地理國情普查鄭州市域DOM制作

段曉玲 竇小楠

（1.河南省測繪發(fā)展研究中心，河南 鄭州 450000；2.河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州 450000）

地理國情普查鄭州市域DOM制作

段曉玲1竇小楠2

（1.河南省測繪發(fā)展研究中心，河南 鄭州 450000；2.河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州 450000）

地理國情是重要的基本國情，是搞好宏觀調(diào)控、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要決策依據(jù)。地理國情影像DOM，為國情普查提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，其精度的優(yōu)劣，直接影響普查的結(jié)果。本文主要介紹鄭州市域兩種影像數(shù)據(jù)源從資料收集、預(yù)處理、正射糾正到融合、鑲嵌的整套流程，以及作業(yè)中應(yīng)當(dāng)避免的技術(shù)問題。

地理國情影像DOM；正射糾正

1 概況

開展全國地理國情普查，系統(tǒng)掌握權(quán)威、客觀、準(zhǔn)確的地理國情信息，這是深入貫徹落實(shí)黨的十八大精神，制定和實(shí)施國家發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、優(yōu)化國土空間開發(fā)格局和各類資源配置的重要依據(jù)，是推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、建設(shè)美麗中國、加快資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的重要支撐，是做好防災(zāi)減災(zāi)工作和應(yīng)急保障服務(wù)的重要保障，是國家綜合掌握國情國力和相關(guān)行業(yè)開展調(diào)查統(tǒng)計(jì)的重要基礎(chǔ)。

地理國情是一個(gè)國家基本國情的重要組成部分。通過開展地理國情普查這項(xiàng)重大的國力調(diào)查，可以全面獲取地理國情信息，掌握我國地表自然、生態(tài)以及人類活動(dòng)的基本情況，分析其空間分布、基本特征及其相互關(guān)系，為開展常態(tài)化地理國情監(jiān)測奠定基礎(chǔ)[1]。

根據(jù)河南省測繪地理信息局《關(guān)于下達(dá)河南省測繪地理信息局2012年地理國情監(jiān)測生產(chǎn)任務(wù)的通知》（測國土函[2012] 190號(hào)）文件要求，河南省以鄭州市域?yàn)樵圏c(diǎn)范圍，收集多方專業(yè)資料，充分利用高分辨率的遙感影像，開展數(shù)據(jù)整合、控制資料收集與正射影像生產(chǎn)、地理國情及省情要素信息與地表覆蓋分類數(shù)據(jù)試生產(chǎn)等工作。

2 資料分析

鄭州市位于河南省中部偏北，轄6區(qū)5市1縣，總面積7 446.2平方公里。該區(qū)域影像資料為WorldView-1／2、DMC數(shù)碼航片、資源三號(hào)衛(wèi)星影像。其中WorldView-1／2、DMC數(shù)碼航片分辨率為0.5米，但是沒有市域全覆蓋，資源三號(hào)分辨率為2米。因此在制作全市域DOM時(shí)，優(yōu)先選用帶有波段信息的WorldView-1／2，其次選用DMC國遙數(shù)碼航片，最后選用資源三號(hào)。

本次影像資料覆蓋整個(gè)鄭州市，涉及WorldView影像32景、資源三號(hào)影像4景、國遙DMC航片700余片，結(jié)合表如圖1所示：

2.1 影像分辨率

根據(jù)基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)源的情況，數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)的地面分辨率采用0.5米、1.0米和2.0米三種規(guī)格。無論采用何種分辨率，其在X、Y軸方向的分辨率一致。

2.2 色彩模式及像素位

根據(jù)基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)源的情況，數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)的色彩模式分為：黑白、RGB彩色二種，具體對(duì)照見表2。

圖 1鄭州市1：1萬標(biāo)準(zhǔn)分幅結(jié)合表

表 1 影像分辨率對(duì)照表

表 2 數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)色彩模式及像素位數(shù)對(duì)照表

3 航片生產(chǎn)流程及其技術(shù)指標(biāo)

3.1 航空影像正射糾正

基于DMC真彩色數(shù)碼航空影像的1：10000DOM的生產(chǎn)，利用武漢大學(xué)數(shù)字?jǐn)z影測量網(wǎng)格系統(tǒng)（DPGrid），直接利用數(shù)據(jù)方提供的POS（GPS／IMU）輔助測量參數(shù)進(jìn)行全自動(dòng)匹配轉(zhuǎn)點(diǎn)，獲取影像的外方位元素。按要求對(duì)糾正后的影像進(jìn)行分幅裁切形成單幅DOM[2]。

3.2 作業(yè)流程

3.2.1 作業(yè)流程示意圖（見圖2）

3.3 作業(yè)方法與技術(shù)要求

3.3.1 建立新測區(qū)工程，利用DPGrid軟件對(duì)新測區(qū)影像進(jìn)行預(yù)處理。①輸入工程參數(shù)和相機(jī)參數(shù)；②新測區(qū)影像預(yù)處理，設(shè)置航帶。

圖 2 航空影像數(shù)據(jù)處理流程圖

3.3.2 引入數(shù)據(jù)方提供的POS數(shù)據(jù)

3.3.3 物方匹配

3.3.4 物方匹配后人工交互，POS輔助光束法平差，獲取影像的外方位元素

3.3.5 DPGrid系統(tǒng)中DEM數(shù)據(jù)拼接

3.3.6 生成正射影像

3.4 后期制作

3.4.1 色調(diào)調(diào)整

DPGrid軟件自動(dòng)對(duì)原始航空影像進(jìn)行勻光、勻色，其影像要紋理清晰、層次豐富、反差適中，彩色色調(diào)柔和鮮艷、色調(diào)均勻，相同地物的色彩基調(diào)要基本一致。圖面上不得有圖像處理所留下的缺陷，在圖面上要有好的視覺效果。接邊重疊帶不允許出現(xiàn)明顯的模糊或重影。

3.4.2 影像鑲嵌

使用DPGrid軟件主要在航帶間拼接處應(yīng)進(jìn)行拼接鑲嵌。

3.4.2.1 鑲嵌前應(yīng)保證片與片之間、圖幅與圖幅之間的影像色調(diào)一致。

3.4.2.2 根據(jù)需要選擇影像鑲嵌范圍。

3.4.2.3 相鄰模型影像的鑲嵌應(yīng)注意拼接線的選擇：一般以控制點(diǎn)連線為拼接線。為避免地物影像被分割而失去完整性，應(yīng)在控制點(diǎn)連線兩邊各1 cm范圍內(nèi)選擇拼接線。

3.4.2.4 拼接的影像之間均具有重疊帶，用軟件對(duì)重疊帶內(nèi)的影像進(jìn)行平滑處理，但不應(yīng)以損失影像清晰度為代價(jià)。影像鑲嵌后不能造成影像重影。影像鑲嵌結(jié)束后，可視化檢查拼接邊處影像幾何位置與色調(diào)一致性。

3.4.3 圖幅裁切

使用DPGrid軟件按需要進(jìn)行裁切。

3.4.4 質(zhì)量控制

首先整幅圖影像清晰，色調(diào)均衡一致，視覺效果良好。其次模型拼接處接邊誤差應(yīng)符合要求，無模糊現(xiàn)象。

4 衛(wèi)片生產(chǎn)流程及其技術(shù)指標(biāo)

4.1 衛(wèi)星影像正射糾正

基于DPGrid的正射影像快速更新系統(tǒng)（衛(wèi)片模塊），本項(xiàng)目數(shù)據(jù)源采用WorldView和資源三號(hào)衛(wèi)星影像，使用已有DOM與DEM數(shù)據(jù)作為控制資料對(duì)衛(wèi)星影像進(jìn)行定向；全色影像與多光譜影像間的定向；全色影像與多光譜影像的融合；正射影像的制作等等。

圖 3 衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理流程圖

4.2 作業(yè)流程示意圖

4.3 作業(yè)方法與技術(shù)要求

4.3.1 遙感影像糾正

利用數(shù)字?jǐn)z影測量網(wǎng)格（DPGrid）快速更新模塊處理的內(nèi)容。其中一般包括影像定向、正射影像糾正及融合、正射影像區(qū)域拼接等部分，并按要求對(duì)糾正后的影像進(jìn)行分幅裁切形成單幅DOM。

4.3.2 影像融合

經(jīng)過正射糾正的多光譜數(shù)據(jù)按一定的排列順序合成，表現(xiàn)出真實(shí)色彩，利用影像融合功能實(shí)現(xiàn)多光譜數(shù)據(jù)與全色數(shù)據(jù)融合，得到高分辨率真彩色遙感影像[3]。

4.4 后期制作

4.4.1 色調(diào)調(diào)整

4.4.1.1 融合后影像為16位編碼，所以需要做降維處理，轉(zhuǎn)換為Unsigned 8-bit。

4.4.1.2 采用直方圖拉伸的方法，對(duì)影像的對(duì)比度和彩色飽和度進(jìn)行調(diào)整，使其直方圖盡量呈正態(tài)分布。

4.4.2 影像鑲嵌

鑲嵌時(shí)保持景與景之間接邊處色彩過渡自然，地物合理接邊，無重影和發(fā)虛現(xiàn)象。手工勾畫拼接線，使鑲嵌結(jié)果保持地物的完整和合理性[3]。

[1]國務(wù)院第一次全國地理國情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.地理國情普查數(shù)據(jù)采集技術(shù)方法[Z].北京，2013.

[2]張永軍等.基于DPGrid的正射影像更新[M].武漢，2009.

[3]趙英時(shí)等.遙感應(yīng)用分析原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

P285

A

1671-0037（2014）04-68-2

段曉玲（1981-），女，本科，助理工程師。