張紅霞 魏紀成

摘要：本文簡單介紹了利用像素工廠制作傳統(tǒng)膠片影像DOM的生產流程，以及像素工廠處理DOM的優(yōu)勢。

關鍵詞：像素工廠；DOM DSM；拼接線

像素工廠（Pixel Factory，PF）是法國SPOT Infoterra集團公司研制開發(fā)，由一系列軟件算法、工作流程和硬件設備組成，可用于對地觀測數(shù)據(jù)大型生產的最佳軟硬件系統(tǒng)。像素工廠是一套用于快速處理海量遙感影像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，通常具有計算能力強大的若干個計算節(jié)點及大容量的高速存儲設備，在少量人工干預條件下，經過一系自動化處理，能輸出 DOM、TDOM、DSM 和 DEM 等產品，并能生成一系列其他中間產品，主要用于正射影像生產、地形圖測繪、城市規(guī)劃和城市環(huán)境變化檢測等。

像素工廠有以下幾點特色：1、采用高性能計算集群和并行計算技術；2、處理過程高度自動化，人工干預少；3、商業(yè)化生產DSM與真正射影像產品；4、采用快視圖機制加快處理速度；5、海量數(shù)據(jù)的無縫鑲嵌和勻色；6、非量測相機數(shù)據(jù)高精度處理；7、可多種數(shù)據(jù)源聯(lián)合處理；8、可定制生產工作流；9、傳感器全面支持。

PF 系統(tǒng)的功能很強大，可以處理多種傳感器的衛(wèi)星影像如 SPOT、QB、IKONOS等和航空影像，如ADS、UCD、DMC 等數(shù)碼像片以及傳統(tǒng)膠片。本文根據(jù)筆者處理傳統(tǒng)膠片影像的生產經驗，介紹利用 PF 系統(tǒng)進行傳統(tǒng)膠片影像 DOM生產的技術流程及優(yōu)勢。

一、資料準備及整理

對于傳統(tǒng)膠片相機數(shù)據(jù)，Pixel Factory的工作原理是將其他軟件的空三結果導入到系統(tǒng)中，以完成后續(xù)的生產DSM & DTM，正射糾正以及影像鑲嵌工作。

1、JX4 格式已有加密成果整理

主要包括如下文件：

·影像數(shù)據(jù)（*.tif 格式）

·內定向框標量測文件（*.kb格式）

·相機信息文件（*.ftc 格式）

·外方位元素信息文件（*.sel格式）

·控制點文件（*.gd 格式）

·像點坐標文件（*.ip 格式）

2、加密成果格式轉換

利用ConvertFrame工具對空三加密成果進行轉換，得到轉換結果：（1）內定向結果（conv.csv），

（2）外定向結果（orientation.ori），

（3）加密點文件（at.gcp）。

3、利用ImportFrame命令導入到像素工廠

二、工作流程

1、將轉換生成的at.gcp在PF空三小環(huán)境下進行優(yōu)化，檢查優(yōu)化結果是否符合規(guī)范標準，一般情況下都滿足要求，因為結果是上一步空三加密的成果。檢查無誤后提交空三成果。

2、計算生成DSM。像素工廠與傳統(tǒng)攝影測量系統(tǒng)相比，優(yōu)勢之一就在于數(shù)字表面模型（DSM）的計算。傳統(tǒng)的攝影測量系統(tǒng)計算DSM 需要人工估計高程信息，而“像素工廠”則可以在25cm 到1m 的地面采樣距離（GSD）之間自動進行DSM 計算，無需人工干預。某些攝影測量系統(tǒng)雖具有計算數(shù)字表面模型的功能，但是這些系統(tǒng)在總體工作流程方面，并沒有與能夠大批量生產數(shù)字產品的硬件設備很好地結合在一起。與傳統(tǒng)的人工采集DTM相比，能夠滿足正射糾正的精度要求減少了人力和時間，大大提高工作效率。

3、編輯DSM。利用高低通濾波，內插等方法，將DSM中的飛點、無值區(qū)域、水域、森林、沙漠等特殊地貌進行人工手動編輯，直到DSM滿足要求。從而在DSM基礎上生成高密度、高精度的DTM。

4、生成拼接線。利用已有DTM 糾正生成整幅正射影像，將生成出的DOM進行10倍左右抽稀，即生成快視影像，為更快的生成拼接線做準備，然后利用DSM、DTM和快視影像自動生成拼接線。

5、編輯拼接線。人工編輯拼接線，在自動生成的全測區(qū)拼接線大框架下，進行手工精修測，每次修測后都有各種片子搭配的不同成果選項縮略圖，可以選擇效果最好的拼接成果。與傳統(tǒng)只有一種選擇影像相比效果更好。

6、對拼接好的快視影像進行調色，作為參考影像，為拼接成果正射影像作準備。這里介紹一下快視圖的作用：（1）、快速便捷編輯拼接線，（2）、調色勻色，所見即所得，（3）、檢查編輯云朵、云影、水域面的掩膜狀況，（4）、數(shù)據(jù)格式轉變（16bit轉8bit）。利用快視圖進行調色與傳統(tǒng)單張勻色后拼接的方法相比大大的提高了工作效率。

7、拼接影像。選擇上步調好的參考影像，進行影像自動拼接。

8、最后裁切、輸出單幅正射影像或者整幅正射影像。

三 像素工廠處理優(yōu)勢

在實際生產的過程中可以看出，像素工廠制作DOM比傳統(tǒng)的方法有如下優(yōu)勢：

1、高效的空三解算能力。

2、具有快速的DSM自動計算能力。采用計算機并行運算技術，不需要人工干預，自動完成DSM計算，DSM計算分辨率最高為1個像素。

3、具有一套成熟的DSM到DEM的編輯方法。采用自動濾波技術，可以快速的對成片地面進行濾除，外加點云數(shù)據(jù)處理方法，在二維環(huán)境下進行人工檢查編輯，生成DEM成果。傳統(tǒng)的編輯方法大部分是在立體模型下進行編輯，效率低，速度慢。

4、高效的影像鑲嵌。影像鑲嵌時拼接線計算采用DSM、DEM數(shù)據(jù)，并結合影像灰度算法，可以使航帶拼接線很好的繞過地面建筑物，結合航帶影像灰度數(shù)據(jù)，保證航帶影像接邊顏色最為接近，而傳統(tǒng)方法主要采用人工編輯。

5、出眾的影像勻光勻色，具有大氣輻射校正功能，能很好的過濾影像表面的水氣，使得勻光勻色效果更為出色。尤其是快視圖功能，使得海量數(shù)據(jù)的整體勻色調色成為可能。

6、真正射影像的制作，使用超過75%的航帶旁向重疊影像，采用DSM自動提取方法，實現(xiàn)全自動的真正射影像數(shù)據(jù)生產。

7、極高的生產效率，整體運行效率和自動化程度很高，可以使用較少人員完成大量的DEM、DOM數(shù)據(jù)編輯和處理工作。

四 結束語

像素工廠是基于對地觀測數(shù)據(jù)的快速生產測繪產品的企業(yè)級生產系統(tǒng)。它采用先進高性能并行計算、海量存儲與網(wǎng)絡通訊等技術，具有高度自動化和海量數(shù)據(jù)的處理能力?？蔁o縫對接用戶現(xiàn)有測繪生產系統(tǒng)，優(yōu)化和產業(yè)化用戶當前的環(huán)境和資源，大幅提升用戶在測繪產品生產中的快速反應能力。

像素工廠生產的數(shù)字產品將會改變傳統(tǒng)的作業(yè)模式，會更廣泛地應用于各個領域，為測繪行業(yè)的發(fā)展做出不可限量的貢獻。

參考文獻：

[1]曹廣強 王月莉 段 英. 基于像素工廠制作衛(wèi)星影像 DOM 的方法及優(yōu)勢 測繪標準化 Mar.2013.29（1）.35