1 产品模式
根据目前基础地理空间数据生产技术发展和用户的需要, 基础地理空间数据产品主要包括以下四种基本模式:数字线划图 (DLG) 、数字正射影像图 (DOM) 、数字栅格地图 (DRG) 、数字高程模型 (DEM) , 简称为“4D”。这些产品可根据需要以数字和模拟二种形式提供。根据用户的需要可形成复合产品, 如数字线划图与数字正射影像图叠加可形成数字影像地形图。
(1) 数字线划图, 简称为DLG:是地形图上基础要素信息的矢量格式数据集, 其中保存着要素的空间关系和相关的属性信息。数字线划图可满足各种空间分析要求, 与其他信息叠加, 可进行空间分析和决策。
(2) 数字正射影像图, 简称为DOM:是利用数字高程模型对扫描处理后的数字化的航空像片或遥感影像, 逐像元进行辐射纠正、微分纠正和镶嵌, 按标准分幅的地形图范围进行裁切生成的影像数据, 带有公里格网和内、外图廓整饰和注记的影像平面图, 具有地图的几何精度和影像特征。DOM具有精度高、信息丰富、直观真实的特点, 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;从中可提取自然资源和社会经济发展信息或派生出新的信息, 可用于地形图的更新。
(3) 数字高程模型, 简称为DEM:是在高斯投影平面上规则或不规则格网点的平面坐标 (X, Y) 及其高程 (Z) 的数据集。为控制地表形态, 可配套提供离散高程点数据。
(4) 数字栅格地图, 简称为DRG:是以栅格数据格式存储和表示的地图图形数据文件。在内容、几何精度、规格和色彩等方面与地形图图形基本保持一致, 可用于DLG数据的采集、评价和更新, 也可与DOM, DEM等数据叠加使用, 从而提取、更新地图数据和派生出新的信息。
2 基本特征
2.1 数据格式
基础地理空间数据的数据格式主要分为矢量和栅格二种, 数字线划图为矢量数据集, 每一地理要素分别采用点、线、面描述其几何特征, 并赋予属性, 同时按要素分类分为若干数据层, 提供地理信息系统做空间检索、空间分析使用。数字正射影像图、数字高程模型和数字栅格地图为栅格数据集, 数据结构就是像元阵列, 每个像元由行列号确定它的位置, 且具有表达实体属性的类型或值的编码。
矢量数据能全面地描述地表目标, 可随机的进行数据选取和显示, 与其它信息叠加, 可进行空间分析、决策。具有严密的数据结构, 数据量小, 可完整地描述数据的拓扑关系, 便于深层次分析, 输出质量好, 数据精度高, 但其数据结构复杂、技术要求高。栅格数据具有数据结构简单, 空间数据的叠加简便, 易于进行空间分析, 相对来说图形数据量大, 数据和信息量受像元大小的限制。
2.2 基本内容
考虑到基础地理空间数据采集时间和产品的提供周期, 基础地理矢量数据可分为三个层次:第一层次分为核心地形要素;第二层次为在核心地形要素的基础上, 根据各地不同的需要, 选取更多的其它要素 (可选要素) ;第三层次为全部地形图要素 (全要素) 。
矢量数据的基本内容:大地控制测量数据 (包括平面控制点、高程控制点、天文点、重力点) 、水系及附属设施、建筑物及附属设施、交通运输与管线设施、境界、地表覆盖、地貌。栅格数据:DEM格网数据, 格网间距5m或12.5m;DOM影像数据, 地面分辨率为1m;DRG图形数据, 分辨率不低于250dpi。文本数据:地名数据, 含地名位置、类型、行政区划、经济信息等;元数据, 说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息, 是数据自身的描述信息。
3 航空遥感数据生产流程及关键技术研究
基于全数字摄影测量的空间数据生产流程如图1所示。
3.1 资料准备
航摄资料如航摄底片、控制点资料、相关的地形图、航摄机鉴定表、航摄验收报告等应收集齐全;对影像质量、飞行质量和控制点质量应进行分析, 检查航摄仪参数是否完整等。
3.2 影像扫描
根据航摄底片的具体情况, 设置与调整扫描参数, 使反差适中、色调饱满、框标清晰, 灰度直方图基本呈正态分布, 扫描范围应在保证影像完整 (包括框标影像) 的前提下尽可能地小, 以减少数据量。影像扫描分辨率根据下面公式确定。
影像扫描分辨率R=地面分辨率/航摄比例尺分母。
3.3 定向建模
自动搜寻框标点, 放大切准框标点进行内定向, 对定向可由计算机自动完成, 人机交互完成绝对定向如不符合要求, 需重新定向, 直至符合限差要求。
检查定向精度, 需满足要求;完成定向后需检查坐标残差。
3.4 数据采集
(1) 立测判读采集, 需严格切准目标点要求按中心点、中心线采集的要素, 其位置必须准确, 点状要素准确采集其定位点, 线状要素上点的密度以几何形状不失真为原则, 密度应随着曲率的增大而增加。每个像对的数据必须接边, 自动生成的匹配点、等视差曲线或大格网点、内插的小格网点均需漫游检查, 保证其准确性, 为提高DEM精度, 需人工加测地形特征点、线和水域等边界线。 (2) 采集的数据应分层, 进行图形和属性编辑, 矢量数据线条要光滑, 关系合理, 拓扑关系正确, 属性项、属性值正确;利用DEM数据, 采用微分纠正法对影像重采样获得DOM数据。 (3) DEM和DOM数据需进行单模型数据拼接, 检查拼接处接边差是否符合要求;同样矢量数据接边应符合要求各属性值要一致, 任何不符合要求的数据均需重新采集, 修改正确的数据按图幅裁切, 生成最终的以幅为单位的数据, 提供检查和验收。
3.5 元数据制作
可由相应的专业软件进行计算输入各属性项中, 无法自动输入的内容由人工输入。
摘要：本文研究探讨了航空遥感数据产品生产流程及其中所涉及的关键技术, 文章首先对空间数据产品的模式和基本特征进行了详细的阐述, 而后给出了基于航空遥感的空间数据生产流称, 最后结合笔者工作经验, 重点探讨了流程中所涉及的关键技术, 全文既是笔者长期工作实践基础上的经验总结, 同时也是在实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：航空遥感,空间数据,生产流程,关键技术