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數(shù)字正射影像的生產(chǎn)與數(shù)據(jù)管理論文
數(shù)字正射影像(DOM)具有地圖的幾何特征和影像的紋理特征，直觀易讀、信息量豐富、獲取快捷，已經(jīng)成為應(yīng)用越來越廣泛的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)資源。本文主要介紹了基于JX4攝影測量工作站的DOM制作方法，分析了在生產(chǎn)DOM過程中應(yīng)該注意的問題，研究了數(shù)字正射影像圖的質(zhì)量評價(jià)以及海量數(shù)據(jù)的存儲信息管理。
數(shù)字正射影像圖是對航空或航天像片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪成的數(shù)字影像集，它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。正射影像的制作過程:利用像片范圍內(nèi)的數(shù)字高程模型對像片進(jìn)行傾斜改正和投影改正 ,像片重采樣后生成正射影像 ,并將多個單幅影像拼接到一起 ,按規(guī)定的圖幅進(jìn)行裁切 ,進(jìn)行色彩調(diào)整。利用JX4數(shù)字?jǐn)z影測量工作站制作DOM的基本流程如圖1所示。
圖1基于JX-4 DOM的制作流程
1.數(shù)字空三加密
影像掃描必須確定掃描分辨率，掃描分辨率是由成圖比例尺、航測比例尺來計(jì)算。收集外業(yè)控制數(shù)據(jù)，相機(jī)數(shù)據(jù)，使用Geolord-AT平差軟件加密。該空三軟件由數(shù)字影像處理、框標(biāo)量測內(nèi)定向、加密點(diǎn)自動匹配、加密點(diǎn)人工修側(cè)、相對定向模型連接、旁向連接點(diǎn)自動轉(zhuǎn)點(diǎn)、旁向連接點(diǎn)人工修側(cè)、多項(xiàng)式整體平差、光束法整體平差、區(qū)域網(wǎng)接邊、加密成果最終檢定等十幾個模塊組成。
2.DEM的生產(chǎn)
在JX4測圖模式下調(diào)出需要匹配的像對，設(shè)置好參數(shù)對影像進(jìn)行自動匹配。匹配完成后對匹配的點(diǎn)進(jìn)行編輯，保證DEM點(diǎn)切準(zhǔn)地面，能真實(shí)的反映地貌形態(tài)。利用匹配點(diǎn)構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN),再利用TIN內(nèi)插規(guī)則正方形格網(wǎng)DEM，DEM的間隔根據(jù)作業(yè)要求設(shè)置。生成的DEM必須套合到立體模型下進(jìn)行檢查，觀察DEM的點(diǎn)位是否全部切準(zhǔn)地面，如果DEM與地面模型的高程差超過作業(yè)要求中誤差，則需要進(jìn)行修側(cè)和編輯，保證DEM符合精度要求。DEM鑲嵌時要調(diào)入圖幅內(nèi)所有像對的DEM文件，將DEM拼接起來并在屏幕上顯示，目視判斷如果發(fā)現(xiàn)漏洞區(qū)域則應(yīng)該進(jìn)行修側(cè)。
3.DOM的生產(chǎn)
在DEM成果達(dá)到所需精度要求后創(chuàng)建像對正射影像，像元大小根據(jù)成圖比例尺確定。為了保證影像的完整和質(zhì)量，一般情況下左右像片的正射影像都要生成，并將合并后的正射影像作為像對成果進(jìn)行DOM鑲嵌。在DEM的質(zhì)量達(dá)到要求后，DOM在數(shù)學(xué)精度方面是有保證的，主要問題是對影像質(zhì)量的控制。
DOM是根據(jù)DEM，利用數(shù)字微分糾正技術(shù)，改正原始影像的幾何變形。要得到一幅標(biāo)準(zhǔn)圖幅DOM，一般需要多個像對的正射影像進(jìn)行拼接鑲嵌，為保證影像的協(xié)調(diào)性，DOM的鑲嵌之前應(yīng)該調(diào)整每個像對的正射影像，使它們達(dá)到接近一致色調(diào)。鑲嵌之后還應(yīng)該在Photoshop等圖像處理軟件下進(jìn)行灰度、反差、色調(diào)的調(diào)整，對于局部區(qū)域也可使用平滑功能進(jìn)行平滑和濾波，但是必須注意參數(shù)的設(shè)置，以免影響影像的精度和視覺效果。理想的影像數(shù)據(jù)應(yīng)該反差適中、色調(diào)飽滿，灰度在0到255之間，其直方圖呈正態(tài)分布。
在JX4系統(tǒng)中有正射影像的拼接和裁切環(huán)境，要注意的是鑲嵌線的選取，在選取鑲嵌線時應(yīng)注意盡量避開大型建筑物和影像差異較大的地方，一般可選擇河邊、路邊、溝、渠等地方。DOM成果的裁切按照標(biāo)準(zhǔn)圖幅裁切，依內(nèi)圖廓裁切影像數(shù)據(jù)，不作外擴(kuò)，圖內(nèi)不作任何整飾，這樣是為了便于用戶的拼接。
4.DOM的質(zhì)量控制
DOM的接邊精度主要體現(xiàn)在像對間的接邊，圖幅之間通常是由一個像對裁切而成，因此沒有誤差。可在屏幕上目視檢查相鄰像對DOM接邊線兩側(cè)接邊處是否有影像錯位，發(fā)現(xiàn)異常時用量測工具進(jìn)行定性分析，其次是觀察影像是否模糊，色彩是否均衡等。
DOM圖幅影像質(zhì)量主要檢查影像是否清晰易讀、反差是否適中、色調(diào)是否均勻一致，對于彩色DOM還要檢查色彩的真實(shí)性，影像的清晰度，色彩的鮮明度以及連續(xù)色調(diào)的變化。必要時利用圖像分析工具進(jìn)行量測，使用曲線、彩色平衡、亮度、對比度、色相、飽和度等工具進(jìn)行調(diào)整。
DOM的外業(yè)檢查,平面精度最直接的檢測是采用明顯地物點(diǎn)外業(yè)實(shí)測坐標(biāo)與數(shù)字正射影像上同名像點(diǎn)坐標(biāo)相比較，每幅圖的檢測點(diǎn)數(shù)量視具體情況而定，一般不少于30個點(diǎn)。
5.DOM影像數(shù)據(jù)管理
DOM數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，完成DOM數(shù)據(jù)輸入、DOM數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)維護(hù)、DOM查詢分析、DOM數(shù)據(jù)輸出等功能。具體功能如下：
(1)數(shù)據(jù)庫用戶管理：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫用戶的增加、刪除和用戶權(quán)限的修改。
(2)DOM數(shù)據(jù)輸入：交互方式單幅影像入庫，系統(tǒng)提供對話框，在對話框中輸入要入庫的圖像的文件名及所在路徑，并準(zhǔn)確輸入入庫后對應(yīng)的各種屬性及元數(shù)據(jù)，確定后系統(tǒng)則將該幅影像入庫;交互方式批量影像入庫，將批量影像及其屬性和元數(shù)據(jù)置于同一目錄下，系統(tǒng)提供對話框，在對話框中輸入該目錄，確定后系統(tǒng)則將該目錄下所有影像入庫。
(3)DOM數(shù)據(jù)顯示和瀏覽：任意放大、縮小、平移
按比例尺顯示DOM：在對話框中輸入比例尺，確定后系統(tǒng)則按照該比例尺顯示DOM。
按坐標(biāo)范圍顯示：在對話框中輸入構(gòu)成一定范圍的一組X,Y坐標(biāo)，確定后系統(tǒng)則顯示該范圍的DOM。
按區(qū)域顯示：在對話框中輸入行政區(qū)域名稱，確定后系統(tǒng)則顯示該區(qū)域的DOM。或者先在圖書選定一定行政區(qū)域，系統(tǒng)則顯示選定區(qū)域的DOM。
導(dǎo)航窗口：導(dǎo)航窗口顯示影像范圍的略圖，導(dǎo)航窗口和人地圖主窗口實(shí)現(xiàn)互動，與矢量要素疊加顯示功能。
(4)DOM的查詢分為地理范圍查詢、行政區(qū)域查詢、圖幅號查詢?nèi)N方式，可以根據(jù)進(jìn)行不同的查詢。按地理范圍查詢時給定地理范圍，系統(tǒng)將查詢出地理范圍對應(yīng)的影像并將影像顯示在地圖窗口上;按行政區(qū)域查詢給定區(qū)域名稱，系統(tǒng)將查詢出該行政區(qū)域?qū)?yīng)的影像并將影像顯示在地圖窗口上;按圖號查詢給定標(biāo)準(zhǔn)圖幅號，系統(tǒng)將查詢出該圖號對應(yīng)的影像并將影像顯示在地圖窗口上;歷史數(shù)據(jù)查詢給定地理范圍和時間，系統(tǒng)將查詢出此地理范圍在該時間的影像并將影像顯示在地圖窗口上。
(5)DOM數(shù)據(jù)輸出分為按地理范圍輸出、按行政區(qū)域輸出、按圖幅號輸出三種方式，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行輸出
(6)元數(shù)據(jù)查詢
查詢屏幕上圖像任意一點(diǎn)的元數(shù)據(jù)信息：點(diǎn)擊地圖上任意一點(diǎn)，系統(tǒng)彈出該點(diǎn)影像的元數(shù)據(jù)信息列表;
按照圖幅號查詢元數(shù)據(jù)信息：輸入一個標(biāo)準(zhǔn)圖幅號，系統(tǒng)彈出該圖幅影像的元數(shù)據(jù)信息列表;
(7)系統(tǒng)維護(hù)
DOM數(shù)據(jù)庫的備份與恢復(fù)：利用數(shù)據(jù)庫的備份功能，將DOM數(shù)據(jù)庫異地備份。利用數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)功能，恢復(fù)DOM數(shù)據(jù)庫。
DOM數(shù)據(jù)庫的更新：利用最新的影像更新DOM數(shù)據(jù)庫，并將更新前的影像及其屬性和元數(shù)據(jù)存入歷史庫中。
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