VirtuoZo下正射影像图制作与精度控制研究

■赵俨

（辽宁省基础测绘院辽宁锦州121000）

VirtuoZo下正射影像图制作与精度控制研究

■赵俨

（辽宁省基础测绘院辽宁锦州121000）

随着计算机以及数字图像处理相关学科的发展，数字摄影测量的优势已经远远的超过了传统摄影测量，。VirtuoZo是以影响匹配技术为核心，系统功能强大、先进综合的空间地理数据通用生产平台，它是通过外方位元素对航片进行定向，减少了外业控制点的测量，大大提高了效率，生成正射影像的精度也有所提高。本文对VirtuoZo通过对航片进行自动定向、影像结果匹配、核线重采样，生成数字地面高程模型，最终生成正射影像并进行图廓修饰，等进行讲解，并对正射影像质量分析后总结，给出解决的方法。

VirtuoZo 正射影像 数字摄影测量 模型定向 DEM精度控制

随着计算机技术以及其应用的发展和数字图像处理、模式识别、人工智能、专家系统以及计算机视觉等学科的不断发展，数字摄影测量的内涵已远远超过了传统摄影测量的范围。数字摄影测量的产品是数字形式的，而正射影像就是数字摄影测量的典型产物。

1　全数字摄影测量系统的简介

VirtuoZo全数字摄影测量系统，是由武汉大学研究开发的数字摄影测量工作站，是一个以世界领先的影像匹配技术为核心、系统功能强大、先进综合的空间地理数据通用生产平台,它可处理航空影像、高分辨率的IKONOS、QuiekB影像、SPOTS卫星影像和航空数码影像，不仅是制作各种比例尺的4D测绘产品的强有力的工具，也为虚拟现实和GIS提供了基础数据，是3S集成、三维景观和城市建模等最强有力的操作平台[3]。

2　数字正射影像的基本信息

2.1数字正射影像的发展历程

数字正射影像图（DOM）是一种新的图种，它是可以量测的真实影像，其用途越来越广泛。1979年Konecny提出了数字微分纠正概念，即根据相关的参数与数字地面模型，利用相应的构像公式，或按一定的数学模型用控制点解算，从原始的非正射投影数字影像获得正射影像，因为这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行的，且使用的是数学的方式，故叫做数字微分纠正。

2.2数字正射影像的制作技术

数字正射影像的制作根据不同的设备和数据资料会有不同的技术要求。数字正射影像图制作的主要技术方法：采用航空像片或高分辨率卫星遥感图像数据等。主要利用：VintuoZo系统数字摄影测量工作站。

3　数字正射影像图的制作

3.1资料准备

应提供相机主点理论坐标：X0,Y0。相机焦距：f。框标距或框标点坐标。控制资料：（1）外业控制点成果。如果是全野外布点，还应有外业控制片。（2）内业加密成果。并制作成相应格式的控制点文件，航片扫描数据：需要符合VirtuoZo图像格式及成图要求扫描分辨率的扫描数据。VirtuoZo接受多种图像格式，最后转换成VirtuoZo识别的*.vz数据格式。

3.2参数设置

VirtuoZo系统的参数较多，需在参数界面上逐一设置。需要设置的参数有测区参数、模型参数、影像参数、相机参数、控制点参数（Ground Points）、地面高程模型参数、正射影像参数等。

3.3生成核线影像

生成核线影像（Generation ofEpipolar Image），是将原始数字影像重新按核线方向，逐条核线进行排列，形成按核线排列的立体影像，其目的就是为了方便1维影像的匹配。一般情况下，数字影像的扫描行与核线不重合，为了获取核线上点的灰度序列，必须根据原始影像灰度值进行内差，即所谓沿核线进行影像灰度重采样。

3.4影像匹配结果编辑的方法

（1）平滑算法：选择编辑区域，选择合适的平滑程度：轻度、中度、和重度，对选中区域进行平滑；

（2）拟合算法：与树木的情况相似，等高线也常常像小山包一样覆盖在建筑上。选择该区域，然后用平面拟合算法消除“小山包”；

（3）置平：将选中的区域置为平面，平面高程为各点高程的平均值；匹配编辑就要是消除房屋上、树上等不该有的等高线，再对水系进行一些定值置平；

（4）定值平面：将选中的区域拟合为给定高程的水平面；采用定值置平的方法，极大地提高了这部分地区的工作效率。

（5）匹配点内插：上下内插、左右内插，所选编辑区域周围的匹配点质量好时，选择该内插方法，区域内的匹配点按所选方向进行差值计算；

（6）量测点内插：区域周围的匹配点质量不理想时，选择该内插方法；

（7）三角内插：在三角形区域内，利用量测点内插选择三角形区域时的节点应切准地面；

3.5单模型DEM的生成

在完成绝对定向和匹配编辑后，根据编辑后的影像匹配结果（视差数据）、定向结果参数及给定用于建立数字地面高程模型的参数等，利用移动曲面拟合法，自动内插规则格网的数字地面高程模型。在生成单个数字高程模型后，再将单个模型的DEM拼接起来，建立图幅DEM，也可采用多模型的批处理方式进行。

4　数字正射影像图的精度分析

（1）DOM的精度:如镶嵌误差的大小可利用已有数字资料如数字线化图（DLG），将正射影像套合在DLG上，量取若干同名点之间的差值，并统计中误差。对于超限区域，应该重新检查DEM和相对定向。（2）DOM影像质量:如清晰度、完整性、准确性和及时性等，清晰度可通过目视检查影像是否清晰易读、反差是否适中、色调是否均匀一致、纹理是否清楚，对于彩色影像，目视检查影像色彩是否鲜明有真实感，影像上不能有因作业过程中失误而造成的肉眼可见的重影。（3）影像质量的控制:图像去噪声、辐射校正等图像预处理、正射纠正形变、像对无缝镶嵌、图幅接边、色彩匀衡或补偿、高层建筑体处理等方面，其质量控制表现为：经微分纠正后DOM不能出现变形、拉伸现像。图幅影像镶嵌时，周围接边图影像应一致，不能只顾及本图幅。

5　结束语

VirtuoZo这一个软件是一个很有前景的制图软件，就目前中国只有适普公司有这个软件来看，全数字摄影测量系统在实际生活的应用，还有很长的路要走。传统上的航测内业是一个复杂的系统工程，而且产品单一，效率极低。随着计算机技术的不断发展，全数字摄影测量系统已经很大程度上改善了这些问题，只要在一台微机上就可以完成航测内业的各个工序，操作简单，效率高，是摄影测量的佼佼者，这个系统被越来越多的用户选择。

[1]张剑清,潘励,(等).摄影测量学 [M].武汉:武汉大学出版社,2002.21～23.

[2]刘文熙,(等).摄影测量与遥感 [M].北京:中国铁道出版社,1997.17～18.

P2[文献码]B

1000～405X（2016）～4～273～1