提高数字正射影像图质量的实用方法

何纯芳

（1.甘肃省地图院，甘肃 兰州 730000）

数字正射影像图（DOM）是经过平面纠正以数字形式进行存储的影像地图[1]。它同时具有几何精度和影像特征，信息丰富、直观逼真、获取快捷[2]，有着广阔应用前景[3]。其质量的好坏直接关系到它的可利用性，如图像扭曲和变形，会影响基于影像进行量测和数据采集；图像不清晰和色彩不协调，则会影响图像的可读性和美观性。因此，在生产过程中，运用多种方法提升DOM的质量是非常必要的。

1 影响DOM质量的因素

制作DOM的基础数据是通过航空或卫星方式获取的原始影像资料。这些原始影像资料由于地域特点、天气和季节条件、传感器等因素的影响，一般不能直接利用，需要经过几何纠正、色彩增强等处理，还需要利用该影像范围内的DEM数据，对影像进行倾斜改正和投影差改正等处理。DOM制作的一般流程见图1。

综上所述，影响DOM质量的环节和因素主要有：①采用DEM进行纠正时，DEM和特征线的制作方法；②影像镶嵌过程和色彩调整。

2 特征线与DEM纠正过程中的要点

在对DOM进行正射纠正时，既可以使用DEM进行纠正，也可以使用特征线进行纠正，这2种方法各有优缺点。在使用DEM进行纠正时，由于DEM是规则格网，在表示地貌细节方面存在不足，在跨格网点的地方容易造成影像变形，但它在地貌不破碎的地区有着较大的优势；特征线在表示地貌细节方面具有优势，在地貌破碎的地方也能够纠正正射影像，但是采集特征线的工作量相对较大。所以，在生产过程中，一般采用两者结合的方法，根据不同的地貌条件和地表特征，选取不同的纠正方法。

1）房屋、成排树木或散树。遇到有成片居民地，不管是低矮的平房，还是高楼，在纠正正射影像时应使DEM点切至地面。否则，楼的高差越大，造成影像变形的可能性就更大。成排树木和散树也是同样的情况。

2）有一定宽度的等级公路。遇到有一定宽度的等级公路时，使用道路两侧的平行边线作为特征线进行纠正，可避免使用DEM纠正时，在格网点和边线不重合的情况下，出现道路边线弯曲以及路面成水波纹状。

3）桥梁。遇到桥梁时，将DEM格网点切至桥面，并且向周围有一定的延伸，和周围DEM格网点平缓过渡，避免纠正后的桥梁变形。在向周围延伸时，要考虑桥梁的阴影，避免阴影的变形。

4）陡崖。对于高差大、坡度大的陡崖，建议使用特征线参与纠正，在陡崖上下边缘测量特征线，越是坡度陡的地方越要减少中间的特征线数量，这样纠正出的影像才能避免拉花。

3 影像镶嵌的要点

在影像镶嵌时，拼接线走向的设计应反复观察重叠区的地物特点[4]。一般情况沿线状地物选择镶嵌线，如道路、水系、山脊线、山谷线、地块边线等。这样经过适当的羽化可做到无镶嵌痕迹、过渡自然。但是在特殊情况下，比如2张影像平面位置存在轻微错位，则在无线状地物处选择镶嵌线。否则，会出现线状地物重影，并且在后期质检中不容易发现。

在影像镶嵌过程中，也存在一些技巧。比如，黄土地貌多出现冲沟这种地貌类型，它成对称分布，大多有一定深度，由于摄影倾角，纠正后的正射影像左右像片冲沟区域不同侧面存在变形，在这种情况下，把左右像片纠正出的单片沿沟底进行镶嵌，可得到理想的效果。

4 色彩处理的技巧和要点

DOM的好坏不仅取决于它的数学精度，还取决于它的色彩[5]，而色彩的好坏包括色彩的层次、颜色和清晰度3个方面。色彩的层次是指通过处理图像的高光、中间调和暗调几部分，使得图幅内地物层次分明，各地物完好清晰；颜色指的是地物颜色接近真实；清晰度是指地物细节清晰，易于判读。影像色彩处理一般顺序为先调节清晰度，再调节层次和色彩。下面以常用的Photoshop软件为例，列举影像色彩处理常用工具和要点。

1）亮度/对比度处理。亮度/对比度工具是Photoshop软件最常用的色彩调整工具之一，可改变图像的明暗度、反差（对比度）。例如大面积水域在遥感影像中因其反射可见光少，一般成像偏暗，即明度值偏小，选取亮度/对比度工具进行调整增加亮度，将水域调整为中间调，会更接近实际情况[6]。

2）色阶处理。色阶工具是利用通道和直方图一次性地对图像的反差（对比度）、明暗度、色彩等内容进行调整。其实质就是利用直方图对图像进行均衡非线性拉伸以达到图像辐射增强的一种方法。色调、饱和度适中，视觉效果比较好的影像，其直方图一般呈正态分布，且直方图的峰顶一般在中间值附近，直方图的底部尽量在最大和最小色阶附近[7]。

如果遥感影像具有大片的单一地物，比如水面、云雾、草地、沙漠以及特殊地区（如雪山地貌）等，往往直方图形状不成标准正态分布。这种情况下，应剔除此区域或分区域进行色阶调整。必须注意的是，在色阶调整时，不要将直方图拉伸过大，以免最亮和最暗色阶区域影像信息丢失，造成地物纹理缺失，影响影像质量。

3）曲线工具的使用。Photoshop的曲线功能也是利用通道和直方图一次性对图像的反差（对比度）、 明暗度、色彩等内容进行调整，其实质是利用直方图均衡对图像所有灰度值范围进行非线性拉伸以达到图像特定局部或全部辐射增强。曲线工具还可以调整图像从阴影到高光整个色调范围内的点（最多可以向曲线中添加14个控点），色阶工具只对白场、黑场、灰度系数3个点进行调整。

从应用及调整结果看，曲线工具的针对性更强，操作更复杂，效果更理想。在遥感影像的处理中主要使用这种工具对影像进行精细化调整。例如沙漠地区遥感影像，使用亮度/对比度工具及色阶等工具去除灰雾效果不理想，可以使用曲线工具进行调整，将曲线拖移成适当的“S”形，增大曲线中部的斜度可以增强中间调的对比度，则效果明显，影像清晰。

4）饱和度调整。饱和度又称纯度、彩度、艳度，表示反射或透射光线接近光谱色的程度，简写为S。色相/饱和度工具具有极强的针对性，可针对图像的C、M、T、R、G、B、W、B、Neutrals等色系的颜色进行网点百分比增减，此操作对其他颜色影响极小或根本不产生影响。因此，该工具在纠正特定颜色的色偏时特别有用，尤其适用于微调CMYK图像中的颜色，使它们处在输出设备的色域内。在遥感影像的输出打印时，使用效果较好，对于同批次输出打印，可以在调整活动面板中存储色相/饱和度工具相关设置，以便在其他图像中重复使用，保持同批次影像输出色彩一致。

5 结 语

本文介绍的内容都是在生产实践中总结出来的，有着较好的应用效果。但是，在DOM的制作过程中，影响其质量的环节和因素很多，特别是利用DEM进行正射纠正时，还需要进一步试验，探讨更好的方法。

[1]官云兰,周世健,鲁铁定.基于ERDASIMAGINE的数字正射影像图的制作[J].测绘通报,2005(12):31-33

[2]方辉.数字正射影像图生产工艺流程及质量控制[J].城市勘测,2007(3):70-72

[3]张庆闯.正射影像图的制作与应用[J].山西建筑,2009(14):357-359

[4]骆文英.浅谈数字正射影像图制作中的镶嵌技术[J].北京测绘,2002(4):24-27

[5]贾秋英,张科学,朱荣.数字正射影像图的调色方法与技巧[J].煤炭技术,2007(11):95-96

[6]韩涛,李新峰,李红,等.Photoshop软件在处理遥感影像中的一些应用[J].测绘与空间地理信息,2012(10):121-126

[7]刘伟华,黄健.利用Photoshop进行遥感影像的色彩处理[J].现代测绘,2005(增刊):206-208

[8]褚文奎.浅谈Photoshop中曲线的应用[J].照相机,2008(6):69-70