VirtuoZo下正射影像圖制作與精度控制研究

■趙儼

（遼寧省基礎測繪院遼寧錦州121000）

VirtuoZo下正射影像圖制作與精度控制研究

■趙儼

（遼寧省基礎測繪院遼寧錦州121000）

隨著計算機以及數字圖像處理相關學科的發展，數字攝影測量的優勢已經遠遠的超過了傳統攝影測量，。VirtuoZo是以影響匹配技術為核心，系統功能強大、先進綜合的空間地理數據通用生產平臺，它是通過外方位元素對航片進行定向，減少了外業控制點的測量，大大提高了效率，生成正射影像的精度也有所提高。本文對VirtuoZo通過對航片進行自動定向、影像結果匹配、核線重采樣，生成數字地面高程模型，最終生成正射影像并進行圖廓修飾，等進行講解，并對正射影像質量分析后總結，給出解決的方法。

VirtuoZo 正射影像 數字攝影測量 模型定向 DEM精度控制

隨著計算機技術以及其應用的發展和數字圖像處理、模式識別、人工智能、專家系統以及計算機視覺等學科的不斷發展，數字攝影測量的內涵已遠遠超過了傳統攝影測量的范圍。數字攝影測量的產品是數字形式的，而正射影像就是數字攝影測量的典型產物。

1　全數字攝影測量系統的簡介

VirtuoZo全數字攝影測量系統，是由武漢大學研究開發的數字攝影測量工作站，是一個以世界領先的影像匹配技術為核心、系統功能強大、先進綜合的空間地理數據通用生產平臺,它可處理航空影像、高分辨率的IKONOS、QuiekB影像、SPOTS衛星影像和航空數碼影像，不僅是制作各種比例尺的4D測繪產品的強有力的工具，也為虛擬現實和GIS提供了基礎數據，是3S集成、三維景觀和城市建模等最強有力的操作平臺[3]。

2　數字正射影像的基本信息

2.1數字正射影像的發展歷程

數字正射影像圖（DOM）是一種新的圖種，它是可以量測的真實影像，其用途越來越廣泛。1979年Konecny提出了數字微分糾正概念，即根據相關的參數與數字地面模型，利用相應的構像公式，或按一定的數學模型用控制點解算，從原始的非正射投影數字影像獲得正射影像，因為這種過程是將影像化為很多微小的區域逐一進行的，且使用的是數學的方式，故叫做數字微分糾正。

2.2數字正射影像的制作技術

數字正射影像的制作根據不同的設備和數據資料會有不同的技術要求。數字正射影像圖制作的主要技術方法：采用航空像片或高分辨率衛星遙感圖像數據等。主要利用：VintuoZo系統數字攝影測量工作站。

3　數字正射影像圖的制作

3.1資料準備

應提供相機主點理論坐標：X0,Y0。相機焦距：f?？驑司嗷蚩驑它c坐標?？刂瀑Y料：（1）外業控制點成果。如果是全野外布點，還應有外業控制片。（2）內業加密成果。并制作成相應格式的控制點文件，航片掃描數據：需要符合VirtuoZo圖像格式及成圖要求掃描分辨率的掃描數據。VirtuoZo接受多種圖像格式，最后轉換成VirtuoZo識別的*.vz數據格式。

3.2參數設置

VirtuoZo系統的參數較多，需在參數界面上逐一設置。需要設置的參數有測區參數、模型參數、影像參數、相機參數、控制點參數（Ground Points）、地面高程模型參數、正射影像參數等。

3.3生成核線影像

生成核線影像（Generation ofEpipolar Image），是將原始數字影像重新按核線方向，逐條核線進行排列，形成按核線排列的立體影像，其目的就是為了方便1維影像的匹配。一般情況下，數字影像的掃描行與核線不重合，為了獲取核線上點的灰度序列，必須根據原始影像灰度值進行內差，即所謂沿核線進行影像灰度重采樣。

3.4影像匹配結果編輯的方法

（1）平滑算法：選擇編輯區域，選擇合適的平滑程度：輕度、中度、和重度，對選中區域進行平滑；

（2）擬合算法：與樹木的情況相似，等高線也常常像小山包一樣覆蓋在建筑上。選擇該區域，然后用平面擬合算法消除“小山包”；

（3）置平：將選中的區域置為平面，平面高程為各點高程的平均值；匹配編輯就要是消除房屋上、樹上等不該有的等高線，再對水系進行一些定值置平；

（4）定值平面：將選中的區域擬合為給定高程的水平面；采用定值置平的方法，極大地提高了這部分地區的工作效率。

（5）匹配點內插：上下內插、左右內插，所選編輯區域周圍的匹配點質量好時，選擇該內插方法，區域內的匹配點按所選方向進行差值計算；

（6）量測點內插：區域周圍的匹配點質量不理想時，選擇該內插方法；

（7）三角內插：在三角形區域內，利用量測點內插選擇三角形區域時的節點應切準地面；

3.5單模型DEM的生成

在完成絕對定向和匹配編輯后，根據編輯后的影像匹配結果（視差數據）、定向結果參數及給定用于建立數字地面高程模型的參數等，利用移動曲面擬合法，自動內插規則格網的數字地面高程模型。在生成單個數字高程模型后，再將單個模型的DEM拼接起來，建立圖幅DEM，也可采用多模型的批處理方式進行。

4　數字正射影像圖的精度分析

（1）DOM的精度:如鑲嵌誤差的大小可利用已有數字資料如數字線化圖（DLG），將正射影像套合在DLG上，量取若干同名點之間的差值，并統計中誤差。對于超限區域，應該重新檢查DEM和相對定向。（2）DOM影像質量:如清晰度、完整性、準確性和及時性等，清晰度可通過目視檢查影像是否清晰易讀、反差是否適中、色調是否均勻一致、紋理是否清楚，對于彩色影像，目視檢查影像色彩是否鮮明有真實感，影像上不能有因作業過程中失誤而造成的肉眼可見的重影。（3）影像質量的控制:圖像去噪聲、輻射校正等圖像預處理、正射糾正形變、像對無縫鑲嵌、圖幅接邊、色彩勻衡或補償、高層建筑體處理等方面，其質量控制表現為：經微分糾正后DOM不能出現變形、拉伸現像。圖幅影像鑲嵌時，周圍接邊圖影像應一致，不能只顧及本圖幅。

5　結束語

VirtuoZo這一個軟件是一個很有前景的制圖軟件，就目前中國只有適普公司有這個軟件來看，全數字攝影測量系統在實際生活的應用，還有很長的路要走。傳統上的航測內業是一個復雜的系統工程，而且產品單一，效率極低。隨著計算機技術的不斷發展，全數字攝影測量系統已經很大程度上改善了這些問題，只要在一臺微機上就可以完成航測內業的各個工序，操作簡單，效率高，是攝影測量的佼佼者，這個系統被越來越多的用戶選擇。

[1]張劍清,潘勵,(等).攝影測量學 [M].武漢:武漢大學出版社,2002.21～23.

[2]劉文熙,(等).攝影測量與遙感 [M].北京:中國鐵道出版社,1997.17～18.

P2[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～273～1