数字正射影像图制作与应用方法探讨

2022-09-10

随着科学技术的发展, 以4D产品为代表的GIS技术的应用正渐普及, DOM (数字正射影像图) 作为4D产品之一, 其良好的直观性、现势性以及丰富的信息, 使其在很多领域都有着广泛的用途。随着数字正射影像制作方法的日趋成熟, 大区域正射影像产品的制作完成, 使得正射影像及其相关产品逐渐为各个相关部门了解和使用。显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。本人结合相关工作经验, 浅谈一下正射影像产品的制作与应用。

1 数字正射影像的制作方法

正射影像图是客观物体或目标的真实反映, 信息丰富逼真, 人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息。其制作过程是根据航空像片的内外方位元素和DEM对数字化的航空像片 (彩红外) 进行数字微分纠正得到的正射影像, 然后把不同像对的正射影像进行色彩平衡处理、镶嵌、图幅裁切等步骤, 成为数字正射影像图。

1.1 数字正射影像的制作流程

目前国内航片制作数字正射影像的方法有以下几种:采用全数字摄影测量工作站 (JX4C或Virtvzo) 制作、采用单片微分纠正软件 (Geoway DOM或Geoimage等) 、多项式纠正软件 (Geoway) 等。

1.2 数字正射影像的制作要求

数字正射影像的制作要满足以下特征:

(1) 影像植被信息齐全饱满, 直方图 (0~255个灰阶) 没有灰阶的信息缺失。

(2) 色调柔和、纹理清晰, 细节清楚。

(3) 整体色调一致, 反差适中, 植被信息色调真实可辨。

(4) 影像必须是无缝镶嵌, 无重影, 无影像错位及色彩突变的地方。

2 数字正射影像图的应用研究

数字正射影像是一种新型数字测绘产品, 有着广阔应用前景的基础地理信息数据, 它不仅可用于对数字线划地图数据的更新, 提高数据的现势性, 加快地形图的更新速度, 也可作为背景图直接应用于城市各种地理信息系统。它广泛应用于城市规划、土地管理、环境分析、绿地调查、地籍测量等方面。也可以与线划图、文字注记进行叠加形成影像地图, 丰富地图的形式, 增加地图的信息量。

2.1 数字正射影像应用于测绘生产

正射影像图是一种既具有地物注记、图面可量测性等常规地形图的特性又具有丰富直观的影像信息的一种图件。

利用正射影像图勾绘地物图形进行地形图生产, 就是曾经广为应用的像片图测图, 这种技术现在仍然有其生命力。现在广东省的1:10000地形图、2007年开始的全国第二次土地调查等都是用数字线划图DLG叠加数字正射影像进行外业调绘。数字正射影像图信息丰富, 现势性、直观性强, 不容易产生误判的现象, 方便了外业识图, 大大的提高了工作效率。

数字正射影像图也可以用于修测地形图。正射影像由于制作原因, 图上建筑物仍然存在投影误差, 但对于低层建筑或小比例尺地形图来说投影差可以忽略不计。由于地形图生产周期长, 更新速度慢, 而正射影像生产周期短, 利用正射影像快速修测小比例尺地形图是一种简单、便利的好方法。只要再Auto CAD或Mapstar软件环境下, 调入正射影像作为背景, 把需要更新的地形图套合在上面, 就可根据影像上地表建筑物变化修测地形图。这将大大缩短成图周期, 降低成图成本, 提高效率。

2.2 正射影像应用于城市规划

城市在进行以基础信息获取与更新为目的的航摄时, 一般都要求开展数字正射影像图的制作。在城市规划设计、建设和管理中, 数字正射影像图提供了大量的信息, 以直观、详实的影像反映了许多实地踏勘中的盲点, 利用数字正射影像可以更真实、直观地了解城市的地形地貌及环境状况。同时, 利用数字正射影像图作为规划底图, 使规划内容与周边环境的关系更加清晰, 在旧区改造、历史古建筑保护、城市重点区域和地区标志性建筑的规划设计中可以发挥十分重要的作用。

在城市规划建设的方面, 可以利用数字正射影像图进行范围的标定, 并且能及时地提供坐标和计算出相应的面积, 及直观地反映该区域的现状与之相关的情况。通过数字正射影像图标定区域后, 在正射影像图上进行设计区域规划建设的效果图和虚拟三维地图, 在规划设计时就可以知道未来该区域的现实体现所示区域性规划的效果, 与地理信息处理软件和规划设计、建筑设计的综合应用可以精确地设计出未来的城市的风貌。

2.3 正射影像作为实用地图的功能

由于正射影像产品具有地形图垂直投影的特性, 但它又比地形图更直观, 无须了解专业知识就可识别图中内容, 使其具有更广阔的服务空间。以正射影像作为背景, 上面标注地理名称, 就成为一张简单明了的地图。它能直观的反映地表信息, 它不但美观, 漂亮, 而且更容易让人识别, 所以更具实用价值。数字正射影像还可以作为影像地图浏览系统的基础数据使用。数字正射影像地图的制作、管理、阅读和使用能实现一体化, 对变化的地方能够方便实时地进行修改。

2.4 利用数字正射影像制作三维景观模型

作为模型化的城市现状的表现形式, 城市景观模型对于总体规划设计思想的形成以及把握城市建设和发展的方向, 具有重要的作用。传统的城市景观模型是以纸板或其它材料制作的非数字式模型, 要想做得逼真, 费时费钱。用数字正射影像制作三维景观具有非常广阔的发展前景, 可以为城市规划的成功决策提供最基本、最直观的技术支持;电子沙盘景观更加真实, 携带更加方便, 更新也更加容易, 真实的三维景观再现使网上售房冲破了干瘪的广告词的局限;真实、生动的三维景观网上旅游使游客再也不受时间、空间的限制;其他像公安部门、消防部门的警力部署;电力部门的线路架设;交通部门的管理调度, 三维景观都会给予巨大的支持和再现。应用数字摄影测量技术所具有的制作城市景观数字模型的功能, 在计算机上非常逼真地再现城市现状, 并可以多视角浏览, 以辅助规划设计与建设的参与者及决策者开展相关工作, 毫无疑问, 其基础资料数字正射影像有着不可替代的作用。

3 结语

因为数字正射影像自身的优点, 使其无论从理论上还是其实践都将得到迅速发展。它将在三维可视化、地理信息数据更新等方面得到广泛的应用与发展。它对国家基本图更新与其现势性将会显得愈来愈重要。随着数字正射影像产品逐渐渗透到社会生活的各个领域, 对这种产品的需求越来越大, 应用范围越来越广。我们应努力探索新技术, 缩短制作周期, 不断完善产品形式。数字正射影像的应用将会形成一个逐渐成熟庞大的市场。

摘要：随着数字摄影测量技术的发展, 数字正射影象产品的制作方法越来越先进, 生产效率随之越来越高, 市场应用前景也越来越广泛。本文介绍了数字正射影像产品的制作方法和生产工艺, 并对其应用前景和发展方向进行了综合分析。

关键词：数字正射影像,数字高程模型,三维景观