數字正射影像圖( Map,DOM)是以航攝影片或遙感影像為基礎,經掃描處理并經逐像元進行輻射改正、微分糾正和鑲嵌,按地形圖范圍裁剪成的影像數據,并將地形要素的信息以符號、線畫、注記、公里格網、圖廓(內/外)整飾等形式填加到該影像平面上,形成以柵格數據形式存儲的影像數據庫。它具有地行圖的幾何精度和影像特征。
數字正射影像圖和通常我們所接觸的地圖不一樣,不存在變形,它是地面上的信息在影像圖上真實客觀的反映,但是所包含的信息遠比普通地形圖豐富,而且其可讀性更強。DOM同時具有地圖幾何精度和影像特征,精度高、信息豐富、直觀真實、制作周期短。它可作為背景控制信息,評價其它數據的精度、現實性和完整性,也可從中提取自然資源和社會經濟發展信息,為防災治害和公共設施建設規劃等應用提供可靠依據。數字正射影像圖的制作原理是依據其特點應用專業的地理信息遙感軟件對原始感遙影像經過輻射校正、幾何校正后,消除各種畸變和位移誤差而最終得到具有包含地理信息和各種專題的衛星遙感數字正射影像地圖。DOM具有一定幾何精度的影像。影像植被信息齊全飽滿,整體色調清晰均勻,反差適中。
1.數字正射影像圖的制作原理
制作數字正射影像圖通常使用基于DEM的糾正方法基于DEM的糾正又分為兩種方法:其一是單片糾正;其二是全數字攝影測量方法。如果某個測區已經有DEM數據。即可以使用單片糾正的方法。但就目前來看。DEM還沒有覆蓋大部分區域,因此很多生產單位都使用全數字攝影測量方法。全數字攝影測量方法利用全數字攝影測量系統,首先根據影像紋理配成立體像對,生成數字高程模型,然后對每一個像元根據其高程進行數字微分糾正,生成正射影像圖。使用這種方法能保證成果的質量,但它的成圖周期相對較長,對作業員的綜合素質要求比較高。作業員應該對全數字攝影測量系統比較熟悉.而且應該了解計算機圖形圖像處理方面的知識。
1.1正射影像圖的制作原理
可以使用全數字攝影測量系統制作各種比例尺的數字正射影像圖,基本原理是進行數字微分糾正。根據有關的參數和數字地面模型(DTM),利用相應的構像方程式,或按一定的數學模型用控制點解算,從原始的非正射投影的數字影像獲取正射影像,這種過程是將影像化為很多微小的區域逐一進行,且使用的是數字方式處理,稱為數字微分糾正。具體原理如下:
1.1.1 計算地面坐標
設正射影像上任意一點(像素中心)P的坐標P(X′,Y′),由正射影像左下角圖廓點坐標(X0,)與正射影像比例尺分母M,計算P點對應的地面坐標(X,Y):
X=X0+M*X′, =I*△Y=Y0+M*Y′, =J*△
1.1.2 計算像點坐標
應用反解公式計算原始圖像上相應的像點坐標p(x,y),在航空攝影測量情況下,反解公式即為共線方程:
式中,Z是P點高程,由DEM內插求得。應該注意的是,得到的像點坐標p(x,Y)應該再轉換成像元素坐標或掃描坐標(I,J)。
式中,L1.....L11為定向變換參數。
1.1.3灰度內插
由于所得的像點坐標不一定落在像元中心,為此必須進行灰度內插,一般可采用雙線性內插,求得像點P的灰度值g(x,y)。
1.1.4 灰度賦值
最后將像點P的灰度值G(X,Y)賦給糾正后像元素P,即G(X,Y)=g(x,y)。
依次對每個糾正像素完成上述運算,即能獲得糾正的數字圖像。數字糾正從原理上來說,是屬于點元素糾正,但在實際的軟件系統中,均是以“面元素”作為糾正單元的利用地形圖對tm遙感影像進行幾何精校正的方法研究,一般以正方形作為糾正單元。利用反算公式計算該單元4個“角點”的像點坐標,再沿X 和Y方向,在“面元素”內線性內插求得糾正單元的坐標,求得像點坐標后,再內插其灰度。其實質仍為線元素糾正。
1.2制作數字正射影像圖還需要解決的一些技術問題
1.2.1參數設定
影像掃描分辨率、成圖分辨率、出片分辨率、DEM格網間隔、匹配參數等。
1.2.2 DEM的生成
根據影像紋理,計算機自動生成一定密度的數字高程模型,但為了保證精度,必須在立體下進行粗差檢測和接邊檢測,以達到所需的精度要求。
1.2.3由DEM生成等高線
其等高線數據量過大.必須編程解決數據壓縮問題。
1.2.4在中利用ADS編程生成圖廓、注記等,以用于影像的迭合。
1.2.5矢量圖數據導出,與影像的迭合。
1.2.6解決較大測區生產時,影像地圖的拼接邊問題,包括幾何接邊與影像灰度接邊。
1.3數字正射影像圖的技術流程
1.3.1 正射影像的生成
生成正射影像所需要的DEM,一般可以通過編輯視差曲線來得到。由于DEM質量的好壞直接影響到生成的正射影像的質量,所以DEM要盡量的精確。
首先進行的是匹配前預處理。攝影測量工作站用于自動影像匹配前的預處理,主要是針對某些匹配比較困難的地區所作的一些處理。例如:山脊、溝谷,被黑影遮蓋地區、大片居民區、水域等,還有一些影像質量較差、色彩或灰度不一致的影像等,這些地方匹配結果可能不好,在影像匹配之前作預處理,以獲得更好的匹配結果,從而可減少匹配編輯的大量工作,可大大提高效率。預處理的主要方法,就是在立體模型上針對這些地區,測出一些特征點、線、面。如果想要得到更好的匹配結果和精度,還可以引入測圖數據*.XYZ。預處理結束后,就可以進行影像匹配以及對匹配結果進行編輯。當自動匹配工作完成后,應利用攝影測量工作站中的模塊對各個立體模型的自動匹配結果進行立體編輯。編輯程序提供了在立體模型中顯示視差斷面或等視差曲線以及系統認為是不可靠的點,以便發現粗差進行編輯。交互式機助編輯包括點、線、面等方式的立體編輯。對于生成模型的DEM,可有兩種處理方式:
i在單個模型DEM的基礎上進行拼接:首先建立每個模型的DEM。再將這些模型的DEM拼接起來,建立圖幅(或區域)的DEM。
ii直接自動生成大范圍(含多個立體模型)的DEM。輸入DEM的坐標范圍(通常是圖廓范圍)及覆蓋該DEM范圍的全部立體模型(已作過匹配處理及必要的編輯),然后選擇生成DEM,系統將自動建立各模型對應的DEM并將其自動拼接成用戶所需的DEM。拼接后要求片與片之間的接邊誤差滿足規范要求,無明顯拼接縫。
3.數字正射影像圖的應用
數字正射影像技術利用了計算機圖像處理以及計算機視覺、模式識別等先進技術利用地形圖對tm遙感影像進行幾何精校正的方法研究,淘汰了傳統光學機械制作模擬正射影像圖的方式。數字正射影像技術通過高精度的圖像掃描儀將航空攝影像片掃描輸入計算機,以像元為基礎把每張航空攝影像片數據糾正到數字地面模型上,消除航攝像片傾斜誤差和地形起伏引起的投影差,再經過鑲嵌、切割,從而直接得到一種全新的數字測繪產品――數字正射影像圖( Map)。數字正射影像是一種新型數字測繪產品,有著廣闊應用前景的基礎地理信息數據,通過逼真的影像、豐富的色彩客觀反映地表現狀,與線劃圖相比具有地面信息豐富,地物直觀,工作效率高、成圖周期短的特點。同時數字正射影像圖的數據也便于應用。它不僅可用于對數字線劃地圖數據的更新,提高數據的現勢性。加快地形圖的更新速度,也可作為背景圖直接應用于城市各種地理信息系統;也可以與線劃圖、文字注記進行疊加形成影像地圖,豐富地圖的形式,增加地圖的信息量,應用于城市規劃、土地管理、環境分析、綠地調查、地籍測量等方面;利用數字正射影像與數字地面模型或者建筑結構模型可建立三維立體景觀圖,豐富城市管理、規劃的手段與方法。返回搜狐,查看更多