一图抵千字
遥感影像作为记录地球变化的最有效的手段，以天空或太空的视角，将地球真实、及时、简洁的传达出来。从学术的角度来讲，用以探测不同电磁波特性的“相机、扫描仪、雷达”被带到空中乃至宇宙，给地球拍下一张张的照片，从而记录地球的动态变化。
何为数字正射影像图
数字正射影像图（DigitalOrthoMap）简称DOM，是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片，经逐个像元进行投影差改正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。
那么为什么要做正射校正呢，无论是大飞机获取的数字航空影像，无人机拍摄的影像，还是卫星拍摄的遥感影像，都会因为传感器的成像方式，外方位元素的变化，地形起伏等因素造成影像存在几何变形，影像各处的比例尺不一致，相关方位发生变化。影像的正射校正就是为了消除图像中的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像，保证图形与实际形状完全相似，比例尺处处一致，相关方位保持不变。因此数字正射影像图，不仅具有地形图的几何精度，同时具有影像特征，是基础测绘产品之一，也是地形级实景三维建设的底图。
卫星遥感数字正射影像的制作原理
卫星遥感影像具有像幅范围大、信息量丰富、获取方便、更新快的特点，其数字正射影像内容丰富直观、立体感强，能反映出表面的最大信息，而且规模和相关位置精度高，作为GIS数据源来丰富GIS的表达。
卫星遥感数字正射影像的制作主要包括以下环节：
1.影像预处理
国产卫星影像的原始数据主要包括元数据文件（*xml）、影像(*tif/*tiff)以及有理函数模型参数(*rpb.txt/*rpc/*rpb)文件。影像预处理主要包括大气校正和多光谱影像的波段增强等工作。
2.区域网平差
卫星影像区域网平差的基本思路是：
1）通过全色影像之间的连接点恢复全色影像之间的相对位置，保证影像之间的接边精度；
2）通过控制点确定全色影像的绝对位置，保证影像的定位精度；
3）通过全色和多光谱影像之间的连接点，保证影像的融合精度。
3.正射镶嵌处理
在区域网平差完成之后，进行正射镶嵌处理，主要包括对全色和多光谱影像分别逐景进行正射校正、逐景对全色和多光谱影像的融合、对融合后的影像进行镶嵌和匀色处理。
OrthoMapping专业级影像处理方案
1.方案概述
在数据处理领域，我们推出了OrthoMapping专业级的数据生产工具，它将GeoScene特有的大规模影像数据管理模型—镶嵌数据集以及武汉大学成熟的摄影测量软件DPGrid算法进行集成，可以实现基于多源国产高分辨率卫星影像的高精度DOM生产，在生产领域具有巨大应用场景。
2.数据源支持
目前国内最广泛应用于DOM生产的国产高分卫星数据源包括：国家测绘卫星系列卫星、国家高分对地重大专项系列。由于卫星采集能力以及风雪云雾天气的影响，在数据覆盖不全的情况下，还会辅助以天绘一号、实践九号、国内商业卫星（如吉林一号、北京一号、北京二号、高景一号）、国外商业卫星（如GeoEye、WorldView系列、Spot系列、Pleiades系列）等进行补充。在GeoScene2.1中，我们原生支持国家测绘卫星系列（ZY-3、ZY-1-02C）、高分对地观测系列（GF1、GF2、GF4）以及吉林一号、天绘一号等七颗高空间分辨率卫星十种扩展类型。并且支持自定义栅格扩展类型，目前已扩展高分六号和高分七号两颗高分辨率国产卫星和高分五号高光谱国产卫星。
3.GeoScene卫星正射处理流程
4.GeoScene影像处理关键技术
1）全面支持多种传感器数据
支持所有主流的商业卫星
支持主流国产卫星：资源三号、高分一号、高分二号、高分四号、环境一号、吉林一号、天绘一号、资源一号02C
支持自定义扩展栅格类型，已扩展高分六号、高分七号
2）区域网平差
基于灰度值的最小二乘方法，自动匹配连接点
基于参考影像，自动匹配控制点
支持RPC模型的区域网平差，采用较少的点即可满足影像之间的接边精度
支持多源卫星混合平差
3）融合匀色
提供多种融合算法：Gram-Schmidt、HIS、GeoScene等
提供多种自动计算镶嵌线（接缝线）算法：辐射、几何等
提供多种色彩平衡算法：匀光、直方图、标准差等
4）导出
支持导出多种栅格类型：常见的TIFF、IMG，以及CRF云存储格式
成果可以直接发布到ImageServer中
5.工具组成
目前，用户可以在GeoScenePro高级版中使用OrthoMapping的两种方式进行正射影像的生产。
6.OrthoMapping向导式工作流
下面，以OrthoMapping向导式为例，讲解如何在GeoScenePro中实现卫星遥感数字正射影像的生产。OrthoMapping提供了Workspace，包括了创建工作区间向导、区域网平差向导，DEM向导和正射镶嵌向导等多个工具，可实现数据的一键式处理。
1）创建工作空间向导
点击影像—新建工作空间—新建工作空间，在右侧的工作空间配置中进入创建工作空间向导，主要包括新建工作空间、创建影像集合和数据加载程序。
参数设置：
传感器类型：选择卫星传感器类型；
空间参考：选择工作空间的坐标系。
参数设置：
DEM:选择高程文件，辅助空三加密；
处理模板：选择处理模板，包括全色、多光谱和融合等。
2）区域网平差向导
点击正射映射—校正进入区域网平差向导，这一步包括了计算连接点、计算区域网平差、应用区域网平差等。
参数设置：
连接点相似性：默认中等
连接点密度：默认中等，可以根据匹配点的情况，灵活修改连接点匹配参数。当连接点偏少时，可以修改连接点密度为高等。
连接点分布：包括随机点分布和常规点分布两种。对于不规则的形状重叠，适合使用随机点分布，常见于国外商业卫星；同源国产卫星幅宽一致，适合使用常规点分布，默认为常规点分布。
3）正射镶嵌向导
点击正射映射—正射镶嵌进入区域网平差向导，这一步包括了正射校正、色彩平衡、拼接线生成、影像导出。
参数选择：
高程源：选择正射校正所需的DEM文件。
参数选择：
平衡方法：推荐选择匀光；
颜色表面类型：GeoScene提供了多种颜色表面类型，包括单色、颜色格网、一阶、二阶和三阶。当影像上地物类型复杂时，推荐选择颜色格网；
目标栅格：如果有需要色彩匹配的参考影像时，可选择参考影像。
参数设置：
计算方法：GeoScene提供了多种计算方法，包括几何、辐射计算等，推荐选择辐射。
参数设置：
像素大小：默认导出影像的像素跟原始分辨率保持一致；
格式：GeoScene提供了多种输出格式，包括常见的TIFF和IMG，并提供了云存储格式CRF，便于后续影像发布。
7.精度评价
数字正射影像作为国家基础地理信息数字成果的主要组成部分，国家也有相应的测绘行业标准来作为质量控制和成果规范，主要包括：
GB/T-《1::地形图航空摄影测量内业规范》
GB/T-《国家基础比例尺地形图分幅和编号》
CH/T.3-《基础地理信息数字成果1::1:2::0数字正射影像图》
GH/T-《数字正射影像图质量检验技术规程》
总体来说，评判数字正射影像的质量主要包括几何精度和色彩精度两方面。
1）几何精度
与控制点、参考影像和参考矢量精确配准。
同一地区多期影像精确配准。
景与景之间精确配准（影像接边），无影像错位。
GeoScene同时提供了区域网平差精度报告，在不进行人工干预下，培训数据的DOM成果RMS在1像素内。
2）色彩精度
影像整体色调一致、反差适中，过渡自然、无色彩突变的地方。
影像灰度直方图一般呈正态分布。
影像具备较好的光谱保真度，尽可能与影像自然色彩一致。
影像纹理清晰、细节清楚，方便目视解译及机器学习。
GeoScene支持全自动获得区域内匀光匀色影像，影像色彩过渡自然，无亮斑噪点，没有明显的镶嵌线痕迹；同时，也可以使用历史影像作为匀光匀色基准影像，保证颜色的一致性。
8.效率评价
使用OrthoMapping工作流的方式，对两景高分一号的数据进行正射影像生产，平均每景的处理（不含影像导出）时间为1分钟。同时，在导出时，在环境参数中取消金字塔和统计值层级计算可以加速处理过程。
卫星遥感数字正射影像的应用
卫星遥感数字正射影像作为基础测绘产品，是国土调查、国情普查、实景三维的底图，广泛应用于自然资源、城市规划、农业和水域等领域，比如：
可用于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，作为背景图直接应用于城市各种地理信息系统中；
通过卫星遥感DOM的定期（如月度、季度、一年期、三年期、五年期、十年期等）的系列卫星正射影像图对比、分类、变化监测，了解城市的变迁发展、土地覆盖和土地利用变化、违法用地监测、非农化非粮化监测、荒漠化监测与森林监测、海岸线保护和生态变化监测；
通过DOM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，应用于城市建设和区域性规划；
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，丰富城市管理和规划。
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