摘 要:像素工廠已被廣泛應(yīng)用于遙感、航空攝影影像DOM生產(chǎn),且取得了良好的效果。地理國情普查項目中,利用像素工廠進(jìn)行多源影像DOM生產(chǎn)過程中,遇到了一些技術(shù)難題,文章結(jié)合實際工作經(jīng)驗討論項目中這些問題的解決方法。
關(guān)鍵詞:像素工廠;DOM生產(chǎn);地理國情普查
作為當(dāng)前最先進(jìn)的數(shù)字影像處理系統(tǒng),像素工廠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(shè)備,在少量人工干預(yù)條件下,能快速生產(chǎn)高精度的正射遙感影像。在地理國情普查項目中,處理大量多源異構(gòu)影像數(shù)據(jù),像素工廠軟件發(fā)揮了巨大的作用。DOM生產(chǎn)過程中我們遇到了一些技術(shù)難題,針對這些技術(shù)難題,都找到了一系列相應(yīng)的解決方法。
一、數(shù)據(jù)概況
(一)影像數(shù)據(jù)
地理國情普查項目影像數(shù)據(jù)由國家測繪地理信息局、省普查辦和北京國遙新天信息技術(shù)有限公司提供。多源衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)中由國家測繪地理信息局統(tǒng)一下發(fā)的共3040景,其中WorldView-1影像742景、WorldView-2影像1202景、QUICKBIRD影像660景、IKONOS影像178景、GeoEye-1影像258景;省普查辦提供的資源三號(ZY-3)衛(wèi)星遙感影像共13景;覆蓋面積約為64萬平方公里(有重復(fù)覆蓋數(shù)據(jù))。
(二)控制資料
1.現(xiàn)有的外業(yè)像控點
外業(yè)控制點采用2010年 “山西省高精度數(shù)字高程模型”項目做了3269個野外檢查點。這部分檢查點是結(jié)合SXCORS站采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)施測,精度能滿足地理國情項目控制點精度要求。
2.DEM數(shù)據(jù)
DEM數(shù)據(jù)利用現(xiàn)有“山西省高精度數(shù)字高程模型”。該模型利用機載雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取及處理技術(shù),該模型通過了均勻分布于全省范圍內(nèi)的3269個檢查點的檢測,精度滿足地理國情普查影像正射處理對DEM精度的要求。高精度數(shù)字高程模型在衛(wèi)星遙感正射影像生產(chǎn)過程中充當(dāng)兩個角色:其一,空三加密過程中作為連接點高程投影的基準(zhǔn);其二,用于衛(wèi)星遙感影像糾正。
二、生產(chǎn)過程中遇到的技術(shù)難點及主要處理方法
(一)衛(wèi)星影像導(dǎo)入
提供的原始衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)名稱與像素工廠要求的數(shù)據(jù)名稱不一致,在數(shù)據(jù)導(dǎo)入像素工廠之前需要按照像素工廠影像命名規(guī)則進(jìn)行影像名稱修改,每景影像數(shù)據(jù)手動逐一修改是一件即繁瑣又容易出錯的事情。
處理方法:通過linux命令行或程序員編寫程序進(jìn)行統(tǒng)一名稱修改。改名過程中加入了衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)源代碼以及影像獲取年份信息,以便于后序數(shù)據(jù)處理及相關(guān)命名與成果命名規(guī)則統(tǒng)一。
(二)控制點轉(zhuǎn)刺
本項目控制點來源有三種:其一,原有為《山西省高精度數(shù)字高程模型》項目野外實測的檢查點;其二,在已有大比例尺及1:1萬立體測圖數(shù)據(jù)上采集的特征地物點;其三,直接從已有大比例尺正射影像圖上采集的特征地物點。
1.部分控制點點之記不利于轉(zhuǎn)刺
從《山西省高精度數(shù)字高程模型》項目選取的控制點,點之記多為近景照片。衛(wèi)星影像雖然進(jìn)行了無約束平差,但仍存在較大的系統(tǒng)差,因此在這部分控制點導(dǎo)入衛(wèi)星影像工程之后,位置與該點地實際位置有很大出入,增加了控制點位置判讀的難度。如下圖圖左所示(上面兩幅圖為檢查點點之記相片,下面一幅圖為檢查點在該項目衛(wèi)星影像上的實刺位置):
處理方法:把已有大比例尺正射影像圖或已有1:1萬正射影像圖與所用檢查點統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)后,在AutoCAD軟件中把控制點展到已有正射影像圖上,作為衛(wèi)星影像控制點轉(zhuǎn)刺參考依據(jù)。
2.已有控制點現(xiàn)勢性較差
部分點附近區(qū)域地物、地形發(fā)生了變化,難于辨別控制點在本項目影像上的確切位置。
處理方法:有豐富外業(yè)判讀經(jīng)驗人員與空三作業(yè)人員配合,仔細(xì)分析辨別,確保點位的正確,舍棄地形變化區(qū)域的不適用控制點,選取合適的控制點。
(三)糾正影像拉花現(xiàn)象嚴(yán)重
晉東南、晉東北區(qū)域影像拉花現(xiàn)象嚴(yán)重,這些區(qū)域拉花現(xiàn)象多為地形原因造成。由于地勢陡峭,在峭壁陰影區(qū)造成DEM缺失或是影像像素被壓縮,經(jīng)過糾正后表現(xiàn)為影像拉花現(xiàn)象。
處理方法:通過對DEM進(jìn)行平滑處理,拉花現(xiàn)象在很大程度上會得到緩解,如圖2-2。對單景影像上由于地形原因引起的、通過平滑DEM不能得到改善的拉花想象不予處理,對于分幅影像通過編輯拼接線,用重疊區(qū)域相鄰影像替代的方法進(jìn)行處理。
(四)影像輸出繁瑣
衛(wèi)星影像成果數(shù)據(jù)組織比較復(fù)雜,難度主要集中在整景成果影像的輸出。像素工廠正常輸出影像數(shù)據(jù)大小限制在2GB左右,而整景全色糾正衛(wèi)星影像大小均在3GB左右,因此像素工廠中批量輸出整景影像功能不能使用。
處理方法:應(yīng)用ArcGIS軟件制作每一景影像的裁切面文件,在像素工廠下應(yīng)用打包工具逐景裁切輸出,然后通過Erdas軟件再把裁切后的整景分塊影像以景為單位進(jìn)行拼接。
三、結(jié)語
以上方法都是在平時工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上個人總結(jié)出來的一些捷徑。對多元異構(gòu)的數(shù)據(jù)處理,一定程度上減少了人工處理的工作量,提高了工作效率。并且提高了數(shù)據(jù)處理的精度。
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作者簡介:李宏瑋,山西省測繪工程院。