浅谈数字正射影像的制作技巧

第３０卷第ｌ１期　２０１４年６月　甘肃科技　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆ．３０　Ｎｏ．１ｌ　Ｊｕｎ．２０１４　

浅谈数字正射影像的制作技巧　

刘一锋　

（甘肃省地图院，甘肃兰州７３００００）　

摘要：数字正射影像具有信息量丰富、精度高、美观易读等特点，是当前重要的一种测绘产品。重点针对其制作过　程中的纠正、匀光及镶嵌与裁切步骤中存在的问题进行了探讨，并提出了解决方法。　关键词：测绘；数字正射影像；制作过程　中图分类号：ＴＰ３１９　

随着计算机技术和信息技术的迅猛发展，人类　

已进入信息时代，各种信息被广泛应用于国民经济　

建设的各个部门。随着航测技术突飞猛进的发展，　

数字正射影像逐渐进人人们的视野。数字正射影像　

是计算机科学、信息、通讯、航空航天和空间定位、遥　

感等高新科学技术的产物，它的出现使人们可以自　

动或者人机交互式的直接从其上提取各种专题信　

息，其较常规线划图具有内容丰富、真实直观的显著　

优点，越来越成为规划、煤矿和土地详查等部门的急　

需重要产品。因此，数字正射影像制作技术的研究　

探讨非常有必要。　

１数字正射影像的定义、特点及作用　

数字正射影像（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｏｒｔｈｏｐｈｏｔｏ　Ｍａｐ，缩写　

ＤＯＭ）是利用数字高程模型（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ　Ｍｏｄ．　

ｅｌ，缩写ＤＥＭ）对经扫描处理的数字化航空像片，经　

逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地　

形图图幅范围裁切生成的数字正射影像数据集【１】。　

数字正射影像有如下特点：　

１）信息量丰富，远超过数字矢量地形图和数字　

高程模型的信息量。细节表达清楚，随逐级放大，可　

提取更多信息，应用的领域更加广泛；　

２）数字正射影像是经对原始影像纠正处理后　

得到的产品，比例尺和相关位置准确，精度高，可满　

足用图者的多种需求；　

３）数字正射影像图美观易读，普适性高。　

数字正射影像可作为背景控制信息，评价其他　

数据的精度、现势性和完整性；可从中提取自然资源　

和社会经济发展信息，为防治灾害和公共设施建设　

规划等应用提供可靠依据，实现对地形图的修测更　新。［　】　２数字正射影像制作流程　

原始航空影像对于正射影像存在两方面的问　题，既误差和相移畸变：一方面受地形起伏的影响，　

导致原始航空影像与正射影像存在差异，解决这种　

问题常采用空三加密的方法，使其恢复外方位元素　和成像准确模型；另一方面，因成像模式相对于平行　

投影的差异，导致原始航空影像和正射影像发生像　

移，针对此情况，常采用ＤＥＭ结合外方位元素纠正　的方法解决　Ｊ。因此，数字正射影像的制作主要分　

为外业控制、空三加密、影像定向、影像纠正与镶嵌、　图幅编辑与整饰、打印输出等几个阶段　Ｊ。目前，　

国内正射影像制作流程方法有以下几种：全数字摄　

影测量工作站（ＪＸ４等）、单片微分纠正软件（ＧＥＯ．　ｗＡＹ　ＤＯＭ等）及多项式纠正软件（ＧＥＯＷＡＹ等）。　

３制作过程中的经验与技巧　

３．１　纠正过程中存在的问题及解决方法　影像纠正是指由相应的单模型ＤＥＭ经过数字　微分纠正生成单模型的ＤＯＭ。ＤＯＭ质量受相应的　

ＤＥＭ制约，对于普通城区和山区林区的ＤＥＭ要求　

其均匀平滑，但对于高层房屋立交桥等高差相差较　大的地物，应将ＤＥＭ按实际的高程位置进行修测，　以保证被纠正的地形不变形。但并非ＤＥＭ精度越　

高，ＤＯＭ的质量就越好，这是因为高精度的ＤＥＭ生　

成的影像变形反而多，如，加固陡坎、“老虎嘴”地形　

等，这种情况下需将陡峭的地物处理成陡坡状；深沟　

不要测绘到沟底，以保证．ＤＯＭ的质量。　对于森林密集区、大面积阴影区、山形陡峭区等　地区，ＤＯＭ会存在局部变形的情况。此问题出现的　原因是ＤＥＭ与影像的局部不一致，如，悬崖峭壁处　

的影像受摄影角度的影响，影像高程变化大，而　第１１期　刘一锋：浅谈数字正射影像的制作技巧　４７　

ＤＥＭ是高程阵列，地貌的某些细部特征无法完全表　

现，所以，影像有变形的情况产生。此种情况下需结　合降低ＤＥＭ精度的方法对其他摄影方向的原始影　

像再纠正，实现对正射影像的局部修补。　

３．２匀光过程中存在的问题及解决方法　影像匀光工作的关键在于匀色样片的选取，既　

在所有纠正后的单片ＤＯＭ中选取一张颜色和色调　较好的影像作为模板。模板的选择是关键，决定了　成果的拼接效果，但因没有具体的标准规范来制定　量化指标，加之影像色彩的确定具有很强的主观性，　

所以，匀色匀光效果因人而异。一般情况下，比较好　的影像效果其直方图应成正态分布，色彩信息分布　

均衡，影像纹理清晰，反差适中，无影像信息损失，特　

征地物点能够准确识别，同时要考虑拍摄时间、地表　情况等因素，经过调节，使影像更接近真实地物情　

况。匀光模板通常是在原始影像中截取具有典型代　表性的影像，如，城市中心建筑密集区、郊区绿色植　

被丰富区、沙漠无人区等，确保不同的地貌均能得到　体现。原始影像受气候条件、地形起伏、航摄比例　

尺、摄影技术等因素影响，容易出现灰蒙、色彩不均　匀和饱和度差等问题，有必要在图像软件中进行处　理　Ｊ。ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ的功能强大、价格低廉、使用广　

泛，通常选择用于处理匀光模板。首先，通过色阶工　具和直方图来调节影像，色阶工具是较好的颜色调　整工具，它是利用通道和直方图对影像的反差（对　

比度）、明暗度、色彩等内容进行调整。利用色阶工　具进行分通道直方图调整，使红绿蓝３个波段的直　

方图呈正态分布、形状饱满，直方图的峰顶在中间值　

附近。如果正射影像还有明显的偏色或过暗现象，　可分通道调色或者整体调整明暗度，使影像的地物　纹理信息初步呈现　Ｊ。在进行此步骤时，一般要渐　

进式调色阶，放大影像观察预览，通过影像直方图查　看色彩范围。为了减少影像特征的损失，调整幅度　

不宜过大，以免造成地物纹理损失，影响影像质　量【．¨。其次，原始影像的图像模式为１６位／通道，影　

像直方图太窄，色彩未全部展现出来，需将其转为８　位／通道，使影像的色彩信息可以完全展示。此后，　可选择适当的匀光工具实现批量的整体匀光，如　ＧＥＯＤＯＧＩＮＧ等。在处理后需要对地物细节和特殊　

区域进行处理，如，大片水域的影像可能存在因匀光　

原因而导致色差和信息损失的问题，此时需要用匀　光前影像贴补。　

３．３镶嵌与裁切中存在的问题及解决方法　要得到一幅标准的ＤＯＭ图幅，一般需要多个　航带像对的影像进行拼接镶嵌，之后再用标准图幅　

的四角坐标进行裁切。目前内业中有很多软件可以　

实现ＤＯＭ镶嵌裁切，如，ｊＸ４摄影航测系统、ＶＩＲ—　

ＴＵＯＺＯ摄影航测系统、ＥＲＤＡＳ遥感图像处理系统　

等。在镶嵌过程中，对于小比例尺的影像及地形平　

坦、投影差小的影像，可以用自动镶嵌的方式来提高　工作效率；而对于大比例尺的影像、有高大建筑物及　

成片房屋的影像及地物密集的影像最好采用手动镶　

嵌的方法，以保证地物完整性。在镶嵌时镶嵌线应　

该尽可能沿着线性地物走，如，河流、道路、山脊等，　

并选择优质影像，避开有云等噪声图像区域。裁切　

后的影像需要人工检查图内拼接缝明显的区域和变　

形区域，并进行修改。对于前者，可采用相应像对影　

像覆盖接缝的方法消除此种问题，要求镶嵌线处理　

到投影差较小和色调相近的区域，禁止切割建筑物、　

地块等一体的地物，采用羽化的方式处理色彩的过　渡。对于后者，需查看ＤＥＭ是否与实际贴合，对于　

不贴合的区域进行改正。　

４结束语　

综上所述，影响正射影像质量的因素很多，处理　

工作也十分复杂，在制作过程中需多实验，多总结以　

便得到质量更优的正射影像。当前使用的ＡＤＳ４０　

影像可同时直接获取全色、彩色、假彩色的高分辨率　

影像，其地面覆盖宽，在使用时以每条航带为单位，　

比传统航空摄影的框幅式成像方式（以相片为单　

位），减少了旁向像对方向的色调差和几何位置差，　

降低了工作强度，提高了影像质量。　

参考文献：　

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量评定［Ｇ］．　

［２］邹小香，李海华，李伟．探讨几种数字正射影像镶嵌的　优缺点［Ｊ］．江西测绘，２０１２，２５（３）：６４—６５．　

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［Ｊ］．测绘与空间地理信息，２０１３，２１（２）：１７９—１８０．　［４］ＣＨ　１００２—９５，测绘产品检查验收规定［Ｇ］．　

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