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數字正射影像的生產與數據管理論文
數字正射影像(DOM)具有地圖的幾何特征和影像的紋理特征，直觀易讀、信息量豐富、獲取快捷，已經成為應用越來越廣泛的基礎地理數據資源。本文主要介紹了基于JX4攝影測量工作站的DOM制作方法，分析了在生產DOM過程中應該注意的問題，研究了數字正射影像圖的質量評價以及海量數據的存儲信息管理。
數字正射影像圖是對航空或航天像片進行數字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪成的數字影像集，它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。正射影像的制作過程:利用像片范圍內的數字高程模型對像片進行傾斜改正和投影改正 ,像片重采樣后生成正射影像 ,并將多個單幅影像拼接到一起 ,按規定的圖幅進行裁切 ,進行色彩調整。利用JX4數字攝影測量工作站制作DOM的基本流程如圖1所示。
圖1基于JX-4 DOM的制作流程
1.數字空三加密
影像掃描必須確定掃描分辨率，掃描分辨率是由成圖比例尺、航測比例尺來計算。收集外業控制數據，相機數據，使用Geolord-AT平差軟件加密。該空三軟件由數字影像處理、框標量測內定向、加密點自動匹配、加密點人工修側、相對定向模型連接、旁向連接點自動轉點、旁向連接點人工修側、多項式整體平差、光束法整體平差、區域網接邊、加密成果最終檢定等十幾個模塊組成。
2.DEM的生產
在JX4測圖模式下調出需要匹配的像對，設置好參數對影像進行自動匹配。匹配完成后對匹配的點進行編輯，保證DEM點切準地面，能真實的反映地貌形態。利用匹配點構建不規則三角網(TIN),再利用TIN內插規則正方形格網DEM，DEM的間隔根據作業要求設置。生成的DEM必須套合到立體模型下進行檢查，觀察DEM的點位是否全部切準地面，如果DEM與地面模型的高程差超過作業要求中誤差，則需要進行修側和編輯，保證DEM符合精度要求。DEM鑲嵌時要調入圖幅內所有像對的DEM文件，將DEM拼接起來并在屏幕上顯示，目視判斷如果發現漏洞區域則應該進行修側。
3.DOM的生產
在DEM成果達到所需精度要求后創建像對正射影像，像元大小根據成圖比例尺確定。為了保證影像的完整和質量，一般情況下左右像片的正射影像都要生成，并將合并后的正射影像作為像對成果進行DOM鑲嵌。在DEM的質量達到要求后，DOM在數學精度方面是有保證的，主要問題是對影像質量的控制。
DOM是根據DEM，利用數字微分糾正技術，改正原始影像的幾何變形。要得到一幅標準圖幅DOM，一般需要多個像對的正射影像進行拼接鑲嵌，為保證影像的協調性，DOM的鑲嵌之前應該調整每個像對的正射影像，使它們達到接近一致色調。鑲嵌之后還應該在Photoshop等圖像處理軟件下進行灰度、反差、色調的調整，對于局部區域也可使用平滑功能進行平滑和濾波，但是必須注意參數的設置，以免影響影像的精度和視覺效果。理想的影像數據應該反差適中、色調飽滿，灰度在0到255之間，其直方圖呈正態分布。
在JX4系統中有正射影像的拼接和裁切環境，要注意的是鑲嵌線的選取，在選取鑲嵌線時應注意盡量避開大型建筑物和影像差異較大的地方，一般可選擇河邊、路邊、溝、渠等地方。DOM成果的裁切按照標準圖幅裁切，依內圖廓裁切影像數據，不作外擴，圖內不作任何整飾，這樣是為了便于用戶的拼接。
4.DOM的質量控制
DOM的接邊精度主要體現在像對間的接邊，圖幅之間通常是由一個像對裁切而成，因此沒有誤差。可在屏幕上目視檢查相鄰像對DOM接邊線兩側接邊處是否有影像錯位，發現異常時用量測工具進行定性分析，其次是觀察影像是否模糊，色彩是否均衡等。
DOM圖幅影像質量主要檢查影像是否清晰易讀、反差是否適中、色調是否均勻一致，對于彩色DOM還要檢查色彩的真實性，影像的清晰度，色彩的鮮明度以及連續色調的變化。必要時利用圖像分析工具進行量測，使用曲線、彩色平衡、亮度、對比度、色相、飽和度等工具進行調整。
DOM的外業檢查,平面精度最直接的檢測是采用明顯地物點外業實測坐標與數字正射影像上同名像點坐標相比較，每幅圖的檢測點數量視具體情況而定，一般不少于30個點。
5.DOM影像數據管理
DOM數據庫管理系統，完成DOM數據輸入、DOM數據管理、系統維護、DOM查詢分析、DOM數據輸出等功能。具體功能如下：
(1)數據庫用戶管理：負責數據庫用戶的增加、刪除和用戶權限的修改。
(2)DOM數據輸入：交互方式單幅影像入庫，系統提供對話框，在對話框中輸入要入庫的圖像的文件名及所在路徑，并準確輸入入庫后對應的各種屬性及元數據，確定后系統則將該幅影像入庫;交互方式批量影像入庫，將批量影像及其屬性和元數據置于同一目錄下，系統提供對話框，在對話框中輸入該目錄，確定后系統則將該目錄下所有影像入庫。
(3)DOM數據顯示和瀏覽：任意放大、縮小、平移
按比例尺顯示DOM：在對話框中輸入比例尺，確定后系統則按照該比例尺顯示DOM。
按坐標范圍顯示：在對話框中輸入構成一定范圍的一組X,Y坐標，確定后系統則顯示該范圍的DOM。
按區域顯示：在對話框中輸入行政區域名稱，確定后系統則顯示該區域的DOM。或者先在圖書選定一定行政區域，系統則顯示選定區域的DOM。
導航窗口：導航窗口顯示影像范圍的略圖，導航窗口和人地圖主窗口實現互動，與矢量要素疊加顯示功能。
(4)DOM的查詢分為地理范圍查詢、行政區域查詢、圖幅號查詢三種方式，可以根據進行不同的查詢。按地理范圍查詢時給定地理范圍，系統將查詢出地理范圍對應的影像并將影像顯示在地圖窗口上;按行政區域查詢給定區域名稱，系統將查詢出該行政區域對應的影像并將影像顯示在地圖窗口上;按圖號查詢給定標準圖幅號，系統將查詢出該圖號對應的影像并將影像顯示在地圖窗口上;歷史數據查詢給定地理范圍和時間，系統將查詢出此地理范圍在該時間的影像并將影像顯示在地圖窗口上。
(5)DOM數據輸出分為按地理范圍輸出、按行政區域輸出、按圖幅號輸出三種方式，用戶可以根據需要進行輸出
(6)元數據查詢
查詢屏幕上圖像任意一點的元數據信息：點擊地圖上任意一點，系統彈出該點影像的元數據信息列表;
按照圖幅號查詢元數據信息：輸入一個標準圖幅號，系統彈出該圖幅影像的元數據信息列表;
(7)系統維護
DOM數據庫的備份與恢復：利用數據庫的備份功能，將DOM數據庫異地備份。利用數據庫的恢復功能，恢復DOM數據庫。
DOM數據庫的更新：利用最新的影像更新DOM數據庫，并將更新前的影像及其屬性和元數據存入歷史庫中。
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