数字正射影像图 (DOM)技术在矿山勘测中的应用

戴 雨，封利根

（江西省基础测绘院，江西 南昌 330029）

1 测区自然地理概况

论文以广东省为矿山采集目标区域，采矿区域位于广东省中北部，北部、中部以山地、丘陵为主，南部、东部以丘陵、平地为主，整体地形高差极大，北部最高点高程为1542米，南部最低点0米左右。

2 技术路线

通过采用POS辅助数字航空摄影技术获取矿山测区高分辨率航空影像，矿山实测一定量的地面控制点进行空中三角测量获取航空影像外方位元素，建立立体模型，利用影像匹配技术生成数字高程模型，基于以上成果进行单片正射纠正、镶嵌裁切形成标准分幅数字正射影像成果。

（1）矿山测绘航空摄影。采用POS辅助数字航空摄影技术，使用DMCII230、UCE航摄仪获取影像，应用PPP单点定位技术，通过IMU/GPS数据联合后处理，获取矿山摄区内每张像片外方位元素。

（2）像片控制测量。航空摄影任务采用IMU/GPS辅助数码航空摄影技术，在获取数字航空影像的同时获取了矿山每张相片的外方位元素成果，可大大节省地面控制点个数，减少像控测量的工作量。

（3）空中三角测量。利用航空摄影的影像数据、IMU/GPS成果以及像控测量成果，拟采用高分辨率遥感影像一体化测图系统PixelGrid或DPGrid系统进行IMU/GPS辅助空中三角测量，提高矿山数据处理效率，缩短项目周期，保证数据精度，快速、有效、高质量的实现矿山测区数据获取。

3 数字正射影像制作

3.1 作业流程

数字正射影像图生产是利用空三加密成果、影像数据及DEM数据，进行原始航片匀光匀色、单片正射纠正、镶嵌处理、影像色彩处理、DOM数据分幅、解密处理等生产标准分幅的数字正射影像图成果。

3.2 匀色及影像处理

为了保证自动相对定向匹配结果，对色差较大的数字矿山航空影像进行影像匀光匀色处理，主要分为矿区样本选取、样区效果检验、基准样片选取、影像色彩的处理三个步骤。

（1）样区选取：收集与矿山测区地物、地形分布特征相关的背景资料，并对数字航空影像和影像快视图进行收集整理，根据影像快视图的色彩的差异对该测区进行细致分区，每个分区选取1-2个样区进行实验分析。

（2）基准样片选取：确定基准样片，基准样片应兼顾测区地形、地物特点，色彩真实，必要时可针对不同矿山区域，采用不同基准样片。并分别对选取的矿区进行效果验证，验证合格后可进行影像色彩的批处理。

（3）影像色彩的处理：采样基准样片对不同分区对获取的数字航空影像进行匀光匀色后的批量处理，利用匀色软件自动地平差和整合功能，生成颜色平衡真实的航片。在处理过程中匀色软件自动地补偿源于成像过程的大幅度的色彩变化，能单独地计算每幅像片的调整辐射量，以此来补偿由诸如热点、透镜变异等引起的颜色变异，从而提高视觉效果；并执行一种大面积的颜色平衡，通过调整毗邻图像间的色度和亮度，最终实现全测区航片的颜色平衡。

3.3 数字微分纠正

数字正射影像数据采集采用数字微分纠正，生产像片数字正射影像。影像重采样一般采用双三次卷积内插法或双线性内插法。纠正范围选取像片的中心部分，同时保证像片之间有足够的重叠区域进行镶嵌。平地、丘陵地可采用隔片纠正，矿山地密集区应采用逐片纠正，山地、高山地一般采用逐片纠正。检查像片数字正射影像的影像质量，对影像模糊、错位、扭曲、变形、漏洞等问题及现象，应查找和分析原因，并进行处理。对矿上矿区等引起的影像拉伸和扭曲应进行必要的处理。DOM制作过程中采用高分辨率遥感影像一体化测图系统PixelGrid和DPGrid基于空三加密成果、影像数据及DEM数据进行单片正射纠正。PixelGrid系统采用了集群式并行处理方法，可同时进行多个单模型影像的纠正计算。

3.4 影像镶嵌

PixelGrid和DPGrid系统具有智能镶嵌线生成、海量数据镶嵌处理及数据人机交互实时修改的功能，在DOM影像数据的镶嵌、质量检查及修改中，极大的减少了工作量，提高了工作效率，为DOM的质量、制作工期方面提供了有力的保障。

数据镶嵌过程中要避免镶嵌线穿过投影差大的地物，保证地物的完整性。PixelGrid系统正射影像图（DOM）制作模块利用群体智能与正反馈特点的算法来自动生成正射影像图（DOM）的镶嵌线，保证镶嵌线避开正射影像图（DOM）上存在投影差的矿山区域和局部色差大的区域，为正射影像图（DOM）自动镶嵌提供了有效的解决方法。

正射影像图（DOM）镶嵌线生成的主要步骤如下：

（1）生成重叠区差值影像：计算两幅相邻航空影像生成的正射影像图（DOM）的重叠区域的差值，生成两幅待拼接正射影像图（DOM）重叠区域的差值图像，高出地面的地物或者成像颜色差异大的区域会在差值图像上以较亮的灰度特征表现出来。

（2）生成最优路径镶嵌线：利用正反馈算法、启发式搜索群体智能，在差值图像中选择避开较亮区域的最优路径，即得到两幅待拼接正射影像图（DOM）的镶嵌线。下图为智能镶嵌线选取结果，可以看出，生成的镶嵌线有效避开了房屋等具有投影差的地物。

（3）镶嵌线检查与修改：沿镶嵌线进行人机交互检查，发现镶嵌线走向不合理时，在地物边缘修改适当的镶嵌线，确保矿山镶嵌线不分割地物。

图1 镶嵌线修改

4 结语

本论文中以具体的案例来进行分析矿山低空航摄中数据采集以及正射影像的制作工艺做出详细的介绍。对于正射影像的方法流程工艺的讨论，将使得测绘成果制作精度更高，效率更快，为矿山测绘行业做好第一手数据服务。