面向地理国情普查的快速DOM生产方法

魏永强，齐东兰

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆 400015）

面向地理国情普查的快速DOM生产方法

魏永强1，齐东兰1

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆 400015）

根据地理国情普查DOM生产的需要，分析了GXL、CIPS、FME的系统特性。利用各自优势，研究了批量、自动化处理高分辨率遥感卫星影像的关键技术和流程，为国情普查与监测中大规模、快速生产DOM提供了一套可行、完整且实用的解决方案。最后，通过实际生产应用，表明该解决方案是高效可靠的。

地理国情普查；DOM；GXL

本文以第一次国情普查实际生产为例，探讨快速获取DOM的关键技术流程和作业方法，并验证该方法的可行性。

1 系统特性介绍

PCI GXL能够支持严格的卫星轨道模型，可以取得高质量的正射纠正成果。其优势主要体现在集群式海量快速采集控制点、非常规区域网平差法完成正射纠正，可大大缩短工作时间，减轻劳动强度。

CIPS是一套在网格计算环境下构建的设备，该系统的影像匀色模块功能强大，它支持批量数据按照统一模板进行匀色[1]。不仅解决了不同影像数据色彩上的差异，也解决了同一影像内部由于摄影条件及中心投影等原因造成的色彩差异，该特性与国情普查成果影像的色调要求契合。

FME是Safe Software公司推出的空间数据转换处理系统。该系统基于OpenGIS组织提出的新的数据转换理念“语义转换”，通过提供在转换过程中重新构造数据的功能，实现了超过100种不同空间数据格式（模型）之间的相互转换[2]。同时FME还提供大量封装好的函数库，使用方便。FME的通用性与易用性和地理国情普查数据的多样性形成完美的契合。

2 实际生产应用

2.1 实验区概况

实验区位于我国西藏自治区东南部。地形以山地、高山地为主，总地势西北高、东南低，地貌复杂。影像主要包括WorldView-I/II、GeoEye-I/II、ZY-3等多种数据源，部分存在有云雾、雪覆盖的现象。

2.2 生产流程及关键技术

1）资料分析、工作区建立。分析生产区域的卫星影像覆盖情况、质量以及现势性，选取参与生产的具体卫星影像。将该区域的历史DEM拼接成一个整体，将历史数据转换格式并标准化投影。最后建立工作区，将准备好的数据分门别类存放到对应工作区文件中。

2）导入原始影像。经过导入处理，读取原始影像数据的星历参数等信息，同时把格式转换为内部形式，对数据予以存储。系统能够自动识别常用商业卫星的传感器类型。

3）获取控制点。以历史DOM作为参考影像，在原始影像导入后，将参考影像与导入影像叠加，计算同名特征点的坐标漂移距离，获得搜索距离参数，进而完成控制点和加密点的采集工作。实验得到的经验值为：拒绝方式选择残差，大小按照成图精度要求来确定。最小得分取70%～75%。

4）影像间平差。通过采集生产区域内整景影像之间的同名点，结合上步获取的控制点，进行平差计算。这样做的目的是为了消除接边差值。实验获取的经验值为：搜索半径设置为300，最小分值0.5较为合适。半径过小会降低作业效率，过大则不能保证精度。

5）正射校正。经过平差解算后，系统自动批量完成工作区内的卫星全色影像和多光谱影像的正射校正处理。此模块中地图投影参数需要根据测区情况设置，分辨率大小按照规定输出，重采样类型一般选择立方卷积模式。

6）影像配准、融合。校正后的全色和多光谱影像会有一定的套合误差，因此，我们要以校正好的全色影像作为控制资料，选取同名点对多光谱影像进行配准。使用Pansharpen融合与影像增强组合模块进行影像融合处理，使得生成的正射影像色彩自然，层次丰富，反差适中。

7）匀光、匀色处理。由于某些地区是多时相影像覆盖的，存在比较大的色彩差异，在镶嵌分幅裁切之前需要进行匀光、匀色处理。首先，要在测区内选择一幅色彩自然、地物要素清晰、色调均衡的影像制作成匀色模板，然后利用智能匀色模块对整个测区的影像进行统一匀光、匀色处理。

8）镶嵌裁切。整景数据处理完成后，按照规范标准，使用FME的函数库，定制符合国情监测影像外扩要求的图幅框，并对数据格式进行统一转换。最后利用Erdas平台的Mosaic Pro模块，对匀光、匀色处理后的整景影像进行镶嵌分幅裁切，得到分幅DOM（图1）。

图1 生产技术流程图

3 结果展示分析

选取地物要素丰富且具备代表性的1幅2.5万图幅作为示例。该图幅覆盖区内为两景WorldView-II高分影像，多光谱分辨率2 m，全色分辨率0.5 m。时相为2011年12月和2012年1月。

图2是原始WorldView-II高分影像，为3×3的分块影像。图3为正射纠正后的整景影像。通过将结果与控制资料叠加对比，选取特征点计算整景影像的中误差和最大误差以及相邻影像的接边差，来评价影像精度，点位图如图4所示，精度统计如表1所示。

图2 原始影像

表1 影像点位精度统计表

图4 精度检查点位图

本区域原则上按照1∶5万成图精度生产，对调绘可到达区域按照1∶2.5万成图精度生产[3]。通过计算，整个实验区内影像均满足规定成图精度。

图5为裁切后的分幅DOM。可以看出，地物清晰、色彩明亮、反差适中、色调均衡，符合国情监测对DOM的质量要求。

图5 处理后的分幅DOM

[1] 北京吉威时代软件技术有限公司.集群式影像处理系统（Geoway CIPS）产品白皮书[Z].北京:北京吉威时代软件技术有限公司,2011

[2] 李刚,朱庆杰,张秀彦,等.基于FME的城市基础空间数据格式转换[J].测绘通报,2006(6):17-20

[3] GD-PJ05-2013.地理国情普查数字正射影像生产技术规定[S].

[4] 林跃春,王睿.浅谈数字正射影像的制作技巧与心得[J].测绘与空间地理信息,2011(1):109-111

[5] 张永生,巩丹超.高分辨率遥感卫星应用[M].北京:科学出版社,2004

[6] 景耀全.DEM 精度对高分辨率卫星影像纠正的影响[J].测绘,2011,34(2):70-73

[7] 高炳浩.高分辨率遥感影像纠正处理[J].测绘与空间地理信息,2009,32(1):161-162

[8] 方剑强.生产数字正射影像图（DOM）的若干技术问题探讨[J].测绘与空间地理信息,2007,30(3):91-93

P231.5

B

1672-4623（2015）03-0015-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.005

魏永强，硕士，主要从事遥感数据处理与研发应用工作。

2014-12-04。

项目来源：国家科技支撑计划资助项目（2012BAH28B03-1）。