紀(jì)亮

（遼寧省基礎(chǔ)測繪院，遼寧錦州 121003）

近年來，迅速崛起的大比例尺數(shù)字化成圖方法以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)為1:1萬國家基本比例尺地形圖的更新提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)和寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。地理信息系統(tǒng)軟件因其具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理功能，能夠適用于各種不同比例尺的地形圖建庫工作?，F(xiàn)在各地方政府，特別是大中城市加大了基礎(chǔ)測繪的投入力度，生產(chǎn)出了大批的基礎(chǔ)測繪成果?；A(chǔ)測繪產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)更新與維護(hù)保證了基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)具有多時(shí)態(tài)、多規(guī)格數(shù)據(jù)和時(shí)效性。

一、ERDAS軟件介紹

ERDAS IMAGINE是一款企業(yè)級(jí)別的專業(yè)遙感數(shù)據(jù)處理軟件，同時(shí)其也能夠與地理信息系統(tǒng)功能相融合。它能夠高效的處理多源海量的遙感數(shù)據(jù)，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，還可以根據(jù)用戶的要求采用開發(fā)工具定制功能，具有高度集成的3S功能，為用戶提供了內(nèi)容豐富并且功能多樣的處理系統(tǒng)。在進(jìn)行正射影像生產(chǎn)方面，ERDAS具有靈活高效的特點(diǎn)，支持國內(nèi)外多種衛(wèi)星類型，批處理的操作能夠有效提高正射影像生產(chǎn)效率。因此本項(xiàng)目采用ERDAS軟件對(duì)正射影像進(jìn)行生產(chǎn)，在保證質(zhì)量的前提下也能兼顧效率。

二、正射影像數(shù)據(jù)生產(chǎn)

1.技術(shù)路線

項(xiàng)目采用遙感衛(wèi)星獲取的影像，通過原始影像預(yù)處理、數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、影像空三加密、影像糾正、影像融合等步驟制作DOM正射影像（圖1）。

圖1 正射影像生產(chǎn)流程圖

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理

2020年1:10000地形圖基礎(chǔ)要素更新DOM生產(chǎn)采用高分2號(hào)、北京2號(hào)、World-View等國產(chǎn)或是國外的全色影像分辨率大于1米衛(wèi)星，分析影像確保影像沒有大范圍云霧、地物曝光等情況，能夠清晰觀察地物；將影像按照不同投影帶及項(xiàng)目范圍分為幾個(gè)工作區(qū)，本文導(dǎo)入數(shù)據(jù)為3度高斯投影120度帶、高程基準(zhǔn)為1985國家高程基準(zhǔn)的測區(qū)，分別將衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入及參考DEM導(dǎo)入ERDAS中。

以高分2號(hào)衛(wèi)星影像正射影像生產(chǎn)為例，在原始影像糾正前，首先進(jìn)行預(yù)處理，也就是生成金字塔影像，方便后續(xù)加載。設(shè)置輸入數(shù)據(jù)，勾選計(jì)算金字塔，設(shè)置按照默認(rèn)設(shè)置即可，當(dāng)處理多景影像時(shí)，選擇批處理。點(diǎn)擊Add Files添加其他要生成金字塔的影像，如果電腦不支持多線程操作可以直接點(diǎn)擊Run Now，進(jìn)行生成金字塔操作，如電腦支持多線程，則點(diǎn)擊Submit進(jìn)行多線程設(shè)置。根據(jù)電腦的硬件配置設(shè)置參數(shù)，當(dāng)設(shè)置為4時(shí)即代表可同時(shí)處理4幅影像，能夠增加工作效率。

3.空三加密

以立體模式為例演示添加控制點(diǎn)和空三加密過程，首先顯示影像，影像顯示以后導(dǎo)入控制點(diǎn)文件，設(shè)置導(dǎo)入控制點(diǎn)的方式，加載控制點(diǎn)文件后會(huì)提示設(shè)置投影，按照控制點(diǎn)實(shí)際投影坐標(biāo)系進(jìn)行設(shè)置即可。選中所有的控制點(diǎn)，點(diǎn)擊自動(dòng)預(yù)測像點(diǎn)坐標(biāo)圖標(biāo)，則會(huì)自動(dòng)預(yù)測控制點(diǎn)在影像上的坐標(biāo)位置。接下來根據(jù)控制點(diǎn)的點(diǎn)之記調(diào)整點(diǎn)位的正確位置，選中第一個(gè)控制點(diǎn)，鼠標(biāo)移到窗口中顯示十字絲，依次在影像正確的位置上進(jìn)行刺點(diǎn)，對(duì)所有的控制點(diǎn)進(jìn)行同樣的微調(diào)操作。

如導(dǎo)入的控制點(diǎn)數(shù)量不足，則需要采用參考影像進(jìn)行控制點(diǎn)的提取。選擇Stereo Point Measurement立體測點(diǎn)模式，點(diǎn)擊進(jìn)入點(diǎn)量測界面。在控制點(diǎn)刺點(diǎn)界面左上部Master下拉列表中選擇待糾正的影像，修改下面的影像百分比選項(xiàng)，通過調(diào)整影像百分比使參考影像可以顯示在影像列表中，點(diǎn)擊加載影像將待糾正影像和參考影像分別顯示在窗口中，已進(jìn)行下一步的刺點(diǎn)工作做準(zhǔn)備。

設(shè)置好參考正射影像數(shù)據(jù)，設(shè)置參考DEM數(shù)據(jù)對(duì)控制點(diǎn)高程進(jìn)行賦值，加載指定的DEM數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)對(duì)控制點(diǎn)高程賦值。添加控制點(diǎn)時(shí)分別在待糾正影像和參考影像窗口上進(jìn)行刺點(diǎn)，盡量選擇標(biāo)志明顯的角點(diǎn)或交叉點(diǎn)，將刺好的點(diǎn)類型改為Control控制點(diǎn)。按照項(xiàng)目要求選取足夠的控制點(diǎn)之后，點(diǎn)擊保存空三加密項(xiàng)目，在Map視圖中查看所有控制點(diǎn)的分布情況。進(jìn)行空三加密操作同時(shí)設(shè)置空三加密的平差參數(shù)，修改Point選項(xiàng)中像點(diǎn)的中誤差為0.33個(gè)像素值，控制點(diǎn)的中誤差大小為X、Y為1m，Z為

0.5m。

參數(shù)全部按照項(xiàng)目要求設(shè)置好之后點(diǎn)擊Run執(zhí)行空三，在彈出的空三加密報(bào)告對(duì)話框點(diǎn)擊Review查看像點(diǎn)與控制點(diǎn)的誤差，首先查看Ground Points的Total RMSE值，如殘差過大不符要求，返回控制點(diǎn)加密界面對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整，重新運(yùn)行空三加密。控制點(diǎn)殘差報(bào)告符合要求之后接下來查看Image Points的殘差，同樣要對(duì)像點(diǎn)殘差進(jìn)行調(diào)整，在像點(diǎn)與控制點(diǎn)的結(jié)果都滿足項(xiàng)目要求時(shí)，最后在空三加密報(bào)告對(duì)話框中接受空三加密結(jié)果，完成空三加密操作。

4.影像糾正及融合

全色影像和多光譜影像糾正完成后，將兩種影像進(jìn)行融合獲得最終成果。融合的方法分很多種，通常會(huì)在列表Subractive Resolution Merge, HPF Resolution Merge, Projective Resolution Merge這三種融合方式中選擇一種，最后產(chǎn)生的畫面效果有很大差別，需要根據(jù)不同的影像自行選擇最合適的方式，每種方法的操作流程大同小異，按照項(xiàng)目要求選擇的HPF融合。

（1）點(diǎn)擊Raster選項(xiàng)卡，在影像融合標(biāo)簽組中選擇HPF影像融合方法。

（2）在數(shù)據(jù)選擇中加載全色與多光譜數(shù)據(jù)，在輸出中設(shè)置融合影像的路徑和文件名，將權(quán)重因素設(shè)置為最小0.35，勾選忽略零值。

（3）檢查參數(shù)設(shè)置無誤，最后對(duì)融合的影像進(jìn)行輸出。

5.影像精度檢測和DOM質(zhì)量檢查

對(duì)ERDAS導(dǎo)出的正射影像首先進(jìn)行精度檢測，確保精度符合1:10000比例尺正射影像的精度要求，根據(jù)高分二號(hào)影像的面積采取足夠的檢測點(diǎn)檢查影像精度。本次項(xiàng)目GF2號(hào)衛(wèi)星采集為41個(gè)點(diǎn)，最終結(jié)果粗差個(gè)數(shù)為0，最大誤差值為2.71米，最小誤差值為0.31米，中誤差值為1.01米，精度結(jié)果均好于項(xiàng)目要求的數(shù)值，滿足項(xiàng)目接下來采集的精度要求。

對(duì)于DOM影像的圖面質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證DOM導(dǎo)出的正射成果總體質(zhì)量良好，影像紋理清晰，顏色均勻，并且無較明顯拼接痕跡，為要素采集提供清晰的正射影像成果。

三、問題及解決辦法

1.全色影像與多光譜影像匹配速度較慢

在全色影像糾正完成以后，要進(jìn)行全色影像與多光譜影像的匹配工作，由于高分二號(hào)影像面積較大，匹配的速度往往也比較緩慢，影像正射影像制作進(jìn)度。

解決辦法：在影像連接點(diǎn)匹配之前，可以預(yù)先手動(dòng)添加適當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn)，能夠大大提高匹配速度；還可以對(duì)全色影像與多光譜影像的匹配參數(shù)進(jìn)行修改，在滿足影像精度的前提下，適當(dāng)減少匹配點(diǎn)的數(shù)量，也能有效提高效率。

2.融合影像速度慢

高分二號(hào)影像數(shù)據(jù)量較大，在進(jìn)行全色影像與多光譜影像融合時(shí)速度較慢，占據(jù)了影像處理的大部分時(shí)間，影響項(xiàng)目的整體進(jìn)度。

解決辦法：選擇配置較高的電腦，采用ERDAS批處理功能，同時(shí)處理多景影像的融合操作，有效的提高了生產(chǎn)效率。

四、結(jié)束語

在2020年1:10000地形圖基礎(chǔ)要素更新DOM生產(chǎn)項(xiàng)目中，采用ERDAS能夠快速生產(chǎn)正射影像，同時(shí)通過對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行解決，為以后進(jìn)行影像生產(chǎn)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。