淺談利用像素工廠制作傳統(tǒng)膠片影像DOM的方法

張紅霞 魏紀(jì)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(chǎn)流程，以及像素工廠處理DOM的優(yōu)勢。

關(guān)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(tuán)公司研制開發(fā)，由一系列軟件算法、工作流程和硬件設(shè)備組成，可用于對(duì)地觀測數(shù)據(jù)大型生產(chǎn)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(jì)算能力強(qiáng)大的若干個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)及大容量的高速存儲(chǔ)設(shè)備，在少量人工干預(yù)條件下，經(jīng)過一系自動(dòng)化處理，能輸出 DOM、TDOM、DSM 和 DEM 等產(chǎn)品，并能生成一系列其他中間產(chǎn)品，主要用于正射影像生產(chǎn)、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(diǎn)特色：1、采用高性能計(jì)算集群和并行計(jì)算技術(shù)；2、處理過程高度自動(dòng)化，人工干預(yù)少；3、商業(yè)化生產(chǎn)DSM與真正射影像產(chǎn)品；4、采用快視圖機(jī)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(jī)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(chǎn)工作流；9、傳感器全面支持。

PF 系統(tǒng)的功能很強(qiáng)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(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，介紹利用 PF 系統(tǒng)進(jìn)行傳統(tǒng)膠片影像 DOM生產(chǎn)的技術(shù)流程及優(yōu)勢。

一、資料準(zhǔn)備及整理

對(duì)于傳統(tǒng)膠片相機(jī)數(shù)據(jù)，Pixel Factory的工作原理是將其他軟件的空三結(jié)果導(dǎo)入到系統(tǒng)中，以完成后續(xù)的生產(chǎn)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(nèi)定向框標(biāo)量測文件（*.kb格式）

·相機(jī)信息文件（*.ftc 格式）

·外方位元素信息文件（*.sel格式）

·控制點(diǎn)文件（*.gd 格式）

·像點(diǎn)坐標(biāo)文件（*.ip 格式）

2、加密成果格式轉(zhuǎn)換

利用ConvertFrame工具對(duì)空三加密成果進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換結(jié)果：（1）內(nèi)定向結(jié)果（conv.csv），

（2）外定向結(jié)果（orientation.ori），

（3）加密點(diǎn)文件（at.gcp）。

3、利用ImportFrame命令導(dǎo)入到像素工廠

二、工作流程

1、將轉(zhuǎn)換生成的at.gcp在PF空三小環(huán)境下進(jìn)行優(yōu)化，檢查優(yōu)化結(jié)果是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下都滿足要求，因?yàn)榻Y(jié)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(jì)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(jì)算。傳統(tǒng)的攝影測量系統(tǒng)計(jì)算DSM 需要人工估計(jì)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(dòng)進(jìn)行DSM 計(jì)算，無需人工干預(yù)。某些攝影測量系統(tǒng)雖具有計(jì)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(chǎn)數(shù)字產(chǎn)品的硬件設(shè)備很好地結(jié)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(shí)間，大大提高工作效率。

3、編輯DSM。利用高低通濾波，內(nèi)插等方法，將DSM中的飛點(diǎn)、無值區(qū)域、水域、森林、沙漠等特殊地貌進(jìn)行人工手動(dòng)編輯，直到DSM滿足要求。從而在DSM基礎(chǔ)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(jìn)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(zhǔn)備，然后利用DSM、DTM和快視影像自動(dòng)生成拼接線。

5、編輯拼接線。人工編輯拼接線，在自動(dòng)生成的全測區(qū)拼接線大框架下，進(jìn)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(xiàng)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(duì)拼接好的快視影像進(jìn)行調(diào)色，作為參考影像，為拼接成果正射影像作準(zhǔn)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(diào)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(zhuǎn)變（16bit轉(zhuǎn)8bit）。利用快視圖進(jìn)行調(diào)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(diào)好的參考影像，進(jìn)行影像自動(dòng)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(shí)際生產(chǎn)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(dòng)計(jì)算能力。采用計(jì)算機(jī)并行運(yùn)算技術(shù)，不需要人工干預(yù)，自動(dòng)完成DSM計(jì)算，DSM計(jì)算分辨率最高為1個(gè)像素。

3、具有一套成熟的DSM到DEM的編輯方法。采用自動(dòng)濾波技術(shù)，可以快速的對(duì)成片地面進(jìn)行濾除，外加點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理方法，在二維環(huán)境下進(jìn)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(jìn)行編輯，效率低，速度慢。

4、高效的影像鑲嵌。影像鑲嵌時(shí)拼接線計(jì)算采用DSM、DEM數(shù)據(jù)，并結(jié)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(jié)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(diào)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(dòng)提取方法，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的真正射影像數(shù)據(jù)生產(chǎn)。

7、極高的生產(chǎn)效率，整體運(yùn)行效率和自動(dòng)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(jié)束語

像素工廠是基于對(duì)地觀測數(shù)據(jù)的快速生產(chǎn)測繪產(chǎn)品的企業(yè)級(jí)生產(chǎn)系統(tǒng)。它采用先進(jìn)高性能并行計(jì)算、海量存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，具有高度自動(dòng)化和海量數(shù)據(jù)的處理能力。可無縫對(duì)接用戶現(xiàn)有測繪生產(chǎn)系統(tǒng)，優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)化用戶當(dāng)前的環(huán)境和資源，大幅提升用戶在測繪產(chǎn)品生產(chǎn)中的快速反應(yīng)能力。

像素工廠生產(chǎn)的數(shù)字產(chǎn)品將會(huì)改變傳統(tǒng)的作業(yè)模式，會(huì)更廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，為測繪行業(yè)的發(fā)展做出不可限量的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹廣強(qiáng) 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(biāo)準(zhǔn)化 Mar.2013.29（1）.35