浅析DOM制作方法与应用研究

■陈鑫矗

（辽宁省地理信息院 辽宁沈阳110034）

浅析DOM制作方法与应用研究

■陈鑫矗

（辽宁省地理信息院 辽宁沈阳110034）

采用航空摄影手段在数字摄影测量系统平台上用全数字化和自动化方法快速生成DEM，数字正射影像（DOM），并从正射影像上自动或人机交互式地提取各种专题信息，然后将这些结果直接送入GIS数据库，以实现GIS数据库的建立和更新，这将是未来测绘行业的发展方向。本文阐述了生成数字正射影像的原理及制作正射影像的全过程，以及数字正射影像在国民生产及各个领域所发挥的作用。

正射影像图遥感影像数字正射纠正

在通过航空摄影或由卫星传感获取地面影像时，由于摄影瞬间无法保证摄影机的绝对水平，得到的是有一定角度的倾斜的影像，影像各部分的比例尺不一致。另外，摄影机在成像时为中心投影，地形起伏在像片上会引起投影差。我们使用的地图都是正射投影，要使影像具有地图的正射投影的特性，需要对影像进行倾斜纠正和投影差的纠正，经改正消除各种变形后得到的影像称为正射影像，数字正射影像就是经过平面纠正以数字形式进行存储的影像地图。

1　遥感图像的几何纠正

遥感图像几何纠正的目的是改正原始影像的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。它的基本环节有两个，一是象素坐标变换；二是象素亮度重采样。数字图像纠正的处理过程：（1）准备工作。包括图像数据、地图资料、大地测量成果、航天器轨道参数和传感器参数收集分析以及所需控制点的选择和测量等。（2）原始图像输入。若是卫星图像数据，可按规定的格式用专门的程序读入计算机；若是硬拷贝透明像片，则要利用数字化扫描装置按选定取样间隔对影像数字化扫描后，输入计算机系统。（3）纠正变换函数的建立。纠正变换函数用以建立影像坐标和地面（或地图）坐标间的数字关系，即输入影像和输出影像间的坐标变换关系。根据所采用数字模型的不同确定不同纠正认识方法，如多项式、共线方程法等。纠正函数中有关的参数，一般可利用控制点数据来求取，也可以利用某些可预测的参数，如卫星轨道参数、传感器姿态参数等来直接构成。（4）纠正后影像的输出。可以利用图像输出装置直接从计算机产生各种形式的输出影像，也可以把数字影像记录在磁介质或刻录到光盘上以供其他用。

图1　数字图像纠正的处理过程

2　 DOM的镶嵌方法

数字正射影像图（DOM）是利用数字高程模型（DEM），利用数字微分纠正技术，改正原始影像的几何变形，而要得到一幅标准图幅DOM地图，需多个像对的正射影像进行拼接镶嵌，所以DOM的质量由镶嵌工艺决定。由于多个影像灰度和摄影角度不同，使接边复杂程度远大于线划图接边。不仅包含地物几何坐标的拼接，同时影像色彩（灰度）的过渡会影响正射影像视觉的整体效果。（1）图像的数字镶嵌。在航空图像的应用中，当测区处于几幅图像的交界处或较大需多幅图像才能覆盖时，需要把覆盖测区的那些图像配准，进而把这些图像镶嵌起来，便于更好地统一处理、翻译、分析和研究。应用计算机进行遥感图像镶嵌改善了镶嵌图像的质量，为后期的图像处理应用创造良好的基础。数字镶嵌就是对若干幅互为邻居的数字图像通过彼此间的几何镶嵌、色调调整、去重叠等数字处理，镶嵌拼接成一幅统一的新图像。（2）自动镶嵌和手工镶嵌。对黑白山区影像作业时，所采用正射影像是经过DEM拼接后数据生成的，从而保证了精度。航向多采用自动方法同时对多像正射影像对进行自动镶嵌，由于地物少，接边时灰度过渡效果好，而其投影差基本改正，所以能在精度要求下高效完成，而旁向拼接时，由于上下航线投影变化大，不进行人工干预，经常会在接边处产生重影、模糊。采用手工拼接方法，精度及影像效果较好。对彩色城区影像工作时，必须全部采用手工拼接，由于城区地物多，且对高大建筑无DEM的改正，因此，其投影差无法消除，而自动拼接时，计算机的拼接线较随意，其过渡值也较大。所以拼接地区重影不能消除，且高大建筑的影像也易受损失。我们的作业方法是：①选择较小的羽化值10-30象素为拼接过渡。②拼接线取近似直线的平滑曲线效果最好，避免取小角度折线。③避闪高大建筑物。④定义作业区时应考虑拼接线的走向，加大选取范围。⑤对无法消除的拼接缺损应用单模型正射影像进行修补。由于未对地物采集DEM数据，也就不对其影像进行纠正，所以地物影像不是正射影像，高楼投影差较大，正射影像orl生成采用最近顶点法，即选取靠近中心的影像，减小投影差，并减少高大建筑物对其它地物遮挡，保存更多地面信息，同时有利于人工拼接线的选取。

3　数字正射影像的应用

数字正射影像是一种新型数字测绘产品，是有着应用前景的基础地理信息数据。（1）它可用于对数字线划地图数据的更新，提高数据的现势性，加快地形的更新速度；（2）它广泛应用于城市规划、土地管理、环境分析、绿地调查、地籍测量等方面，与线划图、文字注记进行叠加形成影像地图，丰富地图的形式，增加地图的信息量；（3）利用数字正射影像与数字地面模型或者建筑结构可建立三维立方体景观图，丰富城市管理、规划的手段与方法。（4）作为背景图直接应用于城市各种地理信息系统。数字影像产品具有获取速度快、信息量多、直观性好的特点，除了为“数字城市”提供城市空间数据外，还是进行天气预报、海洋预报、环境预报、灾害监测、监测资源调查、土地利用、城市规划、作物监测、国土普查、铁路选线、国防等工作的重要助手。正射影像图它不仅用于对数字线划地图数据的更新，提高数据的现势性，加快地图的更新速度，也可作为背景图直接应用于城市各地理信息系统。专业的影像图可为各各不同的领域划带来提取数据的方便。

4　结语

本文研究的重点是正射影像图的制作的整个过程及正射影像在国家建设中的应用，数字正射影像具有传统的影像图和线划图无法比拟的优点，它通过逼真的影像、丰富的色彩客观反映地表现状，与线划图相比具有地面信息丰富，地物直观，工作效率高、成图周期短的特点。影像地图本身具有直观，信息量丰富，可读性强等诸多优点，数字正射影像图作为传统光学影像图的替代和更新产品，不但体现在其制作工艺、制作方式、制作技术和流程上的科学性和先进性，更体现在其产品的多用性和先进性。

[1]李德仁,周月琴,金为铣.摄影测量与遥感概论.测绘出版社.

[2]戴瑜.宁波市1:5000数字正射影像图的制作及应用.WWW.suqreslft.com 2000.07.

[3]刘光.地理信息系统二次开发教程-语言篇 (M).北京:清华大学出版社,2003.1.

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-2-125-1