Virtuozo在数字天水地理空间框架DOM制作中的应用

胡文欣

(三和数码测绘地理信息技术有限公司，甘肃 天水 741000)

甘肃省天水市人民政府提出了建设数字天水的战略目标。“数字天水”地理空间框架DOM制作主要利用高分辨率航空摄影像片、相机报告及相关文件和外业控制点测量成果，进行空中三角测量、自动内定向、相对定向、绝对定向和平差计算，获得空三加密成果。采集特征线特征点构成三角网创建DEM，利用DEM对航片影像进行数字正射纠正，通过对数字正射纠正的影像进行拼接、色调调整、图幅裁切，对标准图幅图廓整饰，获得数字正射影像图产品[1-2]。

1 DOM制作流程

DOM制作主要包括方案设计与评审、航空摄影、飞行成果质检、外业像控采集、内业空三加密、建立立体模型、匹配编辑DEM、数字微分纠正DOM、影像镶嵌、匀色和分幅、成果质量检查、精度评定和整理提交[3-4]。

2 空三加密

在“数字天水”地理空间框架DOM制作中，采用Virtuozo进行空三加密，以单独实测控制点或实测控制点+DGPS坐标为基础，以小数码航片作为空三加密的原始数据，通过自动匹配相关影像产生自动匹配点，在此软件下新建测区，设置相关测区参数。在新建测区文件夹下新建控制点文件和航带文件夹，分别根据控制点性质和精度进行分组。对引入的航片进行分析，输入必要的相机信息文件和影像信息文件。由Virtuozo软件自动完成影像内定向和相对定向，完成定向后检查控制点的加密和精度是否符合设计要求，否则需在标准点位加连接点、控制点，把其他整个测区中未添加的点预测出来，通过人工干预方式在立体模型中对个别内定向和相对定向的问题数据进行处理，反复调用PATB进行结算，直至所有的加密点内定向框标测量误差≤0.02 mm。

3 DEM采集

“数字天水”地理空间框架DOM制作生产中采用的是采集特征线、特征点的方法。在Virtuozo中导入空三加密成果，创建立体模型，采集特征线和特征点的方法构成不规则三角网生成DEM，进而对DEM进行编辑。

3.1 DEM的编辑和拼接

在Virtuozo窗口下采集等高线、陡坎的坎上、坎下及道路边线作为特征线，引入DEM编辑窗口，利用量测点内插、匹配点内插、道路推平等命令对DEM进行编辑。在采集等高线时，山区等高距为2 m，平地和丘陵的等高距为1 m，对所有地形特征点、特征线进行三维坐标量测，除特征线外，还要注意与高程有关的其他要素的采集，如各种水岸线、森林区，在量测地形特征点、线的基础上，适当增加量测部分地形点，以保证DEM的精度要求，在采集完特征线后，依次采集高程点，采集完特征线和特征点后，在Virtuozo进行拓扑检查，完成线自相交或线与线相交、点线矛盾、线矛盾的检查，确定特征线和特征点的正确性。在工程浏览窗口中点击DEM拼接，输入相关参数和命令，系统自动开始进行影像拼接处理。处理完成后，系统会将不同误差分布情况用不同颜色表示出来。

3.2 DEM的输出

DEM的输出是根据所采集的特征线、特征点数据生成DEM。DEM生成时格网间距为2 m×2 m，DEM的特征线和特征点必须在立体状态下切准地面，一般误差允许在两倍中误差范围内。若出现部分的DEM特征点、特征线匹配超出误差范围或匹配不精确，应在DEM编辑功能模块下重新采集特征线和特征点进行局部修改，以保证DEM的精度。

4 DOM的生成

利用编辑后的DEM和采用双三次插值法对影像进行纠正，生成单张DOM。在 Virtuozo下创建DOM产品，设置DOM的参数，“数字天水”地理空间框架DOM制作生产的DOM对应的X方向间距和Y方向间距分别为0.2 m，沿影像边沿和原始影像生成单张DOM，并对单张DOM进行质量检查，如果有图像处理缺陷，利用Virtuozo对影像进行修补。

5 DOM镶嵌与拼接

数字微分纠正后的单片正射影像，以空三加密区为单元生成DOM会存在一定的色差，加密测区影像接边时，采取人工选取镶嵌线的形式，采用arcgis软件，镶嵌线尽量沿着线状地物方向、地形变化比较平缓的山谷、平地等地貌选取，避免不了交叉现状地物时，不得垂直切断线状地物，可成一定角度进行裁切，同时特别注意避开悬崖、陡坡、新建高速公路、堤坝等地形变化剧烈的区域。镶嵌遇到高大建筑物、高架铁路(公路)、立交桥等人工构筑物时，应根据航摄影像情况尽量选择距像片边缘较远的影像，以减小投影差对构筑物平面精度的影响，确实无法避开时，必须保持构筑物视觉上的连续性，不能有错开、扭曲、变形等现象。为了避免可能引起的像素错位，裁切区域可以使用2～4个像素的羽化。一个区域镶嵌完成后，应及时与相邻区域进行无缝接边，接边线应选择在控制点附近，严禁超出控制范围接边。

6 图幅分幅

图幅分幅依据国家标准1∶2 000进行分幅，图幅编号按西南角图廓点坐标公里数编号，图幅西南角坐标公里数编号时，X坐标在前，Y坐标在后，取至 0.01 km，对图框字体、图廓等进行整体修饰处理。

7 质量检查

DOM图幅的检查主要包括空间坐标系、精度、影像质量、接边检查等。空间坐标系的检查主要是DOM所采用的平面坐标系统、高程基准和所采用的地图投影各参数是否符合有关规范要求。精度检查包括DOM像点坐标的中误差。影像质量检查主要包括整张影像色调是否均匀，反差及亮度是否适中，影像拼接处色调是否一致，影像上是否存在斑点、划痕或其他原因造成的信息缺失等现象。检查接边图幅之间是否同注记一致，有无色差，影像有无错位现象，接边的重叠区域不允许出现明显的模糊和重影。

8 成果提交

数字正射影像图成果的提交主要包括数字正射影像图数据文件、正射影像镶嵌线数据文件、元数据文件、数字正射影像图数据文件结合表、质量检查记录、质量检查报告和技术总结报告等。

数字正射影像图以光盘为主要储存介质，也可以使用磁带或磁盘等。成果外包装上应包括成果标记、生产单位、分发单位等内容，成果标记应包括成果名称、所采用标准的标准号、成果分类代号、图幅分幅编号、地面分辨率、最新生产等内容。

9 结语

Virtuozo全数字摄影测量技术自动化程度高，处理速度快，能够进行多幅图的各种操作，自动生成拼接线，实时更新数据。要不断开发与探索，完善软件，为DOM的制作提供更好的平台。