桂林市数字正射影像图生产工艺流程及质量控制

方 辉
（桂林市测绘研究院 广西桂林 541002）

【摘　要】　结合桂林市数字正射影像图生产实践，介绍了数字正射影像图的生产工艺流程及质量控制方法，着重介绍了影像处理技巧。
【关键字】　数字正射影像 影像处理 质量控制

　　1 项目概况
　　2003年，桂林市测绘研究院实施了真彩色航空摄影测量航拍工程，测区位于北纬25°02′-25°26′，东经110°09′-110°27′之间，北起灵川县三街，南至雁山区大埠，东起灵川县大圩秦岸，西至临桂县蔡塘，总面积为561平方千米。测区呈南北走向的多阶梯状闭合面（南北长44千米，东西长28千米），航摄任务由广东省通用航空公司执行，采用主焦距为151.6mm的RC-10航摄仪于2003年1月4日、1月11日、1月12日分三次航拍完成。摄区中的北区（东西航向6条航线）、南区（南北飞7条航线）、东区（南北飞2条航线）航摄比例尺约为1：8000，摄区中部（桂林市中心）为重点目标，东西航向22条航线，比例尺约为1：6000。工程提供了六卷航拍胶卷，1099张彩色正片。
　　测区的航外测量采用GPS技术施测航外像控点，这也是在桂林市首次采用GPS技术进行的航外控制测量。像控点的高程也采用GPS高程拟合技术求得。航外测量于2003年7-8月完成，内业工作从2003年9月开始，2004年3月陆续向全社会提供桂林市市区真彩色正射影像图（DOM），整项工程至2006年9月数据生产基本结束。
　　2 资料情况分析
　　航摄质量：本摄区飞行质量合格，航线的直线性较好，航高差符合要求，航向重叠和旁向重叠未发现绝对漏洞和相对漏洞，但普遍存在重叠度过大的情况（航向重叠一般在65%—80%；旁向重叠一般在35—55%）增加内外业的布点量。
　　影像质量：由于航摄仪焦距、摄影材料和航拍当天的垂直能见度等因素综合影响，普遍存在航片边缘的投影差和色彩还原失真变差的现象，影响边缘部分的外业判读和整个影像挂图的色彩还原，应尽可能使用照片中心的部分以克服影像质量先天不足。
　　扫描数字影像：扫描彩色航摄负片，扫描分辨率为25μm，数据格式为TIFF； 彩色航摄负片转灰度影像，TIFF格式，分辨率为25μm。
　　3 作业依据
　　3.1 GB/7930-87《1:500，1:1000，1:2000地形图航空摄影测量内业规范》，简称《内业规范》。
　　3.2 GB/7931-87《1:500，1:1000，1:2000地形图航空摄影测量外业规范》，简称《外业规范》。
　　3.3 GB/15968-1995《遥感影像平面图制作规范》。
　　3.4 GBT/ 7929-1995《1:500，1:1000，1:2000地形图图式》，简称《图式》。
　　3.5 GB/T17798-1999《地球空间数据交换格式》。
　　3.6 GB/T18316—2001 《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》。
　　3.7 CJJ8—99《城市测量规范》。
　　4 数学基础
　　采用高斯－克吕格正形投影，按3°分带，平面坐标系为桂林坐标系，高程为珠江高程系。
　　5 使用的硬件设备及软件
　　5.1 硬件设备：数字摄影测量工作站4台套。
　　5.2 软件：空三加密用aatm、正射影像图制作软件使用Virtuozo ，区域网平差采用PAT-B，图像处理软件使用Photoshop。
　　6 产品规格、数据格式
　　6.1 产品规格
　　数字高程模型DEM格网间距为5米。
　　1:1000数字正射影像图DOM规格为：图幅尺寸50×40cm，地面分辨率（GSD）0.16米，象素数3125×2500 Pixel。1:2000数字正射影像图DOM规格为：图幅尺寸50×40cm，地面分辨率（GSD）0.2米，象素数5000×4000 Pixel。
　　6.2 数据格式
　　各分区空三加密成果为Virtuozo NT系统格式。数字高程模型DEM为文本格式（Virtuozo NT系统格式）。数字正射影像DOM为TIFF格式。
　　7 作业工艺流程
　　7.1 空三加密
　　7.1.1 测区参数：加密分区命名规则为：测区名（Block name）用nn＋测区编号表示，测区编号不足两位首位补0。成图比例尺1：1000，GSD为0.16米，DEM格网间距为5米。成图比例尺1：2000，GSD为0.2米，DEM格网间距为5米。
　　7.1.2 空三加密精度：按《内业规范》1.2执行。
　　7.1.3 空三加密作业：使用Virtuozo AATM组建测区，区域网平差采用PAT-B。按分区进行空三加密，由于彩色航片扫描后数据量大，加密时使用灰度影像。空三加密的目的是为数字立体模型定向提供数据，加密成果的精度直接影响定向的精度。生产中为提高加密成果的精度，应尽量提高每个加密网的模型连接强度。
　　7.2 影像图制作
　　7.2.1 影像匹配编辑：根据地形对模型进行编辑，编辑后需保证等值线贴于地表，之后生成DEM、正射影像。经过人工立体匹配编辑后生成的数字高程模型（DEM）与影像立体模型应一致，DEM的拼接精度应满足《城市测量规范》的要求。
　　7.2.2 正射影像镶嵌：应用Virtuozo Mozaix模块镶嵌影像，镶嵌时镶嵌线应尽可能避开高大建筑物以防高楼变形, 镶嵌时尽可能选用投影差小的影像区域。影象镶嵌要保证色调均匀、色彩自然、相邻影像接边正确，没有错位，色调过渡平滑。
　　7.2.3 分幅裁切：使用Virtuozo图廓整饰模块，像对间拼接应做到无缝拼接。对每个DOM文件参数进行检查，确保每个DOM的属性正确。
　　7.3 影像图影像处理：应用图像处理软件PhotoShop对成图进行处理，要求处理后影像清晰、纹理信息丰富，亮度、反差适中，相邻图幅影像色调应基本一致，色度均值之差应小于15，图面上不得有图像处理留下的缺陷，以保证正射影像图的感官效果。

生产工艺流程图

　　8 质量检查与质量评定标准
　　各工序过程质量按要求进行过程检查，需100%检查。
　　8.1 影像扫描质量：扫描分辨率是否正确；文件命名是否正确；地图影象线划是否清晰。
　　8.2 参数文件：相机参数文件是否正确。
　　8.3 正射影像图平面精度与接边检查：正射影像图平面精度是否符合要求；影像图接边精度是否符合限差要求；相邻图幅影像色调一致性；接边处影象清晰度。
　　8.4 检查和验收：
　　成果实行二级检查、一级验收制度，各工序作业人员必须认真检查，验收由总工办组织实施，对产品实行抽样检查，抽样比例为30%，检查验收方法为上机实查和部分图幅回放检查，具体内容为：
　　8.4.1 检查图幅尺寸，象素数。
　　8.4.2 扫描航片及正射影像图是否清晰，色调是否均匀。
　　8.4.3 正射影像图之间的色调是否协调。
　　8.4.4 数据文件正确性。
　　8.4.5 光盘介质是否完好，数据读取有无异常。
　　8.4.6 编写技术总结和质检报告。
　　9 结语
　　本文结合桂林市数字正射影像图生产实践，介绍了数字正射影像图的生产工艺流程及质量控制方法。目前影像图越来越多地用于城市规划，城市发展宏观分析等领域，希望本文对同行们类似项目有所启发。

【参考文献】
[1] GB/7930-87.1:500，1:1000，1:2000地形图航空摄影测量内业规范
[2] GB/7931-87.1:500，1:1000，1:2000地形图航空摄影测量外业规范
[3] GB/15968-1995.遥感影像平面图制作规范
[4] GBT/ 7929-1995.1:500，1:1000，1:2000地形图图式
[5] GB/T17798-1999.地球空间数据交换格式
[6] GB/T18316—2001.数字测绘产品检查验收规定和质量评定
[7] CJJ8—99.城市测量规范