城市正射影像图制作难点及注意事项

11．2．1　城市正射影像图制作难点及注意事项

数字正射影像始于20世纪70年代末。在美国，数字正射影像被当做国家空间数据基础设施(NSDI)和国家地图的重要组成部分。美国地质调查局(USGS)自1991年开始将生产数字正射影像作为国家项目NDOP实施。到2001年，USGS提出了国家地图计划，该计划包括生产城市大比例尺的数字正射影像图。

数字正射影像是通过数字微分纠正的方法获得的。其原理是利用影像内外方位元素与数字地面模型，按构像方程或类似的数学模型对影像的每个像元做正射纠正，同时消除相机倾斜和投影变形，生成正射影像，然后对多个正射影像做几何拼接和色彩平衡处理，按照一定分幅标准裁切出来，这样形成的影像即为正射影像图。

在处理城市大比例尺正射影像时问题变得相当复杂:在高分辨率影像上，城市的独立三维目标，如建筑物、桥梁和树木，遮蔽和阴影严重。如果仅仅对地形正射校正，各种城市目标的中心投影变形依旧存在，特别是远离投影中心底点的高层建筑物，其变形将相当严重。其结果是正射影像失去其几何精确性。

城市正射影像图制作注意事项如下。

1．遮蔽检测与修复

在进行城市大比例尺正射纠正时，由于存在大量垂直结构，需要对DSM进行可见性分析，标记遮蔽地区，对这些地区赋予特定灰度，如果存在邻近影像未被遮蔽，则可借助邻近影像，从重叠影像中寻找可见区域补丁，取得遮蔽区域实际灰度，进行替代。

2．阴影检测与修复

阴影具有较均一的灰度信息，便于检测，可被用于恢复地面目标的几何参数，如宽度、高度和形状等。生产城市大比例尺正射影像要求检测并恢复阴影信息。一般的方法是以不包括建筑物的阴影邻域的灰度直方图为参考，利用直方图匹配方法调整阴影的辐射性质，使其与周围环境相匹配。

3．补丁镶嵌

在修复遮蔽和阴影后，还需要考虑无缝镶嵌的问题。修复的区域与正射影像整体色调、亮度和饱和度不均衡，如同影像打了很多“补丁”。此时需要考虑补丁与影像的无缝镶嵌问题:既要保证补丁与影像在空间位置上的完美拼接，还要保证补丁与影像全局在色彩方面的和谐，保证在补丁和影像拼接线附近色彩过渡自然。

一般基于补丁和邻域局部影像信息来获得相邻二者之间的灰度映射关系，如基于一阶直方图的匹配方法、基于信息熵的匹配方法、基于均值方差法等对影像色调进行匹配。