数字正射影像数据制作中的质量控制探讨

--基于卫星影像的正射影像数据制作质量分析

【摘要】简要介绍了以卫星影像为数据源的正射影像的制作过程，阐述了基于卫星影像的正射影像在制作初期准备工作的质量控制，制作过程中的质量控制及最终产品的质量控制，并提出了具体检查方法、相应措施及注意事项。

【关键词】数字正射影像（DOM）；制作；质量工序；分析

1 引言

随着经济快速发展，我国地理国情发生很大变化。为了准确地掌握地理国情信息质量分布及其变化趋势，提高测绘地理信息服务能力，更好地服务于防灾减灾、应急保障及相关行业的工作，推动国家发展战略制定实施和地理资源合理配置，推进节约型社会和生态文明建设，我国开展第一次全国地理国情普查，与国民经济的持续发展息息相关。数字正射影像数据是地理国情普查中主要的调查数据源，是普查成果数据的重要组成部分。

2 技术设计 2.1技术方案

数字正射影像数据制作的源数据有数码航空影像数据、卫星遥感影像数据。在第一次全国地理国情普查工作中，主要采用卫星遥感影像数据制作正射影像，使用的主要处理软件有ERDAS、PCI GXL2013软件等。工作中首先要做好基础数据整理、遥感影像数据分析整理、基础地理信息数据与遥感影像数据对应关系分析整理，其中基础数据包括基础控制点、像控点数据、数字高程模型（DEM）数据和数字正射影像（DOM）数据等。应用专业处理软件对卫星影像进行处理、区域网平差，利用数字高程模型（DEM）进行纠正，影像融合，色调调整，影像镶嵌，图幅裁切后，对各种畸变、位移和云雪覆盖处理后，最终得到具有地理信息的卫星影像—数字正射影像图数据。

2.2技术流程

目前，主要的制作流程是： 全色影像 正射纠正 轨道/RPC参数 控制资料 DEM数据 融合、增强、彩色合成处理 多光谱影像 正射纠正 镶嵌/裁切

3 作业分析

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通过技术设计，数字正射影像数据制作中的质量控制，主要有两项内容，一是资料的质量控制，包括基础控制点、像控点数据、数字高程模型（DEM）数据、数字正射影像（DOM）数据的质量控制，遥感影像分析、整理的检查，使用的专业软件的质量可靠；二是过程的质量控制，包括作业过程中原始数据的使用、软件的参数设置、处理方法、步骤、每个步骤的精度报告和中误差报告等。在整个国生产过程中确保产品的整体质量达到良级以上。为了达到这个目标，我们采取以下措施：

3.1 资料的质量控制

在生产准备前期，对作业人员、检查人员、技术管理人员，进行必要的学习、培训，确保其能掌握相关技术和质量要求，熟悉作业的产工艺流程、技术指标，熟悉相应软件和关键技术，并明确影响质量的关键点。对提供的资料进行全面的分析和检查，检查内外业资料是否符合技术规定，数字高程模型（DEM）数据、数字正射影像（DOM）的精度和质量是否达到规范要求，原始影像数据的资料分析是否正确等，清除影响质量的因素。

3. 2 过程的质量控制

针对作业过程中的关键步骤，要加强质量检查，随时抽查，发现技术问题和质量问题及时进行记录处理。

3.2.1影像资料分析检查

对不同数据源的影像数据进行分析，选择空间分辨率和光谱分辨率更高、靠近生长季、色彩清晰度高、有一定重叠度的影像数据。对于有云、雪覆盖及漏洞区域的卫星影像应做好记录以及统计分析和制定合理的处理方案。

3.2.2基础控制点、像控点数据整理及区域网平差布点略图和平差结果检查

（1）首先是检查外业成果数据是否能够控制项目区域，点位是否满足布点方案，像控资料是否完整，像控资料转换是否正确等。

（2）检查内业像控点转刺、区域网平差成果的准确性、正确性，保证平差计算结果满足规范要求。

3.2.3 数字高程模型（DEM）数据整理制作检查

（1）查看数字高程模型（DEM）数据的完整性，对数字高程模型（DEM）数据格网间距、现实性等方面进行检查，查看是否满足项目技术规定及设计书要求。

（2）对数字高程模型（DEM）数据进行位置精度检查，包括平面精度和高程精度。 3.2.4 DOM数据整理制作的检查

（1）对整理制作后的数字正射影像（DOM）数据的空间参考系进行检查，查看其是否符合技术规定及设计书要求，包括大地基准、高程基准和地图投影的检查。

（2）查看数字正射影像（DOM）数据的覆盖范围，做好相关记录。

（3）查看数字正射影像（DOM）数据的质量、现势性等方面，查看是否满足项目技术规定及设计书要求。

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（4）对整理制作好的数字正射影像（DOM）数据进行位置精度检查，包括平面精度和接边精度，在检查时可以把数字正射影像（DOM）数据和数字线划图（DLG）数据进行套合检查，也可以通过控制点、像控点数据进行检查。

3.2.5检查元数据、检查记录填写是否完整正确

检查元数据内容、完整性、正确性、数据格式、数据结构等是否严格按照规定的要求。检查记录的填写必须及时完整。

4成果的检查

影响数字正射影像图数据质量的因素主要有几个方面：空间参考系、位置精度、完整性、逻辑一致性、时间精度、影像质量和附件质量等，对数字正射影像数据成果检查的主要内容是：

4.1空间参考系的检查

采用的大地基准是否符合要求，采用的地图投影参数是否符合要求。

4.2位置精度的检查

位置精度的检查包括平面位置中误差和接边中误差。平面位置中误差是检测平面位置是否符合规定要求，通过在成果数据上转刺外业像控数据，量测平面位置，再与外业数据对比，统计出平面位置中误差。也可以通过与数字线划图（DLG）数据和数字正射影像（DOM）数据的套合检查，统计出影像的平面位置中误差。接边中误差是检查影像同名点地物的中误差，通过对相邻影像同名点地物的量测来统计计算。

4.3影像完整性的检查

数据检查不但要检查影像是否完整，还要检查影像数据的有效覆盖范围，尤其是涉及边界处的影像，一定要确定其数据的完整性。

4.4影像逻辑一致性的检查

逻辑一致性包括：数据归档、数据格式、文件命名、数据文件。数据归档是要检查数据文件存储、组织结构是否符合要求。数据格式需要检查影像数据文件格式是否符合要求、规范。文件命名是检查影像数据文件命名是否符合要求、是否规范。数据文件中要检查影像数据文件中的内容是否有错漏、缺失、多余、无法读出等情况。

4.5影像时间精度的检查

检查影像资料的现实性是否符合要求，有云雪覆盖的区域是否按照时间精度做了相应的处理。

4.6影像质量的检查

主要是针对影像的色彩模式、融合质量、色彩特征和影像噪声的检查。其中色彩模式的检查还要注意像素位数是否正确。融合质量的检查可以利用图形处理软件或图像查看工具来检查影像的直方图，看其是否呈正态分布，是否存在色调不均匀、反差较大等现象，另外影像的扭曲、变形的现象和发虚、重影现象也是要着重检查的内容。影像的色彩特征是检查影

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像是否存在色调不均匀、明显失真、反差不明显的区域和是否存在明显镶嵌线。影像噪声则是要检查不影响影像使用时出现的影像噪声、污点、划痕、云影、模糊、不清晰等现象。

4.7附件质量的检查

附件质量的检查包括元数据文件的正确性和完整性以及上交资料的完整性。 5 实施

地理国情普查中的数字正射影像数据制作，采用卫星遥感数据，严格按项目技术设计和工艺流程进行生产，对关键工序从严控制，保证数字正射影像图质量的可靠，从而保证数字正射影像数据成果数据质量合格，为地理国情普查夯实数据基础。

正射影像制作的资料繁多过程复杂，制作是一项包括内、外业的复杂的工作，一道工序出了问题都会直接影响影像数据图的质量和精度，我们在每一道工序都设立了严格的检查制度，通过过程监督检查，控制过程的数据质量，从而保证成果数据质量合格。

在实施质量检查的过程中不但要做好首件产品的质量检查，为整个项目的实施提供指导性意见。在整个数据制作过程中，在以下几个方面需要重点进行检查：

5.1影像数据源选择

在实施过程中还要具体问题具体分析，这次生产主要是为后期解译服务的，数据源的选择就至关重要，这次项目的卫星影像的数据源主要有三种WorldView1,WorldView2,QuickBi-rd,其中前两种影像的分辨率为0.5米，后一种为0.6米，而且就影像质量与侧视角而言前两种要优于后一种，但我们这次的影像主要是服务于后期解译的，就可辨识性而言后两种为彩色影像则更加容易辨读，而现在城市建设日新月异，时相新的影像更有利于方便快捷的解译，节省大量的人力物力，影像的选择要根据实际做到最佳选择才能为后期工作打好基础。

5.2数字高程模型（DEM）

数字高程模型（DEM）数据作为生产正射影像的一个关键条件，对影像的质量也有着至关重要的决定性作用，可以用外业控制点来检测，也可以套合DLG数据来检测。由于数据制作时利用到1:10000和1:50000两种比例尺数据的数字高程模型（DEM）,所以这两种数据接边区域处理，以及1980西安坐标系到2000国家大地坐标系的改正是否正确，都需要进行认真检查。

5.3 像控点布设方案

在区域网平差布点方案的选择，要以项目技术规定和设计书为基础然后根据软件的具体情况来布设。在质量检查过程中要根据影像数据类型分布情况，对像控点布设方案进行检查，看方案是否合理，对方案进行全面的分析，检查控制最弱区域影像的精度，切实保证影像的数据的精度满足设计。

5.4影像数据成果的检查

对成果数据的检查要按照《数字正射影像生产技术规定》，《测绘成果质量检查与验收》等有关规定进行。其中对数据的组织、命名、元数据、分幅影像数据数学精度、裁切范围、色调等进行重点检查。

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6结束语

地理国情普查中数字正射影像图制作，在已有数据的利用方面，首先是利用了十几年的数据资料，周期长；而且利用的资料种类繁多；需要准备、检查、数据格式转换、投影换带的数据也很多。这就要求我们对已有数据的准确性和可靠性进行检查，并对数据转换过程的准确性进行检查。其次数字正射影像数据制作过程复杂，工序要求高，这就要求在过程检查中步步跟进。在验证技术方案的合理性，可行性的基础上，并对每道工序进行全面有效地检查，加强质量监控，确保产品质量。最后还要对成果数据进行多方位、全面系统的检查，确保数字正射影像图数据质量可靠、准确，以保证后期解译与统计工作的顺利开展。

参考文献：

[1]《数字正射影像生产技术规定》（GDPJ 05-2013），国家测绘地理信息局2013年9月 [2]《新疆维吾尔自治区第一次全国地理国情普查实施方案》 [3]《测绘成果质量检查与验收》（GB/T 24356-2009）

[4]《基础地理信息数字产品1:10000 1:50000生产技术规程 第3部分：数字正射影像图（DOM）》（CH/T 1015.3-2007）

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