利用ARCGIS和PS软件完成大比例尺DOM影像制作

利用ARCGIS和PS软件完成大比例尺DOM影像制作

陈 珊   

（南京航天宏图信息技术有限公司，江苏 南京，210013）

【摘要】数字正射影像图（Digital Orthophoto Map），简称为DOM，是4D产品（DLG、DRG、DEM和DOM）中的一种常用的测绘产品。DOM是利用数字化的航拍影像或者数字遥感数据，经过数据分析、几何改正和镶嵌，运用多种软件（INPHO、ERDAS、ARCGIS和PHOTOSHOP等）进行生产的多光谱影像结果。本文将重点介绍利用ARCGIS软件和 PHOTOSHOP（简称：PS）在DOM制作过程中的应用及重要性，其中PS软件在其中起到重要的辅助作用。

关键词：大比例尺；高精度要求；制作流程；影像精度分析

0 引言

测绘行业属于小众型服务业，了解测绘的人甚少。而了解DOM的测绘人更是少之又少。DOM影像是遥感数据的产品，殊不知，DOM几乎是一切进行矢量地形图操作的基础，DOM影像图常以栅格图(图1：截取左侧图红色区域范围内无限放大后得右侧栅格图)为主、RGB以3波段（RED：红、GREEN：绿、BIUE：蓝）存在，大多以航拍所得。随着时代的发展和国家科学技术的进步，DOM的分辨率越来越大，利用DOM完成的测绘项目的效率和精度都越来越高，人们了解到的我国地形地貌也越来越清晰。随着DOM的越发精准，衍生出的测绘产品（GPS导航系统、环境分析系统、国土普查系统等）越来越被人类所接受和应用，更多成为人们日常生活的一部分。为此，了解DOM制作过程，提高DOM制作效率，增加DOM时效性，加大DOM分辨率，分析DOM精度要求就变得尤为重要。随着技术的进步和精度要求的增加，DOM制作也变得多元化，运用到的软件更是多不胜数。本文将以ARCGIS和PHOTOSHOP软件在DOM制作中的过程和发挥的重要作用为依据，论述DOM影像图的制作所得。

图1栅格影像图示例

1 数字正射影像图制作

根据航拍所得的正射影像图，由于比例尺较大、分辨率较高，偏离正射投影点较远位置的图片误差越大，扭曲或变形越严重，需利用人工干预的方法得到图3所示精度较高、信息较全的DOM影像图。

DOM的属性参数包括：空间坐标系、高程基准、投影方式、分带度数、分辨率、波段数、计量单位等，具体参数如图2所示：

图2：DOM基础参数信息

图3：高分辨率DOM影像图示例

由图2、图3所知：本次或得的DOM的分辨率为0.3米，属于精度较高的一次DOM产品；空间坐标系采用的是国家统一要求的CGCS2000的坐标系；是采用红、绿、蓝三波段的彩色影像；采用高斯克吕格投影方式，分带采用的标准3°带，拥有40带大数的DOM影像；存储格式为tiff格式，占内存大小为15.03G，属于正常内存大小，存储大小取决于硬件的内存和软件最大能带动的数据量。

1.1DOM制作流程

DOM的制作流程主要分外业航飞、内业制作两大步，随着科技的发展，外业航飞方式较多，主要分为无人机航飞、大飞机倾斜摄影、卫星拍摄等，内业制作主要是对所得的原始影像进行数据加工、结果进行质检和成果进行提交等操作，具体可细分为以下步骤：

（1）分析测区概况，确认拍摄范围，拍摄获取未经处理的原始影像数据。

（2）整理拍摄所得的照片数据，剔除云层遮挡、曝光空洞等残缺照片，增、减、补拍残次照片。

（3）粗略整理所有照片并对所有照片进行拼接、存储处理。

（4）经过空三、定位等技术手段对所得照片进行加参数操作。

（5）分析测区的地物、地类、地貌等特征，勾绘矢量数据：镶嵌线。

（6）编辑并检查镶嵌线的质量和合理性，形成合格可行的矢量数据。

（7）根据矢量数据对影像进行初步镶嵌处理，以减少影像的占内存大小，方便影像的存储和作业分配。

（8）对镶嵌切割后的影像进行初步整理分析，按一定顺序对精度达标的影像进行合并处理，再按需求进行分幅操作。

（9）检查完成后的DOM影像的精度，制作满足精度要求的合格品。

（10）按后续使用需求制作符合一定要求的DOM影像数据，并提交成果。

1.2 用ARCGIS软件分析DOM影像图的精度

在ARCGIS中建立一矢量数据（shp、mdb、gdb等格式任选），如表1所示。加载待分析的DOM影像图，利用人工干预的方式查看DOM影像图的精度，并对其位置和精度说明作记录，如表2所示。

表1 ：建库字段表

表2 ：分析举例表

1.3利用PHOTOSHOP基于分析出的DOM精度进行纠正

由于DOM影像存在测区范围广、数据量大、工作量高、影像精度要求高等特征，故用分幅DOM分配给多人进行操作，分幅方式多样，可以为按大沟、大河、大路等地物的中心位置分幅，这类分幅大大减少了接边处理的麻烦，但对地物的连贯性要求高；也可按比例尺大小采用标准分幅的方式，标准分幅后的DOM一般为正方形，尺寸大多为50×50，这类分幅方式是目前测绘界较为正规的分幅方式，操作简单，对影像中的地物精度无要求，但后期需要进行接边处理。作业员利用PHOTOSHOP软件，熟知其软件操作的技巧，高效的完成DOM影像图的精度纠正。加载由ERDAS软件分幅的单张DOM影像图，找到在ARCGIS中分析的位置，打开对应的置平片，找到同样的位置，替换掉同位置的局部影像并融合处理，生产新的精度较高的影像图。为提高效率，下表3是常见的PHOTOSHOP软件的键盘快捷键。

表3：PHOTOSHOP快捷键

注：在完成单幅的DOM制作后，均需对其进行接边处理，即需将相邻的DOM进行地物、颜色、色彩、光亮等连接起来，重叠区域的各参数需完全一致并连贯、不违和。

2 DOM成果分析

DOM的成果分析主要分为：清晰度分析、扭曲分析、变形分析和缺漏分析四种。

2.1清晰度分析

DOM的清晰度又分为分辨率大小、影像明亮程度、一定范围内能显示的地物数量等。DOM的清晰度的决定因素多样，主要分为：航拍因素和制作因素两种，航拍因素又分设备因素和人为因素，航拍时的高度越高、相机越老旧、技术员的专业度越低，DOM清晰度越低，反之，则越高。此外内业人员的制作技术、技术处理能力等人为因素也直接影响着DOM的清晰度。利用ARCGIS软件加载DOM影像，分析判断其清晰度，创建矢量数据层，记录清晰度不达标的图幅号和标记位置，进行纠片处理，以获取合格清晰度的影像数据。

2.2扭曲分析

由于误差及分辨率的影响，DOM影像中的道路、桥梁、大型厂房等地物出现扭曲反应，即地物的边线发生扭曲，原先为直线地物出现边线不直、扭曲的现象，可以利用PS软件进行拉直处理或比照置平片分析其误差是否存在，截取置平片中的直线部分贴补到DOM上，并给予改正，从而得到精度较高的正射影像图。

2.3变形分析

由于航拍条件的不稳定、大气折射、风雨天气等其他外在原因的影响，DOM影像上获取的地物存在变形误差，作业员需根据自身经验，及时作出判断、分析及改正，判断变形程度，分析变形原因，查找未变形的原始图片，定位至变形的地方，截取同坐标、同分辨率、同范围内的地物，修补DOM影像，提高影像数据的质量。

2.4查漏补缺分析

一整套DOM影像制作的工序和用到的软件都比较多，耗费的时间也较长，由于工序的繁琐、软件的不稳定、人为误差等因素，会造成部分影像存在丢漏或缺失的现象，这就需要作业员利用ARCGIS软件一幅幅的叠加影像进行排查分析，查漏补缺进而给予纠正。

3结束语

本文着重讲解了一下在DOM制作过程中ARCGIS和PHOTOSHOP两个软件的作用，尽管已使用了多个软件进行机器的解译，但仍存在需要人工干预较多的部分，除此之外，在DOM制作过程中也会有人用到INPHO软件替代ARCGIS软件进行采集和编辑镶嵌线，ERDAS软件替代ARCGIS软件或PS软件进行分幅与拼总等工序，不同的软件同样的功能，一切以提高效率和质量为原则。工序繁琐且精致，专业度强，DOM是测绘产品的基础，一旦DOM的制作出错，有可能造成一步错步步错的后果。故而，如何提高DOM的精度和处理效率以更快更方便的为人们所利用，是我们每个测绘人需优先考虑的事项。

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