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基于Python的DOM质量检查技术研究

更新时间：2019-12-25 15:02:13 大小：2M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：pythonDOM质量检查技术 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对常规质量检查方式的不足,提出了检查要素编辑和统计填表分离的作业模式,在Python环境下以Arcpy站点包和Win32com组件为基础实现了DOM质量检查工作的自动化处理,并将该成果应用于武汉市正射影像数据生产,提高了数据检查的效率和准确性。


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Aug.,2016  
Vol.14,No.8  
2016 年 8 月  
第 14 卷第 8 期  
地 理 空 间 信 息  
GEOSPATIAL INFORMATION  
doi：10.3969/j.issn.1672-4623.2016.08.005  
基于 Python 的 DOM 质量检查技术研究  
余咏胜 1，彭艳丽 2，高雅冰 1  
（1. 武汉市测绘研究院，湖ꢀ 武汉 430022 ；2. 武汉市规划研究院，湖ꢀ 武汉 430014）  
摘
要 ꢀ针对常规质量检查方式的不足，提出了检查要素编辑和统计填表分离的作业模式，在 Python 环境下以 Arcpy 站点包和  
Win32com 组件为基础实现了 DꢀM 质量检查工作的自动化处理，并将该成果应用于武汉市正射影像数据生产，提高了数据检  
查的效率和准确性。  
关键词 ꢀDꢀM ；质量检查 ；Python ；精度检查 ；自动化  
中图分类号 ꢀP237  
文献标志码 ꢀB  
文章编号 ꢀ1672-4623（2016）08-0014-03  
DꢀM 的质量检查是正射影像数据生产中的一项重  
要工作内容。近年来，随着海量遥感数据自动处理系  
统的应用，如像素工厂（pixel factory）、数字摄影测量  
网格（DPGrid）等高性能数据处理平台，多核 CPU 和  
并行计算技术极大地提高了 DꢀM 数据生产效率，特  
别是 Leica ADS80 推扫式数字航空摄影技术的应用使空  
三加密和影像镶嵌等数据处理效率得到大幅提升，正  
射影像的成图周期进一步缩短。相比之下，DꢀM 成果  
质量检查方式并未得到有效改进，数据检查过程中存  
在人工作业量大、重复操作多等问题，直接影响了数  
据生产和成图效率，所以改进现有的影像成果质量检  
按相关规范要求进行 DꢀM 数据的检验时，耗时较长，  
影响项目周期 [6-7]。针对这些问题和不足，本文提出了  
数据检查和统计填表分离的作业模式，采用 Python 自  
动化处理脚本，实现了 DꢀM 成果质量检查的自动分  
析与处理，提高了 DꢀM 成果质量检查工作的效率、  
准确性。  
2 DOM 的质量检查  
2.1 DOM 质量检查工作流程  
DꢀM 的质量检查主要包括影像数据格式、命名  
方式、影像质量、数学基础、影像分辨率、数据范围、  
平面精度、接边精度和元数据质量等内容，正射影像  
图的一般性检查项目比较容易处理，平面精度检查则  
相对比较困难，也是成果质量检查的关键内容。DꢀM  
数据精度检查应在一般性项目检查通过的基础上，在  
ArcGIS 系统中对 DꢀM 原始分幅数据构建金字塔影像，  
然后将矢量地形图与正射影像数据叠加，根据矢量与  
栅格影像上的同名地物编辑质量检查要素（.shp 格式）。  
影像质量检查要素处理完毕以后，Python 程序根据线  
要素的空间地理坐标自动计算数据所在的图幅编号，  
并根据影像图幅编号遍历当前图幅内的所有检查要素，  
计算较差和中误差。在此基础上，程序通过 CꢀM 接  
口将检查数值填写到预定义的检查记录表的 Word 文档  
模板中，并将所有图幅的质量检查情况汇总到 Excel 文  
档模板中进行精度分析和统计。DꢀM 的质量检查流程  
如图 1 所示。  
查方式，提高影像数据的检查效率十分迫切 [1-3]  
。
1 问题分析  
DꢀM 质量检查内容包含两个方面 ：一是一般性  
检查项目，如影像命名、分幅、影像效果等，可以通  
过程序自动检查或目视方式检查 ；二是图面精度检查，  
可以通过外业测定明显地物点坐标与影像上对应点坐  
标进行比较的方式检查，也可以利用已有的数字线划  
图与正射影像进行矢栅叠加的方式检查，在基础地理  
信息数据比较丰富的前提下一般选择第二种方式。  
全要素矢量地形图数据一般为 DWG 格式或 DGN  
格式，进行 DꢀM 数据质量检查时一般在 AutoCAD/  
Microstation 环境下载入正射影像数据，在正射影像  
和地形图上查找明显的同名地物点，测量其坐标偏差  
值并填写检查记录表。由于正射影像数据量较大，在  
CAD 环境下调用效率较低，特别是载入多幅影像数据  
后程序响应速度明显延迟，对影像数据的质量检查速  
度影响较大。同时，人工输入检查数值并计算较差和  
2.2 质量检查要素编辑  
在 ArcGIS 中对 DꢀM 数据进行图面精度检查之  
前，需要对原始分幅影像数据构建金字塔，以提高质  
量检查时 ArcGIS 系统的运行效率。每个影像文件只需  
中误差的作业方式重复工作量大、作业效率低 [4-5]  
。
收稿日期 ：2015-05-13。  
项目来源 ：精密工程与工业测量国家测绘地理信息局重点实验室开放基金资助项目（PF2013-14）。  
第 14 卷第 8 期  
15  
· ·  
余咏胜等 ：基于 Python 的 DOM 质量检查技术研究  
检查线段，再选择地形图检查线段，通过 Merge 工具  
就可以实现两线段的合并。为减少检查时人工编辑的  
工作量，线要素所有属性采用缺省值，不进行任何字  
段的输入。  
DOM  
一般性项目检查  
构建金字塔影像  
数字线划图  
根据相关规范要求，每幅正射影像图内的检查数  
量一般不得少于 20 个，特殊情况下，如图幅不满幅、  
图内存在大面积水域、林地、草地等单一纹理以及存  
在大范围云块与云影难以获取明显地物点位置等情况  
时，图幅内检查数量可适当减少，但应在精度检查表  
中对该情况进行说明备注。  
矢栅叠加处理  
检查要素编辑  
自动生成图幅号  
遍历所有图幅  
2.3 质量检查结果输出  
在 ArcGIS 中完成 DꢀM 数据检查的线要素编辑之  
后，接着对线要素对象进行预处理，计算线要素所在  
的图幅编号。1 ∶ 2 000 比例尺图幅号计算相对简单，  
一般采用图幅西南角坐标的整公里数字按 X 坐标在前、  
Y 坐标在后的方式命名（如 380525），1 ∶ 5 000 比例  
尺的图幅号计算也是采用西南角坐标方式命名，但由  
于其分幅采用 2 km×2 km，图幅号计算方式略有不同，  
其计算公式如下 ：  
遍历图幅内所有要素  
自动生成质量检查表  
自动生成质量统计表  
图 1 DOM 质量检查流程  
要构建一次金字塔，以后每次访问该影像文件时系统  
自动调用金字塔文件。ArcGIS 的金字塔文件有两种类  
型，一种是递减分辨率数据集 .rrd 文件，当影像文件  
为 ERDAS IMAGINE（.img） 格 式 或 在 ArcGIS 10 之  
前版本构建的金字塔时，金字塔文件以 .rrd 格式存储 ；  
另一种是 .ovr 文件，当影像文件为其他数据格式或在  
ArcGIS 10 及以后版本中构建金字塔时以该格式保存。  
与 .rrd 文件相比，.ovr 文件可以控制影像压缩的类型和  
金字塔的质量。ArcToolbox 中提供了构建金字塔的工具  
Build Pyramids，可以对单个或多个影像文件进行处理。  
通常情况下，系统会以 2 ∶ 1 的比例进行缩减采样构建  
金字塔层级，金字塔的最高层级为 29 级，当层级设定  
为 0 时则删除影像金字塔，如果层级设定低于 0 或高于  
29 系统将按默认层级进行处理。重采样方式或压缩方  
式的选择也会影响金字塔生成的效率和显示效果。  
采用矢量地形图和栅格影像叠加进行 DꢀM 质量  
检查有两种方式，一种是“点 - 点”方式，即通过影  
像图和线划图上的同名地物点量测坐标较差，如清晰  
可辨的房屋拐角底部、水泥路面的十字交叉口、电力  
杆底部、路灯杆底部以及花坛、体育场等拐角明显的  
地物 ；另一种检查方式是“边 - 边”方式，即通过影  
像图和线划图上同名地物的边长计算较差，如影像上  
清晰可辨的矩形房屋的对应边长，两房角的间距长度，  
水泥路面、高架桥面的宽度等。DꢀM 质量检查要素采  
用 Shapefile 线要素文件保存，“点 - 点”检查采用两点  
线段方式存储，“边 - 边”检查通过两条两点线段组合  
方式存储。在 ArcMAP 中操作时，只需要先选择影像  
=
-
strX cx //1000 (cx //1000)%2  
*
(1)  
=
-
strY cy //1000 (cy //1000)%2  
式中，cx、cy 为线要素或组合要素的中心点坐标，该数  
值可以通过要素属性项获取；// 为取整除后的整数商；%  
为取整除后的整数余数。完成图幅号计算后，可根据  
图幅号遍历该图幅内的所有检查要素，根据两点线段  
长度值或组合线段长度差值计算检查较差，并将较差  
值填入预定义的质量检查记录表 Word 模板。  
在 Python 环境下操作 Shape 线要素可以通过 Arcpy  
站点包进行处理，Arcpy 提供了 SearchCursor 游标函数  
用于遍历所有要素对象并提取几何或属性数值，如要  
素长度、中心点坐标等。Word 文档模板的操作需要通  
过 Win32com 组件实现，模板操作的核心在于检查记  
录表格的填写，不同类型的线要素填写的内容和较差  
计算方式不同，图幅内检查要素遍历完成后可根据填  
写的较差值计算中误差，再填写图幅号、比例尺、作  
业员、作业日期、检查员、检查日期等相关检查信息。  
数字正射影像图质量检查记录表的主要内容如表 1 所  
示，表中“点 - 点”较差值为两点线段长度，“边 - 边”  
较差值为底图距离与检查距离的差值。  
2.4 质量检查情况统计  
质量检查情况统计是在单幅正射影像质量检查记  
录表的基础上进行汇总生成，汇总后的检查统计表可  
以方便地掌握各图幅的中误差、检查个数以及各区间  
的质量分布情况，快速了解 DꢀM 数据的整体质量状  

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