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专业术语#测绘#DOM

正射影像

别名:DOM、正射影像

正射影像是经几何纠正消除变形的航空影像。

概念定义

正射影像是利用数字高程模型对原始航空或卫星遥感影像进行正射校正,消除地形起伏与传感器偏差带来的变形,可直接量测的地理信息数据产品。

从“看图”到“用图”:正射影像如何撑起低空经济的地理信息底座

当低空无人机穿梭在乡村田野完成地块确权,当卫星遥感图像精准叠合出长江流域十年生态变迁,当工程测绘人员在手机上直接量算高速公路边坡的投影面积,你正在接触一项改变了地理信息应用逻辑的核心技术——数字正射影像(DOM)。很多人对这个名称感到陌生,但它早已成为国家基础地理信息框架的核心数据产品,更是低空经济、自然资源管理、精准农业等领域不可或缺的底层支撑。

不同于普通航拍或卫星遥感影像,正射影像的核心价值,在于解决了传统遥感影像“看起来清楚,量起来不准”的痛点。根据国家自然资源部发布的测绘行业标准定义,正射影像是利用数字高程模型(DEM)对原始卫星或航空遥感影像进行正射校正后的产品,它彻底消除了地形起伏、传感器飞行姿态偏差带来的影像位移与变形,最终输出通用GEOTiff格式、自带投影坐标的可量测影像——简单来说,它兼具“像照片一样直观、像地图一样精准”的双重属性,拿到一张正射影像,你不需要额外校正就可以直接在上面测量距离、面积、高程,这是普通遥感影像完全做不到的。作为我国4D基础测绘产品(另外三类为DEM数字高程模型、DLG数字线划图、DRG数字栅格地图)之一,正射影像的应用边界早已跳出传统测绘行业,渗透到了国民经济的各个细分领域。

如果要梳理正射影像产业的爆发逻辑,绕不开两个核心驱动力:一是低空领域开放带来的无人机航测普及,二是各领域对高时效性地理信息数据的需求激增。国家基础地理信息中心遥感处处长、全球地理信息资源部主任张宏伟在2024年接受行业采访时明确指出,随着各领域数字化转型加速,对正射影像的分辨率、更新频率、应用深度的要求都在呈指数级增长。放在十年前,我国全国范围的正射影像更新周期大概是5年,重点区域更新周期也在1-2年;而现在,一线城市核心建成区要求做到季度更新,自然资源督察、生态保护修复等领域甚至要求月度更新,这样的需求直接拉动了低空航测产业的增长——据中国测绘学会不完全统计,2023年全国具备正射影像生产资质的无人机航测企业数量,比2018年增长了近4倍,仅珠三角地区就有超过1200家企业开展正射影像定制业务。

正射影像的价值,在低空经济的核心场景中体现得最为直接。以如今火热的低空物流配送为例,无人机要实现全自动配送,必须依赖高精度的三维正射影像地图规划航线,避开建筑物、高压塔等障碍物——这里就需要结合正射影像(DOM)和数字表面模型(DSM)生成可量测的三维场景,初级数字表面模型(DSMraw)处理后的正射影像,可以精准识别出障碍物的高度和投影位置,让配送航线的误差控制在1米以内。再比如城市低空无人机巡检,电网运维人员利用高分辨率正射影像,可以直接在图上量算绝缘子的偏移距离、导线的弧垂,不需要再安排人工登塔巡检,效率提升了8倍以上。在今年年初广州举行的低空经济发展大会上,不少低空运营企业都提到,缺乏厘米级分辨率的城市核心区及时更新正射影像,是目前限制低空航线开放的核心瓶颈之一——可见正射影像已经不是可有可无的配套数据,而是决定低空产业能不能落地的核心底座。

在传统的自然资源领域,正射影像更是成为了监测管理的核心工具。从第一次全国地理国情普查到第三次全国国土调查,正射影像都是底图数据的不二选择。张宏伟介绍,全国自然资源部门每年开展的卫片执法,就是依托最新的正射影像对比往年数据,一眼就能识别出哪些地方出现了违规占地、违法建房,准确率超过95%。在生态保护领域,正射影像的时间序列对比更是成为生态变化监测的核心手段:比如对毛乌素沙地的荒漠化治理监测,科研人员通过对比2013年、2018年、2023年三期同一区域的正射影像,可以精准计算出植被覆盖面积增长了42%,沙化土地面积减少了31%,每一个数据都可以精准到平方米,这是传统人工调查完全做不到的。在农业领域,精准农业的核心基础就是正射影像,种植户依托高分辨率正射影像划分地块,结合土壤数据变量施肥,可以让化肥利用率提升15%,每亩增产8%-12%;农业农村部门开展农作物估产,也是通过正射影像识别作物种植面积,再结合苗情监测数据计算产量,估产误差可以控制在3%以内。

随着技术的迭代,正射影像产业也在发生新的变化,最明显的就是生产流程的智能化和产品的下沉。过去生产一张1平方公里的5厘米分辨率正射影像,从航拍到校正出图需要3-5天,现在依托AI自动校正技术,最快当天就能出成品,生产成本下降了超过70%。这样的成本下降,让正射影像从高端专业领域走向了中小客户:比如乡村民宿开发,业主可以花几千块钱拿到整村的高分辨率正射影像,用来规划步道、停车场;工程建设领域,施工方每个月都可以生产项目区的正射影像,对比设计图核对工程量,解决了过去工程结算扯皮的问题。在国内的遥感数据交易平台像宇宙图像商城上,如今公开售卖的正射影像数据已经覆盖了全国所有县级行政区,用户可以直接按面积购买所需要区域的最新数据,2024年第一季度的平台交易额,同比2023年增长了112%,其中六成订单来自于测绘、工程、农业领域的中小微企业。

当然,行业快速发展也带来了一些需要解决的问题。目前来看,最突出的是数据标准不统一和更新不同步:不同单位生产的正射影像分辨率、坐标系统、校正精度存在差异,跨部门使用的时候往往需要重新处理,浪费了大量成本;另外,很多偏远地区的正射影像更新周期仍然长达3-5年,无法满足新型农业经营、乡村文旅开发的需求。此外,正射影像的应用深度还有待挖掘,目前大部分应用还停留在“看”和“量”的阶段,没有和AI识别、大数据分析深度结合,数据的价值没有完全释放出来。

站在低空经济快速发展的风口,正射影像产业正在迎来新的发展机遇。《低空经济发展行动计划(2024—2026年)》明确提出要加快构建低空地理信息数据体系,其中高分辨率正射影像就是核心建设内容。根据行业预测,到2026年,我国正射影像产业的市场规模将突破320亿元,年复合增长率超过25%,其中低空经济相关的需求占比将从目前的21%提升到40%以上。对于行业来说,接下来要做的就是进一步统一数据标准,打通跨部门的数据共享渠道,降低中小用户的使用门槛,让这块地理信息底座真正支撑起万亿级的低空经济产业。

从传统测绘的基础产品,到低空经济的核心支撑,正射影像的发展历程,其实就是地理信息产业从服务国家建设,到走向千行万业的一个缩影。当越来越多的行业开始用精准的“上帝视角”看我们的土地,数字技术对实体经济的改造,也就有了最扎实的落点。

编辑人:工维安信·适航官

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最后更新:2024-12-01

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