利用INPHO和EPT快速制作数字正射影像图的方法——以北湖区为例

2022-12-10

引言

土地、房屋、林地、草原、海域等不动产权利涉及千家万户, 建立和实施不动产统一登记制度是当前一项重要的改革任务, 社会高度关注。为加快推进不动产统一登记工作, 数字正射影像图不仅可为地图分析提供直观信息, 也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息和最新信息。由此可见数字正射影像图是不动产统一登记项目顺利实施的重要支撑和保障。

1 项目概述

北湖区位于湖南省郴州市中心城区, 航摄于2016年02月, 摄区面积约374km2, 采用POS辅助DMCIIe230框幅式航摄仪进行航空摄影, 航摄仪焦距:92.0124mm, 像主点偏距为 (0.0109mm;-0.0004mm) , 地面分辨率优于20cm, 像元大小5.6μm, 像幅高度和宽度为15552×14144, 航向重叠度65%, 旁向重叠度30%, 为东西向敷设航线, 涉及12条航线408张像片, 摄区以山地为主, 少部分为丘陵;POS系统采用徕卡公司研发的ZIPPS/ZIDIA软件进行解算;像控测量采用基于HNCORS系统的网络RTK测量模式, 平面坐标系统采用2000国家大地坐标系, 高斯-克吕格投影 (3度分带) , 中央子午线为114°;高程系统采用1985国家高程基准;像控点平面和高程精度均优于0.1m。

2 作业技术路线及作业流程

2.1 像控点的布设

本测区根据《数字航空摄影测量控制测量规范》 (CH/T3006-2011) 的规范要求, 并结合湖南省内已完成的带POS数据1:2000航空摄影测量项目的经验和北湖区的实地地形, 采用四角双点法在航摄区域内布设控制点, 即在区域网内原则上采用“4条航线×15条基线”的方式布点, 同时在每个长方形区域网中间增加一个检查点;本测区利用POS辅助空中三角测量的方法减少了控制点的数量, 保证测区空三加密精度的同时也加快了数字正射影像图制作的进度。

2.2 空中三角测量

空中三角测量流程见图1。

本测区采用INPHO数字摄影测量系统软件的MATCH-AT模块进行空中三角测量, MATCH-AT软件是基于先进而独特的影像处理算法提供高精度、高性能数字航空三角测量的一个软件;本测区在MATCH-AT模块中输入航摄仪相机相关参数和POS数据后, 利用POS数据自动生成航线并自动匹配生成高精度的连接点进行相对定向, 然后再利用控制点经光束法区域网整体平差得到空三加密成果。除开相关数据的导入和像控点的选刺, 从影像金字塔的提取到连接点的精确匹配再到测区的区域网平差, MATCH-AT软件空中三角测量处理的每一个步骤均完全达到了自动化, 从而大大提高了空中三角测量的工作效率。

2.3 数字高程模型DEM制作

DEM制作流程如图2所示。

INPHO数字摄影测量系统软件的MATCH-T DSM模块利用基于要素及最小直角匹配技术生成高密度点云, 从航空影像中自动提取数字高程模型DEM, 为整个测区生成无缝模型, 具有出众的生产能力 (高速处理、高度自动化、硬件空间利用的优化、最少的用户交互作用、批处理能力) 。本测区在该软件下提取了设置自动滤波建筑物功能的DEM, 经导入立体相对中检查发现生成的2米格网DEM精度良好, 满足纠正DOM的基本要求, 且大大减少了DEM对于房屋等建筑物编辑修改的工作量。

2.4 影像的匀光匀色

采用易拼图 (EPT) 进行匀光匀色。易拼图 (EPT) 是由武汉航天远景有限公司开发的一套专门从事正射影像生产的全中文软件, 该软件由匀光匀色、正射影像生成、拼接、分幅裁切、图幅接边以及正射影像编辑、修补与查图等功能组成。

首先利用图像编辑软件 (如Photo Shop等) 对影像进行调整, 使其影像满足色调均匀、反差适中的要求。彩色影像的调整一般很少需色阶调整, 只要色彩输出量化值选定, 对红、绿、蓝三色曲线进行调整, 即可得到比较接近自然的影像。

然后以该调整后的影像为模板, 利用EPT2.1软件中的匀光匀色模块能快速的对整个测区的影像进行匀光, 使整个测区影像达到色调均匀、反差适中的要求。

2.5 影像纠正

采用INPHO数字摄影测量系统软件的Ortho Master模块对数字影像航片进行严格正射纠正, Ortho Master是以数字航片的外定向参数和修正后的数字高程模型作为源数据, 对匀光匀色后的影像进行纠正, 以生产高质量的正射影像;该模块处理过程高度自动化, 具备优良的性能, 已在DOM生产单位中得到了广泛的应用。

2.6 影像镶嵌和分幅裁切

单模型影像正射纠正后, 在EPT2.1中能导入纠正后的影像自动且快速地生成镶嵌线, 且生成的镶嵌线一般都能避开大型建筑物和池塘等地物;对于大面积水域地区, 可以利用EPT2.1的镶嵌线分段羽化功能消除镶嵌线痕迹;EPT2.1具有强大、易用的PS工具, 能方便快捷地修改局部拉花和变形的影像;对于高大建筑物影像投影差较大的区域, 可利用EPT2.1中的多边形选择功能自主选择该局部区域的最佳影像进行替换, 使影像颜色过渡均匀, 无明显拼接痕迹, 过渡自然, 纹理清晰。

影像镶嵌完成后, 需按照DOM任务范围进行分幅裁切, EPT2.1能利用标准图幅左下角坐标和影像宽度进行DOM像中心点分幅裁切, 也可以直接导入DOM标准的CAD结合图进行像中心点分幅裁切, 保存后即完成分幅裁切并能实时导出标准的DOM成果。

3 精度分析

笔者所在单位质检科对部分图幅进行了野外RTK测量, 并在内业对DOM影像上的对应点进行了立体采集, 进行了高精度检测, 经检测, 野外实测点和内业采集点的平面位置中误差最大值为0.628m, 整体中误差为0.419m, 完全符合1:2000数字正射影像图的精度要求 (平面位置中误差山地、高山地±1.6m) 。

4 结束语

实践证明, 利用INPHO数字摄影测量系统结合EPT软件的特点, 能保证空中三角测量精度和DOM质量, 同时也能在目前的科技水平下提高每个工序的运行速度和工作效率, 从而快速地制作数字正射影像图, 笔者认为, 要保证数字正射影像制作的精度和进度, 必须把质量控制和过程控制结合起来, 从而保质保量地完成不动产统一登记基础数据的建设。

摘要：数字正射影像图是不动产统一登记项目顺利实施的重要支撑和保障, 本文以湖南省不动产统一登记基础数据建设北湖区为例, 提出利用INPHO数字摄影测量系统并结合航天远景公司EPT软件的特点快速制作1:2000数字正射影像图的方法, 探讨作业流程关键工序及注意事项, 提高正射影像图的成图精度和工作效率。

关键词：正射影像图,不动产统一登记,INPHO数字摄影测量系统,EPT