利用航空攝影制作數字正射影像圖(DOM)

唐艷 TANG Yan

（新疆地礦局測繪大隊遙感中心，烏魯木齊 830017）

（Remote Sensing Center of Surveying and Mapping Brigade，Xinjiang Bureau of Geology，Urumqi 830017，China）

0 引言

數字化測繪技術是現代科技結合實際的作業經驗而開發出的一套半自動化的微機數字攝影測量工作站。在這個系統工作站中，主要分為四大類，一是用于各種比例尺的數字高程模型“DEM”；二是數字正射影像“DOM”；三是數字線畫圖“DLG”；四是數字柵格地圖“DRG”，這四種模式已經成為了數字測繪產品的基本模式，而目前，“4D”產品在各個領域已經得到了廣泛的應用。數字正射影像技術是航測技術的重要一環，而航測技術的發展也是由當初的模擬升級到解析，再從解析升級到如今的數字。數字正射影像圖具有精度高、信息量豐富，直觀性強等諸多優點，且其組成結構也較為簡單，而其競爭力最強的地方為判讀與量測性能及具有生產與更新周期短的優勢，因而數字正射影像圖的前景是十分廣闊的。

1 數字正射影像圖的特點

DOM中文名為數字正射影像圖，其英文全稱為digital orthophoto map，它是通過利用數字高程模型來對掃描處理過的數字化航片或者搖桿影像進行逐一像元的輻射改正和鑲嵌，并按照所規定的圖幅進行裁剪，從而生成最后的形象。

2 數字正射影像圖的發展現狀

近年來，在城市規劃和建設中起到了十分重要的作用，因而它正作為一項數字技術被城市規劃行業不斷的發掘和實踐，其相關的市場也不斷的擴大。

3 利用全數字攝影測量系統生成DOM

目前最為普遍的生成DOM的方法即為通過全數字攝影測量系統來生成DOM，通過這種方法所生成的DOM不僅精度高，其自動化程度也十分高，同時也適用于大批量的生產DOM。而其整體作業流程如下：

①對初始的航片進行掃描。

②外業控制測量。

③空三加密解析。

④全數字攝影測量的“三定向”。三定向所指的三種分別為：內定向、相對定向和絕對定向。內定向指的是根據相片的框標與攝像機的定位參數來將相片糾正到相片坐標，通過這種方法糾正的相片基本能夠消除相片變形的情況；相對定向所指的是對相對方位的兩張相片進行立體圖像的恢復，并為其建立立體模型；絕對定向所指的是通過人工來對左右影像進行立體觀測，同時對其進行定位，最終將平面坐標系和大地坐標系建立起相對應的聯系。

⑤制作核線影像。在制作核線影像時，其同名像點會處于同名核線上，并通過核線排列方式最終形成核線影像。通過這種方式生產的核線影像在立體觀測時不會出現上下視差的情況。也正是如此，基于正射影像所制作而出的核線才能夠保證DOM的質量。

⑥影像匹配。在使用全數字攝影測量系統進行匹配時，一般會采用金字塔式的多級匹配方法，采用多級匹配法能夠使得影像匹配更加合理。

⑦在得到影像匹配的結果后，開始對匹配影像中的一些特征點進行手工繪制，并對其進行立體編輯。

⑧導入初值點、特征點線以及立體交互的編輯結果，由系統自動生成高程模型DEM。

⑨通過對數字高程模型DEM的分析，且數字高程模型應是單獨的相鄰的左右核線，以此來生成單像對的數字正射影像。且此處的數字正射影像DOM只受到左右核線影像、絕對定向以及立體交互的編輯結果這三個方面的影響。對于數字正射影像DOM來說，當左右核線影像的采樣方式出現差異時，其所得到的DOM也是迥然不同的，因而在進行左右核線影像時，要注意每一個測區都應當采用統一的采樣方式，這樣才能夠避免最終得到的數據出現誤差；而對于連續像對的絕對定向出現不一致的情況時，最終的DOM的接邊肯定會出現誤差，這就會使得所得的影像出現重影和錯位等情況；在進行立體交互編輯時，一旦左右像對DEM的接邊出現了誤差，那么就會影響到最終的DOM。對于數字正射影像圖來說DEM模型的好壞決定了DOM的最終形態，但生成的DEM如果是正確的，應用DEM所生成的DOM也不一定是正確的，因而在生成DOM時要把握好DEM模型以及其中的一些注意點。

⑩DOM的鑲嵌精度檢查主要是由PS技術檢測而得出結果。空中三角測量屬于立體攝影測量，它在室內對野外的一些控制點進行加密，并解析加密點的高程和平面位置，通過這種方法來得到最終需要的測量數據。它的存在主要是為了給一些缺乏野外控制點的地區提供絕對定向的控制點。

在進行DOM數據采集時，其中比較困難的是對山地的構面和高山地DLG數據的處理，因而在進行處理時，對于高山地的等高線要進行抽稀操作，并對陡峭的山頭做保留計曲線處理，同時刪除其中的首曲線，如此才能夠構建合理的TIN，最后還要能夠保證數據的準確，不能出現誤差。對于DOM的拼接來說，值得注意的是城鎮圖與大比例尺圖的拼接，在拼接時，要注意高層建筑物的接邊差，在此可以采用像對tif和圖幅tif這兩種方法進行接邊。

在對DOM的大比例尺地圖進行創建時，為了保證地物不會出現變形，應當對山坡上的建筑以及橋梁進行構面處理。在進行構面時，最好不要超過四個點，所構的面應為三邊面或四邊面。而對于橋梁和渡槽來說，應當由三個平面組成，其橫截面應為梯形。對于那些高差較大的橋梁和渡槽，應當采用地面矢量和DOM的嵌套組合，且所構面與相交的兩個平面夾角應當盡量偏大，但不能超過180°。

如果在圖幅內有多個像對的情況，應當采取批量制作的方法。在批量制作DOM之前，應當先編輯好TIN和*.job文件，再將其導入到JX4C工作站系統中，通過JX4C工作站系統來利用TIN來糾正DOM批處理功能，對于*.job文件來說，其標志行參數一般為2，設置成2主要是因為以這個數據而進行的DOM批處理時間不會很長，其次是相鄰的像對影像有足夠大的重疊，對于影像拼接也較為容易。當在對DOM的批處理完成后，可以在DOM拼接界面中進行DOM鑲嵌。在DOM采集完成后，還需要使用PS技術對其進行處理，最終可以在矢量測圖界面中對DOM與DLG的套合情況進行檢查。當DOM制作完成后，其應當具有植被信息飽滿，色調統一、紋理清楚，細節詳盡，沒有錯位等特征。

4 結論

在 DOM 基礎上可以集成應用 3S（GPS、GIS、RS），因而DOM在集成應用后，可以在多種渠道以及以多種方式應用到現代多種科技中來。如城市及區域規劃、土地利用/土覆蓋制圖、地質和土壤制圖、農業、林業、牧地、水資源、濕地制圖、野生動植生態學、考古學、環境評價和地形分析及評價、軍事以及水利建設等方面提供服務。

形成這種數字化城市的趨勢是必然的，且“數字地球”也是現今信息時代各個國家政府付出巨大關注的一項行動，作為其中重要一份子的“數字城市”將會在“數字地球”中有著一個舉足輕重的地位，因而我們對DOM的進一步研究和發展不能夠懈怠。

[1][美]Kang-tsung Chang著.地理信息系統導論[M].陳健飛等譯.科技出版社，2003.

[2]GB/T13977-92，1:5000,1:10000地形圖航測外業規范[S].

[3]黃永定,張藝.利用DOM更新大比例尺地形圖的精度分析[J].廣西城鎮建設,2010(06).