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全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量生成D0M

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2018-05-22

　　從19世紀(jì)50年代，攝影技術(shù)問(wèn)世并用于測(cè)量，航空技術(shù)也隨之發(fā)展起來(lái)，開(kāi)始了航空攝影測(cè)量.刷新了對(duì)地面觀測(cè)的歷史，實(shí)現(xiàn)了人類脫離地面，從高空勘測(cè)地球，利用影像在室內(nèi)重建地形的3維表面模型，利用精密的空間導(dǎo)桿或數(shù)字導(dǎo)桿模擬前方交會(huì)，把平板測(cè)繪和野外勘探調(diào)查工作移到室內(nèi)來(lái)做。

　　隨著社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，攝影測(cè)量已由原先的模擬攝影測(cè)量到解析攝影測(cè)量，發(fā)展到當(dāng)今的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量。在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中，計(jì)算機(jī)不但能完成大多數(shù)攝影測(cè)量工作，節(jié)省人力。而且借助模式識(shí)別理論，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)或半自動(dòng)識(shí)別（如識(shí)別框標(biāo)和識(shí)別同名點(diǎn)等）和提取，從而大大地提高了攝影測(cè)量的自動(dòng)化能力。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的普及，早期是以VirtuoZo，JX-4A為代表，逐步發(fā)展到VirtuoZo3.24，VirtuoZo3.5，VirtuoZo3.75至今的衛(wèi)星影像.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的大面積推廣，為以攝影測(cè)量為主為手段的我國(guó)測(cè)繪業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)革命性變化。攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展大大的降低了作業(yè)成、提高作業(yè)效率、產(chǎn)品豐富。

　　數(shù)字正射影像圖（DOM）是利用數(shù)字高程模型（DEM）對(duì)經(jīng)掃描處理的數(shù)字化航空像片，經(jīng)逐像元進(jìn)行投影差改正、鑲嵌，按國(guó)家基本比例尺地形圖圖幅范圍裁切生成的數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集。它是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、直觀真實(shí)等優(yōu)點(diǎn)。

　　現(xiàn)階段生成DOM的方式有多種，單片微分糾，全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)。但他們的工作原理都基本上是一樣的。都是通過(guò)DEM和原始掃描影像來(lái)生成正射影像的。而今我們主要用到的是全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)生成DOM。

　　利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)生成DOM

　　它的基本作業(yè)流程如下：

　　1.原始航片的掃描。

　　2.外業(yè)控制測(cè)量。

　　3.解析空三加密解算。

　　4.全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的“三定向”。

　　（1）內(nèi)定向：利用框標(biāo)檢校坐標(biāo)與定位坐標(biāo)，得到掃描坐標(biāo)系與像片坐標(biāo)系間的變換關(guān)系。
　　（2）相對(duì)定向：恢復(fù)構(gòu)成立體像對(duì)的兩張像片的相對(duì)方位，建立被攝物體的立體模型。
　?。?）絕對(duì)定向：由人工立體觀測(cè)在左右影像上定位控制點(diǎn)，建立起像平面坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　5按核線方向排列生成核線影像。

同名像點(diǎn)必然位于同名核線上，經(jīng)過(guò)核線排列生成的核線影像，在立體觀測(cè)時(shí)必然沒(méi)有上下視差?；谡溆跋竦闹谱魑覀円话闵伤降暮司€，以保證DOM的質(zhì)量。

　　6影像匹配。一般全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)均采用“金字塔”式的多級(jí)匹配。

　　7，通過(guò)影像匹配結(jié)果，手工繪制一些特征點(diǎn)線導(dǎo)入匹配立體編輯。進(jìn)一步編輯DEM。

　　8讀入初值點(diǎn)、特征點(diǎn)線、結(jié)合立體交互的編輯結(jié)果，自動(dòng)生成準(zhǔn)確的單獨(dú)的相鄰的左右核線影像數(shù)字高程模型DEM。

　　9利用單獨(dú)的相鄰的左右核線影像數(shù)字高程模型DEM，生成單像對(duì)的數(shù)字正射影像（DOM）。正射影像的成果質(zhì)量到現(xiàn)在只受上面的三個(gè)方面影響。首先選用左右核線影像得到的DOM是有差別的；其次是連續(xù)像對(duì)的絕對(duì)定向不一致時(shí)，DOM的接邊必然出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，如錯(cuò)位或重影等。立體交互編輯左右像對(duì)DEM的接邊誤差也會(huì)影響到DOM；有什么樣的DEM模型必然生成什么樣的DOM，在生產(chǎn)DOM時(shí)的DEM不一定是正確的。正確的DEM并不一定能生成正確的DOM。最簡(jiǎn)單的例子就是山谷或河流上的高架路，正確的DEM生成的DOM必然是V型的道路，原因就是數(shù)學(xué)模型是V型山谷。

　　10DOM的鑲嵌精度檢查。這個(gè)過(guò)程主要通過(guò)PS技術(shù)來(lái)檢測(cè)。

　　空中三角測(cè)量是立體攝影測(cè)量中，根據(jù)少量的野外控制點(diǎn)，在室內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，求得加密點(diǎn)的高程和平面位置的測(cè)量方法。其主要目的是為缺少野外控制點(diǎn)的地區(qū)測(cè)圖提供絕對(duì)定向的控制點(diǎn)?？罩腥菧y(cè)量一般分為兩種：模擬空中三角測(cè)量即光學(xué)機(jī)械法空中三角測(cè)量；解析空中三角測(cè)量即俗稱的電算加密。模擬空中三角測(cè)量是在全能型立體測(cè)量?jī)x器（如多倍儀）上進(jìn)行的空中三角測(cè)量。它是在儀器上恢復(fù)與攝影時(shí)相似或相應(yīng)的航線立體模型，根據(jù)測(cè)圖需要選定加密點(diǎn)，并測(cè)定其高程和平面位置。

　　還有利用引入已有DEM制作正射影像。

　　在實(shí)踐中我們又找到了一個(gè)較好的方法，即在其他系統(tǒng)中生成DEM數(shù)據(jù)，再將該DEM數(shù)據(jù)調(diào)入Virtuozo系統(tǒng)中用以生成DOM，該方法既能夠保證產(chǎn)品精度又能夠提高生產(chǎn)效率。下面就將這一方法的過(guò)程做以介紹。

　　第一，首先對(duì)DEM數(shù)據(jù)的制作過(guò)程做以介紹

　　在AutoCAD，提取已有矢量圖中的高程注記點(diǎn)、特征點(diǎn)、特征線以及水域等屬性數(shù)據(jù)；以基于可視化的目視判讀的質(zhì)量檢查，進(jìn)行粗差檢查；DEM的數(shù)據(jù)檢查可分為精度檢查和狀態(tài)檢查.不符合要求，數(shù)據(jù)重新采集處理。

　　DEM數(shù)據(jù)制作步驟

　　1）利用軟件AutoCAD，按圖幅提取高程點(diǎn)、等高線、特征線。將整理好的DWG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為AutoCADR14格式的DXF數(shù)據(jù)，并保存在指定的目錄下。

　　2）在Geoway中新建一加工工程。

　　利用Geoway中的“點(diǎn)號(hào)識(shí)別”、“點(diǎn)賦高程屬性”功能，將CAD數(shù)據(jù)中高程點(diǎn)、等高線等帶有高程信息的數(shù)據(jù)，將其高程信息直接賦值到屬性中。

　　在Geoway中將賦值整理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出dxf格式的數(shù)據(jù)，進(jìn)人GeoTin平臺(tái)，先將dxf數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為GeoTin中的god格式數(shù)據(jù)，之后進(jìn)行三角形聯(lián)網(wǎng)，再生成DEM。

　　第二，其次對(duì)應(yīng)用該DEM數(shù)據(jù)制作正射影像圖的過(guò)程做以介紹。

　　DEM數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，再做正射影像的時(shí)候只需要將已有的DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Virtuozo系統(tǒng)支持的格式，然后直接調(diào)人使用制作流程

　　1.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
　　2.設(shè)置測(cè)區(qū)、模型參數(shù)
　　3.自動(dòng)空中三角測(cè)量
　　4.建立測(cè)區(qū)
　　5.空三加密
　　6.創(chuàng)建立體模型
　　7.插入DEM，生成orl格式的正射影像
　　8.編輯、拼接、輸出

　　采用上述方法制作正射影像已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，它既能夠保證產(chǎn)品精度又能夠提高生產(chǎn)效率。

　　經(jīng)過(guò)不斷的努力，數(shù)字化正射影像方面有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，解決一些現(xiàn)階段技術(shù)達(dá)不到的更高領(lǐng)域。使正射影像質(zhì)量飛速提高，為我國(guó)發(fā)展所用。一定能夠使我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)更上一級(jí)新臺(tái)階。

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