西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 秦萌

本文以河南省南陽市鎮(zhèn)平縣某地區(qū)為例，對從航攝影像的獲取到數(shù)字正射影像的制作整個流程進行研究，重點分析了像控點的布設(shè)、航高航線的設(shè)計、空三加密以及DOM編輯等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。最終生成該區(qū)域1∶1000正射影像圖。實驗流程如下：

圖1 實驗流程

1 測區(qū)概況

此次實驗測區(qū)位于河南省南陽市鎮(zhèn)平縣，北緯32度51分至33度21分，東經(jīng)111度58分至112度25分。地處亞熱帶向溫帶的過渡地帶，屬于季風(fēng)大陸濕潤半濕潤氣候，四季分明，陽光充足，雨量充沛。多大風(fēng)天氣，飛行條件不佳[1]。

2 像控點布設(shè)與選取

像控點的數(shù)量和精度直接影響航攝影像處理的精度，因此像控點布設(shè)和選取應(yīng)當(dāng)精確、規(guī)范、嚴格[2]。像控點在選取時，應(yīng)盡量選擇在明顯目標(biāo)點上，以便于在立體觀察時容易辨認點的正確位置并準(zhǔn)確刺點。經(jīng)過對實驗區(qū)的地面目標(biāo)反復(fù)查看并對照像片的影像，經(jīng)過反復(fù)比較選出以下五個符合要求的像控點：9007、9009、9013、9014、9016。

圖2 控制點點位圖

3 空三加密

進行空三加密前，應(yīng)對外業(yè)獲取的影像進行質(zhì)量檢查，合格后方可進行空中三角測量。將獲取的影像導(dǎo)入并自動匹配連接點，然后導(dǎo)入地面控制點。根據(jù)野外實測控制點的點位信息進行刺點，運行平差。

圖3 刺點

在本次實驗中，平差報告如下圖所示，五個控制點的平面點位誤差均符合規(guī)范規(guī)定。

圖4 平差報告

4 DEM生產(chǎn)

圖5 自動密集匹配結(jié)果

空三加密完成后，便可進行密集匹配。自動密集匹配的DEM可能會使等高線落在房屋和樹木上，看起來像個小山包，需進一步處理——DEM編輯。DEM編輯的關(guān)鍵是針對不同的地物或地貌選擇合適的編輯參數(shù)和方法，從而使DEM點云更好地貼近地面。獨立樹木和獨立房屋一般可采用平滑或內(nèi)插的方法；缺少紋理的水域可采用野外實測的高程定值平面；房屋密集的居住區(qū)可采用量測點內(nèi)插的方法等等。通過DEM編輯，可以使地物變形和DEM精度過低的問題得到很好的改善。

5 DOM生產(chǎn)

新建模型并正射生產(chǎn)。正射生產(chǎn)完成之后，進入正射拼接界面。新建文件并將上一步生成的全部正射影像添加進來，生成拼接線。通過編輯拼接線功能，用鼠標(biāo)移動或添加節(jié)點的方式進行拼接線編輯，拼接線調(diào)整后即可查看拼接效果。在獨立房屋邊緣有變形的地方，可以通過調(diào)整拼接線使拼接線兩邊的影像色差及變形減少從而呈現(xiàn)出更加自然的過渡。

DPGrid軟件提供了正射影像編輯功能，可交互式地對正射影像的部分或全部進行PhotoShop處理、DEM重糾、勻光勻色等處理，使正射影像成果達到要求。為了使用DEM重糾影像功能，需要引入當(dāng)前DPGrid的測區(qū)文件，并設(shè)置DEM參數(shù)。當(dāng)局部色差過大時，可通過區(qū)域勻光勻色調(diào)整色差相關(guān)系數(shù)及亮度相關(guān)系數(shù)進行勻光勻色，編輯結(jié)束可直接預(yù)覽效果。

圖6 測區(qū)正射影像

正射質(zhì)檢通過引入控制點進行精度檢測。導(dǎo)入控制點之后，在界面中根據(jù)控制點坐標(biāo)進行匹配。在窗口左側(cè)欄控制點列表中，雙擊一個點號標(biāo)記為的控制點，在界面右上的小窗口中會顯示放大后的控制點點位。在小窗口中，單擊鼠標(biāo)左鍵調(diào)整光標(biāo)十字絲中心，使光標(biāo)十字絲的中心與實地位置相符，在當(dāng)前列表中會顯示控制點的點位誤差。

表 正射質(zhì)檢報告 單位：m

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均方根誤差是用來衡量實測值與真值的偏差地，能夠較好地反映測量結(jié)果的精密度。其計算公式為表示測量次數(shù)，di表示實測值與真實值的差值。因此，均方根誤差的計算式也可表示為此 次 試 驗中，均方根誤差DXRe=0.116,DYRe=0.162,DXYRe=0.199。符合規(guī)范要求。

以河南省南陽市鎮(zhèn)平縣某一區(qū)域的無人機低空航攝影像1:1000數(shù)字正射影像生成為例，詳細介紹了通過DPGrid軟件處理無人機低空航攝影像從而生成DOM的全過程。并對DOM生產(chǎn)過程中的容易出現(xiàn)問題的關(guān)鍵技術(shù)點做了分析研究，提出關(guān)鍵技術(shù)問題的改善方法。最終完成測區(qū)范圍數(shù)字正射影像的生產(chǎn)。