摘? 要：數(shù)字正射影像圖的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，如在基本農(nóng)田建設(shè)、抗震救災(zāi)、城市規(guī)劃中的應(yīng)用等。數(shù)字正射影像圖還應(yīng)用于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)底圖制作依據(jù)、土地監(jiān)察執(zhí)法依據(jù)、土地確權(quán)、秸稈禁燒和1：10000基礎(chǔ)測(cè)繪矢量化等。因此，正射影像的制作是上述應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何快速有效處理海量數(shù)據(jù)，制作出高精度的正射影像圖是本文研究的重點(diǎn)。本文使用INPHO軟件，對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行正射影像的制作，對(duì)正射影像制作各流程的精度、效率、產(chǎn)品質(zhì)量情況進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：遙感影像;空中三角測(cè)量;數(shù)字高程模型;正射影像圖

中圖分類號(hào)：P273? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）08-0001-03

Abstract：There are more and more applications of digital orthophoto map，such as basic farmland construction，earthquake relief，urban planning and so on. Digital orthophoto map is also applied to the basis of making base map of geographic condition monitoring，the basis of land supervision and law enforcement，the confirmation of land rights，the prohibition of straw burning and the vectorization of 1：10000 basic surveying and mapping，etc. Therefore，the production of orthophoto image is the key link of the above application. Fast and effective processing of massive data and making high-precision orthophoto map are the focus of this paper. In this paper，INPHO software is used to produce orthophoto Image in the test area. The accuracy，efficiency and product quality of each process of orthophoto image production are analyzed，and the experience is summarized.

Keywords：remote sensing image;aerial triangulation;digital elevation model;orthophoto map

1? 正射影像圖的研究意義

數(shù)字正射影像圖，英文全稱是Digital Orthophoto Map，簡(jiǎn)稱DOM。數(shù)字正射影像圖是基于航攝像片或遙感影像（單色/彩色），經(jīng)逐像元進(jìn)行輻射改正、微分糾正和鑲嵌的影像數(shù)據(jù)。它是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。數(shù)字正射影像圖，通俗點(diǎn)講就是把高差起伏的地表影像垂直壓平至高程為0的基準(zhǔn)面上形成的圖像。DOM具有精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)實(shí)性和完整性都很優(yōu)良。

隨著數(shù)字正射影像圖的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，如何快速有效處理海量數(shù)據(jù)，制作出高精度的正射影像圖，是測(cè)繪單位不可避免要考慮解決的問題，也是本文主要研究的問題。

2? 國(guó)內(nèi)外正射影像圖制作發(fā)展概況

正射影像圖的制作經(jīng)歷了“光學(xué)機(jī)械類型→函數(shù)解析類型→電子數(shù)字類型”的過程，發(fā)展到計(jì)算機(jī)數(shù)字微分糾正。數(shù)字微分糾正又分為反解法（間接法）數(shù)字微分糾正和正接法（直接法）數(shù)字微分糾正。

（1）正解法數(shù)字微分糾正。由原始影像上的像元坐標(biāo)求得糾正后的像點(diǎn)坐標(biāo)，再由原始像元的灰度值對(duì)糾正后的像點(diǎn)進(jìn)行灰度內(nèi)插，以獲得規(guī)則格網(wǎng)排列的正射影像。

（2）反解法數(shù)字微分糾正。由正射影像上的像元反解出對(duì)應(yīng)原始影像像元坐標(biāo)，而所得到的原始影像像元坐標(biāo)不一定落在規(guī)則格網(wǎng)中心點(diǎn)上，通過灰度內(nèi)插獲取像元灰度值，再把灰度值賦給糾正后的像元，即得到糾正后的數(shù)字正射影像。

3? DOM的應(yīng)用

數(shù)字正射影像圖的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，如在基本農(nóng)田建設(shè)、抗震救災(zāi)、城市規(guī)劃中的應(yīng)用，現(xiàn)在用得較多的像作為地理國(guó)情監(jiān)測(cè)底圖制作依據(jù)、土地資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地監(jiān)察執(zhí)法依據(jù)、土地確權(quán)、秸稈禁燒、三維景觀建模等，甚至于1：10000基礎(chǔ)測(cè)繪局部更新、天地圖矢量更新、空間格局變化監(jiān)測(cè)也可在正射影像的基礎(chǔ)上矢量化。數(shù)字正射影像圖在社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用，特別是在農(nóng)業(yè)土地資源調(diào)查、地質(zhì)分析、農(nóng)田基本建設(shè)規(guī)劃、城市建設(shè)設(shè)施管理、市政交通規(guī)劃、房地產(chǎn)居住分析、鐵路及公路勘測(cè)規(guī)劃、林業(yè)管理與規(guī)劃、林業(yè)資源調(diào)查等領(lǐng)域都起到了積極作用。

4? 利用INPHO制作DOM

美國(guó)Trimble公司的INPHO數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，是國(guó)際著名攝影測(cè)量學(xué)者阿克曼教授領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的。INPHO可以進(jìn)行快速全自動(dòng)空中三角測(cè)量、影像匹配、影像糾正，再對(duì)DOM進(jìn)行勻光勻色、鑲嵌、裁切等操作來獲取正射影像成果。流程圖如圖1所示。

4.1? 全自動(dòng)空中三角測(cè)量

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：原始影像、相機(jī)參數(shù)、像片控制測(cè)量數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)。

（2）引入相機(jī)文件、POS數(shù)據(jù)（IMU/DGPS）、原始影像數(shù)據(jù)，創(chuàng)建加密工程（創(chuàng)建空三項(xiàng)目工程如圖2所示）。經(jīng)過自動(dòng)匹配解算，建立航向及旁向4度及以上的像片連接點(diǎn)，把全網(wǎng)航片連接成穩(wěn)固的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，不均勻處人工加點(diǎn)，無需進(jìn)行自由網(wǎng)平差。

（3）引入控制點(diǎn)文件，逐點(diǎn)檢查修測(cè)外業(yè)點(diǎn)。利用像片控制測(cè)量數(shù)據(jù)，通過共線方程及平差解算，解求航片攝影瞬間的姿態(tài)參數(shù)及拍攝位置，最終獲取每張航片的外方位元素，為影像糾正提供最基礎(chǔ)的參數(shù)?？杖用芫冉y(tǒng)計(jì)如表1所示。

4.2? DEM生產(chǎn)

（1）建立新的INPHO工程，利用MATCH-T DSM生成高程模型，設(shè)置合適過濾參數(shù)，將已生產(chǎn)的單模型DSM中的地物先進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

（2）使用過濾參數(shù)進(jìn)行合并DSM計(jì)算，在合并同時(shí)自動(dòng)去除建筑物、樹木及其他建筑物等，得到測(cè)區(qū)DEM。

（3）利用DTMaster模塊，進(jìn)行高程數(shù)據(jù)的編輯，對(duì)非地面模型如房屋、樹木等地物進(jìn)行人工編輯，使其符合到地面;對(duì)特殊區(qū)域如橋、高層建筑等處的DEM需進(jìn)行二次修改。對(duì)于山頭、鞍部特征點(diǎn)、山脊線、斷裂線等地貌表示不完整處，應(yīng)人工輔助加繪必要的特征點(diǎn)、線，直到DEM切準(zhǔn)地表立體模型。然后對(duì)DEM進(jìn)行內(nèi)插，使無值的地方獲得正確的髙程值。

INPHO能自動(dòng)匹配生成DSM/DTM，速度適中。但是還是要進(jìn)行人工修測(cè)，在立體環(huán)境下對(duì)DEM進(jìn)行100%檢査修改，以提高數(shù)字高程模型的精度，從而確保正射影像圖的精度。

4.3? DOM生產(chǎn)及拼接裁切

（1）調(diào)用數(shù)字正射影像圖糾正模塊OrthoMaster，通過建立糾正工程項(xiàng)目，引入相機(jī)文件、原始影像、編輯處理后數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)，對(duì)各單張航片進(jìn)行批量數(shù)字微分糾正，獲得以航片為單位的區(qū)域數(shù)字正射影像圖。OrthoMaster的特點(diǎn)是支持通用格式空三及DEM成果數(shù)據(jù)，可選擇各航片之間糾正結(jié)果的重疊度及糾正成果的實(shí)時(shí)檢查。

（2）調(diào)用數(shù)字正射影像圖的影像拼接模塊OrthoVista，通過建立影像拼接工程文件，引入經(jīng)過糾正的單片正射影像，經(jīng)過編輯拼接線，將拼接線主要選在道路邊線、田埂、陰影等無紋理的區(qū)域，避開建筑物。實(shí)在無法繞開的區(qū)域，選擇投影差較小的部位垂直穿過房屋。對(duì)于橋梁、高層建筑等易變形的特殊地物逐個(gè)進(jìn)行二次檢查和修改。對(duì)于影像接邊處色彩反差大的區(qū)域進(jìn)行平滑處理。模糊錯(cuò)位的地方應(yīng)進(jìn)行修改。水域等紋理應(yīng)該一致的區(qū)域利用匹配處理，色彩基本保持一致。由于拼接的影像之間具有重疊帶，軟件將對(duì)重疊帶內(nèi)的影像進(jìn)行平滑處理，但不應(yīng)以損失影像清晰度為代價(jià)。最后，根據(jù)分幅要求裁切成需要的正射影像圖，完成正射影像圖的制作。

4.4? 精度統(tǒng)計(jì)

利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站在立體環(huán)境下檢査修改后的DEM進(jìn)行微分糾正獲取DOM。DOM精度統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2? DOM精度統(tǒng)計(jì)表

4.5? 利用INPHO制作DOM優(yōu)缺點(diǎn)

（1）空三加密解算能力強(qiáng)、速度快，無需進(jìn)行相對(duì)定向平差，可立體觀測(cè)人工點(diǎn)，但立體觀測(cè)時(shí)修測(cè)點(diǎn)不能微調(diào)?？梢苑志W(wǎng)或原網(wǎng)減航片，但合網(wǎng)或原網(wǎng)加航片就實(shí)現(xiàn)不了。

（2）自動(dòng)匹配生成DSM/DTM速度不慢，可立體修測(cè)DEM，一般還需借助全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行檢查修改。

（3）影像拼接功能，可以進(jìn)行勻光勻色，但拼接線編輯不方便。

5? 結(jié)? 論

目前的數(shù)字正射影像圖制作技術(shù)已非常成熟，各種各樣的軟件基本都能滿足要求，但每種軟件都有其優(yōu)缺點(diǎn)，本文主要研究了INPHO制作數(shù)字正射影像圖的優(yōu)缺點(diǎn)。

（1）空三加密階段：精度高、速度快。

（2）數(shù)字高程模型采集階段：自動(dòng)匹配精準(zhǔn)DSM/DTM耗時(shí)也長(zhǎng)，利用已有DEM修測(cè)才能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。雖然INPHO支持立體修測(cè)DEM，但一為了保證精度，二也因?yàn)檐浖^貴不會(huì)批量配置，所以要借助全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)100%檢查修改。

（3）數(shù)字正射影像圖微分糾正階段：速度快，支持大批量批處理。

（4）數(shù)字正射影像圖拼接階段：拼接線生產(chǎn)速度快，拼接線人工干預(yù)略多。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王樹根.攝影測(cè)量原理與應(yīng)用 [M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2009.

[2] 耿則勛，張保明，范大昭.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué) [M].北京：測(cè)繪出版社，2010.

[3] 張祖勛，張劍清.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué) [M].武漢：武漢大學(xué)出版社，1997.

[6] 北京超圖軟件股份有限公司.INPHO MATCH-AT空三加密軟件操作手冊(cè) [EB/OL].http：//www.doc88.com/p-047832 7479564.html，2012.

[7] 北京超圖軟件股份有限公司.INPHO DTMaster 中文操作手冊(cè) [EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/3adedee431126 edb6e1a10a9.html，2012.

[8] 北京超圖軟件股份有限公司.INPHO MATCH-T DSM 中文操作手冊(cè) [EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/5ed2 1c0ca58da0116d1749d6.html，2012.

[9] 北京超圖軟件股份有限公司.INPHO OrthoMaster中文操作手冊(cè) [EB/OL].http：//www.docin.com/p-2064528665.html，2012.

[10] 北京超圖軟件股份有限公司.INPHO OrthoVista中文操作手冊(cè) [EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/c8f5f1d7020 20740bf1e9bab.html，2013.

[11] 潘俊.立體正射影像無縫鑲嵌技術(shù)研究 [D].武漢：武漢大學(xué)，2005.

作者簡(jiǎn)介：王迎春（1976-），女，漢族，安徽宿州人，工程碩士，高級(jí)工程師，研究方向：測(cè)繪工程。