第３７卷第３期 ２０１４年３月 测绘与空间地理信息 ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬ ｌＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．３７，Ｎｏ．３ Ｍａｒ．，２０１４ 浅谈数字正射影像图的制作与应用 蒋红，王睿 （６５０１５部队，辽宁大连１１６０２３） 摘要：简述了利用原始影像制作正射影像图的方法及数字影像图在实际工作中的应用。 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５８６７（２０１４）０３—０１５１—０２ 关键词：影像；正射影像；数字影像图 中图分类号：Ｐ２３；ＴＮ９５７．５２ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｋｉｌｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＯＭ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ＪＩＡＮＧ Ｈｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｒｕｉ （６５０１５ Ｔｒｏｏｐｓ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎ－ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｆｕｌｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｆｕｌｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｐｈｏｔｏ— ｇｒａｍｍｅｔｒｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｍａｋｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏ￣ｈｏｐｈｏｔｏ Ｍａｐ ａｒｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｒｉｃｈ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ｆｅｅｌ ｒｅａｌ ｂｙ ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ、ｓｈｏｒｔ ｃｙｃｌｅ、 ｌｏｗ ｃｏｓｔ．Ｔｈｅ ＤＯＭ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍａｐ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｕｒｂａｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ Ｓｋｉｌｌｓ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｉｍａｇｅ ｔｏ ｍａｋｅ ｏｒｔｈｏｇｒａｐｈ ｈｏｌｏｇｒａｍｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌ ｏａｈｏｐｈｏｔｏ ｍａｐ；ｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ；ｉｍａｇｅ ｍｏｓａｉｃ；ｃｏｌｏｒ ｕｎｉｆｏｒｍｉｚａｔｉｏｎ ０引 言 随着计算机技术和摄影技术的迅猛发展，获得的原 数据。 如测区内图幅已有一级精度的ＤＥＭ成果，一般采用 始影像的质量也越来越高，其中利用原始影像制作正射 影像图应用最为广泛。本文结合实际生产经验，主要介 绍在ＶｉｒｔｕＺｏ系统里利用原始影像制作数字正射影像图 （ＤＯＭ）的方法。 旧的ＤＥＭ，修测变化区域的ＤＥＭ格网值；如测区内有新 修的公路，与原来的地貌对比有变化，需要对ＤＥＭ进行 修测；因各种需要，一些山体被大面积挖掘，这些比较破 碎的地貌区域，跟原来的地貌有变化，需进行ＤＥＭ修测； 或大的水库、河流等因航摄年代、季节不一样，需要根据 实际情况调整水面的ＤＥＭ值等。 ２）无旧ＤＥＭ数据，在ＶｉｒｔｕｏＺｏ重新采集ＤＥＭ数据。 使用ＶｉｒｔｕｏＺｏ系统生成ＤＥＭ的方式主要分为３种： 全自动采集、自动采集与交互式编辑结合、人工采集。通 过实际生产比较，自动采集与交互式编辑相结合是最佳 作、止方式。 １资料准备 航摄底片是成图的第一手资料，影像扫描时选择一 个色彩良好、反差适中的影像作为基准，尽可能保证相邻 影像的色彩及反差一致。根据航摄底片的质量合理控制 扫描速度，以保证扫描后的影像色阶呈正态分布，边角框 标清晰。对扫描的所有影像进行总体色彩平衡，以保证 最终ＤＯＭ的成图质量。 ３影像纠正 当ＤＥＭ建立后，可生成正射影像。首先，逐个模型进 行影像的正射纠正，其处理方式可按单模型，也可按批处 理方式对多个模型进行处理。单个正射影像要根据影像 的色调和投影差等因素，从而选择由左片或右片，或左右 片３种方法生成。 ２ ＤＥＭ的编辑方法 ＤＥＭ是ＤＯＭ的基础数据，对于ＤＯＭ的质量精度是 十分重要的，制作ＤＯＭ的第一步就是制作ＤＥＭ。一般来 说，有ＤＥＭ的区域，利用已有的ＤＥＭ数据，修测变化地貌 区域的ＤＥＭ；无ＤＥＭ数据的区域，利用全数字摄影测量 系统生产新的ＤＥＭ数据。 １）利用已有的ＤＥＭ数据，修测变化区域的ＤＥＭ 收稿日期：２０１３—０４—０９ ４影像匀色 在摄影过程中，由于太阳光、相机角度、云朵因素可 作者简介：蒋红（１９６６一），女，辽宁大连人，高级工程师，学士，主要从事航测遥感工作。 ｌ５２ 测绘与空间地理信息 导里根据ＤＥＭ的范围来镶嵌正射影像。 ２０１４皋 能会导致不同影像的灰度（亮度、对比度和色阶）分布不 致，而单幅影像也会明暗分布不均匀，这给ＤＯＭ的后 期制作带来不小的麻烦，所以我们在ＤＯＭ生产工艺中加 入利用ＰｈｏｔｏＳｈｏｐ软件对所有影像进行整体匀色作业，以 满足其成品色调均匀、反差适中的要求。匀色是ＤＯＭ制 作过程中的首要步骤，它影响着每幅成品影像图的视觉 效果，对其质量保证起着至关重要的作用。 彩色影像的调整只要色彩输出量化值选定，对红、 绿、蓝三色曲线进行调整，一般不需要对色阶进行调整即 可得到比较接近自然的影像。调色时所选区域不宜太 小，不宜选择地物集中处，基本上先对中心投影区较亮的 部分开选区，调整后，进行反选再调整周边较暗区，对个 一６裁切成图 根据军用基本比例尺地形图图幅范围要求剪裁生成 数字正射影像数据，再将该影像数据和所需的相应的数 学矢量地形图原图数据进行编辑、叠置生成符合国家军 用标准的“数字影像地图”栅格数据和ＥＰＳ出版数据，根 据用图需要、测区特点加注图外整饰与附注，使其更加快 速与准确地解读图幅内相应的信息。 ７结束语 数字影像图是近几年发展起来的新兴地图之一，结 别地区改正也遵循同样原则。相邻像片的比较同黑白影 像调整类似，选同名区域进行观察比较。这样可以使产 品视觉效果更接近原始地貌。 ５影像镶嵌拼接 数字正射影像图是利用数字高程模型（ＤＥＭ），利用 数字微分纠正技术，从而改正原始影像的几何变形。而 要得到一幅标准图幅ＤＯＭ，需多个像对的正射影像进行 拼接镶嵌作业，所以ＤＯＭ的质量由镶嵌工艺决定。由于 多个影像灰度和摄影角度不同，使接边复杂程度远大于 线划图接边编辑。不仅包含地物几何坐标的拼接，同时 影像色彩（灰度）的过渡会影响正射影像视觉的整体 效果。 合了传统线划地图与正射影像的优点，将清晰直观的正 射影像与准确标注的地图有机地结合在一起，取长补短， 具有立体视觉性强，能直观地显示地表自然物体和人文 景观，含有丰富的信息量，能详尽地反映出现实中的细 节，使读图者不需经过太多的抽象思维就能从图面上获 取所需信息，制作成数字影像图，减少地图外业测量的工 作量，方便用户使用。 正射影像图根据用图需要，可制作成清晰明了的专 题地图，在专题地图的编制过程之中，数字正射影像图在 数据的现势性和更新周期上具有直观性、高效性、实用性 和真实性的优势，在城市规划、管理、军事地表设计与规 划等多个领域正发挥着日益重要的作用。 正射影像图的镶嵌与拼接，主要有２种方法： １）在相关的镶嵌软件里对匀色过后单个像对有地物 扭曲变形的进行局部镶嵌与裁切，并调整影像镶嵌线让 效果达到最佳。 ２）在ＶｉｒｔｕｏＺｏ系统里进行影像镶嵌，把匀色后单个像 对的正射影像回放到模型的产品文件夹中，再进行自动 镶嵌。ＶｉｒｔｕｏＺｏ系统能根据用户设定的各项拼接、镶嵌参 数，可对多个模型ＤＥＭ进行拼接、对多个正射影像进行 镶嵌，从而生成整个区域的ＤＥＭ和正射影像。也可在向 （上接第１５０页） 参考文献： ［１］方辉．数字正射影像罔生产工艺流程与质量控制［Ｊ］．城 市勘测，２００７，１３（３）：７０—７２． ［２］ 刘伟华．利用ＰｈｏｔｏＳｈｏｐ进行遥感影像的色彩处理［Ｊ］． 现代测绘，２００５，２８（１）：２１０—２１２． ［３］李志林，朱庆．数字高程模型［Ｍ］．武汉：武汉大学出版 社．２００３． ［编辑：栾丽杰］ 由图４可以看出，当前导航星座状态下，北斗卫星导 航系统观测周期内平均ＧＤＯＰ在中国大范围小于３，中国 全境范围内小于４，并能覆盖中国周边大部分地区。 另外，本文还计算了观测周期内平均ＧＤＯＰ小于１０ 的面积，约为２ ９０３．７ ｋｍ ，占地球表面积的５６．９％。 ［２］许其凤．区域卫星导航系统的卫星星座［Ｊ］．测绘工程， ２００１，１０（１）：１—５． ［３］韩雪峰，李建文，于胜利，等．基于ＳＴＫ的区域卫星导航 系统在亚太地区的卫星可见性仿真分析［ｃ］／／电子论 文集．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｅｉｄｏｕ．ｏｒｇ，２０１２． ［４］ 朱厦．王宏强，黎湘，等．星座区域导航性能和关键星分 析［Ｊ］．中国空间科学技术，２００８，２８（５）：２０—２４． 『５１周广勇，李良良．基于ＳＴＫ的全球卫星导航定位系统 ＤＯＰ值仿真［Ｊ］．地理空间信息，２００９，７（３）：１０２—１０４． ［６］ 毛悦．导航卫星系统星座设计及性能分析［Ｄ］．郑州：信 息工程大学，２００６． ［７］ Ｇａｏ Ｗｅｉｇｕａｎｇ，Ｓｕ Ｍｕｄａｎ．Ａｎ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ＢｅｉＤｏｕ Ｎａｖｉ— ４结束语 北斗卫星导航系统已完成区域系统的建设，目前已 能覆盖中国及周边地区。本文利用ＳＴＫ软件仿真的方 法，首先计算了当前星座状态下北京地区的卫星可视情 况与ＧＤＯＰ变化情况，表明了可视卫星数目与ＧＤＯＰ之间 的关系；进而对全球范围内ＧＤＯＰ覆盖情况进行了仿真计 算，分析了当前星座状态下北斗卫星导航系统的服务区 覆盖性。 ｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／Ｔｈｅ ３ｒｄ Ｃｈｉｎａ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｎａｖｉ— ｇａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＣＳＮＣ２０１２）．ＧｕａｎｇＺｈｏｕ，２０１２． 参考文献： ［１］杨元喜．北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战［Ｊ］．测 绘学报，２０１０，３９（１）：１—５． ［８］ 张淼艳，张军，朱衍波．卫星导航系统ＨＤＯＰ和ＶＤＯＰ的 研究［Ｊ］．遥测遥控，２００９，３０（２）：６—１２． ［编辑：栾丽杰］