基于航空摄影测量技术的正射影像图制作技术

刘泽鑫　崔洪昊　李金营

摘要：文章介绍了基于航空摄影测量技术制作1∶500数字正射影像图的作业流程，以无棣县数字正射影像图制作为例，对一些关键技术问题进行了讨论，证实了用全数字摄影测量系统能够提高成图质量、快速制作数字正射影像图，并对正射影像图的发展进行了展望。

关键词：航空摄影测量技术；空三加密；数字正射影像图；成图质量；地理信息数据 文献标识码：A

中图分类号：P283 文章编号：1009-2374（2015）28-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.008

1 概述

数字正射影像图是对航空航天像片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集，它同时具有地图几何精度和影像特征的图像。

无棣县经济发展迅速，为了满足经济建设、社会发展已有信息化管理的需要，无棣县提出了构建统一的、权威的“数字城市”地理空间框架的迫切要求，基于该框架实现城市政府及各部门间的数据交换和共享，以减少重复建设，消除信息孤岛。数字正射影像图是“数字城市”基础地理信息数据的重要组成部分，也是目前航空技术的重要产品之一，具有地面信息丰富、纹理特征真实、易判读、成本低、成图周期短等优势。伴随经济的飞速增长及电子政务的不断普及，数字正射影像在城市发展与建设中得到了越来越多的应用与体现。

2 测区概况

无棣县属于山东省滨州市，位于山东省最北部，濒临渤海，毗邻河北，是山东北大门，属黄河三角洲高效生态经济区和山东蓝色半岛蓝色经济区两大国家战略叠加区。全县版图面积1601km2，海岸线75km，辖9镇2街道，568个行政村，43万人。界于东经117°30′05″至118°03′06″，北纬37°41′11″至38°15′48″之间。无棣县城区和乡镇驻地面积约为98.8km2，城区和乡镇驻地周边面积为1215.6km2。为了建设“数字无棣”地理空间框架，充实基础地理信息数据，加强基础测绘工作，无棣县国土资源局组织实施了对无棣县县域进行航空摄影测量，制作全县数字正射影像图的工作。

3 技术要点

3.1 航空摄影

无棣县地势较平，测区按平地要求，采用正常重叠进行设计，设置连续对向飞行航线，航向重叠不小于60%，旁向重叠不小于25%。

2013年11月正元地理信息有限责任公司采用先进的运-5飞机，配合国际上较先进的UCE航空摄影相机对无棣县进行航空摄影测量，共获取数码航摄照片7501张（地面分辨率0.1cm的影像5713张，地面分辨率0.05cm影像1788张），满足航测成图的作业要求。

3.2 像控点测量

3.2.1 像控点布设。本次像控点的布设采用了区域网的布点方法，布设过程中严格按照《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规范》的规定和要求进行，

3.2.2 像控点的选刺。像控点选刺应选在目标小、影像清晰、易辨别的地物折角顶点以及线状地物良好的交点处。

在进行平高像控点测量时，应避免干扰，尽量选在视野开阔区域，避开大面积水域，远离大功率无线电发射源。

3.2.3 像控点测量。本次像控点测量利用山东省CORS系统采用GPS-RTK测量模式，共布设像片控制点930个，均为平高控制点。测量过程严格按照规范的要求

进行。

3.3 空三加密

本项目空三加密使用的软件是inpho全自动空三软件，除半自动量测控制点之外，内定向、选取加密点、转刺加密点、相对定向、模型连接、生成测区像点网等步骤均自动完成，生成最终加密成果，以备航空摄影测量全数字采集使用。

3.3.1 相对定向和模型连接。当植被覆盖较多的山区或影像质量不理想导致自动相对定向失败时，则采用人工添加同名地物点进行匹配完成相对定向；对于连接失败的模型由人工添加同名连接点来完成区域网的模型连接，同时在选点中尽量在标准点位选取成对连接点，以增加网的连接强度。

3.3.2 立体量测像控点。根据外业刺点照片和点之记使用inpho立体量测功能进行像控点的转刺，加点时首先量测测区四周的控制点初次平差解算后预测加密点，利用预测结果立体量测为准，这样大大提高工作效率。当在绝对定向量测像控点发现问题时及时与外业沟通，采取补救措施保证像控点正确。

3.3.3 区域网接边。以相邻区域网中的同名地物点进行接边，当接边符合要求后取平均值作为最终成果，并且对于相邻区域网重叠区域选取大量的同名点进行接边，保证加密点的精度。

3.4 DEM编辑

应用VirtuoZo全数字摄影测量系统，直接在立体模型上采集特征点和特征线，根据量测的特征点和特征线生成像方格网DEM，编辑DEM至切准模型。对于湖泊、水库等水涯线闭合区域，进行强制置平；对于高架路、桥梁等高出地面的地物，把DEM修正到实际地面上。

像方DEM创建后，采用“物方DEM检查编辑”漫游检查DEM点与模型的吻合情况，对于没有要准立体模型的区域，应加测更多的特征点和特征线，再次创建物方DEM，直到所有DEM点都切准模型表面，自动拼接单模型DEM，对于粗差点重新编辑DEM格网点，经反复修改，使精度满足模型接边限差。

3.5 DOM生成

自动生成单模型的DOM，并检查单模型的DOM是否变形、扭曲、重影、模糊，对于不理想区域分析原因，进行修改直至产品合格。

手工选取拼接线，选拼接线时尽量沿线状地物选取，避免切割房屋、山体、路桥等重要地物。对拼接后的DOM影像进行目视检查，看模型拼接处影像有无错位和色彩差异很大的情况，对于影像拼接错位，返回到绝对定向，检查控制点点位是否判错；对于影像色彩差异大，通过调整生成正射影像的像片再重新生成DOM影像，个别调整后仍不行的情况，对单模型影像进行色彩、亮度等再处理；对于局部有扭曲变形的区域用原始影像进行修补。

DOM接边和调色在“易拼图”和“Photoshop7.0”影像处理软件中进行。同图幅之间的拼接采用“易拼图”中图幅接边手工选取镶嵌线的方式，该过程应保证图幅DOM的完整和准确，保证图幅与图幅间的色彩平衡。为增强DOM可读性，提高其实用性，在制作过程中对主要的地理名称和道路名称进行注记，注记文件为DWG格式。

3.6 DOM精度检查

为保证DOM数据精度，除保证色彩完整等，还需检查DOM的精度，可利用DLG数据进行叠加套合检查DOM的精度。

4 正射影像图制作过程中要注意的问题

（1）在建筑物密集区正射纠正时特别容易产生扭曲变形，因此一定要保证DEM数据取舍合理，确保实地平台的完整性，减少变形；（2）影像镶嵌时，要反复比较，剔除高大建筑物阴影所带来的地物损失；（3）地物密集地区走拼接线时，一定反复对照，消除不同航片上由于建筑物及高大树木的投影差而带来的影像叠置和地物丢失现象；（4）在影像图制作中要注意加强影像图的自查、互查及成图检查，特别要注意接边及图内影像的合理性检查。

5 结语

本文结合无棣县数字正射影像的制作实践，阐述了采用全数字摄影测量方法制作数字正射影像的作业流程，对其中的各个环节进行了简要的介绍，并对制作过程中须注意的问题进行了简单说明。随着航空技术的发展以及城市数字化进程的加快，数字正射影像图作为“数字城市”地理空间框架的重要组成部分，将会随着城市发展和社会进步的要求得到普及和应用。

参考文献

[1] 王珏，陈映鹰.数字正射影像地图的生成及进一步开发利用[J].遥感信息，2001，（2）.

[2] 李琪，陈春花，孙莉.城市大比例尺数字正射影像图制作技术浅析[J].地理空间信息，2010，8（5）.

作者简介：刘泽鑫（1973-），男，山东无棣人，无棣县国土资源局助理工程师，研究方向：土地管理、土地开发、土壤改良、测绘应用；崔洪昊（1987-），男，山东无棣人，无棣县国土资源局助理工程师，研究方向：测绘技术、地理信息、土地管理等；李金营（1988-），男，山东无棣人，无棣县金土地理信息科技有限公司助理工程师，研究方向：测绘技术、地理信息。

（责任编辑：周 琼）