基于DPGrid的無人機航攝影像DOM生成關鍵技術分析

西安鐵路職業技術學院 秦萌

本文以河南省南陽市鎮平縣某地區為例，對從航攝影像的獲取到數字正射影像的制作整個流程進行研究，重點分析了像控點的布設、航高航線的設計、空三加密以及DOM編輯等關鍵環節。最終生成該區域1∶1000正射影像圖。實驗流程如下：

圖1 實驗流程

1 測區概況

此次實驗測區位于河南省南陽市鎮平縣，北緯32度51分至33度21分，東經111度58分至112度25分。地處亞熱帶向溫帶的過渡地帶，屬于季風大陸濕潤半濕潤氣候，四季分明，陽光充足，雨量充沛。多大風天氣，飛行條件不佳[1]。

2 像控點布設與選取

像控點的數量和精度直接影響航攝影像處理的精度，因此像控點布設和選取應當精確、規范、嚴格[2]。像控點在選取時，應盡量選擇在明顯目標點上，以便于在立體觀察時容易辨認點的正確位置并準確刺點。經過對實驗區的地面目標反復查看并對照像片的影像，經過反復比較選出以下五個符合要求的像控點：9007、9009、9013、9014、9016。

圖2 控制點點位圖

3 空三加密

進行空三加密前，應對外業獲取的影像進行質量檢查，合格后方可進行空中三角測量。將獲取的影像導入并自動匹配連接點，然后導入地面控制點。根據野外實測控制點的點位信息進行刺點，運行平差。

圖3 刺點

在本次實驗中，平差報告如下圖所示，五個控制點的平面點位誤差均符合規范規定。

圖4 平差報告

4 DEM生產

圖5 自動密集匹配結果

空三加密完成后，便可進行密集匹配。自動密集匹配的DEM可能會使等高線落在房屋和樹木上，看起來像個小山包，需進一步處理——DEM編輯。DEM編輯的關鍵是針對不同的地物或地貌選擇合適的編輯參數和方法，從而使DEM點云更好地貼近地面。獨立樹木和獨立房屋一般可采用平滑或內插的方法；缺少紋理的水域可采用野外實測的高程定值平面；房屋密集的居住區可采用量測點內插的方法等等。通過DEM編輯，可以使地物變形和DEM精度過低的問題得到很好的改善。

5 DOM生產

新建模型并正射生產。正射生產完成之后，進入正射拼接界面。新建文件并將上一步生成的全部正射影像添加進來，生成拼接線。通過編輯拼接線功能，用鼠標移動或添加節點的方式進行拼接線編輯，拼接線調整后即可查看拼接效果。在獨立房屋邊緣有變形的地方，可以通過調整拼接線使拼接線兩邊的影像色差及變形減少從而呈現出更加自然的過渡。

DPGrid軟件提供了正射影像編輯功能，可交互式地對正射影像的部分或全部進行PhotoShop處理、DEM重糾、勻光勻色等處理，使正射影像成果達到要求。為了使用DEM重糾影像功能，需要引入當前DPGrid的測區文件，并設置DEM參數。當局部色差過大時，可通過區域勻光勻色調整色差相關系數及亮度相關系數進行勻光勻色，編輯結束可直接預覽效果。

圖6 測區正射影像

正射質檢通過引入控制點進行精度檢測。導入控制點之后，在界面中根據控制點坐標進行匹配。在窗口左側欄控制點列表中，雙擊一個點號標記為的控制點，在界面右上的小窗口中會顯示放大后的控制點點位。在小窗口中，單擊鼠標左鍵調整光標十字絲中心，使光標十字絲的中心與實地位置相符，在當前列表中會顯示控制點的點位誤差。

表 正射質檢報告 單位：m

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均方根誤差是用來衡量實測值與真值的偏差地，能夠較好地反映測量結果的精密度。其計算公式為表示測量次數，di表示實測值與真實值的差值。因此，均方根誤差的計算式也可表示為此 次 試 驗中，均方根誤差DXRe=0.116,DYRe=0.162,DXYRe=0.199。符合規范要求。

以河南省南陽市鎮平縣某一區域的無人機低空航攝影像1:1000數字正射影像生成為例，詳細介紹了通過DPGrid軟件處理無人機低空航攝影像從而生成DOM的全過程。并對DOM生產過程中的容易出現問題的關鍵技術點做了分析研究，提出關鍵技術問題的改善方法。最終完成測區范圍數字正射影像的生產。