低空航测DOM快速制作方法的探讨

低空航测DOM快速制作方法的探讨

李胜天1黄文卓

李胜天1黄文卓2（1.江西省煤田地质局测绘大队南昌3300012.江西省中煤建设集团公司南昌330001）

摘要：本文以九江市庐山区旧城区改造项目的为例，详细介绍采用VirtuoZo和ERDAS软件，及图像处理软件Phtotshop，南方CASS软件相结合，利用已有的高程点数据快速生成正射影像图，实验结果表明，该方法可行。

关键词：正射影像；VirtuoZo；ERDAS；影像镶嵌1低空遥感简介随着数码相机技术的发展和应用，低空摄影测量技术的研究与应用已成为必然趋势，它是一种基于数字信息和数字影像技术的数据获取手段。低空摄影测量是一种采用轻小型飞行器的，可使用但不依赖机场起降的，相对航高较低，一般在2000米以下，采用2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器进行航空摄影测量工作。

数字正射影像是将地表航空航天经垂直投影而生成的影像数据集。参照地形图要求对正射影像数据按屠夫范围进行裁切，配以图廓整饰，即成为数字正射影像图，它具有像片的影像特征和地图的几何精度，是国家基础地理信息数字成果的组成部分之一。

2研究区简介庐山区位于江西省北部，长江中下游南岸，东经115°52′~116°13′,北纬29°30′~29°46′，地理位置优越，得天独厚，属九江市市辖，素有“京九重镇、鄱湖明珠”之称，庐山区紧靠九江市中心，北濒长江，东临鄱阳湖，南依旅游避暑胜地庐山。庐山区交通发达，自然资源丰富。随着九江市的人口规模的拓展，庐山区将会成为九江的次中心城市。庐山区拥有广阔的发展空间，蕴藏巨大的发展潜力。

庐山城区大约有20km2，为了更好的完成庐山旧城区的改造项目，本文就如何快速制作1:5000（地面分辨率为0.5米）的正射影像挂图的方法进行了探讨。

3资料收集情况本项目数据采用基于动力三角翼低空摄影，相机为RolleiP45型数码相机，焦距51.781mm，航向重叠65%，旁向重叠35%，航摄比例尺1:24000，要求正射影像成图比例尺1:2000，地面分辨率20cm。

收集的资料：低空摄影影像图137张，相片尺寸大小为25.16*18.897，像控点数据，相机文件；九江市庐山城区地形图（.dwg）。

本文采用两种方法生成正射影像：利用VirtuoZo软件自动生成DOM和通过地形图提取高程点生成DEM，利用此DEM数据生成DOM。并对这两种方法进行分析比较。

4正射影像制作4.1自动空中三角测量在VirtuoZoAAT里进行空三加密。主要作业流程如下：1）测区建立。新建测区，设置测区参数。引入影像数据。

2）区域量测。完成自动内定向，航带偏移点、自动提取连接点、自动挑点、交互编辑、刺外业控制点。

3、区域网平差。调用PATB程序进行区域网平差，根据平差结果，在2）中反复检查计算，直到加密成果精度满足规范要求为止。

输出加密点成果。

4.2创建立体模型在VirtuoZo主菜单，打开测区，创建立体模型。

4.3DOM制作(1)在VirtuoZo中自动生成DOM打开模型，进行相对定向，生成核线影像。进行影像匹配，影像匹配即对核线影像自动进行立体配准，形成匹配点与等视差曲线。生成核线影像后，对一些匹配较困难的区域（如山脊、沟谷、阴影遮盖处、大片居民区、水域等）做预处理，以获得更好的匹配结果，可减少匹配编辑的工作量。如果测区内地势较平缓，影像质量较好，也可直接批处理进行影像匹配。

VirtuoZo系统根据影像匹配后产生的视差数据、定向处理后得到的结果参数以及用户为建立DEM所定义的参数等，自动建立DEM。

扩展名为dtm的文件是指将匹配后的视差格网投影于地面坐标系所生成的不规则高程网。系统对该DTM进行插值计算，所建立的规则格网（矩形格网）即为数字高程模型DEM。

其生成的数据格式是：

图1VirtuoZo系统自动生成的DEM第一行：起点坐标(X)起点坐标(Y)旋转角格网间距(X)格网间距(Y)行数列数以下各行中的各项目依次为：每个格网点的高程值（整数格式存储的DEM格网点高程值均以乘10取整的方式记录，若高程值记录为“-99999”，则表示该格网点高程值无效。浮点格式存储的DEM直接以真实值记录格网点高程值，无效值为“-9999.9”）。

逐个模型生成正射影像。在VirtuoZo主界面中，单击“产品”下的“生成正射影像”菜单项，系统将自动制作当前模型的正射影像。

(2)利用已有地形数据生成DEM生成DOM由于该区域有大片居民区，若做影像匹配编辑量会比较大。本文利用已有的地形图提取高程点，生成DEM数据。

提取高程点数据。提取九江市庐山城区地形图（.dwg）中的高程点数据，为了便于以后的正射影像的修补，最好是每块生成的正射影像文件大小在2G以内，本文将将其高程点数据为6块，分别存储为R12版本的Dxf文件。

在VirtuoZo主菜单文件下引入地形文件，选取1）中的高程点文件，设置好参数，输出相应的dem文件。由此得到的DEM数据格式和图2一样。

图2高程点数据生成的DEM正射影像生成。在VirtuoZo主菜单高级下选择“正射影像制作”，弹出“根据原始影像和DEM采集正射影像”窗口，设置参数：DEM文件选择2）生成的DEM文件，添加原始影像，设置好相机文件，设置地面分解率0.2m,，输出正射影像文件。

图3和图4是其中部分正射影像图，对整个区域来说，比较平坦区域，地面起伏不是很大的地方利用这两种方法生成的正射影像效果差不多，而遇到较高的建筑物时，通过比较发现利用高程点数据作为外部数据生成的DEM纠正正射影像更加不易发生扭曲变形。因此本文利用高程点数据生成DEM，从而生成整个区域的正射影像图。

4.4正射影像修补检查每块正射影像图，对于某些区域可能会出现变形，如：扭曲、模糊或重影等进行适当的修补。

4.5正射影像镶嵌VirtuoZo系统能根据用户设定的各项拼接、镶嵌参数，对多个立体模型进行DEM拼接，对正射影像进行镶嵌，从而生成整个区域的DEM和正射影像。也可使用其他遥感处理软件进行镶嵌。本文使用ERDAS软件MosaicPro进行镶嵌。

考虑到生产的正射影像的数量较多，文件较大，不可能一次拼成一整幅图像。在使用遥感信息处理软件进行拼接镶嵌时，采用手工选择拼接线，先局部后整体的办法。尽可能的做到无缝镶嵌。在做影像镶嵌时，对于镶嵌线的选取时应注意：（1）尽量沿着线状地物（如田埂、路边线、水涯线等），这样即使有明显的分界线也好在后期采用影像处理软件轻松地处理好。

（2）镶嵌线要尽可能绕过山地和房子，沿道路而走，需避让高大建筑物，并减少高大建筑物对其它地物遮挡，保存更多地面信息。

否则在像对或航线之间进行DOM拼接时会发生房屋对倒或相互挤压的现象。

（3）尽可能避开重要地物，以确保重要地物的完整性。

（4）镶嵌线尽量走直线，避免选取小角度折线，取近似直线的平滑曲线效果最佳。

输出时的ColorCorrections选择UseColorBalancing，经过比较使用该算法输出的颜色更接近周围的色系。

4.6色调调整为了使影像清晰，明暗度、对比度适中，色彩及色调均匀，保证影像数据的连续、无缝和视觉一致性，还需要应用图像处理软件对成图进行处理，以达到数字正射影像的生产要求。本文选择在PhotoShop中调色。对于局部的色彩不均匀，使用磁性套索工具进行选择，根据实际情况进行调整。

（1）色阶处理。色阶是表示图像亮度强弱的指数标准，也就是色彩指数。图像的色彩丰满度和精细度是由色阶决定的。在进行局部影像色彩调整时候，当图像偏暗或偏亮的时候，可使用色阶命令对其进行调整。

（2）色彩平衡处理。通过对图像的色彩平衡处理，可以校正图像色偏，过饱和或饱和度不足的情况，控制图像的颜色分布，使图像整体达到色彩平衡。它可以简单快捷地调整图像阴影区、中间色调区和高光区的各色彩成分，并混合各色彩达到平衡。

（3）使用“曝光度”对话框可以调整HDR图像的色调，但它也可用于8位和16位图像。曝光度是通过在线性颜色空间（灰度系数为1.0）而不是图像的当前颜色空间执行计算而得出的。“曝光度”：调整色调范围的高光端，对极限阴影的影响很轻微。“偏移量”：使阴影和中间调变暗，对高光的影响很轻微。“灰度系数”：使用简单的乘方函数调整图像灰度系数。

通过对镶嵌成整个区域的正射影像图做色调调整，最终得到正射影像图。图3为部分正射影像截图。

图3调色后的正射影像5结束语本文就现有资料就如何快速生成正射影像图总结出一些方法技巧，经过实验证明利用外部数据高程点生成DEM进行纠正正射影像的方法是可取的。但是也遇到了些问题，比如如何更好更准确的生成正射影像图还有待进一步研究探讨，以便能生产出更多更好的正射影像图，以满足社会各方面的需要，为和谐社会建设提供更好的测绘服务与保障。

参考文献：参考文献[1]VirtuoZo全数字摄影测量系统使用手册[2]中华人民共和国测绘行业标准GH/T9008.3-2010