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现代数字化地图测绘技术的应用分析

现代数字化地图测绘技术的应用分析

现代数字化地图测绘技术的应用分析【摘要】现代数字化地图测绘技术的应用正在日益广泛,在数字化地图的数据源方面,地理信息系统数据、遥感影像数据等被广泛应用,提高了地图的精确度;数字化地图在导航系统中的应用能够为司机提供实时路况信息,提升驾驶体验;在城市规划中,数字化地图可以帮助规划师更好地设计城市结构和交通布局;在紧急救援中,数字化地图可以帮助救援人员快速定位事故现场,提高应急处理效率。

现代数字化地图测绘技术的应用价值日益凸显,未来的发展方向包括实现更高精度的地图数据和更快速的更新频率,数字化地图在各行业中的潜在应用还有待进一步挖掘和拓展。

数字化地图的发展将会为我们的生活带来更多便利和创新。

【关键词】现代数字化地图测绘技术、应用分析、数据源、精度、更新、导航系统、城市规划、紧急救援、应用价值、发展方向、各行业、潜在应用。

1. 引言1.1 现代数字化地图测绘技术的应用分析数字化地图在当今社会已经成为重要的信息基础设施,其在各个领域的应用越来越广泛。

通过现代数字化地图测绘技术,我们可以获取准确、实时的地理信息数据,为各种行业提供支持和服务。

在数字化地图的数据源方面,现代地图测绘技术利用卫星遥感、无人机遥感、地面调查等多种技术手段获取地理信息数据,实现了地图信息的快速更新和精度提升。

这为数字化地图的应用提供了可靠的数据基础。

数字化地图的精度与更新是保障其应用效果的关键。

基于现代测绘技术的数字化地图具有高精度和实时性,能够满足各行业对地理信息的高标准要求,提高数据的可靠性和实用性。

数字化地图在导航系统中的应用是其重要应用领域之一。

现代导航系统依赖于数字化地图提供的准确路网信息和地理位置数据,为车辆导航、路径规划等功能提供支持,提高行车安全和效率。

数字化地图在城市规划中的应用也十分重要。

通过数字化地图提供的城市地理信息数据,城市规划者能够进行建设规划、社会管理和资源分配等工作,为城市的可持续发展提供支持。

数字化地图在紧急救援中的应用也具有重要意义。

现代测绘技术与传统测绘技术的比较

现代测绘技术与传统测绘技术的比较

现代测绘技术与传统测绘技术的比较1. 引言测绘技术是制图与地理空间数据管理的重要工具,它在许多领域都起到了关键的作用。

随着科技的不断进步,测绘技术也在不断发展。

本文将比较现代测绘技术与传统测绘技术之间的差异,从而揭示出现代测绘技术的优势。

2. 介绍现代测绘技术现代测绘技术包括全球卫星定位系统(GPS)、遥感、激光雷达等先进技术。

GPS通过全球卫星系统定位地球上的任意一点,实现高精度的空间定位;遥感技术利用航空或卫星影像获取地球表面的信息,从而实现大范围的数据采集;激光雷达则使用激光束扫描地面,获取各种地理数据。

3. 传统测绘技术的特点传统测绘技术主要包括地面测量、地形制图和测量仪器。

地面测量依赖于人工测量和观测,需要大量的人力和物力投入;地形制图则通过测量地理实体的形状和位置,绘制地图;测量仪器包括经纬仪、水准仪等,用于实地测量。

4. 现代测绘技术的优势4.1 精度与速度:现代测绘技术能够提供更高的精度和速度。

GPS定位技术的精度可达到几厘米,远远超过了传统测绘技术。

同时,现代技术还能够实现实时数据采集,大大提高了测绘的效率。

4.2 大范围覆盖:现代测绘技术能够实现大范围的数据采集和制图。

遥感技术能够从卫星或飞机上获取地球表面的影像数据,从而实现大面积的地理空间数据采集和制图。

这种大范围的覆盖能够满足许多领域的需求,如城市规划、环境监测等。

4.3 数据可视化:现代测绘技术提供了更多的数据可视化方式。

通过激光雷达扫描地面,可以获取三维地理数据,并通过虚拟现实技术实现地理空间的可视化。

这种方式能够更直观地展示地理数据,为决策者提供更全面的信息。

5. 传统测绘技术的价值尽管现代测绘技术有着许多优势,但传统测绘技术仍然具有一定的价值。

首先,传统技术具有较低的成本,普通人也可以掌握这些技术,用于小范围的测绘需求。

其次,传统技术在某些环境下比现代技术更可靠,如山区或深海等特殊地形。

此外,传统技术的历史渊源长,有助于保护历史文化遗产和传统技艺的传承。

现代测绘技术的应用

现代测绘技术的应用

现代测绘技术的应用随着现代科技的不断发展,测绘技术也得到了空前的进步和发展。

现代测绘技术已经成为了工程建设与管理中不可或缺的重要工具。

在各个领域,现代测绘技术的应用都越来越广泛。

本文将从地理信息系统(GIS)、卫星遥感技术、激光测绘技术、地质勘探技术等角度来探讨现代测绘技术的应用。

一、地理信息系统(GIS)地理信息系统(GIS)是一种将空间信息与属性信息相结合的系统,专门处理和管理包括空间地理位置在内的各种信息。

GIS主要通过将统计数据与地图信息相结合,实现根据地理位置、时间、状态等条件来查询信息的功能,从而帮助人们更好地管理资源和规划发展。

目前,GIS技术已经广泛应用于各行各业,比如城市规划、土地利用、水资源管理、自然资源保护等领域。

通过GIS技术,人们能够更加有效地收集、管理和处理空间和非空间信息,做出更加科学的决策。

二、卫星遥感技术卫星遥感技术可以通过卫星传感器将地物表面信息获取、处理、分析和应用。

通过卫星遥感技术获取的地球表面数据能够包括红外线、可见光、高光谱和微波数据等多种类型。

卫星遥感技术因其快速、全面、准确、可持续等优势,已经用于各个领域。

当前,卫星遥感技术已经广泛应用于国土资源调查、城市规划、环境监测等领域,使相关单位更好地获取、处理和分析空间信息。

三、激光测绘技术激光测绘技术是一种先进的测量技术,常用于3D建模、地形测绘等领域。

激光测绘技术利用激光束测量物体表面距离,从而绘制出现实世界的三维模型。

激光测绘技术优点在于高精度、快速、无需复杂地面设备等诸多方面。

激光测绘技术已经广泛应用于各行各业,比如建筑、运输、遥感等办公领域。

未来,在社会和经济的不断发展中,激光测绘技术必将发挥越来越重要的作用。

四、地质勘探技术地质勘探技术是一种现代的科技应用。

地质勘探技术通过采集、处理地质数据和探测地下资源,为工程建设与管理提供科学的依据。

在现代测绘技术发展的推动下,地质勘探技术取得了快速发展,其中,激光扫描、水文地质勘探、遥感应用等技术得到了广泛的应用。

测绘技术的数据采集与处理方法

测绘技术的数据采集与处理方法

测绘技术的数据采集与处理方法测绘技术是现代社会建设中不可或缺的一项基础工程,它不仅为城市规划、土地管理、环境保护等方面提供了可靠的数据支持,也为工程施工和资源管理提供了极大的便利。

而数据采集与处理是测绘技术中不可或缺的环节,它直接决定了测绘结果的准确性和可靠性。

在过去,传统的测绘技术主要依赖人工进行数据采集,例如通过人工测量、实地观测等方式获取数据,这种方法虽然准确度较高,但是效率较低,成本较高。

随着现代科技的不断发展,各种高新技术被广泛应用到测绘领域中,极大地提高了数据采集与处理的效率。

高精度卫星定位技术是现代测绘技术中常用的一种数据采集方法,它利用全球定位系统(GPS)卫星发射的信号,通过测量接收信号的时间差来计算出测量点的坐标。

这种技术具有采样快、准确性高和适用范围广的特点,可以有效地获取大面积的地理数据,尤其在大型工程的测绘中发挥着重要作用。

此外,无人机技术在数据采集与处理上也有着突出的优势。

无人机可以携带各种传感器和测绘设备,通过航拍方式采集地表的图像、视频和三维点云数据,实现对特定区域进行高精度的测绘。

相比传统的航空摄影测量方法,无人机具有成本低、灵活性高和飞行安全性强的特点,可以在复杂地形或危险环境中完成任务。

数据的处理和分析是测绘技术中同样重要的一环。

在过去,数据的处理主要依赖手工操作,如图像解译、地形平差等,这种方法不仅耗时耗力,而且容易出现人为错误。

而现代测绘技术则借助计算机辅助设计与软件应用,实现了数据的自动处理和分析。

其中,地理信息系统(GIS)使得数据的整合和可视化分析成为可能,通过对多源数据的融合和空间关系的分析,可以更好地理解和应用地理信息。

此外,人工智能技术在测绘数据处理中也逐渐崭露头角。

通过机器学习和深度学习算法的应用,可以实现对大规模测绘数据的智能化处理与挖掘。

例如,在地表变形监测中,可以利用机器学习算法对连续监测数据进行分析,识别出地下管线的损坏状况,提前预警潜在风险。

测绘数据的收集与存储方法

测绘数据的收集与存储方法

测绘数据的收集与存储方法测绘数据的收集与存储是测绘工作的重要环节,也是现代测绘技术发展的核心内容。

随着科技的不断进步,传统的手工测绘方法已逐渐被自动化测绘方法取代,数据收集和存储的方式也得到了革新与变革。

本文将介绍现代测绘数据的收集与存储方法,包括三维数据的测量、无人机测绘技术以及大数据存储与管理。

一、三维数据的测量随着科技的快速发展,三维数据的测量技术也得到了极大的提升。

现代测绘工程中,我们可以使用激光测距仪、全站仪等高精度仪器收集三维坐标数据。

这些仪器具有高精度、高速度和自动化的特点,能够快速获取地面、建筑物以及其他对象的三维坐标,并将其转化为数字模型或点云数据。

为了更好地收集三维数据,我们还可以结合卫星导航与惯性测量单元(GNSS+IMU)技术。

通过接收多颗卫星的信号,GNSS可以提供高精度的位置信息。

而IMU则能够测量和记录运动物体的加速度、角速度等参数。

将这两者相结合,可以实现对运动物体的精确定位与姿态重建。

二、无人机测绘技术近年来,无人机测绘技术在测绘领域得到了广泛应用。

无人机可以携带各种测绘设备,包括摄像机、激光雷达等,对地面进行高效、快速的数据采集。

通过设定航线和飞行高度,无人机可以实现对大范围地区的全面覆盖。

而且,相比于传统的航测方法,无人机测绘更加灵活、成本较低。

无人机测绘技术的核心是图像测量与处理。

利用载荷设备上的相机进行空中摄影,我们可以获取高分辨率、高精度的影像数据。

通过将这些图像进行拼接、配准与处理,就可以生成全景图、数字正射影像图等产品。

此外,激光雷达在无人机测绘中也发挥着重要的作用。

激光雷达可以快速扫描地面,获取地形、建筑物等对象的三维坐标数据,为地理信息系统和测绘工程提供精确的数据支持。

三、大数据存储与管理现代测绘工作产生的数据量庞大,需要合理地进行存储与管理。

传统的存储介质,如硬盘、光盘等容量有限,难以应对大数据时代的需求。

因此,测绘机构开始采用云存储技术来解决数据存储问题。

现代测绘工程技术及其发展趋势分析

现代测绘工程技术及其发展趋势分析

现代测绘工程技术及其发展趋势分析1. 引言1.1 现代测绘工程技术概述现代测绘工程技术是指利用现代科技手段进行地形地貌或者其他特定区域的测绘与勘测工作。

随着科技的不断发展,测绘工程技术也在不断更新换代,从传统的手绘测绘逐渐向数字化、智能化方向发展。

现代测绘工程技术包括卫星遥感技术、GPS定位技术、激光测绘技术等多种高科技手段,这些技术的应用使得测绘工程更加精准、高效。

现代测绘工程技术的发展不仅提升了测绘工作的效率和精度,还拓展了测绘领域的应用范围,包括土地规划、城市规划、资源勘探等各个领域。

现代测绘工程技术的迅猛发展为社会经济的可持续发展提供了重要支持和保障。

随着人工智能和大数据技术的不断成熟和应用,未来现代测绘工程技术将更加智能化和精准化,能够更好地满足社会发展的需求。

通过不断改进现有技术和引入新技术,现代测绘工程技术将持续推动测绘行业向更高水平迈进。

2. 正文2.1 测绘技术的发展历程测绘技术的发展历程可以追溯到古代时期,最早的测绘工具是简单的测量工具如尺、绳、罗盘等。

在古代,测绘工作主要用于土地测绘、城市规划等领域。

随着科技的发展,测绘技术逐渐进步,出现了更为精确的测量仪器和方法。

在19世纪,随着工业革命的推动,测绘技术得到了长足的发展。

大量新型的测绘仪器被发明和应用,比如全站仪、卫星定位系统等,这些仪器的出现使测绘工作更加快速和精确。

20世纪以来,随着信息技术的迅速发展,测绘技术也迎来了新的革命。

地理信息系统的出现极大地提高了测绘数据的管理和分析效率,遥感技术的应用使测绘工作更加便捷和精确。

如今,随着人工智能、大数据等技术的不断发展,现代测绘工程技术已经进入了智能化、精准化的新阶段。

未来,测绘技术将更加注重数据的处理和分析,提高测绘效率和精度,服务于更广泛的领域和行业。

2.2 现代测绘工程技术应用领域现代测绘工程技术在各行各业都有着广泛的应用领域,其应用范围涉及到建筑工程、交通运输、资源管理、环境保护、国土规划等方面。

测绘数据的存储与管理方法介绍

测绘数据的存储与管理方法介绍导语:在现代社会中,测绘数据的存储与管理变得尤为重要。

本文将介绍一些方法和工具,帮助人们更有效地存储和管理测绘数据。

同时,本文还将讨论这些方法的优点和限制,以及可能的改进方向。

一、传统的测绘数据存储方法传统上,测绘数据通常以纸质形式存储。

这种方法在过去确实很有用,但它在管理上存在许多困难。

首先,纸质数据容易受到自然灾害和人为破坏的影响。

其次,纸质数据的存储和查找过程非常耗时,因为需要手动翻找文件夹和文件。

最后,纸质数据不利于多人合作。

由于只有一份纸质副本,可能导致数据无法及时与他人共享。

二、现代的数字化测绘数据存储方法随着科技的发展,现代测绘数据的存储方法发生了变革。

数字化存储方法通过将测绘数据转换为数字形式,克服了传统存储方法所面临的种种问题。

数字化测绘数据可以存储在计算机硬盘、光盘、U盘等媒介中,还可以通过云存储服务保存在远程服务器上。

这种方法具有多样化的备份方式,保证了数据的安全性和可靠性。

三、GIS系统的应用地理信息系统(GIS)是一种集成存储和管理测绘数据的解决方案。

GIS以地图为基础,将测绘数据与空间信息相结合。

通过GIS系统,用户可以直观地查看地理数据,并对其进行分析、编辑和共享。

GIS系统通过地理数据库的建立,将不同类型的测绘数据整合在一个平台上,提高了数据的利用率和管理效率。

四、数据库管理系统的角色数据库管理系统(DBMS)在存储和管理测绘数据中起着重要的作用。

DBMS可以通过建立数据库和数据表的方式,将测绘数据存储为结构化的数据,提供高效的数据操作接口。

通过使用SQL等语言,用户可以快速地查询和更新测绘数据。

此外,DBMS还具备备份、恢复和安全性管理等功能,保证了数据的完整性和可靠性。

五、大数据技术的应用随着测绘数据量的不断增加,传统的存储和管理方法面临更大的挑战。

大数据技术为测绘数据的存储和分析提供了新的解决方案。

通过分布式系统和并行计算,大数据技术可以处理测绘数据中的复杂结构和海量信息。

现代测绘技术与传统测绘方法的对比分析

现代测绘技术与传统测绘方法的对比分析导言在过去的几十年里,随着科技的发展和进步,现代测绘技术不断更新和优化。

传统测绘方法逐渐被现代测绘技术所取代。

本文将对现代测绘技术与传统测绘方法进行对比分析,探讨其优劣势以及应用领域。

一、数据采集1. 传统测绘方法传统测绘方法主要依靠人工测量,如使用三角测量进行距离测量、经纬度测量。

这种方法需要人员在现场进行测量,耗费人力物力,并且容易受到人为误差的影响。

2. 现代测绘技术现代测绘技术主要依赖航空摄影和卫星定位系统进行数据采集。

航空摄影利用航空器飞行高度低、飞行速度快的特点,通过摄影仪记录地面信息。

卫星定位系统则通过卫星信号进行精确定位。

这些技术大大减少了人工测量的工作量和误差,并且提供了大量的地理数据,为地理信息系统(GIS)的应用提供了坚实的基础。

二、测图和制图1. 传统测绘方法传统测绘方法下的测图和制图主要通过手工绘制,需要测绘专业人员具备熟练的绘图技巧。

制图速度慢,并且难以保证绘图的精确性。

2. 现代测绘技术现代测绘技术可以通过数字化手段进行测图和制图。

数字测图可以通过软件辅助实现,使测图过程更加高效、精确。

此外,现代测绘技术还可以生成三维立体模型,以更直观的方式展示地理信息。

三、精准度与定位精度1. 传统测绘方法传统测绘方法的精准度主要取决于人工测量的准确性。

由于人为因素,其精确度有较大的浮动范围。

而传统测绘方法往往无法提供高精度的定位信息。

2. 现代测绘技术现代测绘技术结合了卫星定位系统和遥感技术,能够提供高精度的定位信息。

例如,全球定位系统(GPS)可以提供米级甚至更高的定位精度,在土地测量、城市规划、工程测量等方面具有重要应用价值。

此外,航空遥感和卫星遥感技术可以快速获取地表信息,为环境监测和资源管理等提供支持。

四、应用领域1. 传统测绘方法传统测绘方法在许多领域仍然有重要应用。

例如,传统测绘方法在地理学、地质学和考古学等学科中发挥重要作用。

此外,传统测绘方法在一些特殊环境,如深海、高山等地形复杂的区域中仍然发挥着独特的作用。

浅谈现代测绘技术的应用

浅谈现代测绘技术的应用测绘技术是一门利用数学、物理和化学等知识,通过对地球表面进行测量、观测和分析,获得地球表面各种自然、人文地理要素的位置、形状、大小和空间分布等信息的技术。

随着科学技术的不断发展,现代测绘技术已经成为地理信息系统、国土资源管理、城市规划和环境保护等领域中不可或缺的重要手段。

下面我们将从几个方面浅谈现代测绘技术的应用。

一、地理信息系统地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种集成地图、数据库、地理信息分析和可视化等技术的电子信息系统,可用于管理、分析和展示各种地理空间数据。

现代测绘技术在GIS中发挥着重要作用,通过卫星遥感、数字化地图等手段获取地理信息数据,然后利用GIS软件将这些数据进行空间分析、模拟和可视化,从而为城市规划、资源管理、环境监测等提供决策支持。

利用卫星遥感获取的地表覆盖信息可以用于农业生产的土壤保护和水资源管理,数字化地图可以用于城市规划和交通规划,测绘技术为GIS提供了丰富的数据资源,为各种领域的决策提供了有效的支持。

二、国土资源管理在国土资源管理中,现代测绘技术的应用十分广泛。

利用遥感卫星、航空摄影和激光雷达等技术获取地表的高精度三维地形数据,可以为土地利用规划、环境监测、自然资源调查等提供精准的空间信息。

现代测绘技术也在海洋资源管理、矿产资源勘查等领域发挥着重要作用。

通过遥感技术获取海洋生态环境的信息,实现海洋资源的科学开发和保护;利用激光雷达技术获取地下矿产资源的分布信息,提高勘探效率和资源利用率。

现代测绘技术为国土资源管理提供了重要的技术手段,促进了资源的合理开发和利用。

三、城市规划在城市规划领域,现代测绘技术的应用也十分广泛。

利用高分辨率遥感影像和激光雷达数据获取城市建筑、道路、绿地等空间信息,可以为城市规划和建设提供详细的地理空间数据。

这些数据可以用于城市交通规划、土地利用规划、环境保护等方面。

通过测绘技术获取的城市地理信息,可以进行城市模拟、可视化规划等分析,为城市规划提供科学依据。

测绘中的数据采集和数据处理技巧

测绘中的数据采集和数据处理技巧测绘是一门古老而又重要的科学,它涉及到地理位置、地形地貌等各种地理信息的采集、处理和分析。

而在现代测绘工作中,数据采集和数据处理技巧被视为非常关键的环节。

本文将介绍一些在测绘中常用的数据采集和数据处理技巧。

一、数据采集技巧1.地面数据采集地面数据采集是指在实地进行的测量和调查工作。

在过去,测绘员们只能依靠传统的测量仪器进行测量,如经纬仪、水平仪等。

然而,随着科技的进步,现代测绘中出现了一些高新技术,如全站仪、GPS、激光扫描等。

这些高新技术使得地面数据采集更为准确、高效。

2.遥感技术遥感技术是指通过航空器或卫星等远距离获取地表信息的技术。

遥感技术不仅可以获取大范围的地表信息,还可以获取高分辨率的数据。

在测绘工作中,遥感技术被广泛应用于地形图、地貌图的制作,特别是在野外条件复杂或资源有限的地区。

3.无人机技术无人机技术是近年来兴起的一种数据采集技术,它利用无人机携带的相机和传感器进行数据采集。

无人机具有灵活性高、成本低、数据精度高等优势,使得其在测绘领域得到了广泛的应用。

无人机技术可以在较短的时间内,获取大量的地理信息,并且数据质量也相对较高。

二、数据处理技巧1.数据预处理数据预处理是指在进行测绘数据处理之前,对采集到的数据进行清理和修正的过程。

数据预处理的目的是消除噪声、纠正误差,提高数据的可靠性和准确性。

在进行数据预处理时,可以利用一些常见的方法,如插值法、滤波法等。

2.数据匹配数据匹配是指将不同源的数据进行配准的过程。

在进行数据匹配时,需要进行坐标转换、影像配准等处理。

数据匹配能够使得数据之间的联系更加紧密,为后续的数据处理提供基础。

3.数据融合数据融合是指将多源数据进行融合,得到更为全面、准确的数据。

在进行数据融合时,可以利用影像融合、信息融合等技术。

数据融合可以提高数据的综合利用率,使得测绘结果更加全面和精确。

三、案例分析:水资源调查水资源调查是测绘工作中常见的任务之一。

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真正影像制作的遮蔽区域检测
及补偿
班级:测绘科学与技术
学生姓名:某某某
学号:123456789
日期: 2016年12月30日
目录
1引言 (1)
2 传统正射纠正与真正射纠正 (1)
2.1 影像区别 (1)
2.2间接法数字微分纠正 (2)
2.3 真正射影像制作方案 (3)
3 遮蔽检测 (3)
3.1 镂空回填法 (3)
3.2 光线追踪法 (5)
4 遮蔽补偿 (5)
4.1辐射校正 (5)
4.2遮挡区域的填充方法 (6)
4.3 航摄注意事项 (6)
5 总结 (7)
1引言
近年来,随着ADS40、DMC等高分辨率传感器广泛应用,遥感影像的地面分辨率不断提高。

真正射影像日渐成为一种重要的航空摄影测量产品,特别是在建筑物密集城区的大比例尺航空测图任务中,显得更为重要。

与传统的正射影像不同,真正射影像是利用数字表面模型(DSM)代替DEM进行纠正。

但由于存在重复映射(double mapping)现象,直接利用DSM进行正射纠正也不能取得理想的效果。

在被建筑物遮挡的区域会因为重复映射问题而形成重影,必须进行遮挡区检测。

2传统正射纠正与真正射纠正
2.1 影像区别
图2-1 传统正射纠正与真正射纠正影像对比
传统正射纠正是利用DEM对原始数字影像进行纠正,消除投影误差,以获得数字正射影像地图。

根据重采样方法的不同,正射纠正可分为直接法和间接法,其中间接法应用最为广泛。

传统正射纠正与真正射纠正的区别对比(图2-1)。

2.2 间接法数字微分纠正
建立一个空白影像,与实地相对应,然后量测这个空白影像上的像点坐标a(x,y), 通过共线条件反算地面坐标。

共线条件方程:
式(1)只能求出平面坐标与高程的比值,需要从DEM中内插出高程值,得到像点坐标a′对应的地面点坐标A( X,Y,Z)。

再由共线条件方程式:
求得A对应的原始影像像点a的坐标,并通过重采样求出a点灰度
值,赋给空白影像上的a′点。

空白影像上每个点都完成这个过程得到灰度后,就得到了传统的正射影像。

2.3 真正射影像制作方案
真正射纠正:完全消除倾斜误差和投影误差。

(1)利用DEM 和DBM对原始影像进行处理,消除因地形起伏而产生的投影误差,进行几何纠正将错位的建筑物移至正确位置,从而检测并标识出被建筑物遮挡的区域。

(2)标识了遮蔽区域后,利用该块遮蔽区域在相邻的其他正射相片上的影像来填充这片遮蔽区。

这样就要求一张相片上标识出的遮蔽区域在至少一张其他正射影像上是可见的。

3遮蔽检测
比较常用的两种遮挡区域检测算法。

一种是“光线追踪法”,另一种是所谓的“镂空回填法”。

这两种方法都能够有效检测出遮挡区域,但在理论思想和实现过程中存在较大差别。

3.1镂空回填法
在镂空回填法中,利用DBM和DEM对图像分别进行处理。

(1)在这个过程中,我们首先在DBM中提取出从建筑物正方观察屋顶而得到的屋顶形状(图3-1),这个过程不包含任何对地形的处理。

然后在原始影像上将建筑物和被建筑物遮挡的区域镂空,得到仅包含地形而不包含任何建筑物的镂空图像(图3-2)。

(2)利用镂空影像和DEM进行纠正。

由于镂空图像中建筑物和遮蔽区是缺省的,只包含地形,利用镂空图像与DEM,对镂空图像
进行传统的正射纠正,得到不含建筑物的正射影像,即正射纠正后的镂空影像(图3-3)。

因为镂空图像不含建筑物而仅有地形信息,所以正射纠正后的镂空影像可以认为是地形的精确正射影像。

(3)将得到的屋顶形状和正射纠正后的镂空图像套合。

套合后的影像中缺省部分即为被建筑物遮挡的区域(图3-4)。

图3-1 从DBM提取屋顶
图3-2 原始影像
3.2光线追踪法
光线跟踪法通过分析地面点发出的光线到镜头透视中心的通视情况来判断是否存在遮挡,实现光线跟踪的关键是Amhar 提出的Z-buffer 算法Z-buffer 算法的基本思想是同一光线上离镜头最近的地面点遮挡其他地面点,因此,当计算出哪些点位于一条光线上以后,通过计算各点到镜头的距离,即可判断遮挡情况。

4遮蔽填充
真正射纠正的最后一个步骤就是对检测出的遮挡区域进行填充。

填充时选定接近垂直摄影的影像作为主影像,其余的相邻影像作为辅影像。

对主影像进行遮挡区域检测,检测出的区域需要由辅影像真正射纠正的结果进行填充。

填充过程需要考虑几何和辐射两方面的因素。

4.1 辐射校正
从相邻辅影像获取主影像缺失的灰度信息进行填充,
可以使主影图3-3 纠正后图3-4 被遮挡
区域
像的内容完整,但由于几张相片的辐射信息差异会导致这些相片在明度和饱和度上不一致,这样几张存在辐射差异的相片相互填充后,会使填充部分的接合线非常明显,影响视觉效果。

解决办法就是在进行填充之前以主影像为基准,对辅影像进行辐射矫正,从而使得各个相片的明度和饱和度一致,这样就可以避免因为辐射差异造成的问题。

4.2 遮挡区域的填充方法
从辅影像上获得主影像上遮蔽区域的灰度,并赋给主影像,即完成填充。

为保证覆盖区100%的可视,一般情况下真正射纠正都会有多个辅影像可供遮蔽区域的填充,此时挑选辅影像就需要一定的理论依据。

Sheng提出了基于成像角度的真正射影像合成方法,即挑选成像角度最小的像元合成最终的真正射影像。

Schickler等采用的方法是以每个真正射影像的质量测度为依据
生成权重影像,在影像合成时选择权重最大的像元作为目标像元。

4.3 航摄注意事项
当原始影像具有60% 的航向重叠和旁向重叠时,会对后期的遮挡区域填充比较有利,因为这样的摄影条件可以保证在主影像上缺失的灰度信息能够在至少一张辅影像上找到。

然而在一些特殊情况下,比如航摄区域高层建筑非常密集,可能会造成一些遮挡区域不能在任何一张相片上成像,这样就会使这些区域的灰度缺失而无法补救。

解决这一问题的办法是在制定航摄方案时先考察航摄区域的地形情况。

如果高层建筑较多,应该选用长焦镜头进行拍摄。

5 总结
随着地球空间信息技术的迅速发展,诸如数字纽约、数字汉堡、数字北京等大规模三维城市建模工程不断出现,三维表示日益成为地球空间信息的主要表示方式,三维城市模型越来越广泛地应用于城市数据处理与管理中,城市逼真的三维数字表示由于其在城市基础设施管理、城市开发决策支持等众多领域显现出的巨大应用潜力,成为当今城市信息化普遍关注的热点问题之一。

利用DSM或DBM经过遮挡区(和阴影区)检测和补偿后生成的真正射影像,理论上可完全解决传统正射影像存在的问题,是进行变化检测、地物采集、三维景观制作和数字城市建设的理想选择,其优势是显而易见的。

一方面,相对于常规的影像正射纠正的简单处理过程,真正射纠正的显著特点就是数据运算量十分巨大。

如果要投入实际生产,数据处理的效率问题应该作为重点来考虑,这也在某种程度上促使真正射纠正方法不断改进完善。

另一方面,作为真正射纠正的最基本数据源———DBM/DSM,其获取更繁琐、耗时。

虽然很多学者利用影像匹配技术和激光扫描技术获取点云的方法,提出了一些自动或半自动获取DBM/DSM的方法,但并未达到实用化的程度,人机交互在所难免。

这就决定了DBM/DSM 获取的难度和成本依然很高,其使用范围只能局限在城区。

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