数字正射影像图的设计制作设计说明书_本科论文

目录一、前言 (1)（一）正射影象图的定义及应用 (1)（二）正射影象图制作过程 (4)二、数字影象的获取 (5)三、像片控制点获取及空三加密 (6)（一）像片控制点获取 (7)（二）数字空三加密 (7)四、制作DEM (9)五、匀色处理 (13)六、对影象变形的处理 (15)（一）航摄中产生的影像变形分析 (15)（二）数字微分数字微分纠正的基本原理 (18)（三）影像变形在生产中几种处理方法 (21)七、影象拼接 (24)八、数字正射影像图的评价标准 (29)九、附表 (33)数字正射影像图的设计制作内容摘要：数字正射影像图是数字测绘产品(4D产品)中的重要一员，它作为国家高精度空间基础数据数字有着广泛的应用领域；数字正射影像图制作工艺已经基本成熟，在实际生产中，对数字影像资料的正确获取、影像匀色处理、对影像变形的处理、影像拼接对最终的正射影像图的质量有着重要的影响，这个过程要在生产实践中总结经验，改善生产工艺与提高作图员对影像的感性认识才能做的更好。

关键词：正射影像图匀色处理影像变形的处理影像拼接引言：20世纪以来，航空摄影测量与遥感成像技术的发展，使得测绘工作者能够以较高精度、快速高效地进行大面积测图。

除了传统意义上的以手工绘制的线条和符号表达地图外，光学成像技术带来了另外一种测绘产品，即具有数学坐标信息、内容丰富、能够直观反映地表乃至地下信息的数字正射影像图。

一前言（一）正射影象图的定义及应用数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM）是利用DEM对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像（单色或彩色），经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图。

DOM同时具有地图几何精度和影像特征，精度高、信息丰富、直观真实、制作周期短。

它可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现实性和完整性，也可从中提取自然资源和社会经济发展信息，为防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。

数字正射影像图是数字测绘产品(4D产品)中的重要一员。

它是利用数字化自动摄影测量系统生产的一种新的数字化测绘产品，在生成正射影像的同时，还可以得到数字地面高程数据，等高线图，生成该区域内三维景观图等。

数字正射影像和它的副产品数字高程模型是构建空间数据框架的重要组成部份。

它的最显著的优点是直观、信息量丰富，同时是实现虚拟现实的基础。

随着逐级放大，愈来愈多的信息可以提取出来。

例如1：1万正射影像放大显示，细部仍然很清楚，即使是放大到1：2000也有利用价值。

计算机科学技术、通信、信息技术、航空技术和空间定位等高新技术的快速发展使得数字摄影测量技术也得到了快速的发展，从而使生成TOM更容易。

现市场上的数字摄影测量系统主要有:Helava的DPW770(市场占有率最大)、美国Intergraph公司的Imagestation,德国Zeis:公司的PHOTODIS,瑞士Leica公司的DVP ( Digital Video Plotter )、武汉测绘科技大学的Virtuozo、中国测绘科学研究院的JX4 DPW 全数自动摄影测量系统。

对系统的软硬件配置有较高的要求，目前主要是两种形式：一种是硬件、软件一体化的数字摄影测量工作站，如Imagestation另一种是独立的软件系统，它可以安装在多种计算机硬件平台上，如Virtuozo。

一体化的数字摄影测量工作站，它的软件的运行依附于特殊的硬件设备，系统的功能相对较强，但是投资相对较高。

而对软件、硬件相互独立的数字摄影测量系统来说，虽然它的软件也运行在一定的硬件设备上，但由于软件研制者与硬件厂商是相互独立的，因此软件的开发、功能扩展、系统升级等并不受硬件的约束，系统的成本相对较低，用户还可根据资金等情况对可选配件进行选择，使用较为灵活。

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别及计算机视觉等多学科的理论与方法，提取所拍摄对象的几何与物理信息，并用数字方式表达，是摄影测量学与现代信息技术相结合的产物。

目前数字摄影测量方法已在生产实践中得以广泛应用，正逐渐成为摄影测量的主流生产方式。

在数字摄影测量系统平台上用全数字化和自动化方法快速生成数字正射影像(DOM)，并从正射影像上自动或人机交互式地提取各种专题信息，然后将这些结果直接送人GIS数据库，以实现GIS数据库的建立和更新，这将是未来测绘行业的发展方向。

数字正射影像地图作为一种新型的基础数字测绘产品，具有广泛的应用前景。

作为地理信息系统数据库的基本数据层，数字正射影像数据可以满足各类用户的信息需求，如:空间定位及矢量数据的质量控制、专题信息提取与数据更新、绿地调查、建筑密度统计、土地管理与地籍测量、设施规划、城市规划、环境分析、土石方量计算、三维景观显示以及流域管理等。

数字正射影像数据也是计算机辅助工程规划和设计的参考层，可以用CAD等多种应用软件直接在数字正射影像数据上进行规划或设计。

DOM 由于具有精度高、信息丰富、直观真实等优点，可用作背景控制信息，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，为防止灾害和公共设施规划等提供可靠依据;还可从中提取和派生出新的信息，实现地图的修测更新。

在城市测绘领域，DOM 被广泛用于城市规划、交通规划设计、城市绿化覆盖率调查、城市建成区发展调查、风景名胜区规划、城市发展与生态环境调查与可持续发展研究等诸多方面，取得了显著的社会和经济效益。

因此，DOM是一种广受欢迎的地图产品形式。

目前数字正射影像地图的应用模式主要有：建立DOM数据库是城市空间信息系统建设的一个重要方面。

城市基础地理信息是城市规划、建设、管理部门建立专业或综合的GIS系统所需要的公用信息，因此城市基础地理信息系统是数字城市建设的基础，完整的城市基础地理信息系统将实现对空间基础数据的采集、编辑、存储、管理、统计分析、空间分析、查询、输出（包括属性）等功能。

以数字线化图（DLG）、数字地面模型（DTM）、数字正射影像（DOM）和数字栅格图（DRG）即“4D”产品为核心的城市空间数据既是城市基础信息数据库的基本要素，又是其重要成果。

空间数据的特殊性要求不能仅仅从影像数据本身孤立的地考虑建库的方案，必须作为城市基础地理信息系统建设的一部分，根据系统建设的总体设计，统一规划和实施。

DOM作为国家高精度空间基础数据数字正射影像地图是同时具有地图儿何精度和影像特征的影像地图，一方面，它具有精度高、信息丰富、直观真实等优点;另一方面，它又具有数据结构简单，生产和更新周期短的优势。

数字正射影像地图作为一种国家基础数字测绘产品，是国家空间数据基础设施和“数字地球”战略计划中地球空间数据框架的基础数据。

可以预见，数字正射影像地图作为一种客观反映地表现实的、高精度的、统一的空间定位框架，将成为未来信息化杜会中各种社会、经济、人文信息的统一空间载体。

未来社会经济的管理操作、仿真运行分析操作、未来虚拟的“数字地球”运行分析，将在相当大的程度上依赖于数字正射影像地图。

DOM作为国家基本地形图更新的主要数据数字正射影像地图是反映地表真实情况的具有地图几何精度的现势性强的一种影像地图，它将作为今后国家基本地形图(数字栅格地图DRG、数字线划地图DLG)更新修测的主要数据源。

利用数字正射影像更新国家基本地形图也将是今后国家基本地形图更新的主要技术手段。

1:5万地形图是国民经济建设部门进行区域规划、国土整治开发、界限勘测等多项工作的重要基础资料，是使用面最广、用量最大的地图图种之一，但在我国已测的1: 5万地形图中，有近1/3的图幅是70年代以前施测的，现势性很差，所以1: 5万图的更新是势在必行的。

利用数字正射影像更新1:5万地形图的方法正越来越受到重视和推广。

如利用SPOT图像更新地形图在许多国家得到很好的应用，实验证明SPOT图像能够满足修测l: 5万比例尺地形图的精度要求。

DOM作为专业应用的基础数据数字正射影像具有多时相、多波段、高分辨率、生产周期短、现势性强、信息丰富等特点，可作为各专业应用的基础数据和基础底图，从而保证了各种专业应用具有统一的高精度空间定位框架，为今后信息化社会中各种行业信息的共享和分析提供了统一的空间定位基准，同时也为今后国家空间数据基础设施(NSDI)及“数字地球”计划的实施打下了坚实的基础。

DOM可支持控制点影像库的快速建立航空航天遥感影像的产业化应用，迫切需要解决遥感影像的精纠正所需的高精度控制问题，特别是随着高分辨率卫星遥感影像(分辨率优于5米)的投人使用，这一间题将更加突出。

数字正射影像地图作为一种高精度、高分辨率的影像地图，可应用于快速建立高精度的控制点影像数据库。

随着我国数字正射影像地图规模化生产的迅速展开，覆盖全国的高精度数字正射影像地图将在一个较短的时间内完成。

这样，利用数字正射影像地图就可快速建立一个区域乃至全国的控制点影像库。

由此，一个大区域的控制问题将会浓缩成一个很小的数据集，或许一张光盘就可容纳。

全数字摄影测量方法的显著优点在于：如果某地区既没有已有DEM,又没有带高程信息的地形图可供利用，也可以立即采集DEM来进行DOM生成。

但目前存在的主要问题是：模拟航ANH机所摄的航片影像质量不如数字影像，特别是在彩色摄影的情况下，局部影像色调过深、过浅、反差不足、彩色偏移等问题不如数字影像具有经过数字图像处理增强的潜力。

大比例尺影像中高层建筑图像处理困难，从发展角度看，城市大比例尺影像的信息表达最好走；三维景观影像表达的道路(即3维虚拟现实景观)。

普遍航空摄影受天气制约。

若不作DEM，仅作DOM，可以试验采用小型飞机或无人机低空摄影的办法。

随着计算机科学技术、通信、信息技术、航空技术和空间定位等高新技术的发展，采用航空摄影手段在数字摄影测量系统平台上用全数字化和自动化法快速生成DEM，数字正射影像（DOM），并从正射影像上自动或人机交互式地提取各种专题信息，然后将这些结果直接送入GIS数据库，以实现GIS数据库的建立和更新，这将是未来测绘行业的发展方向。

（二）正射影象图制作过程数字微分纠正改变了利用光学方法纠正图像的传统方式，通过高精度的图像扫描仪将航片扫描输人计算机，或者直接由数字相机或扫描方式获得数字影像，以像元为基础，并利用相应的数字地面模型，消除航片倾斜带来的误差和地形起伏引起的投影差，获取正射投影的数字影像，对纠正的数字图像进行影像调色、镶嵌、切割，再加上图式、等高线、比例尺、图幅、注记等，生成DOM.除了单片数字微分纠正的方法生成正射影像外，正射影像的生产根据不同的数据源和不同的设备还有其它三种生产工艺:正射纠正仪方法、全数字摄影测量方法和卫星遥感影像处理。