基于GEOWAY AT空三軟件解決DMC數(shù)據(jù)處理問題

摘要：本文通過對DMC面陣航空數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用GEOWAY AT空三加密軟件完成DMC數(shù)據(jù)的空三加密處理，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)條件，對遇到的問題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)解決方法。

關(guān)鍵詞：GEOWAY AT軟件；DMC數(shù)碼影像；空三加密流程；解決方法

中圖分類號(hào)：P209 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 17-0000-02

隨著航空攝影技術(shù)的快速發(fā)展，新一代的面陣航空數(shù)碼相機(jī)（如DMC、UCX、UCD、SWDC等）和線陣航空數(shù)碼相機(jī)（如ADS40/80）逐步替代傳統(tǒng)掃描航空影像，并廣泛應(yīng)用于航測生產(chǎn)中，成為航空影像數(shù)據(jù)主要來源。

空三加密是航測生產(chǎn)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，由于受到掃描航片數(shù)據(jù)質(zhì)量和軟件本身的限制，傳統(tǒng)空三加密流程很難實(shí)現(xiàn)較高程度的自動(dòng)化，以人工交互式刺點(diǎn)編輯為主，進(jìn)行連接點(diǎn)獲取，因此在一定程度上降低了生產(chǎn)效率。隨著影像質(zhì)量的提高，對于以高精度自動(dòng)匹配技術(shù)為核心的新一代空三加密軟件有著迫切需求，本文將介紹以GEOWAY AT空三加密軟件處理DMC數(shù)據(jù)的流程。

1 軟件及DMC數(shù)據(jù)概述

GEOWAY AT框幅式數(shù)碼影像空三加密軟件，針對目前常用的各種航空影像數(shù)據(jù)源特點(diǎn)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)分析與整合，形成面向數(shù)碼航空影像空三加密的解決方案，既能處理各種量測型數(shù)碼影像，也能處理非量測型數(shù)碼影像，提供從畸變改正、自動(dòng)連接點(diǎn)匹配到平差解算的全套處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、高精度、高可靠性的空三加密。

數(shù)字成圖相機(jī)（Digital Mapping Camera.簡稱DMC）系統(tǒng)是一個(gè)專門用于光譜攝影的高分辨率和高精度數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)，像素大小為13824*7680，像元尺寸12μm，在1：12000的航攝比例尺下，地面分辨率能達(dá)到14.4cm，獲取的影像具有比掃描攝影膠片獲得的影像具有更好的品質(zhì)，適用于高精度、高分辨率的大、小比例尺航攝工程項(xiàng)目。

2 處理流程

GEOWAY AT空三加密軟件以影像匹配技術(shù)為核心，可實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)連接點(diǎn)匹配，具有較高的自動(dòng)化生產(chǎn)流程。對于DMC數(shù)碼航空影像，主要處理流程包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、初始購網(wǎng)、精細(xì)匹配、刺像控點(diǎn)、光束法平差解算、絕對定向、精度評定，具體如下圖1所示：

3 常見問題及解決方案

在空三處理過程中，最重要的是相對定向過程，如果相對定向精度較差，即使控制點(diǎn)的精度在高，也很難達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的精度要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于數(shù)據(jù)的質(zhì)量差異，會(huì)直接影響自動(dòng)匹配連接點(diǎn)的數(shù)量和精度，包括無法入網(wǎng)、網(wǎng)不穩(wěn)定、匹配的點(diǎn)少等情況。本文對實(shí)際生產(chǎn)中的問題進(jìn)行總結(jié)，并基于GEOWAY AT空三加密軟件提出解決方案。

3.1 測區(qū)存在多時(shí)相數(shù)據(jù)，地物變化大。多時(shí)相，指一組遙感影像數(shù)據(jù)獲取的時(shí)間不同。廣義地講，凡是在不同時(shí)間獲取的同一地域的一組影像、地圖或地理數(shù)據(jù)，都可視為“多時(shí)相”的數(shù)據(jù)。在實(shí)際數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，通常情況下影像數(shù)據(jù)為同一架次或同一時(shí)間段獲取，但對于一些特殊情況，需要采取對重點(diǎn)區(qū)域補(bǔ)飛的方式，在保證生產(chǎn)任務(wù)順利進(jìn)行的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。對于地物變化較大的數(shù)據(jù)，初始購網(wǎng)后將造成個(gè)別區(qū)域點(diǎn)云密度稀少，甚至無點(diǎn)，如圖2所示。

多時(shí)相數(shù)據(jù)一般情況下會(huì)造成部分影像無法入網(wǎng)或者匹配出錯(cuò)誤比較大的點(diǎn)造成航帶點(diǎn)云的變形。首先，需要在GEOWAY AT軟件中進(jìn)行人工刺點(diǎn)入網(wǎng)，在首尾航帶的四度重疊帶上刺3個(gè)連接點(diǎn)（最好成三角狀分布），使所有影像都能入網(wǎng)；其次，進(jìn)行自動(dòng)平差解算，將匹配錯(cuò)誤的連接點(diǎn)進(jìn)行逐級(jí)剔除，以保證網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的平整（如圖3所示）；然后，在網(wǎng)平整的情況下，按順序依次進(jìn)行精確匹配、光束法平差，知道連接點(diǎn)的參數(shù)精度滿足要求。

3.2 測區(qū)內(nèi)存在補(bǔ)飛影像。由于個(gè)別區(qū)域航飛的影像質(zhì)量較差（如云量超標(biāo)、影像模糊等）不能完全滿足航測生產(chǎn)要求，因此只能通過補(bǔ)飛重新獲取該區(qū)域內(nèi)的影像。但是在實(shí)際過程中，補(bǔ)飛航線很難與原始航線在航飛高度、飛行軌跡以及曝光位置保持一致，因此會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)匹配的連接點(diǎn)數(shù)量較少。而空三加密處理時(shí)，若連接點(diǎn)數(shù)量過少時(shí)，很容易會(huì)影響構(gòu)網(wǎng)的穩(wěn)定性和相對定向解算的精度。國標(biāo)規(guī)定，每個(gè)像對接連點(diǎn)應(yīng)分布均勻，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位區(qū)應(yīng)有連接點(diǎn)，自動(dòng)相對定向時(shí)，每個(gè)像對連接點(diǎn)數(shù)目一般不少于30個(gè)。

在GEOWAY AT軟件中，若補(bǔ)飛影像自動(dòng)匹配連接點(diǎn)數(shù)據(jù)量不足時(shí)，可從工程中抽出匹配點(diǎn)少的航帶，利用增強(qiáng)構(gòu)網(wǎng)和增加連接點(diǎn)度數(shù)功能，增加自動(dòng)匹配的連接點(diǎn)數(shù)量和連接點(diǎn)匹配的重疊度數(shù)，結(jié)果如圖5所示。

圖5處理后點(diǎn)位分布

3.3 測區(qū)內(nèi)影像色彩差異較大。由于航攝設(shè)備或天氣的原因產(chǎn)生低反射率影像，這樣的影像顏色偏暗，地物紋理信息不清，獲取的影像數(shù)據(jù)無法滿足航攝質(zhì)量要求。但在影像難獲取區(qū)域或應(yīng)急保障項(xiàng)目中，此類數(shù)據(jù)也需要進(jìn)行強(qiáng)制處理，這樣的影像往往地物特征不明顯，因此在處理過程中，容易匹配出很多錯(cuò)誤點(diǎn)，導(dǎo)致點(diǎn)云中存在部分航帶垂直于其他航帶或者部分航帶凸起的點(diǎn)云（如圖6）。

在GEOWAY AT軟件中，對初始匹配時(shí)影像全部入網(wǎng)，但存在錯(cuò)誤較大的點(diǎn)參與運(yùn)算導(dǎo)致點(diǎn)云扭曲的情況，可先刪除像平面誤差為-9999.99的異常點(diǎn)再進(jìn)行一次平差解算；點(diǎn)云若依舊扭曲，說明該點(diǎn)云中凸起的航帶間存在較多的錯(cuò)誤連接點(diǎn)，此時(shí)平差解算可能無法消除。因此可將凸起航帶所有自動(dòng)匹配的連接點(diǎn)刪除，接著在首尾航帶的4度重疊帶上刺成三角分布的3個(gè)連接點(diǎn)，在保留上述三個(gè)點(diǎn)的情況下平差一次，此時(shí)點(diǎn)云便可平整，然后再進(jìn)行精確匹配和光束法平差解算。

4 結(jié)論

數(shù)碼航空影像數(shù)據(jù)已逐步成為航測生產(chǎn)的重要數(shù)據(jù)源之一，空三加密處理受影像質(zhì)量的影響較大，且個(gè)別問題無法通過軟件單一方式解決，在一定程度上仍需要人工干預(yù)，因此需要我們在實(shí)際生產(chǎn)中不斷的進(jìn)行總結(jié)，利用現(xiàn)有的軟件技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)去解決問題。希望本文能為利用GEOWAY AT空三加密軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)生產(chǎn)的用戶，提供相對定向處問題的解決思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]王佩君，徐亞明.攝影測量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2005，9.

[2]張祖勛.航空數(shù)碼相機(jī)及有關(guān)問題[J].測繪工程，2004.4.

[3]李學(xué)友.IMU/DGPS輔助航空攝影測量綜述[J].測繪科技學(xué)，2005，5.