基于PixelGrid及ADS100新型航攝儀的1∶2000 DOM生產

黃繪青，湯競煌，李席鋒

（湖南省第三測繪院，湖南 長沙 410007）

基于PixelGrid及ADS100新型航攝儀的1∶2000 DOM生產

黃繪青*，湯競煌，李席鋒

（湖南省第三測繪院，湖南 長沙 410007）

數字正射影像圖大規模的制作與應用是基礎測繪發展的基本要求，現已為數字城市、不動產登記基礎數據建設等提供有力的信息支持和保障。隨著航空遙感技術的快速發展，推掃式影像的應用因其優勢而發展迅猛，ADS100推掃式大幅面影像數據的生產，減少了人工干預，降低了工作量，提高了生產效率。本文結合湖南省不動產統一登記基礎數據建設項目，總結了ADS100推掃式影像正射影像圖的生產工藝及質量控制。該方法已經在生產實踐中得到了驗證，既能夠保證產品精度又能夠提高生產效率，對推動不動產統一登記基礎數據建設具有一定的借鑒意義。

1∶2000；DOM；ADS100；PixelGrid

數字正射影像圖簡稱DOM，是利用數字高程模型對遙感影像經過逐像元進行處理再根據圖幅范圍剪裁生成的影像數據。數字正射影像圖廣泛應用于土地管理、城市建設與規劃、林業、農牧業、旅游、環境保護、水文、水資源等行業；是數字影像庫、城市三維、立體景觀地圖、虛擬現實等很多測繪新產品的基礎數據?，F階段生成DOM的方式有多種：單片微分糾正、全數字攝影測量系統等。

隨著航空遙感技術的快速發展，推掃式影像的應用日趨廣泛。徠卡公司2013年推出的ADS100是最新一代數字航空攝影測量系統，與其它傳感器相比，ADS100高精度的初始外方位元素大幅度減少了外業控制測量的工作量，提高了生產效率。0.8的基高比明顯提高了測圖作業中的高程精度，滿足了大比例尺測圖相關規范的規定。PixelGrid系統是中國測繪科學研究院研制的一款類似“像素工廠”的新一代多源遙感數據一體化高效能處理系統，能夠全面實現對多種高分辨率衛星影像和航空影像的攝影測量處理，其性能大大優于常規的數字攝影工作站，為快速處理海量數據提供了解決方法。

結合湖南省不動產統一登記基礎數據建設項目生產要求與實戰經驗，本文闡述了基于PixelGrid攝影測量系統對ADS100推掃式影像的1∶2000 DOM生產過程及質量保證方法，摸索出適合該航攝系統的1∶2000 DOM作業模式，該方法已經在生產實踐中得到了驗證，它既能夠保證產品精度又能夠提高生產效率。

1 測區概況

測區范圍涉及湖南省瀏陽市東北部區域，主要地形為丘陵和山地。影像數據源為2015年獲取的ADS100航空推掃式數據，測區面積約1700 km2，覆蓋航線19條，航攝方向為南北向，L1級數據約1.5 TB，項目任務為根據《湖南省不動產統一登記基礎數據建設技術規定》要求，生產航攝范圍內分辨率為0.2 m的1∶2000數字正射影像圖。

圖1 任務區航線結合圖Fig.1 Map of task area air route

2 基于ADS100推掃式影像的DOM生產工藝

湖南省不動產統一登記基礎數據建設項目DOM生產以ADS100 L1級數據為數據源，主要包括空三加密、DEM制作、正射糾正、鑲嵌、勻光勻色、分幅等流程，按照《湖南省不動產統一登記基礎數據建設技術規定》生產標準分幅的1∶2000數字正射影像圖，主要流程如圖2所示。

圖2 ADS100制作正射影像流程圖Fig.2 The workfow of DOM production based on ADS100

2.1 資料準備

需要準備的資料包括原始數據，控制成果，航線結合表等。原始數據為包括sup、odf、cam、tif格式影像的L1級數據?？刂瞥晒刂泣c點之記，控制點坐標文件等。航線結合表包括航線索引圖，飛行方向，飛行架次等。

2.2 ADS100空三加密

2.2.1 加密工程建立

對原始航攝影像資料及像控資料進行整理分析，在PixelGrid軟件的三線陣模塊建立加密工程，加載航帶數據，設置工程目錄、坐標系統、控制點文件等參數。如圖3所示。

2.2.2 數據預處理

為了便于數據組織和管理，提高數據后處理效率以及精度，通過PixelGrid三線陣模塊對tif格式的影像進行影像格式轉換、種子點人工量測和匹配格網數據生成等。種子點量測是在整個測區的每條航帶內選擇幾個人工初始點，增加各航帶三個視角的匹配精度。每條航帶都需要量測種子點且不能太靠近邊緣，地形起伏比較大的地方也可多添加幾個點，每條航帶最少添加3個點。

2.2.3 影像區域網平差

區域網平差計算，調整或者刪除殘差大的點，計算至單位權中誤差小于1/2個像素。平差結果可打開文本文件進行查看和數據統計，也可以通過圖示更直觀、方便的顯示平差結果。

2.3 數字高程模型匹配及編輯

PixelGrid系統采用基于多基線、多重匹配特征的技術，首先自動提取和生成單航帶的DEM，然后拼接生成整個測區的DEM。但由于現實地物的復雜性，如陰影的存在、水體影像紋理的隨意性、樹木紋理的單調性以及人工地物的影響，在實際生產過程中雖然能實現較大程度的自動匹配，但還是離不開人工交互干預。

軟件提供了較豐富的編輯工具，針對不同的地形、數據情況進行處理。在DSM成果基礎上，使用房屋過濾、三角網內插等工具，對建筑物和道路等主要地物進行處理，確保所有DEM格網點緊貼地面，能真實反映地面地形起伏情況。

圖3 ADS100空三加密界面Fig.3 Aerial triangulation interface of ADS100

圖4 房屋過濾前后對比Fig.4 Comparison before and after house fltering

2.4 影像正射糾正

基于空三加密成果和2.2中制作的DEM數據，在PixelGrid軟件的三線陣模塊中設置正射影像的地面分辨率、數據輸出路徑，對原始影像逐航帶進行正射糾正，糾正的DOM數據按照分塊大小進行存儲。

2.5 影像鑲嵌勻色

正射糾正后，對每個航帶影像進行勻色處理，使各航帶影像色彩、亮度及對比度大致一致。在DOM制作軟件中，自動生成鑲嵌線，并對鑲嵌線進行編輯和調整，鑲嵌線盡量避開大型建筑物和影像差異較大的地方，不穿越房屋等地物。在城區高樓密集的區域，相鄰航帶間鑲嵌時難以繞開房屋，拼接后影像存在房屋交叉現象，此時選取其中一條航帶的影像作為補充，以彌補航帶間影像拼接出現的房屋交叉現象。

3 精度評估

3.1 空三精度評估

按照《湖南省不動產統一登記基礎數據建設技術規定》，空三測量精度要求如表（1）。

以任務區為例，主要地形為丘陵和山地，控制點及檢查點殘差均滿足要求，控制點及檢查點殘差如表（2）和表（3）所示。

表1 基本定向點殘差、檢查點誤差及公共點較差最大限值Table 1 maximum limit of basic orientation points residual error，checkpoint error and public point　　單位：m

表2 空三加密控制點殘差分布表Table 2 Distribution of Aerial triangulation control points residual error 　　單位：m

表3 空三加密檢查點殘差分布表Table 3 Distribution of Aerial triangulation check points residual error　　單位：m

3.2 DOM精度評估

為了檢測DOM幾何精度，采用外業實地布點、與大比例尺數據疊加檢查相結合的方法進行精度評估，該測區基于ADS100生產的DOM幾何精度均符合技術規定。設計書對于使用ADS100推掃式影像制作DOM成果的精度要求是平面位置中誤差，平地、丘陵地區為實地±1.2 m，山地、高山地區為實地±1.6 m，最大誤差應不超過中誤差的2倍。

4 影像后期處理

對影像模糊、錯位、扭曲、變形、漏洞等問題及現象，查找和分析原因，逐一處理；對模糊、失真、色調不均衡的地方逐塊進行精細編輯，拉花情況較為嚴重的地方，檢查修改對應區域的DEM，因DEM原因造成的需要重新進行單片正射糾正，從而達到設計和標準的要求。

5 結束語

本文結合湖南省不動產統一登記基礎數據建設具體生產任務，基于PixelGrid攝影測量系統，通過對測區ADS100推掃式影像數據生產試驗，順利完成1∶2000 DOM生產，通過外業實地檢測和對成圖結果精度的統計分析表明，運用PixelGrid對ADS100推掃式影像處理生產1∶2000 DOM是可行的，既能夠保證產品精度又能夠提高生產效率。

圖5 數字正射影像成果Fig.5 Digital Orthophoto Map

/reference

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DOM Production of 1: 2000 Scale Based on Pixel Grid and ADS100 Push Broom Image

Huang Huiqing，Tang Jinghuang，Li Xifeng
（The Third Institute of Surveying and Mapping of Hunan，Changsha Hunan 410007）

Mass production and application of DOM is the inevitable requirement of basic surveying and mapping development.DOM has provide strong supporting and guarantee for digital city construction，major engineering construction，construction of real estate registration.With the rapid development of airborne remote sensing technology，the development of the push broom Image become more and more highlights.There are some advantages in the process of producing DOM based on ADS100 push broom Image .It reduces the human intervention，improves the production effciency，and reduces the workload.Combined with the projects of Real estate registration of Hunan province，we summarized the process of DOM Production of 1∶ 2000 scale based on ADS100 push broom image，and quality control methods.This method has been verifed in practical production，which can ensure product accuracy and can improve production effciency.It is of signifcant for promoting basic data construction of real estate registration.

1∶2000； DOM； ADS100； PixelGrid

P208

A

1672-5603（2016）02-073-6

*第一作者簡介 黃繪青，男，1970年生，工程師，主要從事測繪地理信息技術研究工作。E-mail:168490806@qq.com

2016-4-21；改回日期：2016-5-10。