基于像素工厂的南方城乡区真正射影像制作探讨

李小红

（山西省测绘工程院，山西太原 030002）

基于像素工厂的南方城乡区真正射影像制作探讨

李小红

（山西省测绘工程院，山西太原 030002）

真正射影像因其考虑了地表建筑物、树木的高度而更具实用性，针对南方城乡区多水系、多密集的建筑群、多高大的架空桥等特点。文章对该区域数字真正射影像的制作技术进行了探讨，给出了相应的技术问题与处理办法，并对基于像素工厂的真正射影像制作技术特点进行了分析，对扩大真正射影像应用具有一定的现实意义。

像素工厂；正射影像；真正射影像；DSM

所谓真正射影像（TDOM），就是在数字微分纠正过程中，要以数字表面模型（DSM）为基础来进行数字微分纠正。对于空旷地区而言，其DSM和DEM是一致的，此时只要知道了影象的内、外方位元素和所覆盖地区DEM，就可以按共线方程进行数字微分纠正了，而且纠正后的影像上不会有投影差。实际上，需要制作真正射影像的情况往往是那些地表有人工建筑或有树木覆盖的地区，这些地区DSM和DEM的差别就体现在人工建筑或树木等的高度上。

针对正射影像的制作，有部分生产技术人员探讨了数字正射影像的制作技术[1-2]中的技术与问题，而另外一些技术人员则从正射影像生产平台的角度探讨了正射影像的生产[3-5]，同时，基于国产SWDC-4数字航摄仪的正射影像生产[6]也获得了关注。作为当前最先进的数字影像处理系统，像素工厂已被广泛应用于遥感、航空摄影影像生产，且取得了良好的效果。文献[7]，[8]对基于像素工厂生产正射影像技术进行了分析与探讨。而本文则选择具有水系发达、建筑物密集特点的南方城乡区真正射影像生产为出发点，以像素工厂为处理平台，对真正射影像制作技术及所涉及的问题进行了探讨。

1 真正射影像制作

基于像素工厂的真正射影像制作流程，见图3。

1.1 准备工作

资料准备主要包括航飞数据及解算数据、用于检查的检查点成果、技术设计书以及所需的其他技术资料。

1.2 空三加密

一般情况下需要制作数字真正射影像的目标区域大多为城区，区域高差不会太大；再者用于制作数字真正射影像的原始影像数据具有80％以上的航线重叠度；基于以上两点特性，连接点自动匹配精度相对较高、模型连接可靠性较强，空三加密的精度也随之提高。

1.3 DSM提取

利用像素工厂进行DSM提取，通常情况下DSM提取分为两个步骤：

1）创建立体像对、自动以航线为单位进行切块并计算小块DSM；

2）经重叠区域DSM融合后生成整个区域的DSM。

制作既能满足空间位置精度，又能最大限度的减少后序人工对高大建筑物边缘区域虚化、鬼影现象处理工作量的数字真正射影像成果，对以上两个步骤中DSM分辨率的设置显得尤为重要。经过大量的对比实验证明：用融合、光滑后的4倍于原始影像分辨率的DSM进行数字真正射影像纠正效果最佳，主要表现在：

（1）4倍于原始影像分辨率的DSM噪音点最少，不需要大量细致的人工编辑，见图1；

（2）光滑后的DSM在建筑物边缘平滑过度，纠正后建筑物边缘真正射影像虚化、鬼影现象减少，且虚化、鬼影等有缺陷的部分距离建筑物边缘较远， 后序处理相对比较容易。具体参数设置，见表1。

表1 参数设置表

图1 融合后高分辨DSM与低分辨率DSM对比图

图2 未光滑DSM与光滑后的DSM纠正生成DOM对比图

1.4 TDOM生成

利用DSM数据对影像进行数字微分纠正和影像重采样，生成数字真正射影像。TDOM影像应清晰、色调均匀、反差适中，图面上不得有影像处理留下的明显痕迹，在屏幕上要有良好的视觉效果。

TDOM影像接边重叠带不允许出现明显的模糊和重影。

像素工厂里真正射影像影像上所有物体的倾斜均被纠正。保证影像上每点都完全是垂直视角，像素工厂可以通过对多视角的影像逐点计算，消除所有倾斜，生成真正射影像需要特殊的航拍规定。总的而言，一般要求为：B/H＜0.3，在普通城区，对航飞的重叠度要求是大于80％，而在高楼林立的城区，重叠度需要适度增大。

TDOM基于DSM一次获取，不需要航带间的拼接线，是一个快速的高自动化产品，其成果图与地面正射影像对比图如1-4所示。

1.5 TDOM输出

在像素工厂里，应用打包模块，直接输出成果坐标系的分幅图。

1.6 TDOM质量检查

TDOM的质量检查主要包括几何精度检查和影像质量检查两个方面。

1）几何精度检查 与已有线划图套合，道路、建筑物位置均应正确。

2）影像质量检查 TDOM的影像质量主要检查整个测区影像色调是否均匀，反差及亮度是否适中，是否存在斑点、划痕，特别是高建筑物边缘区域是否存在虚化、鬼影现象或其他原因造成的信息缺失现象，是否能看出航带间的接边。

图3 基于像素工厂的真正射影像制作流程图

图4 DOM与TDOM对比图

2 基于像素工厂的真正射影像制作技术特点

1）进行真正射影像制作需要制定特殊的航飞计划，保证航线重叠度达到80％以上；

2）真正射影像制作的核心是高精度的DSM；

3）真正射影像制作是基于DSM的逐点镶嵌，不需要DEM和拼接线，可以基于DSM一次获取，是一个快速的、高自动化产品；

4）真正射影像消除了人工建筑物的投影差问题，在某种意义上可以替代数字线划图使用。

3 结束语

首先从真正射影像制作流程出发，详述了其过程，进而给出了生产中存在的技术难题及其处理方法，最后对基于像素工厂的真正射影像制作技术特点进行了阐述，为城区数字真正射影像制作提供了技术参考。

[1]张平.数字正射影像的制作技术及问题探讨[J].测绘通报，2003（10）：28-30.

[2]方剑强.生产数字正射影像图（DOM）的若干技术问题探讨[J].测绘与空间地理信息，2007，30（3）：91-93.

[3]戴小真.基于INPHO系列软件的数字正射影像图的制作 [J].现代测绘，2007，30（5）：27-29.

[4]李琼，张琍，答星.利用Geoway ImageStation和SQLServer进行正射影像生产的若干问题思考[J].测绘通报，2009（1）：42-44.

[5]答星.基于OrthoVista的数字正射影像快速成图的方法研究[J].测绘通报，2011（8）：54-56.

[6]董文君，庄元，牛芝香，等.基于国产数码像机的航摄与高分辨率正射影像生产初探[J].测绘标准化，2011，27（4）：31-32.

[7]史照良，沈泉飞，曹敏.像素工厂中真正射影像的生产及其精度分析[J].测绘科学技术学报，2007，24（5）：332-335.

[8]石善球，蒋淼，黄亚萍.浅析像素工厂（PF）生产DOM的平面精度[J].现代测绘，2008，31（4）：37-38.

〔责任编辑 石白云〕

On the Production of True Orthophoto in Urban and Rural Areas in South China based on Pixel Plant

LIXiao-hong
（Survey Engineering Institute of Shanxi Province，Taiyuan Shanxi，030002）

True orthophoto is practical because it considers the height of buildings and trees，for there are losts of rivers，buildings and high bridges.This paper discusses the production of true orthophoto in this area，gives some technological problems and counter measures，and analyses its technological features，which is significant for extending the application of true orthophoto.

pixel plant；orthophotos；true orthophotos；DSM

P231.5

A

1674－0874（2013）06－0059－04

2013－08－08

李小红（1980－），女，山西吕梁人，工程师，研究方向：测绘工程。

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