馬磊

（河南省地圖院，河南 鄭州 450003）

PCI GXL系統(tǒng)是由PCI公司研發(fā)的一種全新的方案產(chǎn)品，自動(dòng)化控制水平較高，在航空影像與衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)收集中有良好的應(yīng)用效果。PCI GXL系統(tǒng)能夠提升影像與數(shù)字高程模型自動(dòng)化采集控制效率，包括數(shù)據(jù)連接點(diǎn)有效結(jié)合，將傳統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)平差正射校正束縛打破，系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)模塊處于松散狀態(tài)，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求，將完全不同的管理模塊進(jìn)行科學(xué)組合，形成結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單的PCI GXL系統(tǒng)。

1 PCI GXL系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

土地調(diào)查的主要目的是了解我國(guó)土地資源的利用情況，并對(duì)原有的土地調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行全面核實(shí)。在第三次全國(guó)土地調(diào)查中，科學(xué)應(yīng)用PCI GXL系統(tǒng)，能夠幫助有關(guān)部門更好地掌握我國(guó)現(xiàn)有土地利用情況，對(duì)原有的土地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行改正，進(jìn)一步完善我國(guó)土地統(tǒng)計(jì)與監(jiān)控調(diào)查機(jī)制，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展需求。

將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和PCI Geomatics圖像處理方法有效結(jié)合，輸出更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，能更好地滿足第三次全國(guó)土地調(diào)查正射影像生產(chǎn)項(xiàng)目實(shí)施需求。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析軟件相比，經(jīng)PCI GXL系統(tǒng)處理后的影像測(cè)量精度更高，在第三次全國(guó)土地調(diào)查中具有良好的應(yīng)用前景[1]。

2 PCI GXL系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力強(qiáng)

PCI GXL系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)處理效率高，結(jié)合參考影像與數(shù)字高程模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，PCI GXL系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)數(shù)字高程模型有采集控制點(diǎn)與數(shù)據(jù)連接點(diǎn)，可保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高效管理，而其他遙感影像處理系統(tǒng)并不具備采集控制點(diǎn)與數(shù)據(jù)連接點(diǎn)[2]。

2.2 影像處理效率高

PCI GXL系統(tǒng)具備較強(qiáng)的并行處理效果，能夠極大地提高影像處理效率，實(shí)現(xiàn)影像的高效處理。與ENVI、ERDAS等處理軟件相比，PCI GXL系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本較低，PCI總線的中斷共享主要由硬件與軟件兩部分組成。在處理節(jié)點(diǎn)間離散分配任務(wù)時(shí)，該系統(tǒng)能夠?qū)⒅髯鳂I(yè)概念與子作業(yè)概念合并處理，保證系統(tǒng)各個(gè)子作業(yè)模塊的運(yùn)行速率。

2.3 管理模式先進(jìn)

與傳統(tǒng)的土地調(diào)查影像處理系統(tǒng)不同，PCI GXL系統(tǒng)主要利用模塊處理系統(tǒng)進(jìn)行影像處理，不斷簡(jiǎn)化土地影像區(qū)域網(wǎng)當(dāng)中的正射校正環(huán)節(jié)，最終提取成為不同的功能模塊。常見(jiàn)的功能模塊主要有控制點(diǎn)采集、正射校正與影像融合等。各個(gè)模塊處于松散狀態(tài)，保持良好的耦合結(jié)構(gòu)，并不是采用固定順序連接，在實(shí)際操作過(guò)程中，操作人員可以根據(jù)各個(gè)模塊的功能，將模塊進(jìn)行有效組合，形成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的PCI GXL系統(tǒng)[3]。

3 PCI GXL系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

尉氏縣第三次全國(guó)土地調(diào)查二標(biāo)段項(xiàng)目需要用到2016年1月到8月期間獲取的衛(wèi)星影像，主要包括資源三號(hào)、高分二號(hào)、天繪一號(hào)等多項(xiàng)遙感影像數(shù)據(jù)，結(jié)合該地區(qū)的各項(xiàng)控制資料，在數(shù)據(jù)普查階段，創(chuàng)建更為完善的數(shù)字高程模型，并運(yùn)用常規(guī)正射糾正方法，結(jié)合影像匹配的方式采集控制點(diǎn)，對(duì)時(shí)點(diǎn)核準(zhǔn)影像進(jìn)行有效糾正。

3.2 數(shù)據(jù)與資料準(zhǔn)備階段

第三次全國(guó)土地調(diào)查正射影像中的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于高分二號(hào)、北京二號(hào)0.8m國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星影像，為了確保PCI GXL系統(tǒng)在全國(guó)土地調(diào)查正射影像生產(chǎn)過(guò)程中得到有效應(yīng)用，操作人員需要做好數(shù)據(jù)與資料準(zhǔn)備，根據(jù)地理國(guó)情普查過(guò)程中構(gòu)建的正射影像數(shù)據(jù)高程模型，采用影像匹配方式，對(duì)土地影像進(jìn)行采集。一般情況下，土地影像采集主要采用控制點(diǎn)采集方式，將內(nèi)業(yè)與外業(yè)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，確保第三次全國(guó)土地調(diào)查原始影像真實(shí)準(zhǔn)確。

3.3 影像導(dǎo)入與采集控制點(diǎn)布置

PCI GXL系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力較強(qiáng)，能夠保證土地影像數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，提升RPC模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的科學(xué)性。在第三次全國(guó)土地調(diào)查過(guò)程中，PCI GXL系統(tǒng)能直接將高分二號(hào)0.8m國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星影像的原始數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成為*.pix格式[4]。在影像導(dǎo)入過(guò)程中，需要結(jié)合系統(tǒng)中各個(gè)模塊的運(yùn)行情況，做好模塊之間的調(diào)整工作，進(jìn)一步提升影像導(dǎo)入的準(zhǔn)確性。

此外，在采集控制點(diǎn)時(shí)，需要對(duì)之前的影像進(jìn)行全面掃描，直接生成一個(gè)比較完整的控制點(diǎn)采集作業(yè)。PCI GXL系統(tǒng)可以分為四個(gè)參考數(shù)據(jù)自動(dòng)采集控制系統(tǒng)，分別處理正射影像、參考影像、線矢量數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)影像庫(kù)、多邊形矢量數(shù)據(jù)等。操作人員需要根據(jù)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制源頭進(jìn)行合理控制，以更好地采集各個(gè)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)。

操作人員要根據(jù)像元和線位置，準(zhǔn)確判斷各個(gè)參考影像位置，并在參考影像搜索半徑范圍內(nèi)做好控制點(diǎn)采集工作。控制點(diǎn)采集工作完成后，操作人員需要將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸入系統(tǒng)，對(duì)原有的數(shù)字模型進(jìn)行全面改進(jìn)，確保數(shù)據(jù)精確配準(zhǔn)。

3.4 平差與正射校核

所謂平差，即人們常說(shuō)的區(qū)域網(wǎng)平差，其主要功能是將文件夾內(nèi)部的重疊影像進(jìn)行搜索，保證系統(tǒng)的各個(gè)連接點(diǎn)得到優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集連接點(diǎn)的目的。PCI GXL系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成校正作業(yè)，使得系統(tǒng)各個(gè)模塊形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)工程，保證系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)連接點(diǎn)完美連接，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求。

為保證平差模塊中數(shù)據(jù)連接點(diǎn)準(zhǔn)確連接，需要妥善控制連接點(diǎn)數(shù)量，連接點(diǎn)的數(shù)量不宜超過(guò)200個(gè)，其分?jǐn)?shù)最小值為0.74。在單景區(qū)域網(wǎng)中，操作人員可以根據(jù)PCI GXL系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)原有的操作方案進(jìn)行優(yōu)化，有效糾正錯(cuò)誤的影像結(jié)果，提高影像結(jié)果的準(zhǔn)確性。糾正后的影像和DLG套合檢查結(jié)果如表1所示。

表1 糾正后的影像和DLG套合檢查結(jié)果

在布置控制點(diǎn)時(shí)，操作人員可以采取以下兩個(gè)方法進(jìn)行布設(shè)：第一，結(jié)合區(qū)域網(wǎng)形狀規(guī)則，將設(shè)置點(diǎn)均勻地布置在區(qū)域周圍，并在每條隔離帶布設(shè)一定量的控制點(diǎn)，盡可能地在重疊區(qū)域布設(shè)少量點(diǎn)位，以保證控制點(diǎn)分配更加均衡。第二，對(duì)于區(qū)域網(wǎng)形狀不規(guī)則的地段，可以直接將控制點(diǎn)設(shè)置在轉(zhuǎn)角部位，并將各個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行有效連接，針對(duì)布置錯(cuò)誤的控制點(diǎn)，需要做好相應(yīng)的調(diào)節(jié)工作，保證各個(gè)控制點(diǎn)定位更加精確[5]。

3.5 銳化融合

銳化融合屬于PCI GXL系統(tǒng)的影像自動(dòng)融合模塊，對(duì)于結(jié)構(gòu)不同的影像傳感器，GXL中的影像融合算法更加豐富，操作人員可以根據(jù)影像融合效果，將各種算法進(jìn)行全面優(yōu)化。常用的算法主要分為兩種：第一，色彩失真算法。第二，采用復(fù)雜運(yùn)算方法進(jìn)行計(jì)算，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)集。為了更好地應(yīng)用PCI GXL系統(tǒng)，操作人員可以采用多光譜影像算法進(jìn)行計(jì)算，保證光譜分析結(jié)果更加精確。

4 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用PCI GXL系統(tǒng)，能夠保證土地影像數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，提升RPC模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，進(jìn)一步提高實(shí)際作業(yè)效率。但是，在運(yùn)用該系統(tǒng)時(shí)，控制點(diǎn)采集環(huán)節(jié)人工選點(diǎn)與編輯控制點(diǎn)文件的工作量比較大，因此，還需要相關(guān)研究人員不斷創(chuàng)新與完善相對(duì)影像的快速匹配方法。