數(shù)字正射影像圖及其應(yīng)用研究

孫行高 孫光影

摘 要：隨著數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字正射影象產(chǎn)品的制作方法越來越先進(jìn)，生產(chǎn)效率隨之越來越高，市場應(yīng)用前景也越來越廣泛。本文介紹了數(shù)字正射影像產(chǎn)品的特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀，以及對其應(yīng)用前景和發(fā)展方向進(jìn)行了綜合分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)字正射影像；DOM；數(shù)字?jǐn)z影測量；GIS

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人類社會已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化信息時(shí)代。在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中，數(shù)字化的地理信息已成為城市乃至整個(gè)國家在各領(lǐng)域宏觀決策和規(guī)劃管理必不可少的支撐條件，因此，它對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的精度及現(xiàn)勢性提出了相當(dāng)高的要求。同時(shí)地理信息系統(tǒng)(GIS)的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，也對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的形式提出更多的要求，不僅需要矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)，還要形象直觀的圖像數(shù)據(jù)。

1 數(shù)字正射影像圖( DOM )的特點(diǎn)

數(shù)字正射影像圖（Digital Orthophoto Map， 縮寫 DOM）是利用數(shù)字高程模型(DEM)對經(jīng)過掃描處理的數(shù)字化航空像片或遙感影像 (單色或彩色)，經(jīng)逐像元進(jìn)行輻射改正、微分糾正和鑲嵌， 并按規(guī)定圖幅范圍裁剪生成的形象數(shù)據(jù)， 帶有公里格網(wǎng)、圖廓(內(nèi)、外)整飾和注記的平面圖。

數(shù)字正射影像圖和通常我們所接觸的地圖一樣，不存在變形，它是地面上的信息在影像圖上真實(shí)客觀的反映，但是所包含的信息遠(yuǎn)比普通地形圖豐富，而且其可讀性更強(qiáng)。 DOM 同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征，精度高、信息豐富、直觀真實(shí)、制作周期短。它可作為背景控制信息， 評價(jià)其它數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)實(shí)性和完整性，也可從中提取自然資源和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展信息，為防災(zāi)治害和公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

2數(shù)字正射影像圖( DOM )的發(fā)展現(xiàn)狀

最近幾年，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)以及數(shù)字正射影像圖生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字正射影像圖在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理中的應(yīng)用日趨活躍，其特點(diǎn)正在被城市規(guī)劃行業(yè)認(rèn)同并在應(yīng)用實(shí)踐中得到進(jìn)一步發(fā)掘，生產(chǎn)市場也日益擴(kuò)大，城市在進(jìn)行以基礎(chǔ)信息獲取與更新為目的的航攝時(shí)，一般都要求開展數(shù)字正射影像圖的制作。

目前，“數(shù)字地球”已經(jīng)成為信息時(shí)代的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，世界各國政府和有識之士正在付出巨大的關(guān)注和行動。作為對應(yīng)策略，我國的“數(shù)字中國”規(guī)劃已經(jīng)提上議事日程，而作為其重要的組成部分之一的“數(shù)字城市”建設(shè)必將扮演舉足輕重的角色。城市遙感信息是“數(shù)字城市”的多源信息的一個(gè)重要的分支，與城市的其它信息相比，有其特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢。遙感技術(shù)也是“數(shù)字城市”建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。遙感信息的獲取與處理技術(shù)隨著信息時(shí)代的到來正在高速發(fā)展，人們對遙感信息內(nèi)在規(guī)律的了解也愈加深入，因此，遙感信息在城市領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛，必將推動“數(shù)字城市”乃至“數(shù)字中國”和“數(shù)字地球”的建設(shè)，對于提高城市建設(shè)的決策、規(guī)劃和管理水平，提高城市建設(shè)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會等的綜合效益，以及城市的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃將起到十分重要的作用。

3數(shù)字正射影像圖的應(yīng)用

數(shù)字正射影像是一種新型數(shù)字測繪產(chǎn)品，有著廣闊應(yīng)用前景的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，通過逼真的影像、豐富的色彩客觀反映地表現(xiàn)狀，與線劃圖相比具有地面信息豐富，地物直觀， 工作效率高、成圖周期短的特點(diǎn)，同時(shí)數(shù)字正射影像圖的數(shù)據(jù)也便于應(yīng)用。

3.1數(shù)字正射影像應(yīng)用于測繪生產(chǎn)

正射影像圖是一種既具有地物注記、圖面可量測性等常規(guī)地形圖的特性又具有豐富直觀的影像信息的一種圖件。

利用正射影像圖勾繪地物圖形進(jìn)行地形生產(chǎn)，就是曾經(jīng)廣為應(yīng)用的像片圖測圖，這種技術(shù)現(xiàn)在仍然有其生命力。現(xiàn)在很多省份的1：10000地形圖、2007年開始的全國第二次土地調(diào)查等都是用數(shù)字線劃圖DLG疊加數(shù)字正射影像進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪。數(shù)字正射影像圖信息豐富，現(xiàn)勢性、直觀性強(qiáng)，不容易產(chǎn)生誤判的現(xiàn)象，方便了外業(yè)識圖，大大的提高了工作效率。

數(shù)字正射影像圖也可以用于修測地形圖。正射影像由于制作原因，圖上建筑物仍然存在投影誤差，但對于低層建筑或小比例尺地形圖來說投影差可以忽略不計(jì)。由于地形圖生產(chǎn)周期長，更新速度慢，而正射影像生產(chǎn)周期短，利用正射影像快速修測小比例尺地形圖是一種簡單、便利的好方法。

3.2GIS 三線圖的采集與更新

隨著 GIS 應(yīng)用的越來越廣泛，發(fā)揮的作用越來越大，對基礎(chǔ)的地形數(shù)據(jù)尤其是三線 (道路、鐵路、河流) 數(shù)據(jù)的需求也越來越大，這就對三線圖的精度、現(xiàn)勢性以及今后的更新與維護(hù)提出了更高的要求，然而利用傳統(tǒng)的修測方法很難保證其精度，而僅對三線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)測更新，在經(jīng)濟(jì)上又存在較大的浪費(fèi)，因而利用數(shù)字正射影像對三線數(shù)據(jù)進(jìn)行更新無疑是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。由于地面上每一點(diǎn)都經(jīng)過投影差改正，因此，對于道路、河流以及鐵路 數(shù)據(jù)來說，完全滿足成圖精度。利用數(shù)字正射影像與已有的三線數(shù)據(jù)疊加，在影像上直接提取數(shù)據(jù)，就可完成三線數(shù)據(jù)的更新與維護(hù)。

3.3數(shù)字正射影像圖在土地變化方面的利用

利用數(shù)字正射影像圖的像幅范圍大，信息量豐富，獲取方便，更新快，可以及時(shí)地為土地決策部門提供決策所需的信息，通過系列數(shù)字正射影像圖的定期 (如三年期、五年期、十年期、二十年期、五十年期) 對比了解現(xiàn)代城市的建設(shè)發(fā)展歷程，體現(xiàn)了城市和環(huán)境以及土地利用等方面的發(fā)展變化，得到相應(yīng)的土地利用類型分類圖，還可以對這些分類圖進(jìn)行數(shù)據(jù)迭合等處理，獲取土地利用動態(tài)變化信息。正射影像資料具有宏觀、快速、動態(tài)、綜合的優(yōu)勢，數(shù)字正射影像圖資料可以為編制國土規(guī)劃和地區(qū)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃提供國土資源 (自然資源和社會資源)、環(huán)境和自然災(zāi)害調(diào)查與分析評價(jià)資料等。所以，數(shù)字正射影像資料是制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計(jì)劃、國土規(guī)劃和地區(qū)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃的一種手段。

3.4數(shù)字正射影像圖在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理中，數(shù)字正射影像圖提供了大量的信息，以直觀、詳實(shí)的影像反映了許多實(shí)地培勘中的盲點(diǎn)，利用數(shù)字正射影像可以更真實(shí)、直觀地了解城市的地形地貌及環(huán)境狀況。同時(shí)，利用數(shù)字正射影像圖作為規(guī)劃底圖，使規(guī)劃內(nèi)容與周邊環(huán)境的關(guān)系更加清晰。在舊區(qū)改造、歷史古建筑保護(hù)、城市重點(diǎn)區(qū)域和地區(qū)標(biāo)志性建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)中可以發(fā)揮十分重要的作用。

在城市規(guī)劃建設(shè)的方面，可以利用數(shù)字正射影像圖進(jìn)行范圍的標(biāo)定，并且能及時(shí)地提供坐標(biāo)和計(jì)算出相應(yīng)的面積，直觀地反映該區(qū)域的現(xiàn)狀與之相關(guān)的情況。通過數(shù)字正射影像圖標(biāo)定區(qū)域后，在正射影像圖上進(jìn)行設(shè)計(jì)區(qū)域規(guī)劃建設(shè)的效果圖和虛擬三維地圖，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就可以知道未來該區(qū)域的現(xiàn)實(shí)體現(xiàn)所示區(qū)域性規(guī)劃的效果，與地理信息處理軟件和規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用可以精確地設(shè)計(jì)出未來的城市的風(fēng)貌。

3.5利用數(shù)字正射影像制作三維景觀模型

作為模型化的城市現(xiàn)狀的表現(xiàn)形式，城市景觀模型對于總體規(guī)劃設(shè)計(jì)思想的形成以及把握城市建設(shè)和發(fā)展的方向，具有重要的作用。傳統(tǒng)的城市景觀模型是以紙板或其它材料制作的非數(shù)字式模型，要想做得逼真，費(fèi)時(shí)費(fèi)錢。用數(shù)字正射影像制作三維景觀具有非常廣闊的發(fā)展前景，可以為城市規(guī)劃的成功決策提供最基本、最直觀的技術(shù)支持；電子沙盤景觀更加真實(shí)，攜帶更加方便，更新也更加容易，真實(shí)的三維景觀再現(xiàn)使網(wǎng)上售房沖破了干癟的廣告詞的局限；真實(shí)、生動的三維景觀網(wǎng)上旅游使游客再也不受時(shí)間、空間的限制；其他像公安部門、消防部門的警力部署；電力部門的線路架設(shè)；交通部門的管理調(diào)度，三維景觀都會給予巨大的支持和再現(xiàn)。應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)所具有的制作城市景觀數(shù)字模型的功能，在計(jì)算機(jī)上非常逼真地再現(xiàn)城市現(xiàn)狀，并可以多視角瀏覽，以輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)的參與者及決策者開展相關(guān)工作，毫無疑問，其基礎(chǔ)資料數(shù)字正射影像有著不可替代的作用。

4結(jié)束語

數(shù)字正射影像圖具有信息豐富、直觀、精度高、使用方便。可為城市規(guī)劃、土地、環(huán)境、測繪、森林資源、電力、電信、煤氣等部門提供精確、直觀、信息豐富、現(xiàn)勢性強(qiáng)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。豐富規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的手段與方法。提高管理效率。同時(shí)為城市各種地理信息系統(tǒng)提供新型數(shù)字測繪產(chǎn)品。充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的作用。為整個(gè)城市的建設(shè)、管理以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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