数字正射影像图.doc

数字正射影像图
　　数字正射影像图的概念
　　数字正射影像图(DOM, Digital Orthophoto Map)：是对航空(或航天)像片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。>
　　DOM具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点，可作为地图分析背景控制信息，也可从 中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息,为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更 新。评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良。合肥市数字正射影像图DOM.jpg。
　　该图的技术特征为：数字正射影像，地图分幅、投影、精度、坐标系统、与同比例尺地形图一致，图 像分辨率为输入大于400dpi;输出大于250dpi。由于DOM是数字的，在计算机上可局部开发放大，具有良好的判读性能与量测性能和管理性能等，如 用农村土地发证，指认宗界地界比并数字化其点位坐标、土地利用调查等等。DOM可作为独立的背景层与地名注名，图廓线公里格、公里格网及其它要素层复合， 制作各种专题图。
　　生产技术
　　制作的主要技术方法：采用航空像片或高分辨率卫星遥感图像数据等。利用：1) VintuoZo系统数字摄影测量工作站。VintuoZo系统可以利用对DEM的检测及编辑,来提高DOM的精度。还可以通过像片间、图幅间进行灰度接 边，以保证影像色调的一致性。 2)采用jx-4 DPW系统。jx-4 DPW是一套基于WINDOWS NT 的数字摄影测量系统。因其对DEM的编辑采用的是单点编辑，而且该系统还具有对DOM的零立体检查的功能，故其DOM的精度较高。 基于DEM的单片数字微分纠正VintuoZo系统具有单片数字微分纠正的模块。
　　数字正射影像图的应用
　　洪水监测、河流变迁、旱情监测；
　　农业估产(精准农业)；
　　土地覆盖与土地利用土地资源的动态监测；
　　荒漠化监测与森林监测(成林害虫)；
　　海岸线保护；
　　生态变化监测。

大比例尺真彩色数字正射影像图
文章摘要：            真彩色数字正射影像图是利用真彩色航片，通过数字摄影测量的原理及方法，对航片进行控制、定向、 纠正生成的影像图。大比例尺真彩色数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现势性和完整性；可从 中提取自然资源和社会经济发展信息，为防治灾害和公共设施建设365JT规划等应用提供可靠依据；还可提取现势信息，实现对地形图的修测更新。二、 真彩色数字正射影像图生产要点：1、 航摄3......
真彩色数字正射影像图是利用真彩色航片，通过数字摄影测量的原理及方法，对航片进行控制、定向、纠正生成的影像图。大比例尺真彩色数字正射影像图具有精度 高、信息丰富、直观真实等优点。可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现势性和完整性；可从中提取自然资源和社会经济发展信息，为防治灾害和公共设施 建设365JT规划等应用提供可靠依据；还可提取现势信息，实现对地形图的修测更新。

二、 真彩色数字正射影像图生产要点：

1、 航摄365JT设计：
   航摄是航测成图的第一道工序，它为后面的工作提供的主要成果是航摄底片和一系列的365JT技术参数。在后续的航测内、外业的生产中，航摄底片是航测成图的原始资料，航摄技术参数是内业加密和测图的起始数据。大比例尺真彩色数字正射影像图生产中对航摄的要求也必须按《航空摄影规范》，尤其注意以下几个方面：
   　　＊摄影比例尺与航摄仪焦距； 用于空中导航和成果质量检验的航摄用的地形图，必须选用本摄区最新出版能够反映摄区地物地貌基本景观的 国家基本比例尺地形图。 其与航摄比例尺和成图比例尺的倍率关系，对于大、中比例尺测图而言，一般可在1: (3-4): (5-10)范围内选择。 例如： 成图比例尺 航摄比例尺 1：500 1：3000-3500 1：1000 1：4000 1：2000 1：8000 航摄仪焦距f与摄影比例尺m及航高H之间的关系为 H = m*f。在做365JT城市大比例尺正射影象图时，为减少投影差，尽量选用长焦距镜头（焦距为210mm或者304mm）。
   ＊胶卷的选型 选择恰当的航摄软片也是确保摄影质量的重要因素。航摄设计应根据摄区的地理位 置、摄影季节、地面照度、景物反差和光谱特性等因素，正确选择反差系数、感光度、曝光宽容度和色感性能与摄区具体情况相适应的航摄软片。就目前国产航摄软 片而言，虽然还存在一些不容忽视的问题，但只要做到选择正确、使用得当、精心作业，其基本性能还是可以满足测图航摄要求的。多年来的成功实践，已经充分说 明了这一点。根据近几年来发现的一些问题，作为航摄设计，当前要特别强调软片冲洗处理过程的规范化，尤其要采取措施从操作上有效的控制航摄底片片基的不规 则变形。 目前用于真彩色航空摄影的胶片常用的有国产的乐凯和国外的柯达两种型号。柯达胶片在色彩完原、颜色层次表达上比乐凯胶片要好，但其价格及冲洗费用都比较昂 贵。用户可根椐产品的具体要求和测区情况选用。
   ＊摄影时间及天气 由于摄区的地理位 置不同、地物地貌气候等自然环境因素的差异，不同的摄区其最佳摄影季节亦各不相同。航摄设计要因地制宜地选择本摄区晴朗天气最多、大气透明度最好、光照充 足、地表植被其它复盖物（如：洪水、积雪、沙尘……）对摄影质量影响最小的季节进行摄影。以利于发挥航空摄影测量的综合优势和效益。
   在选择最佳摄影季节的前提下，选择恰当的摄影时间，是确保摄影质量的重要环节。其关键是：既要保证有足够的光照度，又要避免阴影对测图作业的不良影响。 此外还要考虑到摄影时间过早或过晚，更易受到大气朦雾和短波光的不利影响。设计通常根据摄影时的太阳高度角与被摄景物的阴影倍数关系来限定每天的摄影时 间。 比如在广西的最佳摄影季节在8-10月份，时间在上午10点-下午2点。

2、 生产工艺： 以目前常用的全数字摄影测量为例，其生产正射影象图的流程如下：生产工艺流程图

3、 工序技术要求

1） 控制资料 控制资料应首先考虑采用已有的加密成果（包括刺点片、加密成果）。无上述资料则采用全野外新测的控制成果。

2） 航片资料 选片时必须保证航向和旁向的重叠度达到60% 和25% 以上，同时收集测区的航摄相机检测报告。

3） 资料预处理 根据项目任务确定成图范围，制作图幅接合表。确定正射影像图的分幅及命名。

4） 航摄底片扫描 ? 扫描航摄底片根据需要选择合适的分辩率； ? 扫描质量要求：扫描影象应反差适中、色调饱满、框标清晰,灰度直方图在0～255级呈正态分布。对影象质量较差的影象应进行影象增强处理,包括灰度拉伸处理、反差与亮度处理、边缘信息增强处理等。

5） 选点

＊框标点和控制点应在放大影象上选取,定位精度应达到子象元级；

＊ 控制点的选取方案按《航内规范》执行。

6） 正射影像图色调处理 正射影像图影像应清晰、纹理信息丰富,片与片之间影象尽量保持色调均匀、反差适中，一般相邻正射影像图影象中相同地物影象灰度均值与方差应一致,灰度均值之差应小于15。图面上不得有图像处理所留下的缺陷。

7） 正射影像图接边 正射影像图接边重叠带不允许出现明显的模糊或重影。相邻图幅正射影像图应进行接边。

4、 质量控制：

1） 影象扫描质量检查：

＊扫描分辨率是否正确 ＊ 影象图是否清晰 ＊ 文件命名是否正确。

2）参数文件的检查： ＊ 相机参数文件设置是否正确； ＊ 控制点文件是否正确。

　 　3） 正射影像图平面精度与接边检查： ＊ 正射影像图平面精度是否符合要求，城中区可用与原有地形图套合的方法进行； ＊ 相邻象片正射影像图接边精度是否符合限差要求； ＊ 相邻图幅正射影像图接边精度是否符合限差要求； ＊ 相邻象片、相邻图幅正射影像图色调一致性，接边处影象清晰度；

 浅谈卫星遥感数字正射影像图（DOM）制作与应用
（昆明市勘察测绘研究院 云南昆明 650051）

[摘要]在经济飞速经发展的时代，传统的地形图 更新速度远远不能跟上时代发展的步伐，利用卫星遥感影像数据和航空摄影制作数字正射影像地图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM），在数字正射影像地图上进行各种专题地图和对地形图的更新应用。本文主要探讨卫星遥感影像的数字正射影像图的制作和应用,在应用方面 主要谈谈在与规划和土地利用等方面的应用。

[关键词] 卫星遥感 数字正射影像图（DOM） 正射纠正  数据迭合 

[0]引言
遥感 （Remote sensing ）就是在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的关系。 遥感影像（ Remote sensing image）是通过遥感技术获得的地球表面客体或事物（地物）的图像。正射影像地图在使用 ERDAS IMAGINE 核心模块对遥感影像进行地理配准和图像增强，融合等处理手段，可以生成具有地理空间坐标的遥感影像，作为影像数据层输入 GIS 系统中。还可以快速高效生成正射纠正的高质量卫星 / 航摄影像层。 高分辨率的卫星影像通常是指像素的空间分辨率在 10 m以内的遥感影像。早期高分辨率传感器的研制与应用主要是在军事领域，以大比例尺遥感制图和对地物的分析和人类活动的监测为目的，20世纪90年代以后才 逐渐进入商业和民用领域的范围，并迅速地发展起来。1993年1月，美国 Space Imaging公司首先领到了制造和经营 3 m分辨率传感器的许可证，随后1m分辨率的许可证陆续发给了洛克希德公司、Earth- View公司、Ball公司。 与现有的所有其它商用遥感小卫星影像相比，QuickBird影像在空间分辨率（0.61米）、多光谱成像（1个全色通道、4个多光谱通道）、成像幅宽 （16.5公里X 16.5公里）、成像摆角等方面具有显著的优势，能够满足更广泛、更专业的GIS和遥感领域用户单位的需求。随着信息化技术和城市建设的飞速发展，因此利 用卫星遥感资料制作卫星数字正射影像图（DOM）为其服务为必要性。
[1]卫星遥感数字正射影像图（DOM）的特点和制作原理
数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM）是利用DEM对遥感影像（单色或彩色），经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格 网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图。DOM同时具有地图几何精度和影像特征，精度高、信息丰富、直观真实、制作周期短。DOM具有信息性、时效性、直 观性、连续性（一定历史时期的影像连续反映）、时间性、现势性等特点。它可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现实性和完整性，也可从中提取自然资源 和社会经济发展信息，为防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。卫星遥感处理软件ERDAS的IMAGINE OrthoBASE Pro 除了可以对卫星影像和航摄影像进行高精度快速的正射纠正，还可以利用立体像对直接提取 DEM 数据。此外， ERDAS IMAGINE 核心模块也可以利用已知的坐标数据采用不规则三角网格内插出相应的数字高程模型 DEM 。DOM的制作原理是依据其特点应用专业的地理信息遥感软件对原始感遥影像经过辐射校正、几何校正后，消除各种畸变和位移误差而最终得到具有包含地理信息 和各种专题的卫星遥感数字正射影像地图。DOM具有一定几何精度的影像。影像植被信息齐全饱满，整体色调清晰均匀，反差适中。制作出的DOM具有以下特 征：
   A、影像植被信息齐全饱满，直方图（ 0-255 个灰阶）没有灰阶的信息缺失。
   B、色调柔和、纹理清晰，细节清楚。
   C、整体色调一致，反差适中，植被信息色调真实可辨。
   D、影像必须是无缝镶嵌，无影像错位及色彩突变的地方。
   E、 影像融合处理必须使用分辨率高的全色波段影像与低分辨率的多波段影像（含红、绿、蓝或近红外波段）进行，采用主成分变换方法，突出植被信息。
数字正射影像图（DOM）是未来“数字地球”的重要信息源，是现代新昆明实现“数字 昆明”的基础信息资料。我院拥有昆明地区和云南部分地区SPOT5、QUICKBIRD、IKONOS、TM等遥感影像数据资料，对不同的遥感影像数据融 合处理，DOM的制作和综合性服务提供数据保障。
[2] 卫星遥感数字正射影像图的制作流程
[3] 卫星遥感数字正射影像图的应用   
卫星遥感数字正射影像图的应用是比较广泛的，它可以应用在城市及区域规 划、土地利用/土覆盖制图、地质和土壤制图、测绘（地形图的修补测及专题地图的制作）、农业、林业、牧地、水资源、湿地制图、野生动植生态学、考古学、环 境评价和地形分析及评价、城市虚拟景观的制作、等等。下面主要谈谈卫星遥感数字正射影像图在土地利用和城市规划中的应用  ：
（1）卫星遥感数字正射影像图在土地利用
利用卫星遥感影像的像幅范围大，信息量丰富，获取方便，更新快，可以及 时地为土地决策部门提供决策所需的信息，通过卫星遥感数字正射影像图的定期（如三年期、五年期、十年期、二十年期、五十年期的系列正射卫星遥感影像图对比 了解现代新昆明的建设发展历程，如（图三）所示利用2003年和2005年的卫星遥感影像反映了昆明百货大楼区域的土地利用变化，体现了城市和环境以及土 地利用等方面的发展变化。使用ERDAS IMAGINE遥处理软件不但可以处理不同时间获取的影像，得到 相应的土地利用类型分类图，还可以对这些分类图进行数据迭合等处理，获取土地利用动态变化信息。影像解译，也称判读或判释，指从图像获取信息的基本过程。 即根据各专业(部门)的要求，运用解译标志和实践经验与知识，从遥感数字正射影像上识别目标，定性、定量地提取出目标的分布、结构、功能等有关信息，并把 它们表示在地理底图上的过程。土地利用现状解译，是在卫星遥感数字正射影像上先识别土地利用类型,然后在图上测算各类土地面积。数字正射遥感影像目视解译 是解译者通过直接观察或借助一些简单工具(如放大镜等)识别所需地物信息的过程。影像的解译标志也称判读要素，它是遥感图像上能直接反映和判别地物信息的 影像特征。包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局。解译者利用其中某些标志能直接在图像上识别地物或现象的性质、类型和状况；或者通 过已识别出的地物或现象，进行相互关系的推理分析，进一步弄清楚其它不易在遥感影像上直接解译的目标，例如根据植被、地貌与土壤的关系，识别土壤的类型和 分布等。正射遥感资料具有宏观、快速、动态、综合的优势，卫星遥感数字正射影像图资料可以为编制国土规划和地区经济规划提供国土资源（自然资源和社会资 源）、环境和自然灾害调查与分析评价资料等。所以，正射遥感资料是制定国民经济和社会发展计划、国土规划和地区经济规划的一种手段。如（图四）反映某地区 在二个时期的土地利用变化的影像数据迭合和进行色块分析的结果。
（2）卫星遥感数字正射影像图在城市规划中的应用
在城市规划建设的方面，可以利用卫星遥感数字正射影像图进行范围的标定如（图五）所示，并且能及时地提供坐标和计算出相应的面积，及直观地反映该区域的现状与之相关的情况。通过卫星遥感数字正射影像图标定区域后，在正射影像图上进行设计区域规划建设的效果图和虚拟三维地图，在规划设计时就可以知道未来该区域的现实体现如（图六）所示区域性规划的效果。与地理信息处理软件和规划设计、建筑设计的综合应用可以精确地设计出未来的城市的风貌。
[4]对卫星遥感数字正射影像图的未来展望
DOM作为一种新的数字测绘产品，同时具有几何精度和影像特征，信息量 大，内容丰富，直观真实，应用前景十分广阔。可以及时利用单幅或多幅卫星遥感影像均可制作卫星遥感数字正射影像图。资料来源丰富，卫星遥感包括气象卫星、 资源卫星（陆地卫星）、海洋卫星和雷达卫星等对地观测，我院现已拥有昆明地区和云南部分地区SPOT5、QUICKBIRD、IKONOS、TM等类型的 遥感影像数据资料，是制作卫星遥感数字正射影像图的有力保障。随着我院的昆明市连续运行GPS参考站系统的建设及应用，卫星定位系统（GPS）技术的飞速 发展，连续运行GPS参考差分站的实用及时提供建设现代新昆明所需的基础数据，为将来的测绘工作打下坚实的基础。数字正射影像图（DOM）作为测绘 4D 产品（DEM、DOM、DRG 和 DLG）作为综合处理对象，丰富了我院的基础地理信息系统（GIS）的数据库建设。“3S”(GPS、GIS、RS)的集成应用，将可视现实和虚拟现实进 行了高度的集成应用，提高“数字昆明”的丰富内涵，对现代新昆明建设提供有力的信息保障和服务。对于高分辨率卫星影像数据处理如（图八）所示，就可以直观 地反映出卫星遥感数字正射影像图（DOM）在其中的作用。
[5]结束语
对高分辨率卫星影像数据的正射处理、多类型遥感影像数据融合和增强处 理；高精度 DEM生成；三维可视化飞行的参数设置；飞行路线选取；三维可视化产品输出。在指导区调工作部署时，数字正射遥感图像集地面景观物体缩小了的立体模型，同 时含有大量地下一定深度隐伏地质构造的信息特征，解译分析地质构造变形特征及空间分布规律，克服了常规方法点线观测的局限性，获得连续、系统、大量的信 息，有利指导区调工作部署。在DOM基础上进行“3S”(GPS、GIS、RS)的集成应用，将可以在城市及区域规划、土地利用/土覆盖制图、地质和土壤 制图、农业、林业、牧地、水资源、湿地制图、野生动植生态学、考古学、环境评价和地形分析及评价、军事、水利建设、等等方面提供服务。因此，卫星遥感数字 正射影像图大规模的制作与应用将是加快“数字昆明”的信息化建设的进程，同时也是“数字城市”发展的必然趋势，为正在建设中的现代新昆明提供有力的信息支 持和信息保障。

参考文献：
1、党安荣，王晓栋，陈晓峰，张建宝，《遥感图像处理方法》，清华大学出版社，2003
2、Virtuo(适普)公司系列软件用户手册，2003
3、适普公司，《高空间分辨率卫星遥感数据解方案》简介，2003
4、《地理信息系统导论》[美]Kang-tsung Chang著；陈健飞等译，科技出版社，2003
5、官云兰等，《基于ERDAS IMAGINE的数字正射影像图的制作》，测绘通报，2005年第十二期
6、吴俐民等，《昆明市连续运行GPS参考站系统的建设及应用》，城市勘测，2005年第五期
7、王洪艳等，《遥感技术在城市规划中的运用》，云南城市规划，2003年第四期

作者简介：
王洪艳，（1970年8月出生），男，测绘工程师，主要从事遥感、航测制图工作。
地址：昆明市人民东路人民巷16号 邮政编码：650051 联系电话：6742812

数字正射影像技术应用研究 ［ 作者：佚名    转贴自：本站原创    点击数：2232    更新时间：2007-04-12    文章录入：ken ］

一、项目背景、研究目的
随 着计算机技术和通信技术的迅速发展，使人类社会已经进入了数字化信息时代。在国民经济和社会发展中，数字化的地理信息已成为城市乃至整个国家在各领域宏观 决策和规划管理必不可少的支撑条件，因此它对基础的地理信息数据的精度及现势性提出了相当高的要求，同时地理信息系统(GIS)的广泛应用和迅速发展，也 对基础地理信息数据的形式提出更多的要求，不仅需要矢量数据、栅格数据，还要形象直观的图像数据。上海市测绘院作为上海市基础地理信息生产单位，在为上海 市国民经济和社会发展提供高质量的数字化测绘产品方面，将面临着巨大的机遇和挑战。
数字正射影像技术利用了计算机图象处理以及计算机视觉、模式识 别等先进技术，淘汰了传统光学机械制作模拟正射影像图的方式。数字正射影像技术通过高精度的图像扫描仪将航空摄影像片扫描输入计算机，以像元为基础把每张 航空摄影像片数据纠正到数字地面模型上，消除航摄像片倾斜误差和地形起伏引起的投影差，再经过镶嵌、切割，从而直接得到一种全新的数字测绘产品——数字正 射影像图（Digital Orthophoto Map）。数字正射影像图通过逼真的影像、丰富的色彩客观反映地表现状，与线划图相比具有地面信息丰富，地物直观，工作效率高、成图周期短的特点，同时数 字正射影像图的数据也便于应用。数字正射影像图具有传统的影像图和线划图所无法比拟的优点，其应用前景非常广阔，它可用于城市规划、土地管理、环境分析、 绿地调查以及一些专题信息的提取、数字线划地图更新等多方面。
近几年，随着上海市城市建设的迅速发展以及各类地理信息系统的建立，对基础地理数据 精度和现势性提出了很高的要求，仅利用传统的外业修、补测手段要完成市府规定的“二、三、四”更新周期(1：500、1：1000、1：2000地形图更 新周期分别为2年、3年、4年)还存在着很多的困难。我院1/1000、1/2000地形图测绘主要采用航测综合法，其成图工序多，效率低、生产周期长， 因而地物地貌更新工作量大。同时，航测综合法成图受原材料、设备和生产工艺的限制，不能有所发展，也已走到了尽头，而且其产品形式是模拟图纸并非数字形 式，要满足广大用户对数字测绘产品的要求，必须再化大量的人力、物力和财力对图纸进行数字化，不仅效率低、周期长，成图精度也随之而降低。
因此，该课题的提出，就是通过利用数字正射影像技术能为上海的规划、土地、环境、电力、市政等部门提供一种信息丰富、现势性强的数字测绘产品，并及时更新城市地理信息系统的基础地理数据库，使城市地理信息系统真正成为领导宏观决策和政府部门进行科学管理的有效工具。
二、研究内容和技术难点
1、 选择适合上海城市地区的数字摄影测量系统。现有数字摄影测量系统有多种，性能相对而言比较好的数字摄影测量系统是Intergraph公司的 ImageStation、Leica Heleva公司的DPW数字摄影测量系统、适普公司的Vitruzo和四维公司的JX—4数字测图仪，课题组对国内外的现有数字摄影测量系统和正射影像 产品进行了调研和测试，最终选择了Intergraph公司的ImageStation数字摄影测量系统，首先该系统的图象处理设备性能稳定，系统的硬软 件配置恰当；其次各种功能软件可以独立运行，适合实际生产情况，充分发挥和利用系统的功能，产生最大的经济效益；再则该系统采用无损压缩数据的CMP特殊 格式，数据的存储、传输和处理效率均比其它的系统的效率高。
2、结合上海市的实际情况，研究出了一套适合城市平坦地区、大比例尺的数字正射影像图 生产的技术路线和工艺流程。由于国内外的数字正射影像图的生产主要是中、小比例尺系列，而在城市建筑密集区的大比例尺正射影像图制作可借鉴经验很少。本课 题中数字影像在进行正射纠正时，地面高程模型采用的是平均高程，因而某些突出平均高程平面的地物如：高层建筑、高架公路、高速公路、立交桥以及大型桥梁等 仍然存在较大的投影差，影响了其位置精度，但要提高这些地物的地理位置精度，必须对地物逐个建立其高程模型，这对整个上海市来说无疑是一项相当繁琐、工作 量巨大的工作。
同时目前没有确保航空摄影在中午最佳时段进行的有效措施，使得摄影时太阳照射角较小，造成像片上大片阴影，尤其上海中心城区高层建 筑密集，各种建筑设施向空中攀升，阴影区域大而难以避免，就给影像的镶嵌带来很大的困难。同时，由于摄影处理和扫描质量的影响，影像色彩不饱和，色差严 重，也使得影像处理困难重重。
3、研究利用数字正射影像数据更新大比例尺地形图的方法。在进行数字线划地图更新时，高层建筑的裙房、高层建筑阴影下以及直接遮住的建筑、河流、道路、被树木遮住的道路等地物的采集存在很大的困难。
4、研究目标影像的高清晰度以及色彩变换的处理与制作。
5、研究面向GIS应用的数字影像产品形式、数据格式以及数据量，从而为规划、土地、环境等部门提供满足要求的数字正射影像地图。
三、试生产情况
在研究过程中，课题组进行了上海市区100幅1:2000数字正射影像图的试生产，并对数字正射影像图的精度作了分析。
· 航片资料：1:8000彩红外像片
· 扫描仪：Intergraph 公司的PhotoScan
· 扫描分辨率：21μm
· 生产应用设备、软件：ImageStation数字摄影测量系统。
· 试验区域：为了使试验结果具有较强的代表性，课题组选取了郊区、城郊结合部以及中心城区共五个区域网。每个区域网有3到4条航带，每条航线14张像片，平均区域网像片数为50片。
· 影像资料情况：五个区域网中，由于摄影质量和扫描质量的因素，城区的影像质量较差，郊区的影像质量较好，所以，郊区的数字正射影像质量优于城区数字正射影像质量，不仅反映在数学精度上面，而且影像拼接镶嵌、色彩调整等质量郊区也优于市中心区。
· 控制资料情况：采用GPS技术测定区域网空中三角加密所需的地面控制点坐标，点位中误差小于5cm。
由于上海市地势较为平坦，数字影像正射纠正时采用了平均高程。
· 试生产流程：
· 精度分析
数字正射影像图成图精度分析：在10幅1:2000数字正射影像图上采集量测了50个明显地物点的坐标，将它与1:500数字线划图上野外实测点(近似当作真值)作比较，其点位的平均中误差为0.495m，而1:2000成图精度为图上0.4mm，实地即为0.80m。
区域网空中三角加密精度分析如下：
RMS Limits(m) Residual Limits(m) RMS Control(m) RMS Check(m) MAX Residual(m)
XY Z XY Z X Y Z X Y Z X Y Z
郊区 .2 .3 .3 .4 .013 .008 .034 .047 .164 .536 .244 .168 .558
城郊区 .2 .3 .3 .4 .001 .001 .001 .146 .350 .000 .004 .006 .004
城区1 .2 .3 .3 .4 .008 .009 .077 .395 .264 .000 .185 .153 .939
城区2 .2 .3 .3 .4 .010 .005 .033 .152 .226 .000 .210 .119 .447
城区3 .2 .3 .3 .4 .020 .031 .163 .139 .123 .690 .065 .111 .401

四、产品分析
数 字摄影测量系统不仅能对数字像片进行处理，自动空中三角测量加密、生成数字高程模型和生成正射影像图，还能在立体模型上采集地物和地貌生成线划地图，由于 上海地势平坦，因而在上海地区建立数字高程模型DTM意义不大，所以数字正射影像图就是数字正射影像技术的主要产品之一。
1、数字正射影像的特点
· 数字化数据。用户可按需要对比例尺进行任意调整、输出，也可对分辨率及数据量进行调整，直接为城市规划、土地管理等用图部门以及GIS用户服务，同时便于数据传输、共享、制版印刷。
· 信息丰富。数字正射影像信息量大，地物直观、层次丰富、色彩(灰度)准确、易于判读。应用于城市规划、土地管理、绿地调查等方面时，可直接从图上了解或量测所需数据和资料，甚至能得到实地踏勘所无法得到的信息和数据，从而减少现场踏勘的时间，提高工作效率。
· 专业信息。数字正射影像同时还具有遥感专业信息，通过计算机图象处理可进行各种专业信息的提取、统计与分析。如：农作物、绿地的调查；森林的生长及病虫害；水体及环境的污染；道路、地区面积统计等。
· 精度高。由于采用先进的设备和先进的技术，使得该产品精度大大提高，前面的精度统计表中可以看出，数字正射影像图上的点位中误差0.49m，而传统的像片平面图点位中误差达到0.8m(图上0.4mm)，最大的可达1m~2m。
2、数据量的分析
在 数字正射影像的生产过程中，为了保证影像匹配精度，保证区域网加密精度以及最后的成图精度达到国家规范的标准，航空摄影像片扫描精度要求相当高，扫描分辨 率大于1200DPI（扫描线宽不大于21μm），从而使得原始影像及最后产品的数据量相当大，Intergraph数字摄影测量系统提供cmp压缩数据 格式，在保持信息无损失的基础上具有强大压缩功能，但其影像格式通用性不强，给影像产品的最终用户带来不便，使影像的应用范围受到一定限制。，课题组对影 像按不同分辨率输出时的数据量进行了分析，以满足不同用户需要，具体如下：

影像尺寸(cm) 格式 分辨率(dpi) 数据量
像片(23*23) TIFF 1209 360M
像片(23*23) CMP 1209 60M
1:2000(40*50) TIFF 300 82M
1:2000(40*50) CMP 300 16M
1:2000(40*50) TIFF 150 20.5M
1:2000(40*50) JPEG 150 1.38M
1:2000(40*50) TIFF 100 8.8M
1:2000(40*50) JPEG 100 712K
1:2000(40*50) TIFF 80 5.5M
1:2000(40*50) TIFF 70 4.4M
1:2000(40*50) TIFF 50 2.3M

3、数字正射影像与一般航片资料的区别
数字正射影像 一般像片
投影方式 正射投影 中心投影
比例尺 固定 不固定
坐标系统 存在 不存在
倾斜误差 无 有
投影差 地面上不存在 存在
色彩 经过色差调整、色彩均衡 未做色差调整、色彩均衡
影像拼接 易、精确 难、粗略
与矢量叠加 能 不能

五、应用分析
数 字正射影像是一种新型数字测绘产品，有着广阔应用前景的基础地理信息数据，它不仅可用于对数字线划地图数据的更新，提高数据的现势性，加快地形图的更新速 度，也可作为背景图直接应用于城市各种地理信息系统；它广泛应用于城市规划、土地管理、环境分析、绿地调查、地籍测量等方面，也可以与线划图、文字注记进 行叠加形成影像地图，丰富地图的形式，增加地图的信息量；利用数字正射影像与数字地面模型或者建筑结构模型可建立三维立体景观图，丰富城市管理、规划的手 段与方法。
1、GIS三线图的采集与更新
随着GIS应用的越来越广泛，发挥的作用越来越大，对基础的地形数据尤其是三线(道路、铁路、河 流)数据的需求也越来越大，这就对三线图的精度、现势性以及今后的更新与维护提出了更高的要求，然而利用传统的修测方法很难保证其精度，而仅对三线数据进 行实测更新，在经济上又存在较大的浪费，因而利用数字正射影像对三线数据进行更新无疑是经济实用的方法。由于地面上每一点都经过投影差改正，因此对于道 路、河流以及铁路数据来说，完全满足1:2000成图精度。利用数字正射影像与已有的三线数据叠加，在影像上直接提取数据，就可完成三线数据的更新与维 护。
2、修测1:2000数字线划图或更小比例尺的数字线划图
数字正射影像图上建筑仍然存在投影误差，但对于4层楼以下的建筑物来说，投 影差较小可以忽略不计，而对于高层建筑可以先在建筑顶部采集其形状、大小，再根据建筑可见的地面上的点确定其位置。课题组利用正射影像数据对1:2000 地形图进行修测试验，结果表明，本方法适合郊区和城郊结合地区1:2000地形图及更小比例尺的数字线划图的修测。
3、应用于城市规划
在 课题研究过程中，课题组与规划研究设计院合作试验，将数字正射影像图应用到新疆路、海宁路沿线城市规划设计中，在规划设计的前期现状调查期间，数字正射影 像图提供了大量的信息，以直观、详实的影像反映了许多实地踏勘中的盲点。同时，利用数字正射影像图作为规划底图，使规划内容与周边环境的关系更加清晰，在 旧区改造、历史古建筑保护、城市重点区域和地区标志性建筑的规划设计中可以发挥十分重要的作用。
六、效益分析
数字正射影像图是一种新型数字测绘产品，与传统数字地图比较，它具有信息丰富、直观、精度高、使用方便，最大的优点是更新速度快。利用数字正射影像更新三线图和地形图将大大缩短成图周期，降低成本投入。
数 字正射影像图可为城市规划、土地、环境、测绘、电力、电信、煤气等部门提供精确、直观、信息丰富、现势性强的基础地理数据，丰富规划、设计、管理的手段与 方法，提高管理效率。同时为城市各种地理信息系统提供新型数字测绘产品，充分发挥地理信息系统的作用，为整个城市的建设、管理以及经济的发展作出贡献。