基于PixelGrid及ADS100新型航摄仪的1∶2000 DOM生产

黄绘青，汤竞煌，李席锋

（湖南省第三测绘院，湖南 长沙 410007）

基于PixelGrid及ADS100新型航摄仪的1∶2000 DOM生产

黄绘青*，汤竞煌，李席锋

（湖南省第三测绘院，湖南 长沙 410007）

数字正射影像图大规模的制作与应用是基础测绘发展的基本要求，现已为数字城市、不动产登记基础数据建设等提供有力的信息支持和保障。随着航空遥感技术的快速发展，推扫式影像的应用因其优势而发展迅猛，ADS100推扫式大幅面影像数据的生产，减少了人工干预，降低了工作量，提高了生产效率。本文结合湖南省不动产统一登记基础数据建设项目，总结了ADS100推扫式影像正射影像图的生产工艺及质量控制。该方法已经在生产实践中得到了验证，既能够保证产品精度又能够提高生产效率，对推动不动产统一登记基础数据建设具有一定的借鉴意义。

1∶2000；DOM；ADS100；PixelGrid

数字正射影像图简称DOM，是利用数字高程模型对遥感影像经过逐像元进行处理再根据图幅范围剪裁生成的影像数据。数字正射影像图广泛应用于土地管理、城市建设与规划、林业、农牧业、旅游、环境保护、水文、水资源等行业；是数字影像库、城市三维、立体景观地图、虚拟现实等很多测绘新产品的基础数据。现阶段生成DOM的方式有多种：单片微分纠正、全数字摄影测量系统等。

随着航空遥感技术的快速发展，推扫式影像的应用日趋广泛。徕卡公司2013年推出的ADS100是最新一代数字航空摄影测量系统，与其它传感器相比，ADS100高精度的初始外方位元素大幅度减少了外业控制测量的工作量，提高了生产效率。0.8的基高比明显提高了测图作业中的高程精度，满足了大比例尺测图相关规范的规定。PixelGrid系统是中国测绘科学研究院研制的一款类似“像素工厂”的新一代多源遥感数据一体化高效能处理系统，能够全面实现对多种高分辨率卫星影像和航空影像的摄影测量处理，其性能大大优于常规的数字摄影工作站，为快速处理海量数据提供了解决方法。

结合湖南省不动产统一登记基础数据建设项目生产要求与实战经验，本文阐述了基于PixelGrid摄影测量系统对ADS100推扫式影像的1∶2000 DOM生产过程及质量保证方法，摸索出适合该航摄系统的1∶2000 DOM作业模式，该方法已经在生产实践中得到了验证，它既能够保证产品精度又能够提高生产效率。

1 测区概况

测区范围涉及湖南省浏阳市东北部区域，主要地形为丘陵和山地。影像数据源为2015年获取的ADS100航空推扫式数据，测区面积约1700 km2，覆盖航线19条，航摄方向为南北向，L1级数据约1.5 TB，项目任务为根据《湖南省不动产统一登记基础数据建设技术规定》要求，生产航摄范围内分辨率为0.2 m的1∶2000数字正射影像图。

图1 任务区航线结合图Fig.1 Map of task area air route

2 基于ADS100推扫式影像的DOM生产工艺

湖南省不动产统一登记基础数据建设项目DOM生产以ADS100 L1级数据为数据源，主要包括空三加密、DEM制作、正射纠正、镶嵌、匀光匀色、分幅等流程，按照《湖南省不动产统一登记基础数据建设技术规定》生产标准分幅的1∶2000数字正射影像图，主要流程如图2所示。

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

2.1 资料准备

需要准备的资料包括原始数据，控制成果，航线结合表等。原始数据为包括sup、odf、cam、tif格式影像的L1级数据。控制成果包括控制点点之记，控制点坐标文件等。航线结合表包括航线索引图，飞行方向，飞行架次等。

2.2 ADS100空三加密

2.2.1 加密工程建立

对原始航摄影像资料及像控资料进行整理分析，在PixelGrid软件的三线阵模块建立加密工程，加载航带数据，设置工程目录、坐标系统、控制点文件等参数。如图3所示。

2.2.2 数据预处理

为了便于数据组织和管理，提高数据后处理效率以及精度，通过PixelGrid三线阵模块对tif格式的影像进行影像格式转换、种子点人工量测和匹配格网数据生成等。种子点量测是在整个测区的每条航带内选择几个人工初始点，增加各航带三个视角的匹配精度。每条航带都需要量测种子点且不能太靠近边缘，地形起伏比较大的地方也可多添加几个点，每条航带最少添加3个点。

2.2.3 影像区域网平差

区域网平差计算，调整或者删除残差大的点，计算至单位权中误差小于1/2个像素。平差结果可打开文本文件进行查看和数据统计，也可以通过图示更直观、方便的显示平差结果。

2.3 数字高程模型匹配及编辑

PixelGrid系统采用基于多基线、多重匹配特征的技术，首先自动提取和生成单航带的DEM，然后拼接生成整个测区的DEM。但由于现实地物的复杂性，如阴影的存在、水体影像纹理的随意性、树木纹理的单调性以及人工地物的影响，在实际生产过程中虽然能实现较大程度的自动匹配，但还是离不开人工交互干预。

软件提供了较丰富的编辑工具，针对不同的地形、数据情况进行处理。在DSM成果基础上，使用房屋过滤、三角网内插等工具，对建筑物和道路等主要地物进行处理，确保所有DEM格网点紧贴地面，能真实反映地面地形起伏情况。

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

图4 房屋过滤前后对比Fig.4 Comparison before and after house fltering

2.4 影像正射纠正

基于空三加密成果和2.2中制作的DEM数据，在PixelGrid软件的三线阵模块中设置正射影像的地面分辨率、数据输出路径，对原始影像逐航带进行正射纠正，纠正的DOM数据按照分块大小进行存储。

2.5 影像镶嵌匀色

正射纠正后，对每个航带影像进行匀色处理，使各航带影像色彩、亮度及对比度大致一致。在DOM制作软件中，自动生成镶嵌线，并对镶嵌线进行编辑和调整，镶嵌线尽量避开大型建筑物和影像差异较大的地方，不穿越房屋等地物。在城区高楼密集的区域，相邻航带间镶嵌时难以绕开房屋，拼接后影像存在房屋交叉现象，此时选取其中一条航带的影像作为补充，以弥补航带间影像拼接出现的房屋交叉现象。

3 精度评估

3.1 空三精度评估

按照《湖南省不动产统一登记基础数据建设技术规定》，空三测量精度要求如表（1）。

以任务区为例，主要地形为丘陵和山地，控制点及检查点残差均满足要求，控制点及检查点残差如表（2）和表（3）所示。

表1 基本定向点残差、检查点误差及公共点较差最大限值Table 1 maximum limit of basic orientation points residual error，checkpoint error and public point　　单位：m

表2 空三加密控制点残差分布表Table 2 Distribution of Aerial triangulation control points residual error 　　单位：m

表3 空三加密检查点残差分布表Table 3 Distribution of Aerial triangulation check points residual error　　单位：m

3.2 DOM精度评估

为了检测DOM几何精度，采用外业实地布点、与大比例尺数据叠加检查相结合的方法进行精度评估，该测区基于ADS100生产的DOM几何精度均符合技术规定。设计书对于使用ADS100推扫式影像制作DOM成果的精度要求是平面位置中误差，平地、丘陵地区为实地±1.2 m，山地、高山地区为实地±1.6 m，最大误差应不超过中误差的2倍。

4 影像后期处理

对影像模糊、错位、扭曲、变形、漏洞等问题及现象，查找和分析原因，逐一处理；对模糊、失真、色调不均衡的地方逐块进行精细编辑，拉花情况较为严重的地方，检查修改对应区域的DEM，因DEM原因造成的需要重新进行单片正射纠正，从而达到设计和标准的要求。

5 结束语

本文结合湖南省不动产统一登记基础数据建设具体生产任务，基于PixelGrid摄影测量系统，通过对测区ADS100推扫式影像数据生产试验，顺利完成1∶2000 DOM生产，通过外业实地检测和对成图结果精度的统计分析表明，运用PixelGrid对ADS100推扫式影像处理生产1∶2000 DOM是可行的，既能够保证产品精度又能够提高生产效率。

图5 数字正射影像成果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

*第一作者简介 黄绘青，男，1970年生，工程师，主要从事测绘地理信息技术研究工作。E-mail:168490806@qq.com

2016-4-21；改回日期：2016-5-10。