面向地理國情普查的快速DOM生產方法

魏永強，齊東蘭

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 400015）

面向地理國情普查的快速DOM生產方法

魏永強1，齊東蘭1

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 400015）

根據地理國情普查DOM生產的需要，分析了GXL、CIPS、FME的系統特性。利用各自優勢，研究了批量、自動化處理高分辨率遙感衛星影像的關鍵技術和流程，為國情普查與監測中大規模、快速生產DOM提供了一套可行、完整且實用的解決方案。最后，通過實際生產應用，表明該解決方案是高效可靠的。

地理國情普查；DOM；GXL

本文以第一次國情普查實際生產為例，探討快速獲取DOM的關鍵技術流程和作業方法，并驗證該方法的可行性。

1 系統特性介紹

PCI GXL能夠支持嚴格的衛星軌道模型，可以取得高質量的正射糾正成果。其優勢主要體現在集群式海量快速采集控制點、非常規區域網平差法完成正射糾正，可大大縮短工作時間，減輕勞動強度。

CIPS是一套在網格計算環境下構建的設備，該系統的影像勻色模塊功能強大，它支持批量數據按照統一模板進行勻色[1]。不僅解決了不同影像數據色彩上的差異，也解決了同一影像內部由于攝影條件及中心投影等原因造成的色彩差異，該特性與國情普查成果影像的色調要求契合。

FME是Safe Software公司推出的空間數據轉換處理系統。該系統基于OpenGIS組織提出的新的數據轉換理念“語義轉換”，通過提供在轉換過程中重新構造數據的功能，實現了超過100種不同空間數據格式（模型）之間的相互轉換[2]。同時FME還提供大量封裝好的函數庫，使用方便。FME的通用性與易用性和地理國情普查數據的多樣性形成完美的契合。

2 實際生產應用

2.1 實驗區概況

實驗區位于我國西藏自治區東南部。地形以山地、高山地為主，總地勢西北高、東南低，地貌復雜。影像主要包括WorldView-I/II、GeoEye-I/II、ZY-3等多種數據源，部分存在有云霧、雪覆蓋的現象。

2.2 生產流程及關鍵技術

1）資料分析、工作區建立。分析生產區域的衛星影像覆蓋情況、質量以及現勢性，選取參與生產的具體衛星影像。將該區域的歷史DEM拼接成一個整體，將歷史數據轉換格式并標準化投影。最后建立工作區，將準備好的數據分門別類存放到對應工作區文件中。

2）導入原始影像。經過導入處理，讀取原始影像數據的星歷參數等信息，同時把格式轉換為內部形式，對數據予以存儲。系統能夠自動識別常用商業衛星的傳感器類型。

3）獲取控制點。以歷史DOM作為參考影像，在原始影像導入后，將參考影像與導入影像疊加，計算同名特征點的坐標漂移距離，獲得搜索距離參數，進而完成控制點和加密點的采集工作。實驗得到的經驗值為：拒絕方式選擇殘差，大小按照成圖精度要求來確定。最小得分取70%～75%。

4）影像間平差。通過采集生產區域內整景影像之間的同名點，結合上步獲取的控制點，進行平差計算。這樣做的目的是為了消除接邊差值。實驗獲取的經驗值為：搜索半徑設置為300，最小分值0.5較為合適。半徑過小會降低作業效率，過大則不能保證精度。

5）正射校正。經過平差解算后，系統自動批量完成工作區內的衛星全色影像和多光譜影像的正射校正處理。此模塊中地圖投影參數需要根據測區情況設置，分辨率大小按照規定輸出，重采樣類型一般選擇立方卷積模式。

6）影像配準、融合。校正后的全色和多光譜影像會有一定的套合誤差，因此，我們要以校正好的全色影像作為控制資料，選取同名點對多光譜影像進行配準。使用Pansharpen融合與影像增強組合模塊進行影像融合處理，使得生成的正射影像色彩自然，層次豐富，反差適中。

7）勻光、勻色處理。由于某些地區是多時相影像覆蓋的，存在比較大的色彩差異，在鑲嵌分幅裁切之前需要進行勻光、勻色處理。首先，要在測區內選擇一幅色彩自然、地物要素清晰、色調均衡的影像制作成勻色模板，然后利用智能勻色模塊對整個測區的影像進行統一勻光、勻色處理。

8）鑲嵌裁切。整景數據處理完成后，按照規范標準，使用FME的函數庫，定制符合國情監測影像外擴要求的圖幅框，并對數據格式進行統一轉換。最后利用Erdas平臺的Mosaic Pro模塊，對勻光、勻色處理后的整景影像進行鑲嵌分幅裁切，得到分幅DOM（圖1）。

圖1 生產技術流程圖

3 結果展示分析

選取地物要素豐富且具備代表性的1幅2.5萬圖幅作為示例。該圖幅覆蓋區內為兩景WorldView-II高分影像，多光譜分辨率2 m，全色分辨率0.5 m。時相為2011年12月和2012年1月。

圖2是原始WorldView-II高分影像，為3×3的分塊影像。圖3為正射糾正后的整景影像。通過將結果與控制資料疊加對比，選取特征點計算整景影像的中誤差和最大誤差以及相鄰影像的接邊差，來評價影像精度，點位圖如圖4所示，精度統計如表1所示。

圖2 原始影像

表1 影像點位精度統計表

圖4 精度檢查點位圖

本區域原則上按照1∶5萬成圖精度生產，對調繪可到達區域按照1∶2.5萬成圖精度生產[3]。通過計算，整個實驗區內影像均滿足規定成圖精度。

圖5為裁切后的分幅DOM?？梢钥闯?，地物清晰、色彩明亮、反差適中、色調均衡，符合國情監測對DOM的質量要求。

圖5 處理后的分幅DOM

[1] 北京吉威時代軟件技術有限公司.集群式影像處理系統（Geoway CIPS）產品白皮書[Z].北京:北京吉威時代軟件技術有限公司,2011

[2] 李剛,朱慶杰,張秀彥,等.基于FME的城市基礎空間數據格式轉換[J].測繪通報,2006(6):17-20

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[4] 林躍春,王睿.淺談數字正射影像的制作技巧與心得[J].測繪與空間地理信息,2011(1):109-111

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[7] 高炳浩.高分辨率遙感影像糾正處理[J].測繪與空間地理信息,2009,32(1):161-162

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P231.5

B

1672-4623（2015）03-0015-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.005

魏永強，碩士，主要從事遙感數據處理與研發應用工作。

2014-12-04。

項目來源：國家科技支撐計劃資助項目（2012BAH28B03-1）。