正射影像用什麼生成數據

㈠ GIS當中矢量數據、影像數據、地形數據等常見數據格式的介紹

      1963年，加拿大測量學家 羅傑 ·湯姆林森（Roger Tomlinson）首先提出了 GIS 這一術語，並建成世界上第一個 GIS （加拿大地理信息系統CGIS），用於自然資源的管理和規劃。湯姆林森提倡使用計算機進行空間分析的先見之明以及他在建立CGIS過程中的領導角色，為他贏得了「GIS之父」的光榮稱號。

到如今，GIS經歷了50多年的發展歷程，這個期間計算機也有了革命性的變化，CPU、顯卡、存儲的革新促使一大堆GIS軟體的誕生，如：ArcGIS、GoogleEarth、SuperMap、LocaSpace等 不同的GIS產品和平台對數據的支持也各有不同，在此期間逐漸形成了一些規范化的標准，有了更多的通用格式，這里就簡單介紹一下。

以下整理主要來自於網路，如果錯誤以及不當之處請及時指出，會第一時間處理。

參考地址：【 https://ke..com/item/%E5%9C%B0%E7%90%86%E4%BF%A1%E6%81%AF%E7%B3%BB%E7%BB%9F/171830?fr=aladdin 】

地理信息系統 （Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為「地學信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在 計算機 硬、軟體系統支持下，對整個或部分 地球 表層（包括大氣層）空間中的有關 地理 分布 數據 進行 採集 、 儲存 、 管理 、 運算 、 分析 、 顯示 和 描述 的技術系統

簡單來說GIS就是一堆坐標相關的數據的組織和渲染展示。

•一切都從地球（Globe）說起

•用Globe來模擬一個地球

•用圖層（Layer）來抽象表達地物的集合

–圖層是某一類地物的集合，例如道路圖層，河流圖層，房屋圖層。

•用要素（Feature）來表達地物，例如一個公交站用一個點標注來表示

•用符號（style）來標識地物分類

•GSOFeature代表一個要素（地物）

•每個Feature都包含一個Geometry對象

•可以是點、線、面、模型等對象

要素的本身：是地理坐標（經度、緯度、高度），與屬性（顏色、樣式、描述、體積、長度、面積等）的綜合體。

具體體現形式可以是

txt

excel

csv

json

xml

sql欄位

kml、shpfile、gpx等

看一個展現形式：

線：

•符號樣式類

•每一個Geometry對象都有一個GSOStyle，來設置對象的表現方式，例如，點的圖標，字體。線面的寬度、顏色。三維模型的顏色等等。

feature（元素）符號化（可視化）的詳情，參考：

【 https://blog.csdn.net/_39476236/article/details/80045970 】

【 https://www.jianshu.com/p/e7d3080894de 】

參考地址：【 http://www.cppblog.com/alantop/archive/2008/08/14/58880.html 】

Shapefile文件是美國環境系統研究所（ESRI）所研製的GIS文件系統格式文件，是工業標準的矢量數據文件。 Shapefile將空間特徵表中的非拓撲幾何對象和屬性信息存儲在數據集中，特徵表中的幾何對象存為以坐標點集表示的圖形文件—SHP文件，Shapefile文件並不含拓撲（Topological）數據結構。 一個Shape文件包括三個文件：一個主文件(*.shp)，一個索引文件(*.shx)，和一個dBASE(*.dbf)表 。主文件是一個直接存取，變長度記錄的文件，其中每個記錄描述構成一個地理特徵（Feature）的所有vertices坐標值。在索引文件中，每條記錄包含對應主文件記錄距離主文件頭開始的偏移量，dBASE表包含SHP文件中每一個Feature的特徵屬性，表中幾何記錄和屬性數據之間的一一對應關系是基於記錄數目的ID。在dBASE文件中的屬性記錄必須和主文件中的記錄順序是相同的。圖形數據和屬性數據通過索引號建立一一對應的關系。

Shapefile中坐標文件（.shp）由固定長度的文件頭和接著的變長度空間數據記錄組成。文件頭由100位元組的說明信息組成的（附表 1），主要說明文件的長度、Shape類型、整個Shape圖層的范圍等等，這些信息構成了空間數據的元數據。在導入空間數據時首先要讀入文件頭獲取Shape文件的基本信息，並以此信息為基礎建立相應的元數據表。而變長度空間數據記錄是由固定長度的記錄頭和變長度記錄內容組成，其記錄結構基本類似，每條記錄都有記錄頭和記錄內容組成（空間坐標對）。記錄頭的內容包括記錄號（Record Number）和坐標記錄長度（Content Length）兩個記錄項，Shapefile文件中的記錄號都是從1開始的，坐標記錄長度是按16位字來衡量的。記錄內容包括目標的幾何類型（ShapeType）和具體的坐標記錄（X，Y），記錄內容因要素幾何類型的不同，其具體的內容和格式都有所不同。對於具體的記錄主要包括空Shape記錄，點記錄，線記錄和多邊形記錄，具體的記錄結構如附表 2所示。

屬性文件（.dbf）用於記錄屬性信息。它是一個標準的DBF文件，也是由頭文件和實體信息兩部分構成。其中文件頭部分的長度是不定長的，它主要對DBF文件作了一些總體說明(附表 3)，其中最主要的是對這個DBF文件的記錄項的信息進行了詳細的描述（附表 4），比如對每個記錄項的名稱，數據類型，長度等信息都有具體的說明。屬性文件的實體信息部分就是一條條屬性記錄，每條記錄都是由若干個記錄項構成，因此只要依次循環讀取每條記錄就可以了。

索引文件（.shx）主要包含坐標文件的索引信息，文件中每個記錄包含對應的坐標文件記錄距離坐標文件的文件頭的偏移量。通過索引文件可以很方便地在坐標文件中定位到指定目標地坐標信息。索引文件也是由文件頭和實體信息兩部分構成的，其中文件頭部分是一個長度固定（100 bytes）的記錄段，其內容與坐標文件的文件頭基本一致。它的實體信息以記錄為基本單位，每一條記錄包括偏移量（Offset）和記錄段長度（Content Length）兩個記錄項。附表 5給出了具體的描述。

個人理解 ：shp作為GIS當中十分常用的一種格式，有必要了解一下它的一些特性：

1.shp文件只能存儲點、線、面中的一種類型，要麼裡面存儲的全是點，要不全是線、要麼全是面，不存在混合存在的狀態

2.shp可以設置很多欄位屬性，比如一個管線文件，你可以定義管徑、顏色、埋深、歸屬、修建時間等等。。。

3.shp可以設置不同的投影信息，投影是很多人比較頭疼的問題經常搞不明白是怎麼回事，經常出現拿兩個不同投影，不同坐標系統的數據相互疊加發現不能疊加成功，而任何一個數據都沒有錯誤，這方面的問題可以參考【 地理坐標系與投影坐標系的區別 】

-參考網路

KML 是由開放地理空間聯盟（Open Geospatial Consortium, Inc.，簡稱 OGC）維護的國際標准。

KML， 是 標記語言 （Keyhole Markup Language）的縮寫，最初由Keyhole公司開發，是一種基於XML 語法與格式的、用於描述和保存地理信息（如點、線、圖像、多邊形和模型等）的編碼規范，可以被 Google Earth 和 Google Maps 識別並顯示。Google Earth 和 Google Maps 處理 KML 文件的方式與 網頁瀏覽器 處理 HTML 和 XML 文件的方式類似。像 HTML 一樣，KML 使用包含名稱、屬性的標簽（tag）來確定顯示方式。因此，您可將 Google Earth 和 Google Maps 視為 KML 文件瀏覽器 。2008年4月微軟的OOXML成為國際標准後，Google公司宣布放棄對KML的控制權，由開放地理信息聯盟（OGC）接管KML語言，並將「Google Earth」及「Google Maps」中使用的KML語言變成為一個國際標准。

KMZ 文件是 壓縮過的KML文件 。由於 KMZ 是壓縮包，因此，它不僅能包含 KML文本，也能包含其他類型的文件。如果您的地標描述中鏈接了本地圖片等其他文件，建議您在保存地標時，保存類型選 KMZ 而不選 KML，Google Earth 會把您鏈接的圖片等文件復制一份夾 KMZ 壓縮包中。這樣，您就可以將包含豐富信息的地標文件發給朋友，一起 分享 了。

個人理解：KML作為GIS當中十分常用的一種格式，有必要了解一下它的一些特性：

1.kml是xml文本，本身沒有什麼特殊性可言

2.支持點、線、面等要素，並可以設置屬性信息。

3.支持文件夾結構，可以通過內建文件夾來管理大量的數據

下圖是LocaSpaceViewer載入kml的效果圖

有時客戶需要提供dxf的文件格式，不知道dxf文件與dwg文件有什麼區別各有什麼特點？

拿著自己的dxf文件不知道該怎麼打開？更不知道如何在GIS當中使用？

dxf和dwg的區別這里引用一篇文章里的內容來做介紹【 http://www.civilcn.com/autocad/cadaz/1342667542163919.html 】

dwg文件 ：*.dwg是AutoCAD的圖形文件，是二維或三維圖形檔案。其與dxf文件是可以互相轉化的。

dxf文件： *.dxf是Autodesk公司開發的用於AutoCAD與其它軟體之間進行CAD數據交換的CAD數據文件格式。DXF是一種 開放的矢量數據格式 ，可以分為兩類：ASCII格式和二進制格式；ASCII具有可讀性好，但佔有空間較大；二進制格式佔有空間小、讀取速度快。由於Autocad現在是最流行的cad系統，DXF也被廣泛使用，成為事實上的標准。絕大多數CAD系統都能讀入或輸出DXF文件。 DXF文件可以用記事本直接打開 ,編輯相應的圖元數據.換句話說,如果你對DXF文件格式有足夠了解的話,甚至可以在記事本里直接畫圖。DWG的來繪圖更直觀（DXF圖紙中線條的相交處都會有個小圓），而用於數控加工的圖紙則必須是DXF文件（操機者必須把DWG轉換成DXF後才可加工）如快走絲。dxf是工業標准格式的一種。所以這也是它們用途的區別。

autocad是一個非常優秀的繪圖軟體，已經融入到大學的課堂里，同時工業製造和很多設計行業都使用cad進行圖紙的繪制，范圍的廣泛性就不做說明了。

dxf和投影的關系

對於文件本身的介紹上述應該就夠了，這里補充一點dxf和投影的一些關系，即dxf在gis當中的使用

參考內容【 AutoCAD DXF 圖形的批量無損投影轉換方法 】

原理： 在CAD當中任何圖形均由點、線、面圖元組成，如CAD的直線、射線、多義線、Spline曲線、多邊形、面域、填充面等，由線性組成的圖元在DXF文件記錄中表現為以點或線的拐點、或曲線的控制點、擬合點坐標記錄形式[2]，讀取、處理這些圖元坐標數據無需特別處理，只要讀取坐標數據轉換即可。

常規： 因此很多和規劃以及地圖相關的CAD文件，CAD的圖框上大多相關的地理和投影坐標信息，一般在左下角會有投影坐標信息，比如北京1954坐標，圖框的格網線附近還會有相應的分帶，帶號信息，找到這些信息以後，就可以進行投影定義了。對於投影的定義，推薦使用.prj文件。如何確定prj文件當中所需的投影信息，如何確定EPSG號，等更多關於CAD當中配置prj文件的詳情參考【 使用LocaSpaceViewer編輯規劃用的CAD文件，配置CAD文件投影信息 】

如果以上信息都沒有，那就只能是硬載入然後進行平移操作了。這個過程當中如果最終結果和gis數據無法套和或者差距甚遠，大多是轉換過程當中出了錯誤。

參考【 http://www.51bike.com/thread-73964-1-1.html 】【 http://blog.csdn.net/gdp12315_gu/article/details/51823486 】

GPX是比較標準的GPS信息交互文件，當然其他公司還有自己的格式。GPX採用XML語言，所以顯得稍微有點臃腫，壓縮後就很小了。

GPX, 或稱 GPS exchange 格式, 是一種用於存儲坐標數據的 XML 文件格式。它可以儲存在一條路上的路點，軌跡，路線，且易於處理和轉換到其他格式。OpenStreetMap 使用的所有 GPS 數據要轉換為 GPX 格式才能上傳。

GPX包含 帶有正確時間戳的軌跡點。創建GPX文件，使用有效的schema. 如果包括編碼標簽，可以是』UTF-8』， 而不能是』utf8』。

對於lgd文件，很多人可能會比較陌生，很多人可能用了，但也並不知其所以然，這里也稍加解釋。

lgd文件和ldl文件是配套的，是一個矢量數據存儲交換格式。

數據格式發明者： 蘇州中科圖新網路科技有限公司

文件特性：

a.支持點、線、面、圓形、矩形、橢圓、軍標、水面、粒子特效等矢量數據。

b.二進制流文件，體積小，壓縮比高，可適用於pc、移動端等，在pc和移動端做數據交互。

c.有自己的內置索引文件，查詢、檢索效率極高。且可用於伺服器數據發布（和LocaServer配套使用）

文件缺點 ：不支持文件夾結構。

匯總：上述文件格式各有各的優勢，這么多的矢量數據格式基本都是可以相互轉換的。

關於影像數據的一些說明

標簽圖像文件格式(Tagged Image File Format，簡寫為TIFF) 是一種主要用來存儲包括照片和藝術圖在內的圖像的文件格式。它最初由 Als公司與 微軟公司 一起為PostScript列印開發。

TIFF與 JPEG 和 PNG 一起成為流行的高位彩色圖像格式。TIFF格式在業界得到了廣泛的支持，如 Adobe 公司的 Photoshop 、The GIMP Team的 GIMP 、 Ulead PhotoImpact 和 Paint Shop Pro 等圖像處理應用、 QuarkXPress 和 Adobe InDesign 這樣的桌面印刷和頁面排版應用， 掃描 、傳真、文字處理、 光學字元識別 和其它一些應用等都支持這種格式。從Als獲得了 PageMaker 印刷應用程序的Adobe公司現在控制著TIFF規范。

tif可以有8位，24位等深度，一般真彩色是24位，而地形數據只有一個高度值，採用8位。

目前很多衛星影像數據的存儲格式都是tif。包括目前流行的傾斜攝影生成的正射影像一般也以tif格式存儲。

參考【 http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjf201224062 】【 網路 】

IMG文件格式是一種可存儲多種類型數據、應用廣泛的圖像數據格式.IMG文件採用HFA結構組織數據,HFA是一種樹狀結構,各種數據( 圖像教據、統計數據、投影信息、地理數據 等)占據「樹」的各個節點.本文詳細介紹了Img文件格式的結構,Img存儲信息的重要特點是分塊存儲,並且提供了對Img文件讀取的方法,此方法讀取效率高,可以根據需要分塊讀取,只讀取需要的塊信息,大大的提高了讀取速度.

IMG 是一種文件壓縮格式（archive format），主要是為了創建軟盤的鏡像文件（disk image），它可以用來壓縮整個軟盤（通常指軟軟盤，Floppy Disk或Diskette）或整片光碟的內容，使用".IMG"這個 擴展名 的文件就是利用這種文件格式來創建的。

提示：一般spot衛星的影像是img格式

lrp格式，影像、地形數據存儲格式。很多使用過LocaSpaceViewer的人，應該已經見識過他的好處了。

數據格式發明者： 蘇州中科圖新網路科技有限公司

文件特性：

a.支持地形、影像。

b.二進制流文件，根據不同的數據類型使用不同的壓縮演算法，體積小。

c.自帶分級（LOD）有自己的內置索引文件，查詢、檢索效率極高。且可用於伺服器數據發布（和LocaServer配套使用）

同影像

同影像

同影像

.grd是純文本的Arc/Info Grid數據的交換文件．

對於存儲地形的grd文件可以使用 LocaSpaceViewer、GlobalMapper 、或者在 arc/info 中使用asciigrid命令可以把它轉成grid，用grid模塊或arcview顯示

這里使用LocaSpaceViewer的提取高程功能生成一個grd文件如下：

1.DSAA是Surface的標准

2.8 11代表橫向（緯度方向）有8個點，縱向（經度方向）有11個點

3.102.6605598899 102.7420948899代表最小經度，最大經度

4.25.0562111272 25.1499849210代表最小緯度和最大緯度

5.1891.8906134325 2239.4623230170代表范圍內的最小高程值和最大高程值

6.橫向（緯度方向）上的第一列所有點值，一共8個點

7.以此類推。。。

參考：【 http://www.360doc.com/content/14/0316/23/7669533_361161590.shtml 】

*.dem有兩種格式，NSDTF和USGS。

SGS－DEM (USGS是美國地質調查局(U．S．GeologicalSurvey)的英文縮寫，是一種公開格式的DEM數據格式標准，使用范圍較廣格式的。

NSDTF－DEM 是中華人民共和國國家標准地球空間數據交換格式，是屬於格網數據交換格式，一般的GIS軟體都不支持這種格式。

這里介紹如何使用LocaSpaceViewer打開 NSDTF－DEM 格式的grd數據

如果我們將上面的NSDTF格式的頭文件改為Grid的頭文件格式，其中高程值不變，就完全可以在LocaSpaceViewer中查看這個*.dem。（最好將後綴名改為*.grd。改了頭文件之後，該文件已經變成grid文件）。這樣通過修改這個*dem的頭文件就可以直接將它轉換為grd文件。

--------------一次內部分享的記錄。

關於地形數據的一些說明：

數據精度

數據級別

ArcGIS、超圖、SkyLine等作為GIS裡面的巨頭，也都形成了很多自己的數據格式，部分開放規則，部分不開放。

有關coverage（aux、rrd、adf、dat、nit、dir）的數據格式說明，可以參考： coverage的理解

未完待續...(後續會繼續增加：.dem,.adf,.idr,.sid,.ecw,.ers,hdr,.gft,.mif,.vec等等)

㈡ 衛星遙感數據的正射影像圖的製作

衛星遙感數據的正射影像圖的製作【1】

【摘 要】 隨著衛星遙感技術的斷發展，影像圖的成圖精度越來越來高。

衛星遙感技術融合了現代信息技術以及智能化遙感信息處理技術，其為城市規劃、了解區域環境等方面提供了技術支撐。

正射影像圖是利用DEM對衛星遙感影像進行微分糾正、輻射改正以及鑲嵌等，並依據規定對影像數據進行裁切，從而製作成正射影像圖。

【關鍵詞】 衛星遙感 影像圖 製作

隨著科學技術的快速發展，人類社會已步入數字化信息時代。

數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。

傳統的數字正射影像生產過程主要包括：DEM的生成及數字正射影像的生成、內業的空中三角測量加密、外業控制點的測量、航空攝影等，在數字影像處理過程中，其耗時長、成本高，精確度低等特點[1]。

因此，傳統的地形圖已無法滿足快速發展的現代社會需求。

數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用於土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影像圖對我國具有非常重要的意義。

1 數字正射影像圖的發展現狀

近年來，計算機技術及數字正攝影像圖生產技術迅猛發展，數字正射影像圖在城市規劃、建設及管理中發揮著重要作用。

數字正射影像圖正被城市規劃專家廣泛認同，其在實踐中的應用也得到進一步發展。

目前，城市在獲取基礎信息以及更新圖像資料庫時，大多採用數字正射影像圖。

自20世紀60年代以來，遙感一詞受到社會的廣泛關注。

遙感是指通過對遙遠地方的目標物進行探測，並對獲取的信息進行分析研究，進而確定目標物的特有屬性，以及目標物之間的關系[2]。

而衛星遙感影像是指運用現代衛星遙感技術獲取地球表面的客觀實在物，並對物體進行數據分析，然後製作成影像圖，最後服務於實際應用。

目前，世界各國政府及有識之士已達成“數字地球”的共識，他們都在為取得信息時代的戰略制高點兒付出巨大的努力。

在此背景下，我國也將“數字中國”提上議事日程，而“數字城市”是“數字中國”的重要組成部分，其在我國經濟發展中發揮著重要作用。

遙感信息是“數字城市”的重要內容，正影像圖的精確度關系著我國數字城市的發展進程。

隨著遙感信息技術的快速發展，人們對遙感信息的內在規律也日益了解，遙感信息已被廣泛應用與城市的多個領域中。

數字正射影像圖在規劃城市建設、提高城市環境及社會經濟效益方面起著非常重要的作用。

城市景觀模型是城市現狀的表現形式，其對於城市規劃中具有重要的作用。

傳統的城市景觀模型無法展現城市的真實情況，應用數字正射影像圖建立數字城市三維景觀模型，既提高了精度，又可多角度瀏覽城市景觀，為城市建設和國民經濟發展提供決策依據。

當前，利用遙感信息構建數字景觀模型的技術已日漸成熟，應用衛星遙感數據採集城市的平面信息並利用已有數字高程模型數據，可以製作成高精度的數字正射影像圖。

2 數字正射影像圖的製作存在的主要技術難點

2.1 攝像圖像拼接縫隙較明顯

當前，立體像對之間存在很大的灰度反差，如果重疊區域的鑲嵌線處理不當，那麼，人們會發現一幅圖中存在幾條很明顯的反差縫隙，從而造成視覺上的不接邊。

因此，為了保證影像的質量，提高影像圖的額鑲嵌效果，作業員應在投影差較小的區域鑲嵌反差線，並盡可能選擇靠近街道、河流、公路等區域，並禁止利用向前線分割整體的建築物。

在鑲嵌影像時，作業員應採用羽化的方式，並避免出現硬街邊。

完成影像鑲嵌後，作業員應開始對影像進行分幅，對於出現的雜點應進行再次處理。

2.2 建築物變形嚴重

在對數字正射影像圖進行糾正時，大多採用平均高程建構地面圖形，並突出平均高程平面的建築物。

由於高程建築存在較大的投影差，因此，數字正射影像圖容易發生變形。

在採集突出建築物的數據時，作業員應分別採集突出建築物以及非突出建築物，並保證這兩者的特徵線不相交。

在刪除非突出建築物特徵線的數據時，作業員應對突出建築物的特徵線進行數據計算，並計算生成DEM，唯有這樣糾正影像，才能保證建築物不變形;在刪除突出建築物特徵線的數據時，作業員應保留其特徵線的數據，並計算生成DEM。

2.3 正射影像圖內色彩不均勻

利用衛星遙感進行圖像拍攝的過程中，其中間亮而四周暗，有些上邊亮而下邊暗，因此，在拍攝過程中，作業員如果對攝像圖片處理不得當，那麼後期製作出的DOM色彩將失真，並出色彩不均勻的情況，其嚴重影像數據判斷。

當前，作業員在處理原理影像時，大多採用中科院的DUX航測影像處理軟體。

運用DUX航測影像處理軟體對原始影像的色彩進行勻光勻色。

勻光處理參數主要有兩類：一是確定有效范圍以及景物處理系數;二是調整影像的亮度、色彩、敏感度參數。

其具體步驟是：首先，對原始影像進行勻光處理;然後，成批打開相關影像數據，並分批進行勻光處理，在做勻色處理時，作業員應調整每條航帶首尾影像，並採用“λ自適應”進行調整;最後，根據調整紅啊的首尾影像對中間影像進行自動匹配，並分批處理勻色生成的影像。

3 數字正攝影像圖的製作原理

數字正射影像圖(Digital Orthophoto Map，縮寫DOM)是利用DEM對經過掃描處理的數字化航空像片或遙感影像(單色或彩色)，經逐像元進行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，並按規定圖幅范圍裁剪生成的形象數據，帶有公里格網、圖廓(內、外)整飾和注記的平面圖[3]。

數字正射影像圖與我們平時看到的地圖不同，它是我們地面信息在影像圖上的真實反映，它不僅不存在變形，還比普通地圖豐富，其可讀性更強。

數字正射影像圖可作為背景信息，我們可從中提取所需的自然資源以及社會信息，其為防治自然災害以及規劃公共設施等方面提供了很多可要的依據。

數字正攝影像圖的製作原理是：依據正攝影像的特點，應用專業的地理信息遙感軟體對原有的影像圖進行輻射矯正以及幾何矯正後，它可以消除各種因畸形及位移誤差，從而獲得較為准確的地理細膩下以及各種衛星遙感數字正射影像圖。

當前，國內外使用的數字攝影測量儀主要是：Jx-4A全數字攝影測量系統，其是我國四維北京公司開發的測量系統;ImageS-tation工作站，它是美國Intergraph公司開發的測量系統;VituoZo系統，它是武漢適普公司開發的系統。

這些測量系統都能製作出各種比例的正射影像圖，而且，他們的製作原理是一樣的，他們都是對數字進行微分糾正[4]。

數字正攝影像圖的製作原理是：首先，依據影像紋理配成立體像對，在此基礎上，生成數字高程的模型;然後，對配成的像元進行數字微分糾正，並生成正射影像圖[5]。

這種制圖方式，可以保證圖像質量，並延長器成圖周期，其對作業員的綜合素質要求很高。

因此，在運用數字正射影像圖進行制圖時，作業員應深入了解全數字攝影測量系統，並提高自身計算機圖形圖像處理知識，從而不斷提高自身工作能力。

4 遙感正射影像圖的製作

4.1 收集原始衛星影像圖

近年來，遙感技術不斷發展，遙感衛星影像層出不窮。

在利用遙感方法製作圖時，原始衛星影像數據主要選用Ikonos、World View及QuickBird等。

這些影像數據具有文件數據量大、地面解析度高、便於管理的優勢，因此，被廣泛應用於高精度正射影像圖製作。

4.2 影像圖的糾正、配准及融合

第一，利用GPS控制點對影像進行糾正。

利用衛星遙感數據製作正攝影像圖時，作業員採集到第一批衛星影像資料後，就開始對影像進行影像控制，並利用GPS做影像控制。

影像圖糾正的實質是對中心投影的影像數源進行正射糾正，並形成正射影像圖[6]。

作業員可利用現有的1：500、1：2000以及1：5000對地形圖資料進行影像糾正，在一定程度上可節約成本，縮短了工期，從而提高了工作效率，並確保了影像精確度。

第二，在完成影像糾正後，作業員應對多光譜影像進行配准。

影像配準的目的是識別兩幅或多幅影像之間的同名像點。

其中，影像配準的方法有：灰度配准;特徵配准。

第三，在完成影像配准後，作業員應對不同解析度的遙感圖像進行融合處理，並確保融合後的遙感圖像既具備良好的空間解析度，有具有多光譜的特徵，從而實現增強圖像的目的。

在融合圖像解析度的過程中，作業員應配准前兩幅圖像並在處理處理過程中，選擇合適的融合方法。

只有精確地配准不同空間解析度的圖像時，作業員才能得到滿意的融合效果。

第四，在支座遙感正射影像圖時，作業員應選用具備遙感影像配准標準的融合系統Cyberland，來對影像圖進行糾正、配准及融合。

當前，QcickBird全色影像以及QcickBird多光譜影像是應用較為廣泛的影像制圖軟體。

4.3 無縫鑲嵌影像圖

影像圖鑲嵌是指對若干幅相鄰的遙感數字圖像進行幾何鑲嵌、去重疊、色彩調整等數字化處理，然後將其拼合成一幅完整的新影像圖。

在應用遙感圖像時，幾幅影像圖的交接處可能會存在較大的縫隙，需多幅圖像才能覆蓋縫隙，因此，他們需要研究該區域的圖像配准，並將這些圖像鑲嵌氣力啊，從而更好得進行處理、分析及研究。

影像鑲嵌過程如下：

第一，確定影像重疊區域。

相鄰圖像的重疊區域是遙感圖像鑲嵌工作的實施地，也是其他工作的基準。

例如，影像色調的調整、影像的幾何鑲嵌、去影像重疊區都是以影像圖的重疊區作為基準的。

因此，影像圖之間的重疊區域的確定是否准確直接關繫到影像圖鑲嵌的效果。

第二，調整影像色調。

影像圖的色調調整是遙感影像圖鑲嵌工作的重要內。

由於影像圖存在不同的時相以及不同的成像條件，再加上需鑲嵌的影像圖具有不同水平的輻射以及較大的亮度差異，必須對影像的色調進行調整。

如果不對影像圖進行色調色調，那麼即使影像圖的幾何位置配准很優秀，鑲嵌在一起的影像圖也無法應用於實際工作中。

色調調整時影像制圖中的重要環節。

雖然有些遙感影像圖的成像時相與成像條件相接近，但是，衛星遙感器的隨機誤差會導致圖像的色調不一致，這將影像圖像的實際應用效果，因此必須對衛星遙感影像圖進行色調調整。

第三，圖像鑲嵌。

在完成重疊區域確定以及色調調整後，作業員可對相鄰影像圖進行鑲嵌。

圖像鑲嵌是指找出相鄰影像圖需鑲嵌圖像的重疊區的接縫線。

因此，重疊區域接縫線的質量直接關繫到影像圖的鑲嵌效果。

在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員即使對影像圖進行色調調整後，影像圖接縫處的色調也會不一致，因此，作業員需對影像重疊區域的色調進行平滑，提高鑲嵌的亮度，這樣才能保證影像鑲嵌後的無縫隙存在。

第四，在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員應採用專業的影像處理系統。

ImageXuite是專業的影像處理系統，其影像勻光及鑲嵌功能較為強大。

作業員通過對影像圖進行勻光、勻色以及色調調整等，從而生成無縫鑲嵌的影像。

ImageXuite是影像圖鑲嵌的重要軟體，其在大多數情況下勻光效果顯著，並實現較好的無縫影像鑲嵌。

但是ImageXuite軟體具有一些缺陷，例如，對影像的調色功能不強，在勻光的所有影像都偏暗時，ImageXuite的處理效果不佳，這是，作業員需配以Photoshop軟體，通過運用Photoshop軟體對影像進行調整，直到較好效果，然後將調整好的影像作為主影像，最後再對其他影像進行勻光處理，經過這些程序後，作業員即可獲得一幅效果較好的影像圖。

5 結語

隨著科學技術的迅猛發展，衛星遙感技術取得了長遠的進步，其影像圖的成圖精度越來越來高。

目前，人類社會已步入數字化信息時代，數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。

衛星遙感技術融合了現代信息技術以及智能化遙感信息處理技術，其為城市規劃、了解區域環境等方面提供了技術支撐。

正攝影像圖是利用DEM對掃描出的衛星遙感影像進行微分糾正、輻射改正以及鑲嵌等，並依據規定裁減出形象數據，從而形成影像圖。

數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用於土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影圖對我國具有非常重要的意義。

參考文獻：

[1]孔娟，薛倩，錢躍磊，陳慧娟.淺析數字正射影像圖製作質量的改進[J].許昌學院學報，2012，(5)：120.

[2]李海洋，王麗英.基於PCI的遙感正射影像圖製作[J].礦山測量，2009，(4)：44.

[3]張玉方，歐陽平，程新文，蔡沖.基於LiDAR數據的正射影像圖製作方法[J].測繪通報，2008，(8)：44.

[4]姜淼，張麗霞，龔偉.正射影像地圖的製作方法與應用研究[J].測繪與空間地理信息，2009，(5)：150.

[5]劉利紅，吳海寬.基於立體像對的DEM提取和正攝影像正射影像圖製作研究[J].內蒙古科技與經濟，2011，(7)：101.

衛星遙感數據的正射影像圖的製作【2】

【摘要】衛星遙感是一種採用人們通過航空技術發射在地球外層空間的人造衛星對地球地面、地面以上的空間以及外層太空天體進行綜合性觀測的技術。

而衛星遙感所得數據在正射影像圖的製作上應用價值廣泛，本文通過闡述衛星遙感數據以及衛星影響圖的來源以及所具有的特徵，並分析了衛星遙感數據用於製作正射影圖過程中出現的糾錯、配准以及最後統一融合的方法及原理，簡要介紹了正射影像圖的構型、調色以及去重疊等數據信息處理的方式和過程。

【關鍵詞】衛星遙感技術;數據;信息;正射影像圖;製作

引言

21世紀信息科技時代的到來，衛星遙感技術也在不斷的更新、完善之中。

目前的衛星遙感技術在用於製作正射影像圖方面效果顯著，並且成圖的精準度越來越高，遠遠超過比例尺地形圖的精準度。

衛星遙感技術在城市建設、城市規劃以及了解環境狀況和資源狀況方面具有強大的支撐作用。

採用衛星遙感技術製作的城市影像圖具有目標辨認難度小、內容清晰、比例尺大以及轉釋較容易的優勢，這項技術已經廣泛應用於社會生產和發展的各個層面。

該項技術還有助於治理生態環境、搜集專業信息、監測工程項目以及防止各種自然災害等工作的開展。

1.國內外普遍流行的衛星影像圖收集方式

隨著新科技革命的不斷深入，衛星遙感技術日新月異，目前國際上較為早期出現的衛星遙感技術是來自美國的Earth watch 衛星數據資源庫的QuickBird衛星影像，這款衛星影像的地面全色解析度達到0.61m，成像款幅度達到16.5×16.5/km2，隨後美國相繼推出了Space imaging Ikonos和Land sat TM衛星遙感影像，這寬兩款衛星遙感較Earth watch的QuickBird的影像效果以及成像款幅度都有所提升。

俄羅斯生產了一款Spin-2衛星影像，這款衛星影像在地面解析度方面雖然不及美國的Land sat TM衛星遙感，但是其成像款幅度可以達到200×300/km2卻與美國的三種衛星影響有明顯的優勢。

2.衛星影像圖的糾錯、配准以及統一融合

2.1 數字糾錯

光學糾錯儀是一款用於將航拍模擬攝影片轉化為平面圖的工具，主要適用於傳統的框架模幅式的航拍攝像畫面的數字影像[1]。

現階段出現了許多新鮮的衛星數字遙感技術，這些技術的影響數據採用傳統的光學糾錯儀就不能很好地轉化。

因此，數字微分糾錯技術由此誕生。

這是一項通過地面的有效參數以及數字地面的基本雛形，在設置適當的構想公式，並依據適當的數學模型控制范圍和控制點將航拍攝像畫面的數字影像轉化為正射影像圖的。

這種技術不僅簡單、方便，而且適用范圍較廣，已經成為國內外普遍使用的數字糾錯技術。

2.2 影像糾錯

在影像糾錯過程中首先要明確兩點：

其一，GPS控制點是影像糾錯的關節點。

其二，採用相應的比例尺糾錯是完善影像糾錯的後續工作。

在利用遙感衛星數據製作正射影像圖時，首先利用GPS的各個方位的控制點將影像的大致形體構造穩定，然後手動微調影像控制畫面。

最後在根據不同的比例尺的標准(一般以1：5000、1：2000、1：500為參考標准)，對已經做好影像畫面的地形圖資料最後的影像糾錯[2]。

在明確這兩個關鍵點後，製作出來的正射影像圖必然更加逼真、精準。

2.3 多光譜影像的配准

在應經完成糾錯的影像資料上在加以多光譜影像的配准，換句話說就是兩幅或者兩幅以上的影像進行對比、匹配，找出差異點，並在最終定稿的影像資料上進行補充。

多光譜影像的配准一般根據特徵和灰色度來進行。

2.4 影像的統一與融合

影像的`統一與融合是指，將不同解析度的衛星遙感數據影像資料進行統一並融合處理，經過統一融合處理過的影像資料其空間解析度較高、目標識別較容易、有具有多光譜的效果，讓人初次看上去就有生動形象的畫面感[3]。

在進行這部分操作的關鍵在於影像數據的糾錯以及多光譜影像的配准，只有這兩個步驟做到完備，那麼影像的統一融合效果就會更佳。

3.衛星影像圖的構型

衛星影像正射圖的製作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的採集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合以及影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等[4]。

圖像的調整和嵌入需要將大量解析度不同、形狀不同、研究區和交界處不同的圖像資料整合起來，再進行糾錯、配准和最後圖片的鑲嵌。

因此，製作一幅效果良好、比例均衡的數字影像鑲嵌圖要經歷以下三個步驟。

首先，找准重疊區。

衛星影像正射圖的製作過程中面對大量的圖片，可能會出現研究區域重疊、交接處重疊或者圖形重復等情況，這些情況是非常常見的。

但是如何將這些重疊區尋找出來並在圖形資料中標記，有利於後期的圖像鑲嵌呢?這里就必須要注意到以下兩個方面：其一，找准相鄰圖像的重疊區域;其二，確定重疊區域後要以不同的記號標注。

其次，調整色調。

調整色調是正射影像圖製作中一個重要環節，不同解析度、不同成像條件或者圖片之間存在許多差異的圖像，由於要實現衛星影像正射圖的完整效果，因此鑲嵌的圖像的差異性較大、輻射水平不同的話，會嚴重因想到圖像形成的最後質量，圖像的光感度、亮度的差異也就會千姿百態，不能夠成為一幅比例均衡的衛星影像正射圖。

因此，這個環節中要注重圖像色彩、色調的調節。

因此，在調節色彩和色調時要尋找顏色相近、色調差異小的圖像，而色彩差異較大的圖像，要採用專門的技術對其進行調整，以實現整體效果。

最後，圖像嵌入。

在確認重疊區和調整色調兩個步驟完成之後，就是最後的圖像嵌入工作了。

這個環節必須要注意的就是尋找色彩相近、位置相鄰的圖像進行鑲嵌，嵌入時須在兩幅待嵌入的圖像中確認一條連接縫合線。

這條連接縫合線的質量與最後圖像嵌入的效果好壞息息相關，因此連接縫合線的選擇必須萬無一失。

兩幅嵌入的圖像在嵌入過程中在連接縫處也許會出色調不一致的情況，這時必須利用亮度潛入的方法對兩幅的圖像的色調進行最後的調整，調整至視覺感官和諧為止，這樣一來，連接縫合處的破綻才不至於一眼就能探出。

4.結束語

衛星影像正射圖的製作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的採集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合以及影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等。

利用衛星遙感數據來製作正射影像圖時，在實施數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合這三項操作時一般使用真悶的遙感影像操作軟體Cyberland，在進行影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入這三項操作時，一般採用專業的影像處理系統ImageXuite。

參考文獻

[1]林躍春，王睿.淺談數字正攝影像的製作技巧與心得[J].測繪與空間地理信息，2011(34)：110.

[2]劉鵬，黃國清，車風.淺談高質量數字正射影像圖的製作[J].城市勘測，2012(5)：80.

[3]答星.基於OrthoVista 的數字正射影像快速成圖的方法研究[J].測繪通報，2011(8)：54-56.

㈢ 數字正射影像的原理

數字正射影像（Digital Orthophoto Map 簡稱DOM)）是利用數字高程模型對掃描處理的數字化的航空像片/遙感影像（單色/彩色），經逐個象元進行投影差改正，再按影像鑲嵌，根據圖幅范圍剪裁生成的影像數據。