)題。本文結(jié)合天繪衛(wèi)星在1：5萬(wàn)地形圖生產(chǎn)作業(yè)實(shí)際，針對(duì)無(wú)野外控制點(diǎn)地形圖判繪的特殊性及天繪衛(wèi)星影像特點(diǎn)，談?wù)勛鳂I(yè)中天繪影像判繪的特點(diǎn)及幾種問(wèn)題的處理方法。

天繪衛(wèi)星 室內(nèi)判繪 立體測(cè)圖 自動(dòng)匹配

1　作業(yè)困難地區(qū)衛(wèi)星影像判繪特點(diǎn)

1.1無(wú)野外控制點(diǎn)

特別困難地區(qū)，如沙漠、山區(qū)等地，無(wú)法進(jìn)行野外控制，此時(shí)地物、地貌各類(lèi)地圖要素的表示主要靠室內(nèi)判繪完成，內(nèi)業(yè)無(wú)法判定和有疑問(wèn)的要素?zé)o法到達(dá)實(shí)地核查，只能借助參考資料和作業(yè)員的判繪經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決，更強(qiáng)調(diào)作業(yè)員的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力。

1.2測(cè)區(qū)特殊性

測(cè)區(qū)因無(wú)法野外調(diào)繪，適合特別困難地區(qū)測(cè)量，因此在居民地的分布特征、建筑結(jié)構(gòu)，道路的發(fā)達(dá)程度、通行能力、技術(shù)等級(jí)的劃分，工農(nóng)業(yè)和社會(huì)文化設(shè)施的表現(xiàn)形式，行政關(guān)系的構(gòu)成等以及水系、地貌特點(diǎn)上與傳統(tǒng)實(shí)地測(cè)量有所差異，需充分考慮測(cè)區(qū)特點(diǎn)。

1.3影像多源性

實(shí)驗(yàn)所用影像主要為天繪衛(wèi)星獲取的三線陣立體影像、高分辨率影像和多光譜影像以及資源3號(hào)影像[1]，作業(yè)中需根據(jù)影像分辨率、精度、成像質(zhì)量，作業(yè)流程選取影像的類(lèi)型，同時(shí)還需收集Google影像及其它影像資料作為參考，使得作業(yè)影像資料多源性。

1.4參考資料復(fù)雜性

測(cè)區(qū)資料收集相對(duì)困難，資料來(lái)源渠道多樣化，有現(xiàn)存資料、網(wǎng)絡(luò)收集、其它渠道購(gòu)買(mǎi)，現(xiàn)時(shí)性也差別較大，可直接利用的資料又難于收集，作業(yè)中需對(duì)資料的權(quán)威性、可靠性、現(xiàn)時(shí)性進(jìn)行大量的分析研究。

1.5作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)難把握

天繪衛(wèi)星影像分辨率相對(duì)較低，部分影像云霧遮擋及清晰度較差，對(duì)一些可選取的地形要素表示方面，存在作業(yè)員的個(gè)體差別，對(duì)資料利用較好，經(jīng)驗(yàn)豐富的作業(yè)員來(lái)說(shuō)，各類(lèi)地形要素表示相對(duì)齊全、完整，因此，生產(chǎn)中作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上更難于統(tǒng)一[2]。

2　判繪中幾種問(wèn)題的處理

2.1參考資料的分析利用

參考資料可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)下載交通、居民地名稱(chēng)、代碼及行政區(qū)劃資料等等。主要用于地物的定性和屬性的參考，不同的資料有可能發(fā)生矛盾，一般以官方權(quán)威性、專(zhuān)業(yè)性和現(xiàn)時(shí)性好的資料為主，其它資料為輔。

2.2判繪中的輔助影像聯(lián)動(dòng)關(guān)聯(lián)

立體判繪主要使用三線陣立體影像，Google影像圖和高分影像作為判讀參考，如果采用非關(guān)聯(lián)的方式，在判繪時(shí)找到同名影像點(diǎn)花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，效率較低。為提高效率，可采用Geoway軟件的“加載輔助影像”功能，可實(shí)現(xiàn)立體測(cè)圖測(cè)標(biāo)位置自動(dòng)與相應(yīng)的參考影像顯示同一區(qū)域，達(dá)到立體模型與參考影像聯(lián)動(dòng)關(guān)聯(lián)。為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)關(guān)聯(lián)，使參考影像與立體模型的坐標(biāo)相同，在Global Mapper下，尋找均勻分布的同名點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，快速糾正參考影像，得到tfw格式的定位文件，在軟件下即可獲取聯(lián)動(dòng)輔助影像的關(guān)聯(lián)（如圖1，測(cè)標(biāo)位置與谷歌影像中心時(shí)刻保持同步關(guān)聯(lián)）。

圖1　左為天繪影像，右為谷歌輔助影像圖

2.3判繪中的反立體應(yīng)用

測(cè)區(qū)如果為山地地形，立體判繪時(shí)，采集點(diǎn)能否切準(zhǔn)地面直接影響測(cè)圖精度，特別是低凹的山谷和河流，地物的采集難于切準(zhǔn)，容易出現(xiàn)水曲矛盾和高曲矛盾?？衫萌说囊曈X(jué)效應(yīng)，在立體模型下高處容易辨識(shí)，低凹部分不易辨識(shí)的特點(diǎn)，在低凹的山谷地物和河流不易采集時(shí)，可采用反立體觀測(cè)，當(dāng)立體模型為反立體時(shí)，河流則呈現(xiàn)由低處往高處流的特點(diǎn)。在一些較復(fù)雜的地形，正立體判繪不清晰時(shí)，在反立體下有時(shí)會(huì)獲得較好的效果，因此在判繪時(shí)正反立體的切換可提高判繪的準(zhǔn)確性。

2.4自動(dòng)匹配立體像對(duì)同名點(diǎn)判繪法

在傳統(tǒng)立體測(cè)圖的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，一對(duì)立體像對(duì)分開(kāi)，左右片的測(cè)標(biāo)分別落在某地物的同名點(diǎn)時(shí)，測(cè)標(biāo)的高程為此地物的高程值。利用這一特點(diǎn)[3]，可通過(guò)DEM自動(dòng)匹配同名點(diǎn)以獲取同名點(diǎn)的小范圍區(qū)域，通過(guò)人工干涉，找到精確的同名點(diǎn)，達(dá)到判繪目的。Geoway的“基于影像匹配定向技術(shù)”生產(chǎn)模式下，可以自動(dòng)匹配同名點(diǎn)得到大概位置，人工手動(dòng)調(diào)整測(cè)標(biāo)同名點(diǎn)獲取精確定位。如圖2，為左右相片的人工干涉后對(duì)應(yīng)同名點(diǎn)。

圖2　左右立體像對(duì)同名點(diǎn)

這種生產(chǎn)方式的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需在立體模式下能較準(zhǔn)判繪出地物高程，不受限于個(gè)人判繪立體感的強(qiáng)弱，在立體判繪中結(jié)合匹配同名點(diǎn)方法，可以解決一些立體測(cè)圖環(huán)境下無(wú)法切準(zhǔn)高程的問(wèn)題；缺點(diǎn)是人工尋找同名點(diǎn)時(shí)，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、個(gè)別地方影像有陰影、云層、左右片區(qū)別較大時(shí)，很難找到同名點(diǎn)，尋找同名點(diǎn)時(shí)測(cè)標(biāo)只能左右調(diào)整位置，不能上下調(diào)整，操作復(fù)雜。

2.5云層遮檔的處理

天繪衛(wèi)星在拍攝時(shí)受到天氣的影響，有的影像被云層覆蓋，使測(cè)圖受到影響。作業(yè)中可采用如下方法降低其影響：

（1）小區(qū)域云層遮擋。在云塊較小、相對(duì)分散，遮擋地物時(shí)，可在立體模型下，將立體窗口縮小，視角高程上升，在立體模型下，能觀察到云層浮起，這時(shí)可判讀出云層下的道路走向、山形、地物。

（2）較大區(qū)域云層濃密遮擋。在衛(wèi)星影像中，航向和旁向都有一定的重疊度，同一個(gè)地方有時(shí)被多個(gè)立體模型包含，可找同軌道相鄰的立體模型，或旁向相鄰的模型替代有云層的模型進(jìn)行判繪。若相鄰模型無(wú)法解決，還可選用資源3號(hào)衛(wèi)星影像。在以上情況都無(wú)法解決云層遮檔問(wèn)題時(shí)，可用Google影像對(duì)有云層區(qū)域進(jìn)行判繪，通過(guò)匹配同名點(diǎn)的方法對(duì)判繪數(shù)據(jù)或其它地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正，獲取同一坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)，最后導(dǎo)入到原數(shù)據(jù)中，填補(bǔ)被遮擋部分[4]。

3　結(jié)束語(yǔ)

由于特殊困難地區(qū)地形圖生產(chǎn)受無(wú)法野外實(shí)地檢測(cè)和判繪等因素影響，本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)了天繪衛(wèi)星影像1:5萬(wàn)地形圖生產(chǎn)中遇到常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法，提高了生產(chǎn)效率，確保了成圖質(zhì)量。

[1]付勇，鄒松柏，劉會(huì)安."天繪一號(hào)"01星立體影像定位精度檢測(cè) [J].遙感學(xué)報(bào)，2012（S1）:94-97

[2]馮伍法，陳宏志，王明孝.攝影測(cè)量外業(yè)理論與實(shí)踐 [M].解放軍出版社，2010.

[3]劉會(huì)安，楊寶豐，吳壽虎.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量生產(chǎn)理論與實(shí)踐 [M].解放軍出版社，2010.

[4]周麗雅，解放軍信息工程大學(xué)博士論文：受云霧干擾的可見(jiàn)光遙感影像信息補(bǔ)償技術(shù)研究，2011.12

TQ571+.7[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-241-2

劉孝明（1979～），男，碩士，研究方向?yàn)閿z影測(cè)量與遙感一線生產(chǎn)。