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        Virtuozo在數(shù)字天水地理空間框架DOM制作中的應(yīng)用

        2023-01-05 13:20:35胡文欣
        黑龍江科學 2022年12期
        關(guān)鍵詞:特征

        胡文欣

        (三和數(shù)碼測繪地理信息技術(shù)有限公司,甘肅 天水 741000)

        甘肅省天水市人民政府提出了建設(shè)數(shù)字天水的戰(zhàn)略目標?!皵?shù)字天水”地理空間框架DOM制作主要利用高分辨率航空攝影像片、相機報告及相關(guān)文件和外業(yè)控制點測量成果,進行空中三角測量、自動內(nèi)定向、相對定向、絕對定向和平差計算,獲得空三加密成果。采集特征線特征點構(gòu)成三角網(wǎng)創(chuàng)建DEM,利用DEM對航片影像進行數(shù)字正射糾正,通過對數(shù)字正射糾正的影像進行拼接、色調(diào)調(diào)整、圖幅裁切,對標準圖幅圖廓整飾,獲得數(shù)字正射影像圖產(chǎn)品[1-2]。

        1 DOM制作流程

        DOM制作主要包括方案設(shè)計與評審、航空攝影、飛行成果質(zhì)檢、外業(yè)像控采集、內(nèi)業(yè)空三加密、建立立體模型、匹配編輯DEM、數(shù)字微分糾正DOM、影像鑲嵌、勻色和分幅、成果質(zhì)量檢查、精度評定和整理提交[3-4]。

        2 空三加密

        在“數(shù)字天水”地理空間框架DOM制作中,采用Virtuozo進行空三加密,以單獨實測控制點或?qū)崪y控制點+DGPS坐標為基礎(chǔ),以小數(shù)碼航片作為空三加密的原始數(shù)據(jù),通過自動匹配相關(guān)影像產(chǎn)生自動匹配點,在此軟件下新建測區(qū),設(shè)置相關(guān)測區(qū)參數(shù)。在新建測區(qū)文件夾下新建控制點文件和航帶文件夾,分別根據(jù)控制點性質(zhì)和精度進行分組。對引入的航片進行分析,輸入必要的相機信息文件和影像信息文件。由Virtuozo軟件自動完成影像內(nèi)定向和相對定向,完成定向后檢查控制點的加密和精度是否符合設(shè)計要求,否則需在標準點位加連接點、控制點,把其他整個測區(qū)中未添加的點預(yù)測出來,通過人工干預(yù)方式在立體模型中對個別內(nèi)定向和相對定向的問題數(shù)據(jù)進行處理,反復調(diào)用PATB進行結(jié)算,直至所有的加密點內(nèi)定向框標測量誤差≤0.02 mm。

        3 DEM采集

        “數(shù)字天水”地理空間框架DOM制作生產(chǎn)中采用的是采集特征線、特征點的方法。在Virtuozo中導入空三加密成果,創(chuàng)建立體模型,采集特征線和特征點的方法構(gòu)成不規(guī)則三角網(wǎng)生成DEM,進而對DEM進行編輯。

        3.1 DEM的編輯和拼接

        在Virtuozo窗口下采集等高線、陡坎的坎上、坎下及道路邊線作為特征線,引入DEM編輯窗口,利用量測點內(nèi)插、匹配點內(nèi)插、道路推平等命令對DEM進行編輯。在采集等高線時,山區(qū)等高距為2 m,平地和丘陵的等高距為1 m,對所有地形特征點、特征線進行三維坐標量測,除特征線外,還要注意與高程有關(guān)的其他要素的采集,如各種水岸線、森林區(qū),在量測地形特征點、線的基礎(chǔ)上,適當增加量測部分地形點,以保證DEM的精度要求,在采集完特征線后,依次采集高程點,采集完特征線和特征點后,在Virtuozo進行拓撲檢查,完成線自相交或線與線相交、點線矛盾、線矛盾的檢查,確定特征線和特征點的正確性。在工程瀏覽窗口中點擊DEM拼接,輸入相關(guān)參數(shù)和命令,系統(tǒng)自動開始進行影像拼接處理。處理完成后,系統(tǒng)會將不同誤差分布情況用不同顏色表示出來。

        3.2 DEM的輸出

        DEM的輸出是根據(jù)所采集的特征線、特征點數(shù)據(jù)生成DEM。DEM生成時格網(wǎng)間距為2 m×2 m,DEM的特征線和特征點必須在立體狀態(tài)下切準地面,一般誤差允許在兩倍中誤差范圍內(nèi)。若出現(xiàn)部分的DEM特征點、特征線匹配超出誤差范圍或匹配不精確,應(yīng)在DEM編輯功能模塊下重新采集特征線和特征點進行局部修改,以保證DEM的精度。

        4 DOM的生成

        利用編輯后的DEM和采用雙三次插值法對影像進行糾正,生成單張DOM。在 Virtuozo下創(chuàng)建DOM產(chǎn)品,設(shè)置DOM的參數(shù),“數(shù)字天水”地理空間框架DOM制作生產(chǎn)的DOM對應(yīng)的X方向間距和Y方向間距分別為0.2 m,沿影像邊沿和原始影像生成單張DOM,并對單張DOM進行質(zhì)量檢查,如果有圖像處理缺陷,利用Virtuozo對影像進行修補。

        5 DOM鑲嵌與拼接

        數(shù)字微分糾正后的單片正射影像,以空三加密區(qū)為單元生成DOM會存在一定的色差,加密測區(qū)影像接邊時,采取人工選取鑲嵌線的形式,采用arcgis軟件,鑲嵌線盡量沿著線狀地物方向、地形變化比較平緩的山谷、平地等地貌選取,避免不了交叉現(xiàn)狀地物時,不得垂直切斷線狀地物,可成一定角度進行裁切,同時特別注意避開懸崖、陡坡、新建高速公路、堤壩等地形變化劇烈的區(qū)域。鑲嵌遇到高大建筑物、高架鐵路(公路)、立交橋等人工構(gòu)筑物時,應(yīng)根據(jù)航攝影像情況盡量選擇距像片邊緣較遠的影像,以減小投影差對構(gòu)筑物平面精度的影響,確實無法避開時,必須保持構(gòu)筑物視覺上的連續(xù)性,不能有錯開、扭曲、變形等現(xiàn)象。為了避免可能引起的像素錯位,裁切區(qū)域可以使用2~4個像素的羽化。一個區(qū)域鑲嵌完成后,應(yīng)及時與相鄰區(qū)域進行無縫接邊,接邊線應(yīng)選擇在控制點附近,嚴禁超出控制范圍接邊。

        6 圖幅分幅

        圖幅分幅依據(jù)國家標準1∶2 000進行分幅,圖幅編號按西南角圖廓點坐標公里數(shù)編號,圖幅西南角坐標公里數(shù)編號時,X坐標在前,Y坐標在后,取至 0.01 km,對圖框字體、圖廓等進行整體修飾處理。

        7 質(zhì)量檢查

        DOM圖幅的檢查主要包括空間坐標系、精度、影像質(zhì)量、接邊檢查等??臻g坐標系的檢查主要是DOM所采用的平面坐標系統(tǒng)、高程基準和所采用的地圖投影各參數(shù)是否符合有關(guān)規(guī)范要求。精度檢查包括DOM像點坐標的中誤差。影像質(zhì)量檢查主要包括整張影像色調(diào)是否均勻,反差及亮度是否適中,影像拼接處色調(diào)是否一致,影像上是否存在斑點、劃痕或其他原因造成的信息缺失等現(xiàn)象。檢查接邊圖幅之間是否同注記一致,有無色差,影像有無錯位現(xiàn)象,接邊的重疊區(qū)域不允許出現(xiàn)明顯的模糊和重影。

        8 成果提交

        數(shù)字正射影像圖成果的提交主要包括數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)文件、正射影像鑲嵌線數(shù)據(jù)文件、元數(shù)據(jù)文件、數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)文件結(jié)合表、質(zhì)量檢查記錄、質(zhì)量檢查報告和技術(shù)總結(jié)報告等。

        數(shù)字正射影像圖以光盤為主要儲存介質(zhì),也可以使用磁帶或磁盤等。成果外包裝上應(yīng)包括成果標記、生產(chǎn)單位、分發(fā)單位等內(nèi)容,成果標記應(yīng)包括成果名稱、所采用標準的標準號、成果分類代號、圖幅分幅編號、地面分辨率、最新生產(chǎn)等內(nèi)容。

        9 結(jié)語

        Virtuozo全數(shù)字攝影測量技術(shù)自動化程度高,處理速度快,能夠進行多幅圖的各種操作,自動生成拼接線,實時更新數(shù)據(jù)。要不斷開發(fā)與探索,完善軟件,為DOM的制作提供更好的平臺。

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