基于DPGrid的无人机航摄影像DOM生成关键技术分析

西安铁路职业技术学院 秦萌

本文以河南省南阳市镇平县某地区为例，对从航摄影像的获取到数字正射影像的制作整个流程进行研究，重点分析了像控点的布设、航高航线的设计、空三加密以及DOM编辑等关键环节。最终生成该区域1∶1000正射影像图。实验流程如下：

图1 实验流程

1 测区概况

此次实验测区位于河南省南阳市镇平县，北纬32度51分至33度21分，东经111度58分至112度25分。地处亚热带向温带的过渡地带，属于季风大陆湿润半湿润气候，四季分明，阳光充足，雨量充沛。多大风天气，飞行条件不佳[1]。

2 像控点布设与选取

像控点的数量和精度直接影响航摄影像处理的精度，因此像控点布设和选取应当精确、规范、严格[2]。像控点在选取时，应尽量选择在明显目标点上，以便于在立体观察时容易辨认点的正确位置并准确刺点。经过对实验区的地面目标反复查看并对照像片的影像，经过反复比较选出以下五个符合要求的像控点：9007、9009、9013、9014、9016。

图2 控制点点位图

3 空三加密

进行空三加密前，应对外业获取的影像进行质量检查，合格后方可进行空中三角测量。将获取的影像导入并自动匹配连接点，然后导入地面控制点。根据野外实测控制点的点位信息进行刺点，运行平差。

图3 刺点

在本次实验中，平差报告如下图所示，五个控制点的平面点位误差均符合规范规定。

图4 平差报告

4 DEM生产

图5 自动密集匹配结果

空三加密完成后，便可进行密集匹配。自动密集匹配的DEM可能会使等高线落在房屋和树木上，看起来像个小山包，需进一步处理——DEM编辑。DEM编辑的关键是针对不同的地物或地貌选择合适的编辑参数和方法，从而使DEM点云更好地贴近地面。独立树木和独立房屋一般可采用平滑或内插的方法；缺少纹理的水域可采用野外实测的高程定值平面；房屋密集的居住区可采用量测点内插的方法等等。通过DEM编辑，可以使地物变形和DEM精度过低的问题得到很好的改善。

5 DOM生产

新建模型并正射生产。正射生产完成之后，进入正射拼接界面。新建文件并将上一步生成的全部正射影像添加进来，生成拼接线。通过编辑拼接线功能，用鼠标移动或添加节点的方式进行拼接线编辑，拼接线调整后即可查看拼接效果。在独立房屋边缘有变形的地方，可以通过调整拼接线使拼接线两边的影像色差及变形减少从而呈现出更加自然的过渡。

DPGrid软件提供了正射影像编辑功能，可交互式地对正射影像的部分或全部进行PhotoShop处理、DEM重纠、匀光匀色等处理，使正射影像成果达到要求。为了使用DEM重纠影像功能，需要引入当前DPGrid的测区文件，并设置DEM参数。当局部色差过大时，可通过区域匀光匀色调整色差相关系数及亮度相关系数进行匀光匀色，编辑结束可直接预览效果。

图6 测区正射影像

正射质检通过引入控制点进行精度检测。导入控制点之后，在界面中根据控制点坐标进行匹配。在窗口左侧栏控制点列表中，双击一个点号标记为的控制点，在界面右上的小窗口中会显示放大后的控制点点位。在小窗口中，单击鼠标左键调整光标十字丝中心，使光标十字丝的中心与实地位置相符，在当前列表中会显示控制点的点位误差。

表 正射质检报告 单位：m

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均方根误差是用来衡量实测值与真值的偏差地，能够较好地反映测量结果的精密度。其计算公式为表示测量次数，di表示实测值与真实值的差值。因此，均方根误差的计算式也可表示为此 次 试 验中，均方根误差DXRe=0.116,DYRe=0.162,DXYRe=0.199。符合规范要求。

以河南省南阳市镇平县某一区域的无人机低空航摄影像1:1000数字正射影像生成为例，详细介绍了通过DPGrid软件处理无人机低空航摄影像从而生成DOM的全过程。并对DOM生产过程中的容易出现问题的关键技术点做了分析研究，提出关键技术问题的改善方法。最终完成测区范围数字正射影像的生产。