數(shù)字正射影像圖制作方法的研究

1、論文題目：數(shù)字正射影像圖制作方法的研究專 業(yè)：測繪工程本 科 生：解云飛 （簽名） 指導(dǎo)教師：郭嵐 （簽名） 摘 要隨著生產(chǎn)技術(shù)與測繪科技的不斷發(fā)展, 數(shù)字正射影像圖作為4D 數(shù)字測繪產(chǎn)品之一, 應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛?，F(xiàn)今，生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的方法已日臻成熟，由傳統(tǒng)的數(shù)字微分糾正法發(fā)展到許多快速制作正射影像圖的新方法。但是，怎樣實時地控制生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，滿足快速生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的需要，日益成為一個迫切需要解決的問題。本文首先對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，說明了在生產(chǎn)過程中控制好生產(chǎn)質(zhì)量，提高效率的重要性。其次，對數(shù)字正射影像的制作方法進(jìn)行了研究。闡述了DOM的制作原理和數(shù)學(xué)模型，分析和比較

2、了傳統(tǒng)制作方法：數(shù)字?jǐn)z影測量法和單片數(shù)字微分糾正的特點；接著對基于POS系統(tǒng)快速制作DOM新方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。然后，對在生產(chǎn)過程中，采用這些方法制作DOM的質(zhì)量控制問題進(jìn)行了探討，總結(jié)了DOM制作過程中質(zhì)量控制的措施。最后在前面研究的基礎(chǔ)上，以某城市的航空像片為處理對象，利用ERDAS IMAGINE實現(xiàn)了正射影像圖的制作，對制作過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明和分析，提出了本次實驗的質(zhì)量控制特點，為實際的生產(chǎn)提供了借鑒?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)字正射影像，質(zhì)量控制，POS系統(tǒng)，ERDAS IMAGINESubject ：The research of Digital Orthophoto Map product

3、ion methodsSpecialty ：Surveying and Mapping EngineeringName ：xieyunfei （Signature） Instructor：guolan （Signatrue） ABSTRACTWith the production technology and the continuous development of mapping technology, as one of the 4D digital mapping products, the Digital Orthophoto Map has wide applications. N

4、ow, the methods of producing Digital Orthophoto have been matured from the traditional Digital photography methods developed into many new methods, and have corrected the rapid production of many Orthoimage Map. However, how to control the production in real-time, improve production efficiency to me

5、et the rapid production of digital photography has increasingly become a pressing question to resolve.First of all, this paper analyzes the research status at home and abroad, shows the importance of controlling production quality and improving efficiency during the production process. Secondly, stu

6、dy the method of the digital orthophoto production. Analyze the principles and mathematic model of DOM, have a comparison of the traditional production methods-digital photography and digital single-chip. Then, tell the quick DOM production method-POS-based system in detail. Thirdly, it is discussed

7、 that the quality-control when using the methods in the production. Sum up the measures for the quality-control during the process of DOM production. Finally, based on the above research work, using ERDAS IMAGINE produces DOM by dealing with the map of air photography of a certain city. Introducing

8、a detailed Description and analysis of production process of the DOM, provides the character of quality-control according to the experiment. It is a reference for a real production. Key words: Digital Orthophoto, quality control, POS systems , ERDAS IMAGINEII目 錄摘 要IABSTRACTII目 錄III1 緒 論11.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11

9、.2研究內(nèi)容及其意義21.2.1 本文研究內(nèi)容21.2.2 研究意義31.3 本章小結(jié)32 數(shù)字正射影像制作方法研究42.1 DOM制作原理及數(shù)學(xué)模型42.1.1 生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的主要技術(shù)42.1.2 DOM制作基本原理82.2 DOM傳統(tǒng)制作方法112.2.1 數(shù)字?jǐn)z影測量法122.2.2 單片數(shù)字微分糾正法152.2.3 兩種方法比較162.3 生產(chǎn)DOM的新方法基于POS系統(tǒng)快速制作DOM172.3.1 基本原理172.3.2 基于POS系統(tǒng)直接地理定位快速制作DOM182.3.3 關(guān)鍵技術(shù)192.3.4 基于POS系統(tǒng)DEM /DOM整體制作202.4 本章小結(jié)203 數(shù)字正射影像

10、的質(zhì)量控制及特點213.1 DOM生產(chǎn)過程中的問題探討213.1.1 影響數(shù)字正射影像圖質(zhì)量的因素213.1.2 主要技術(shù)問題233.2 對DOM進(jìn)行質(zhì)量控制措施243.3 本章小結(jié)274 數(shù)字正射影像制作實例284.1 基于ERDAS IMAGINE 的數(shù)字正射影像圖的制作284.1.1 ERDAS IMAGINE簡介284.1.2 OrthoBASE 的主要作用及功能特點284.1.3 數(shù)字正射影像圖的制作304.1.4 制作過程中所出現(xiàn)的問題及注意事項384.2 本章小結(jié)405 總結(jié)與展望415.1 論文總結(jié)415.2 展望41參考文獻(xiàn)43致謝45451 緒 論1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀數(shù)字正

11、射影像圖(Digital Orthophoto Map，縮寫DOM) 是利用DEM對經(jīng)過掃描處理的數(shù)字化航空相片或遙感影像，經(jīng)逐像元進(jìn)行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，并按規(guī)定圖幅范圍裁剪生成的影象數(shù)據(jù)，帶有公里格網(wǎng)、圖廓整飾和注記的平面圖。數(shù)字正射影像圖較數(shù)字矢量圖更為形象直觀地表現(xiàn)地形、地物和地貌特征要素，比矢量圖描繪的信息要豐富得多，隨著影像圖的逐級放大，越來越多的信息可以提取出來，用戶工作起來如同身臨其境，大大提高了工作的可視性， 使抽象的信息容易被理解，便于交流，提高了工作效率， 為國土資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施和工程建設(shè)提供科學(xué)的技術(shù)依據(jù)。數(shù)字正射影像圖的優(yōu)點有：【1】（1）DOM具有

12、精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等特點，并且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，有良好的判讀與量測性能及具有生產(chǎn)與更新周期短的優(yōu)勢，因此生產(chǎn)高質(zhì)量的數(shù)字影像圖具有廣闊的前景。（2）DOM可作為地圖分析背景控制信息，也可從中提取自然資源和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史信息或最新信息，為防治災(zāi)害和公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等應(yīng)用提供可靠依據(jù)。因此，數(shù)字正射影像越來越引起人們的興趣。（3）從DEM、DOM可以方便地派生出一系列產(chǎn)品，如：等高線、坡度圖、坡向圖、暈渲圖、通視圖、斷面圖、立體透視圖、三維城市景觀。目前在生產(chǎn)作業(yè)中比較常用的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)有：美國的DAMCS(Digital Automatic Map Compilation

13、System) ，Helava 的DPW (Digital Photogrammetry Workstation)，原德國Zeiss廠的PHODIS，我國原武漢測繪科技大學(xué)的VirtuoZo ，中國測繪科學(xué)研究院的JX4等?，F(xiàn)如今，生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的方法已日臻成熟，DOM的制作目前主要采用兩種作業(yè)方法：（1）數(shù)字?jǐn)z影測量法：建立立體模型采集數(shù)字地面模型(DTM/DEM) ，繼而進(jìn)行數(shù)字影像微分糾正。（2）單片數(shù)字微分糾正法：利用已有的DEM (或稱第三方DEM) 進(jìn)行單片數(shù)字影像微分糾正。傳統(tǒng)的數(shù)字正射影像生產(chǎn)過程包括航空攝影、外業(yè)控制點的測量、內(nèi)業(yè)的空中三角測量加密、DEM的生成和數(shù)字正射

14、影像的生成及鑲嵌。在這些處理環(huán)節(jié)中，外業(yè)控制點的測量和DEM的生成耗時較大、成本過高，不適應(yīng)高精度、高效率和低成本的成圖需要。對于一些地理測繪信息更新較快的地區(qū)，其前期的測繪成果與當(dāng)前比較接近，因此研究如何利用前期的測繪成果信息來進(jìn)行當(dāng)前數(shù)字正射影像的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率是一個有益的研究方向?！?】隨著攝影測量技術(shù)的發(fā)展，目前國內(nèi)已經(jīng)開始普及數(shù)碼航攝， 數(shù)碼航攝減少了影像掃描的步驟，提高了獲取原始影像的效率，同時也提高了影像的數(shù)學(xué)精度。這就要求攝影測量在獲取原始數(shù)據(jù)以后能夠快速的成圖，以提供給社會使用，確保數(shù)據(jù)的現(xiàn)實性。為此我們必須提高正射影像圖的成圖效率，不能再像以往一樣完全靠人工來進(jìn)行拼接。

15、現(xiàn)階段已經(jīng)形成多種快速制作正射影像圖的方法，例如利用ER Mapper 或者ERDAS IMAGINE等軟件進(jìn)行數(shù)字正射影像圖生產(chǎn)，利用POS輔助航空攝影方法完成正射影像圖的制作，從而節(jié)省工作時間和成本。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的方法也在不斷完善，在不久的將來數(shù)字正射影像圖必將實現(xiàn)正真意義上的完全自動化，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高，應(yīng)用范圍也會進(jìn)一步擴(kuò)大。1.2研究內(nèi)容及其意義1.2.1 本文研究內(nèi)容（1）在介紹制作數(shù)字正射影像圖制作的原理及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析和研究數(shù)字正射影像圖制作的技術(shù)特點和方法。（2）對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題進(jìn)行分析討論，并探求對正射影像的制作進(jìn)行質(zhì)量控制

16、的措施，以生產(chǎn)出高質(zhì)量的數(shù)字正射影像圖。（3）根據(jù)現(xiàn)階段對快速生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的需要，探求生產(chǎn)正射影像圖的新方法、新技術(shù)，以縮短成圖時間，提高生產(chǎn)效率。（4）在此基礎(chǔ)上運用數(shù)字地面模型、數(shù)字微分糾正、影像匹配和色度學(xué)原理，以某城市實際的航空像片為處理對象，實現(xiàn)正射影像圖的制作。1.2.2 研究意義數(shù)字正射影像圖作為新一代的數(shù)字測繪產(chǎn)品已經(jīng)成為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的一部分，既符合生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范又滿足建庫標(biāo)準(zhǔn)，是對數(shù)字正射影像圖最基本的要求。目前，數(shù)字正射影像圖( DOM) 的生產(chǎn)流程和作業(yè)方法基本成型，但由于在實際生產(chǎn)中多種因素的影響，最終成圖的數(shù)字正射影像通常達(dá)不到人們所期望的效果。數(shù)字正射影像圖

17、本身的質(zhì)量如何將直接影響到最終的使用效果，因此，在生產(chǎn)DOM的過程中如何控制好質(zhì)量就顯得非常重要。在制作影像圖過程中，其間的每一道工序、每一個步驟都會對影像圖的質(zhì)量產(chǎn)生影響，其中控制測量、數(shù)字空三、DEM采集精度會對影像圖的精度產(chǎn)生影響，而攝影質(zhì)量、色彩調(diào)整、勻色、影像圖修飾都會對影像圖的美觀程度產(chǎn)生影響。這些影響因素既相互獨立，又相互聯(lián)系，每一道工序都會影響到下一工序。所以對每一步驟都要仔細(xì)認(rèn)真，層層把關(guān)?；谏鲜鲈?，有必要研究數(shù)字正射影像生產(chǎn)過程中的方法和技術(shù)特點，對生產(chǎn)出高質(zhì)量數(shù)字正射影像圖的生產(chǎn)技術(shù)與質(zhì)量控制方法進(jìn)行探討。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，DOM必將更加深入、更加廣泛的運用

18、到各行各業(yè)。而各個行業(yè)對DOM的運用方式有所不同，因而對DOM質(zhì)量的關(guān)注焦點也會有差異，因此，應(yīng)在總體原則控制下不斷探索出不同應(yīng)用領(lǐng)域的質(zhì)量控制細(xì)則以及生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的新技術(shù)、新方法。1.3 本章小結(jié)本章簡要介紹了數(shù)字正射影像的發(fā)展現(xiàn)狀、研究內(nèi)容及意義。本文主要對數(shù)字正射影像圖的制作方法及特點加以研究，對生產(chǎn)DOM的方法加以總結(jié)和分析。同時提出了現(xiàn)階段生產(chǎn)DOM過程中所存在的質(zhì)量問題，對這些問題的研究將是以后工作的重點。2 數(shù)字正射影像制作方法研究2.1 DOM制作原理及數(shù)學(xué)模型用線畫圖表示實際的地物地貌通常并不十分直觀，而航空影像或衛(wèi)星影像才能最真實、最客觀地反映地表面的一切景物，具有十

19、分豐富的信息。然而航空影像或衛(wèi)星影像通常并不是與地表面保持相似的、簡單的縮小，而是中心投影或其它投影構(gòu)像。因此，這樣的影像存在影像傾斜和地形起伏等問題。如果能將它們改正為既有正確平面位置又保持原有豐富信息的正射影像，則對于地球科學(xué)研究和人類的利用是十分有價值的。本章首先介紹生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的若干技術(shù)問題，然后介紹DOM的制作原理及方法，最后介紹了制作正射影像的新方法?！?】2.1.1 生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的主要技術(shù)2.1.1.1 空間直角坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換像點空間直角坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)變換是指像空間坐標(biāo)與像空間輔助坐標(biāo)之間的變換。由高等數(shù)學(xué)知道，空間直角變換是正交變換，一個坐標(biāo)系統(tǒng)按某種順序依次旋轉(zhuǎn)三個

20、角即可變?yōu)榱硪粋€同原點的坐標(biāo)系。設(shè)像點a在像空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為，而在像空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為，兩者之間的正交變換關(guān)系可以用下式表示：（2.1）式中R為一個3*3的正交矩陣，它由9個方向余弦所組成。從式（2.1）可以看出，欲進(jìn)行空間兩個直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，關(guān)鍵是確定一個正交矩陣R。以影像外方位角元素系統(tǒng)為例，對于上述兩種坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以這樣理解，即像空間坐標(biāo)系是像空間輔助坐標(biāo)系依次繞相應(yīng)的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)三個角度以后的位置。此時（2.1）中的旋轉(zhuǎn)矩陣R可表示為：（2.2）把的乘積結(jié)果列出后，可得： （2.3）由式（2.3）可以看出，如果已知一幅影像的3個姿態(tài)角元素就可以求出9個方向余弦，也就

21、知道了像空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到像空間輔助坐標(biāo)系的正交矩陣R，從而可以實現(xiàn)這兩種坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換。2.1.1.2 共線方程航攝像片是地面的中心投影，攝站點、地面點及其相應(yīng)像點始終位于一條直線上，表達(dá)三點共線的充要條件的方程式即為共線條件方程式。它可以解求單張像片的外方位元素,建立一個立體模型,一個航帶模型,甚至一個區(qū)域模型。共線條件是中心投影構(gòu)像的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，也是各種攝影測量處理方法的重要理論基礎(chǔ)，例如單像空間后方交會、雙像空間前方交會以及光束法區(qū)域網(wǎng)平差等一系列問題的原理，都是以共線方程條件作為出發(fā)點的，只是隨著所處理問題的具體情況不同，共線條件的表達(dá)形式和使用方法也有所不同。共線條件方程如下：【2】

22、（2.4）（2.5）式中: x, y為像點的像空間坐標(biāo)；，為像主點的坐標(biāo)(像片內(nèi)方位元素) ； f為航攝像片的焦距； ,為攝站點的物方空間坐標(biāo)；,為地面點的物方空間坐標(biāo)；，()為像片的3個外方位角元素組成的9個方向余弦，如式（2.3）所示。共線條件方程的應(yīng)用主要有：求像底點坐標(biāo) 單像空間后方交會和多像空間前方交會􀂋攝影測量中的數(shù)字投影基礎(chǔ)􀂋航空影像模擬􀂋光束法平差的基本數(shù)學(xué)模型􀂋利用DEM制作數(shù)字正射影像圖􀂋利用DEM進(jìn)行單張像片測圖2.1.1.3 空間后方交會單像空間后方交會的基本思想是：以單幅影像為基

23、礎(chǔ)，從該影像所覆蓋地面范圍內(nèi)若干控制點的已知地面坐標(biāo)和相應(yīng)的像坐標(biāo)量測值出發(fā)，根據(jù)共線條件方程，解求該影像在航空攝影時的外方位元素 ,，。由于空間后方交會所采用的數(shù)學(xué)模型共線方程是非線性函數(shù)，為了便于外方位元素的解求，需首先對共線方程進(jìn)行線性化。線性化的誤差方程式為： (2.6) (2.7)通過空間后方交會和共線方程,可以解求出地面點的物方空間坐標(biāo),然后利用DEM進(jìn)行投影差糾正。2.1.1.4 影像內(nèi)定向為了從數(shù)字影像提取幾何信息，必須建立數(shù)字影像中的像元素與所攝物體表面相應(yīng)的點之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。由于經(jīng)典的攝影測量學(xué)已經(jīng)有一整套嚴(yán)密的像點坐標(biāo)與對應(yīng)的物點坐標(biāo)的關(guān)系式，因而只需要建立像素坐標(biāo)系統(tǒng)與

24、原有像坐標(biāo)系統(tǒng)的關(guān)系，就可利用原有攝影測量的理論，這一過程即數(shù)字影像的內(nèi)定向。內(nèi)定向是攝影測量的第一步，在模擬測圖儀上測圖時，首先應(yīng)將像片的框標(biāo)與像片盤上的框標(biāo)重合。在解析測圖儀上測圖時，在將像片安放在像片盤上后，首先要觀測像片框標(biāo)之坐標(biāo)，使像片坐標(biāo)系統(tǒng)與像片車架坐標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)系在一起。數(shù)字?jǐn)z影測圖的第一步也是內(nèi)定向，這是因為在像片數(shù)字化時，像片的方位是任意的，因此像在解析測圖儀上一樣，必須進(jìn)行內(nèi)定向。內(nèi)定向的目的就是確定掃描坐標(biāo)系與像片坐標(biāo)系之間的關(guān)系，以及數(shù)字影像可能存在的變形。數(shù)字影像之變形主要是在影像數(shù)字化過程中產(chǎn)生的，主要是仿射變形。因此，掃描坐標(biāo)系與像片坐標(biāo)系之間的關(guān)系可以用下列關(guān)系式

25、表示： （2.8） （2.9）其中是采樣間隔，是變形參數(shù)。內(nèi)定向的基本步驟為獲取框標(biāo)點的理論坐標(biāo) 選用合適的變換模型 建立誤差方程 建立法方程并解算 由變換參數(shù)計算像點坐標(biāo) 由于仿射變形的6個參數(shù)在，方向是獨立的，所以可分別求解，在實際求解時，先將框標(biāo)坐標(biāo)重心化，其中心是像片之主點，因此（2.8）、（2.9）式又可寫為 (2.10)公式（2.8）、（2.9）是全數(shù)字化自動測圖系統(tǒng)之解析基礎(chǔ)，它可以將掃描坐標(biāo)換算成像片坐標(biāo)，也可以由像點坐標(biāo)反求掃描坐標(biāo)：因此，若已知某個像點之像片坐標(biāo)，就可以根據(jù)上式求得的從數(shù)字影像中取出相應(yīng)的像素。【2】2.1.1.5 DEM建立數(shù)字地面模型DTM是一個用于表示

26、地面特征的空間分布的數(shù)據(jù)陣列，最常用的是用一系列地面點的平面坐標(biāo)以及該地面點的高程或?qū)傩越M成的數(shù)據(jù)陣列。若地面按一定格網(wǎng)形式有規(guī)則地排列，點的平面坐標(biāo)可由起始原點推算而無需記錄，這樣地表面形態(tài)只用點的高程來表達(dá)，稱為數(shù)字高程模型DEM。DEM是建立數(shù)字正射影像圖DOM的基礎(chǔ)。制作DEM的手段多種多樣,攝影測量、野外地面測繪及現(xiàn)有地形圖數(shù)字化是最主要的幾種方式。對于較大面積而言,攝影測量技術(shù)無疑具有獨特的優(yōu)勢。近年來,隨著基于微機(jī)的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)越來越多地被應(yīng)用于DEM的生成。國內(nèi)外的一些研究試驗和生產(chǎn)實踐表明,生成DEM是數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。 2.1

27、.2 DOM制作基本原理航空攝影所得到的像片都是中心投影的,即所有的投射線均匯聚于相機(jī)的攝影中心,由于航片不一定平行于地面,而且地面上存在著高差,所以航片與普通的地圖不同,存在幾何變形和誤差。但是如果航片經(jīng)過一定的糾正,便可以當(dāng)作普通地圖來使用了。在發(fā)展數(shù)字影像糾正之前,人們通常使用一種叫作糾正儀的模擬儀器對航片進(jìn)行糾正,在當(dāng)今數(shù)字信息時代，基于DEM的影像糾正便是最好的糾正工具了,其中最主要的還是全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，所得到的糾正影像便是數(shù)字正射影像圖。數(shù)字微分糾正與光學(xué)微分糾正一樣，其基本任務(wù)是實現(xiàn)兩個二維圖像之間的幾何變換。用一個足夠小的面積作為糾正單元，利用該糾正單元的地面實際高程控制糾

28、正元素，從而實現(xiàn)從中心投影到正射投影的正確變換。在數(shù)字徽分糾正過程中，首先確定原始圖像和糾正后圖像之間的幾何關(guān)系。設(shè)任意像元在原始圖像和糾正后圖像中的坐標(biāo)分別為(x,y)和（X,Y）它們之間存在映射關(guān)系 = ; (2.11); (2.12)公式(2.11)是由糾正后的像點坐標(biāo)(X,Y) 反求在原始圖像上的像點坐標(biāo)。這種方法稱為反解法(或稱為間接解法)。公式（2.12）則相反，它是由原始圖像上的糾正后的像點坐標(biāo)（x,y） 解求糾正后的圖像上的相應(yīng)點坐標(biāo)（X,Y），這種方法稱為正解法（或稱直接解法）。從被糾正的最小單元來區(qū)分徽分糾正的類別，基本上可以分為兩類：一類是點元素糾正；另一類是線元素糾正。

29、有時亦有第三類，即面元素糾正，如自動解析測圖儀GPM的微分糾正部分，但其實質(zhì)為點元素糾正。多數(shù)光學(xué)微分糾正的儀界屬線元素微分糾正，即以很窄的縫隙作為糾正的最小單元。而數(shù)字影像是由像元素排列而成的矩陣，其處理的最基本的單元是像素。因此，對數(shù)字影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正，在原理上最適合點元素微分糾正。但實際上，能否真正做到點元素微分糾正，取決于能否真實地測定每個像元的物方坐標(biāo)X，Y，Z。實際上，大部分像元的物方坐標(biāo)一般采用線性內(nèi)插，此時數(shù)字糾正實際上還是線元素糾正或面元素糾正。在數(shù)控正射投影儀中，一般是利用反解公式（2.11）解求縫隙端點對應(yīng)的像點坐標(biāo)，然后由計算機(jī)解求微分線段的糾正參數(shù)，通過控制系統(tǒng)驅(qū)

30、動正射投影儀的機(jī)械、光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)線元素的糾正。在數(shù)字糾正中，則是解求對應(yīng)像元素的位置， 然后進(jìn)行灰度的內(nèi)插與賦值運算。下面結(jié)合將航空影像糾正為正射影像的過程分別介紹反解法與正解法的數(shù)字微分糾正。2.1.2.1 間接法數(shù)字微分糾正 計算地面坐標(biāo)設(shè)正射影像上的任意一點（像素中心）P的坐標(biāo)廠為（） 由正射影像左下角圖廓點坐標(biāo)與正射影像比例尺分母計算P點所對應(yīng)的地面坐標(biāo)（）: 計算外方位元素由控制點方位坐標(biāo)及相應(yīng)像點坐標(biāo)由單像空間后方交會計算影像外方位元素 ,，。 計算像點坐標(biāo)應(yīng)用反解公式計算原始圖像上相應(yīng)像點坐標(biāo)（），在航空攝影情況下，反解公式為共線方程： 式中Z是P點的高程，由DEM內(nèi)插求得。但

31、應(yīng)注意的是，原始數(shù)字化影像是以行、列數(shù)進(jìn)行計量的。為此，應(yīng)利用影像坐標(biāo)與掃描坐標(biāo)之間的關(guān)系，求得相應(yīng)的像元坐標(biāo)，但也可以由X，Y，Z直接求掃描坐標(biāo)行、列號I，J，即上文所述數(shù)字影像內(nèi)定向?！?】 灰度內(nèi)插由于所得的像點坐標(biāo)不一定落在像元中心， 為此必須進(jìn)行灰度內(nèi)插， 一般可采用雙線性內(nèi)插方法，求得像點P的灰度值 灰度賦值最后將像點P的灰度值賦給糾正后的像元素P，即。依次對每個糾正像素完成上述運算，即能獲得糾正的數(shù)字圖像。這就是反解算法的原理和基本步驟。但在實際應(yīng)用中一般均把若干個像素結(jié)合為“ 面元素”作為糾正單元，以提高運算速度和效率。2.1.2.2 直接法數(shù)字微分糾正直接法數(shù)字微分糾正是從原

32、始圖像出發(fā)，將原始圖像上逐個像元素用正解公式求得糾正后的像點坐標(biāo)。這一方案存在著很大的缺點，即在糾正后的圖像上，所得的像點是非規(guī)則排列的，有的像元內(nèi)可能出現(xiàn)“空白”（無像點），而有的像元素可能出現(xiàn)重復(fù)（多個像點），因此很難實現(xiàn)灰度內(nèi)插并獲得規(guī)則排列的數(shù)字影像。另外，在航空攝影測量情況下，其正算公式為：利用上述正算公式，還必須先知道Z，但Z又是待定量X，Y的函數(shù)，為此，要由x，y求得X，Y必須先假定一近似值，求得處的高程；然后又由正算公式求得，如此反復(fù)迭代。因此，由正算公式計算，實際上是由一個二維圖像變換到三維空間的過程，它必須是個迭代求解過程。由于正解法的上述缺點，數(shù)字糾正一般采用反解法。2.

33、2 DOM傳統(tǒng)制作方法制作數(shù)字正射影像圖通常使用兩種糾正方法，非基于DEM的糾正方法和基于DEM的糾正方法。前者與光學(xué)糾正儀的原理一樣，只是操作的過程移植到計算機(jī)上，所處理的對象變成了數(shù)字影像而已，用這種方法進(jìn)行生產(chǎn)，操作簡單、速度快，但精度不高，而且只能用來做平地的正射影像圖，不能滿足有起伏的地區(qū)。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(shù)字?jǐn)z影測量方法。如果某個測區(qū)已經(jīng)有DEM數(shù)據(jù)，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(qū)域，因此很多生產(chǎn)單位都使用全數(shù)字?jǐn)z影測量方法。2.2.1 數(shù)字?jǐn)z影測量法基于全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的雙像立體測量方法是當(dāng)前DOM生產(chǎn)的

34、主流方式，它以數(shù)字影像為基礎(chǔ)通過計算機(jī)進(jìn)行影像匹配，自動相關(guān)運算識別同名像點，運用解析攝影測量的方法自動內(nèi)定向、相對定向并在人工指認(rèn)控制點的情況下完成絕對定向。由此便可自動測定所攝物體的空間三維坐標(biāo)而獲取DEM數(shù)據(jù)，然后對每一個像元根據(jù)其高程進(jìn)行數(shù)字微分糾正，從而生成數(shù)字正射影像DOM。本文以VirtuoZo數(shù)字?jǐn)z影測量工作站為例，介紹如何制作數(shù)字正射影像圖。技術(shù)流程：正射影像圖的編制主要分為航片掃描、影像糾正與鑲嵌、圖幅編輯和整飾、打印輸出4個階段，整個流程如圖2.1所示?！?】 正片航攝負(fù)片控制測量影像掃描影像灰度轉(zhuǎn)換自動空三加密核線重采樣影像匹配及匹配編輯與檢查生成DEM換入彩色掃描圖生

35、成正射影像圖正射影像圖鑲嵌、分幅裁切DOM后處理成果檢查驗收圖2.1 生產(chǎn)工藝流程圖DEM和DOM的獲?。海?）影像掃描影像掃描對DOM的生產(chǎn)具有重要的影響。首先，必須確定掃描分辨率，當(dāng)掃描分辨率過小時會導(dǎo)致成圖精度的降低，而過大的掃描分辨率由于影像數(shù)據(jù)太大需占用較大的外存，影響測圖速度。一般來說,掃描分辨率是由成圖比例尺、航測比例尺來計算。其次，影像掃描要求反差適中、影像清晰，并且掃描儀的參數(shù)必須適當(dāng)。（2）定向與核線重采樣工作外業(yè)控制數(shù)據(jù)、相機(jī)數(shù)據(jù)等收集完畢就可以進(jìn)行內(nèi)業(yè)加密工作。內(nèi)定向:即確定像片內(nèi)方位元素，像片坐標(biāo)系與掃描坐標(biāo)系之間的關(guān)系，糾正影像的變形。相對定向:恢復(fù)兩個影像在空間成

36、像時的相對方位，使同名光線對對相交。絕對定向:即確定立體模型在大地坐標(biāo)系中的位置。 生成核線影像:只有進(jìn)行絕對定向，劃定工作區(qū)域后才能夠生成水平核線影像，未進(jìn)行絕對定向生成的是非水平核線影像。（3）影像匹配與視差編輯匹配中原始影像窗口的選擇可依據(jù)攝影比例尺及匹配區(qū)域的起伏狀況決定:大比例尺攝影的影像匹配窗口應(yīng)大些，而中小比例尺的則應(yīng)該小些，起伏大的區(qū)域匹配窗口應(yīng)該小些，平坦地區(qū)應(yīng)該大些。匹配結(jié)果編輯的質(zhì)量會影響到后期DEM的生成精度，因此，在自動匹配完成以后，需要針對自動匹配產(chǎn)生的粗差、匹配錯誤，通過立體模型和等視差曲線的顯示，人工判斷并編輯自動匹配不合理、不可靠的點,使得這些點切準(zhǔn)地面。需要

37、人工編輯的情況有:紋理不清晰的區(qū)域、沒有明顯特征的區(qū)域、由于陰影等原因造成的匹配點不在正確位置上、城市中的建筑物、山中有樹林的區(qū)域等。（4）DEM的生成與DOM的獲取影像匹配與視差編輯完成后即可生成DEM，VirtuoZo中DEM的生成有2種方法： 適用于丘陵山地的DEM ，其作業(yè)流程如下圖所示：生成核線影像影像匹配匹配編輯DEM圖2.2 適用于丘陵山地的DEM作業(yè)流程 適用于平坦、城市地區(qū)的DEM，其作業(yè)流程如下圖所示：DEM建立后就可以進(jìn)行DOM的制作，VirtuoZo中DOM的生成也有2種方法: 首先生成單個模型的DEM ，然后制作單個模型的DOM ，最后對多個模型的DOM進(jìn)行鑲嵌拼接成

38、整個測區(qū)的DOM。首先將多個模型的DEM生成一個模型的DEM ，然后在該DEM模型的基礎(chǔ)上生成整個測區(qū)的DOM生成核線影像測線畫圖DEM影像匹配圖2.3 適用于平坦、城市地區(qū)的DEM作業(yè)流程2.2.2 單片數(shù)字微分糾正法基于一般微機(jī)設(shè)備的單片數(shù)字微分糾正是對數(shù)字化航片影像或數(shù)字影像，以像元為基礎(chǔ)并利用相應(yīng)的DEM ，消除航片(或數(shù)字影像) 傾斜帶來的誤差和地形起伏引起的投影差，獲取正射投影的數(shù)字影像。單片微分糾正可概括為:通過單張像片的外定向消除由攝影傾斜帶來的影響，通過利用像片的DEM值進(jìn)行重采樣消除其地形起伏帶來的變形的微分糾正過程。單片微分糾正系統(tǒng)主要包括數(shù)字影像的內(nèi)定向、影像外方位元素

39、的解算、DEM的導(dǎo)入、數(shù)字影像的重采樣及正射影像鑲嵌、圖幅裁切生成DOM等。目前國內(nèi)比較流行的單片微分糾正軟件包括：GeowayDOM 軟件、Photomap 軟件、Orthoview 軟件包。其生產(chǎn)流程圖如下:【5】 入庫內(nèi)定向單片空間后方交會正射糾正正射像片整體均色影像接邊影像成圖原始掃描像片相機(jī)參數(shù)控制點成果DEM數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查圖2.4 單片微分糾正技術(shù)制作數(shù)字正射影像流程2.2.3 兩種方法比較全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)集影像數(shù)據(jù)的獲取、存貯、處理、管理、成果輸出為一體，自動化程度高，大大提高作業(yè)的生產(chǎn)效率，功能強(qiáng)大、速度快，成果多樣化、信息化、數(shù)字化，虛擬現(xiàn)實與三維立體景觀可視化等優(yōu)點。用這種

40、方法獲得DOM不但速度快而且精度高，正射影像效果較好，整幅影像清晰、色彩過渡均衡、一致，尤其對地形地貌具有很好的匹配效果，能夠達(dá)到較高的精度并實現(xiàn)自動化?！?】 單片數(shù)字微分糾正具有技術(shù)簡單可靠，成本低、速度快等優(yōu)點。這種方法制作正射影像圖，既能合理利用已有的成果，又能避免重復(fù)勞動，提高作業(yè)效率。特別是覆蓋某地區(qū)范圍的DEM生產(chǎn)完成后，這種DOM的生產(chǎn)作業(yè)方法將成為影像數(shù)據(jù)更新的主要技術(shù)手段。全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)與單片數(shù)字微分糾正系統(tǒng)最明顯的區(qū)別在于: 前者由系統(tǒng)自身生成DEM，并在此基礎(chǔ)上糾正原始影像得到DOM；而后者是由外部提供的DEM對原始影像進(jìn)行糾正得到DOM。因此，在生成DOM 方面，

41、兩者基本一致。至于選擇哪種方式來獲取數(shù)字正射影像圖DOM ，必須了解項目的需求，根據(jù)其應(yīng)用方面、覆蓋范圍、成本要求等綜合考慮后，選擇一個合適的生成DOM 的方法。一般情況下，地形圖已經(jīng)滿足高精度用戶的需要，正射影像圖大可不必追求高精度，應(yīng)在滿足接邊和出圖質(zhì)量的前提下尋求最佳的制作方法，追求最快的成圖速度,達(dá)到反映本時期地表現(xiàn)狀的目的。通過前面對兩種方法生成DOM在多方面進(jìn)行比較和分析，這樣就可以根據(jù)實際情況需要選擇合適的方法來生成正射影像，更好的利用所學(xué)知識發(fā)展和應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測量。【7】2.3 生產(chǎn)DOM的新方法基于POS系統(tǒng)快速制作DOM 2.3.1 基本原理傳統(tǒng)高分辨率空間信息數(shù)據(jù)的獲取主

42、要通過航空遙感以及地面實地測量來實現(xiàn)，其中，航空遙感是目前采用的最快速也是最主要的手段。但其數(shù)據(jù)獲取與處理的過程主要包括航空遙感資料獲取、野外控制測量和復(fù)雜的內(nèi)業(yè)處理3個階段，其中第2階段(野外控制測量)獲得的資料主要應(yīng)用于內(nèi)業(yè)空三加密和外方位元素解算，也就意味著內(nèi)業(yè)成圖的進(jìn)度取決于外業(yè)控制測量所需的時間。因此，長期以來，對于較大區(qū)域的數(shù)據(jù)獲取與處理往往要經(jīng)歷第一年航空遙感、第二年野外測量和第三年內(nèi)業(yè)制圖的漫長過程。而成熟于2000年的基于POS系統(tǒng)直接地理定位技術(shù)可以無需(或少量)地面控制獲取像片的外方位元素，直接用于高精度的DOM制作，省掉了復(fù)雜費時的空三加密工序，降低了成本，大大縮短了成

43、圖周期。機(jī)載定位定向系統(tǒng)POS（Position and Orientation System）是基于全球定位系統(tǒng)（GPS）和慣性測量裝置（IMU）的直接測定影像外方位元素的現(xiàn)代航空攝影導(dǎo)航系統(tǒng)，可用于在無地面控制或僅有少量地面控制點情況下的航空遙感對地定位和影像獲取?；赑OS系統(tǒng)直接地理定位是指利用裝在飛機(jī)上的GPS接收機(jī)和設(shè)在地面上的一個或多個基站上的GPS接收機(jī)，同步而連續(xù)地觀測GPS衛(wèi)星信號，通過GPS載波相位測量差分定位技術(shù)獲取航攝儀的位置參數(shù)，應(yīng)用與航攝儀緊密固連的高精度慣性測量單元( IMU， Inertial Measurement Unit)直接測定航攝儀的姿態(tài)參數(shù),通過I

44、MU、DGPS數(shù)據(jù)的聯(lián)合后處理、系統(tǒng)誤差檢校與改正，獲得測圖所需的每張像片高精度外方位元素?；驹韴D如下：衛(wèi)星地面GPS測定位置和速度后處理高精度位置，速度和姿態(tài)數(shù)據(jù)機(jī)載GPS測定位置和速度姿態(tài)測量單元IMU圖2.5 基于POS系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的原理2.3.2 基于POS系統(tǒng)直接地理定位快速制作DOM利用基于POS系統(tǒng)直接地理定位得到的每張像片的高精度外方位元素建立全測區(qū)的立體環(huán)境，采用物方空間的多片影像匹配策略，整體建立測區(qū)DEM和DSM (數(shù)字地表模型) ，以提高生成DEM的質(zhì)量和自動化程度，進(jìn)行快速正射影像圖制作。測區(qū)DEM /DOM快速制作技術(shù)路線如下圖所示。測區(qū)航片數(shù)據(jù)檢校后POS數(shù)據(jù)

45、自動建立全區(qū)立體模型測區(qū)立體環(huán)境多片松弛法影像匹配獲取特征點多片前交將特征點投影到物方構(gòu)建TIN物方空間多片匹配測區(qū)DEM測區(qū)DOMDEM檢查與編輯數(shù)字微分糾正測區(qū)DSM圖2.6 DEM /DOM快速制作技術(shù)路線2.3.3 關(guān)鍵技術(shù)機(jī)載POS系統(tǒng)集成安裝后，IMU與航攝儀緊密固連。理論上各軸精確平行，但實際上IMU與航攝儀的各軸指向間總存在微小的角度差，即偏心角。只有準(zhǔn)確確定偏心角，才能將IMU記錄的姿態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換為用于攝影測量生產(chǎn)的精確角元素。此外，對同一測區(qū)而言，由地球曲率、大氣折光、物鏡畸變、膠片變形及內(nèi)方位元素變化等引起的像點測量誤差主要表現(xiàn)為線元素方向的系統(tǒng)誤差。由于采用直接地理定位方

46、法不對整個測區(qū)進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差，因此，必須布設(shè)檢校場解算系統(tǒng)誤差改正值，對其進(jìn)行補(bǔ)償，以得到無系統(tǒng)誤差的外方位元素成果?？梢?，直接地理定位的關(guān)鍵技術(shù)是集成系統(tǒng)的誤差檢校。同時，傳統(tǒng)正射影像圖制作是通過大量地面控制點完成空中三角測量后，按航帶相鄰像片兩兩構(gòu)成立體像對，然后以立體像對為單元制作DEM和DOM，再利用重疊區(qū)域進(jìn)行拼接。相對于傳統(tǒng)DOM制作中大量的拼接工作以及拼接帶來新的誤差等問題，如何在很好地解決這些問題的同時，提高制作效率，亦是基于POS系統(tǒng)直接地理定位快速制作DOM的關(guān)鍵出發(fā)點之一。2.3.4 基于POS系統(tǒng)DEM /DOM整體制作(1)基于POS觀測值，自動建立全測區(qū)的立體模型；

47、(2)基于物方空間進(jìn)行多片影像同名點自動匹配，充分利用多片信息提高匹配的精度和可靠性；(3)采用金字塔影像匹配策略提高匹配效率；(4)通過松弛法優(yōu)化技術(shù)從匹配候選點中提取正確的匹配點，減少誤匹配點；(5)通過多片影像空間前方交會整體生成測區(qū)DEM，省去拼接工作，并提高DEM精度；(6)全測區(qū)立體環(huán)境的建立和漫游；(7)立體環(huán)境下匹配成果的檢查與編輯；(8)利用數(shù)字微分糾正原理，制作測區(qū)正射影像?？偨Y(jié)：機(jī)載POS對地定位是一種新型航攝技術(shù)，它采用光纖陀螺系統(tǒng)，結(jié)合差分GPS定位來直接測定航片的外方位元素，可以減少傳統(tǒng)航空攝影測量成圖中的外業(yè)地面控制工序，從而大大減少外業(yè)工作量，加快測圖速度 。研

48、究表明，利用POS系統(tǒng)集成傳感器定向?qū)Φ囟ㄎ环椒?，可以利用少量地面控制點。解算出高精度的影像外方位元素，得到加密點坐標(biāo),滿足成圖要求，展示POS系統(tǒng)在正射影像圖制作方面具有廣闊的應(yīng)用前景。【17】2.4 本章小結(jié)本章簡要敘述了制作數(shù)字正射影像圖的原理、關(guān)鍵技術(shù)等問題。先介紹了DOM的制作原理及主要技術(shù)，然后闡述了DOM的傳統(tǒng)制作方：數(shù)字?jǐn)z影測量法與單片微分糾正法，并對兩種方法做了簡要的比較。在本章最后總結(jié)了一種生產(chǎn)DOM的新方法，利用POS輔助航空攝影方法完成正射影像圖的制作，從而節(jié)省工作時間和成本，提高了生產(chǎn)效率。3 數(shù)字正射影像的質(zhì)量控制及特點3.1 DOM生產(chǎn)過程中的問題探討數(shù)字正射影像

49、(DOM)就是將航空攝影或衛(wèi)星遙感等手段獲取的中心投影影像經(jīng)正射糾正后形成的影像。作為攝影測量與遙感主要產(chǎn)品之一的正射影像，它首先必須是一張精確的地圖，同時也應(yīng)該是一張優(yōu)美的圖像。由于數(shù)字正射影像圖具有現(xiàn)勢性好、精度高、信息豐富、真實直觀等特點，目前已廣泛運用于地形圖測繪、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)普查等領(lǐng)域，而數(shù)字正射影像圖本身的質(zhì)量如何將直接影響到最終的使用效果。在上一章主要論述了生產(chǎn)數(shù)字正射影像的制作方法及特點，然而在生產(chǎn)DOM的過程中會遇到很多技術(shù)問題，例如影像拼接、影像鑲嵌等。因此，在生產(chǎn)DOM的過程中，如何控制好質(zhì)量以生產(chǎn)出高質(zhì)量的數(shù)字正射影像就顯得非常重要?！?1】3.1.

50、1 影響數(shù)字正射影像圖質(zhì)量的因素在制作影像圖過程中，其間的每一道工序、每一個步驟都會對影像圖的質(zhì)量產(chǎn)生影響。主要影響因素如下：【15】（1）攝影質(zhì)量對影像圖的影響航空攝影是航測成圖的一個非常重要的環(huán)節(jié)，它幾乎影響到之后的每一道工序，直接關(guān)系到最終的成圖精度和質(zhì)量。如果是常規(guī)航空攝影，其掃描底片的質(zhì)量（底片有無劃痕、臟點或灰塵等），都會對影像圖產(chǎn)生影響。所以在航空攝影時，首先要保證選取相機(jī)的焦距一定要滿足成圖要求，其次要保持曬片室衛(wèi)生干凈，防止灰塵污染底片，曬片時盡量避免劃傷底片，產(chǎn)生劃痕。（2）控制測量、數(shù)字空三對影像圖的影響控制測量、數(shù)字空三的誤差、精度也會對影像圖的精度產(chǎn)生影響，所以在控制

51、測量時要嚴(yán)格控制其精度，測區(qū)平面像控點采用統(tǒng)一的密邊區(qū)域網(wǎng)布設(shè)方案，而且要求所有平面控制點均為平高點，高程控制點采用航線網(wǎng)布設(shè)。數(shù)字空三同樣也要保證其足夠的精度，應(yīng)滿足以下條件：內(nèi)定向中誤差不大于0.020mm ；相對定向及模型連接較差：上下視差一般不大于 0.008mm；絕對（大地）定向精度限差不得超過表一所示:表3.1 空三加密的精度指標(biāo)類別項目城區(qū)及平地丘陵說明加密點中誤差平面（m）0.70.7高程（m）0.250.35定向點殘余誤差平面（m）0.50.5加密點中誤差的0.75倍高程（m）0.180.25多余野外控制點不符值平面（m）0.880.88加密點中誤差的1.75倍高程（m）0.

52、310.43區(qū)域網(wǎng)間公共點較差限差平面（m）1.41.4加密點中誤差的2倍高程（m）0.50.7（3）DEM 的采集、編輯對影像圖的影響DEM 的采集直接影響像片糾正的精度、是否會產(chǎn)生變形等，因此在采集DEM時要特別注意。（4）像片色彩、亮度調(diào)整及勻色對影像圖的影響正射影像不光要求有足夠的精度，更要求影像清晰，反差適中，色彩及色調(diào)均勻，影像無模糊、錯位、扭曲、拉花等現(xiàn)象。常規(guī)航攝像片通常是中間亮四周暗，或上邊亮下邊暗，不同航線其色彩、亮度往往差異較大，所以像片色彩、亮度調(diào)整及勻色就顯得尤為重要。（5）像片糾正、拼接對影像圖的影響在所糾正的像片中，離像主點越近的地物其投影差越小，像片中心部分必須

53、要用于正射影像生產(chǎn)，所以在畫拼接線時，盡量沿像片重疊范圍的中間部分畫，而且要完全使用所有像片，不要隔片拼接，這樣就會避免高建筑物傾斜。地物密集地區(qū)走拼接線時，一定要反復(fù)對照，消除不同航片上由于建筑物及高大樹木的投影差而帶來的影像疊置和地物丟失的現(xiàn)象。如果拼接線必須從密集居民區(qū)通過時，有時會由于投影差的關(guān)系，必須切割某些建筑物，這時就要保證高建筑物完整。3.1.2 主要技術(shù)問題在生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖過程中，有些圖幅可能會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，其中，主要的問題有:（1）影像拉伸、重影現(xiàn)象嚴(yán)重這種情況一般出現(xiàn)在地形變化較大(高差較大)的地方，處理的方法主要有: 在立體模型上修改DEM數(shù)據(jù)，使DEM更加貼緊

54、地面，然后再用DEM糾正影象。在上述方法糾正仍達(dá)不到要求時，只能采取擴(kuò)大DEM格網(wǎng)間距的方式進(jìn)行粗略糾正，例如，若原DEM格網(wǎng)間距為5m時，可將其調(diào)整為10 m、50 m等，直至糾正出的影像拉伸、重影現(xiàn)象消除為止。當(dāng)然，增大格網(wǎng)間距后會損失一部分精度，因此，只能將此時的影象用于對原先影像進(jìn)行局部修補(bǔ)，切不可大范圍使用。圖3.1 影像拉伸現(xiàn)象示例（2）高速公路、橋梁等人工地物突起或凹陷這種情況主要出現(xiàn)在高速公路、較寬的橋梁等人工地物出現(xiàn)的地方。由于制作DEM時，一般情況下是盡量使DEM緊帖地形表面，沒有考慮道路，橋梁等對地形的影響，因此，道路或橋梁所處的高程就與DEM數(shù)據(jù)不一致，在挖方地段比DE

55、M數(shù)據(jù)低，在填方地段比DEM數(shù)據(jù)高。而進(jìn)行影像糾正時，軟件不能判斷何處是道路，何處是橋梁，因而會出現(xiàn)如圖3.2所示的情況。解決的辦法是在立體模型上修改DEM數(shù)據(jù)，人為抬高或降低道路或橋梁等處的高程，使之與道路或橋梁匹配，然后將修改后的DEM數(shù)據(jù)對影像進(jìn)行重新糾正。這樣處理后，突起或凹陷的現(xiàn)象將得到很大改善。圖3.2 橋梁突起現(xiàn)象示例（3）少數(shù)圖幅劃痕嚴(yán)重由于時間較長、管理不善等原因，掃描出的影像很可能會出現(xiàn)劃痕現(xiàn)象，而且有的劃痕看似小路，難以識別，但一般情況下，小路與其所通過的地形地貌及地物等吻合較好，而劃痕則不然；另外，劃痕會浮于圖面之上而小路則隱于樹陰之中，對較為明顯的劃痕應(yīng)加以識別和處理

56、。（4）正射影像上存在陰影和遮蔽傳統(tǒng)的正射影像主要是利用中心投影(包括框幅式中心投影或線中心投影) 影像通過數(shù)字糾正的方法得到的。在糾正過程中，若沒有顧及地面目標(biāo)的高度信息，則原始影像上所存在的遮蔽現(xiàn)象在糾正后依然存在，這使得失去了“正射投影”的意義。另外，陰影作為圖像退化的一種特殊形式，使得影像上陰影區(qū)域所反映的被攝目標(biāo)的信息有所損失或受到干擾。3.2 對DOM進(jìn)行質(zhì)量控制措施目前，數(shù)字正射影像圖(DOM) 的生產(chǎn)流程和作業(yè)方法基本成型，但由于在實際生產(chǎn)中多種因素的影響，最終成圖的數(shù)字正射影像通常達(dá)不到人們所期望的效果。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、市場競爭日益加劇，客戶對正射影像圖的質(zhì)量要求也愈來愈高。怎樣才能控制好質(zhì)量，做出質(zhì)地良好、美觀得體的高精度數(shù)字正射影像圖是一個非常值得探討的問題。然而，在實際生產(chǎn)中要生產(chǎn)出高質(zhì)量的數(shù)字正射影像圖卻要受多種因素的限制。從最初的源數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程作業(yè)方法的選擇到最終影像圖面的修復(fù)處理, 是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。因此，在生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖的過程中應(yīng)做好各種控制措施。生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖質(zhì)