基于Geographic Imager地理影像插件處理三調(diào)正射影像的研究

徐娜

（遼寧省基礎測繪院，遼寧錦州 121003）

根據(jù)遼寧省第三次全國國土調(diào)查工作的安排，遼寧省基礎測繪院承擔遼寧省任務內(nèi)朝陽市、葫蘆島市、錦州市、阜新市和朝陽市共五個市區(qū)的正射影像一張圖拼接的生產(chǎn)任務。

在2018年度第三次全國國土調(diào)查正射影像成果的基礎上，遼寧省基礎測繪院開展正射影像一張圖的整合處理工作，利用Geographic Imager地理影像插件快速完成正射影像的鑲嵌、裁切以及其他相關整理工作，為實現(xiàn)“三調(diào)全國正射影像一張圖”的目標，保障第三次全國國土調(diào)查項目的順利推進。

一、Geographic Imager 地理影像插件

1.概述

Geographic Imager是加拿大Avenza公司基于Adobe Photoshop平臺開發(fā)的地理影像處理工具包，支持在Photoshop環(huán)境下導入導出大數(shù)據(jù)量遙感影像，進行影像投影轉換、地理參考（糾正）、地理裁切、快速鑲嵌（快拼）、地形暈渲、影像融合（pansharping)、瓦片生成、網(wǎng)絡地圖輸出等功能[1]。

2.軟件優(yōu)勢

通過分析比對，Geographic Imager地理影像插件與同類軟件銳宇博圖中間件相比，具有如下幾方面優(yōu)勢[2]。

（1）理論上可以支持無限大的數(shù)據(jù)，僅依賴于硬件環(huán)境。對于擴展的地理影像格式，優(yōu)化后的效率較之前有大幅提升。

（3）支持多幅影像基于坐標進行自動鑲嵌，可以進行實時投影轉換。

（4）不僅支持根據(jù)矢量范圍進行影像裁切，且支持根據(jù)像素坐標、大地坐標、參考影像以及（shp、dwg、kml等格式）進行影像裁切。

（5）支持根據(jù)瓦片大小或數(shù)據(jù)將影像進行切片，可將瓦片保存成多種數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)批量裁切功能。

（6）支持輸出Google maps/Bing maps/OpenStreetMap等格式影像多級切片。

（7）當打開地理影像時，Geographic Imager 能自動識別 GIS 柵格格式并且試著查找與之匹配的參考文件，且參考信息會顯示在Geographic Imager面板上。

（8）支持BigTIFF文件讀、寫。

（9）支持在Photoshop中量測點位地理坐標并輸出。

更“欠扁”的是，家長會后，我的座位被班主任周老師從正數(shù)第三排調(diào)到了倒數(shù)第三排。我前后一米內(nèi)的同學，成績立刻從班上正數(shù)前十換成了倒數(shù)前十。周老師的理由是：讓成績先好起來的同學帶動成績后好起來的同學，最終達到“共同進步”。聽起來是不是很“高大上”？但是我卻有一種被拋棄的感覺。也許是看我臉色不佳，周老師特意把我叫到辦公室談心。

二、影像鑲嵌、裁切及投影轉換

在實際生產(chǎn)過程中，由于測區(qū)較多，且和外省及省內(nèi)其他單位要進行接邊工作，需要溝通協(xié)調(diào)，與接邊單位共同商議統(tǒng)一的勻色模板，在外部利用其它軟件對2018年的縣域正射影像成果做好勻色工作。Geographic Imager地理影像插件增強了Adobe Photoshop的功能以高速的處理地理空間影像數(shù)據(jù)。在該項目制作中，充分利用了Geographic Imager的鑲嵌、拼接、裁切、投影轉換等功能。

1.影像導入

首先把影像導入軟件中，影像導入分為一般導入和高級導入兩種。

一般導入時，打開一幅縣域正射影像與在Adobe Photoshop里打開任意其它影像的方式一樣，在界面下打開所要拼接的多個正射影像即可。

注意的是：如果需要拼接的影像沒有地理空間參考信息，可以在軟件下為其指定參考信息和坐標系統(tǒng)。指定坐標系統(tǒng)時也有兩種方式可以選擇，一種是在坐標系統(tǒng)庫里直接選擇一種系統(tǒng)，另一種是可以直接選擇已打開的影像文件的坐標系統(tǒng)。

高級導入功能可以導入多個影像，并且提供了有用的設置可以改變參考文件、坐標系統(tǒng)、彩色通道管理，調(diào)整影像大小和范圍甚至是鑲嵌。對于按指定地理范圍快速裁切大數(shù)據(jù)量的影像很有用，因為原來可能需要很長的加載時間。該功能可以導入不同格式、不同大小、不同坐標系統(tǒng)的兩景影像，然后將它們鑲嵌在一起。

值得注意的是：在Layers面板里，根據(jù)導入的多幅影像只生成一個圖層，如想保留單個的圖層，要在Advanced Import對話框里勾選Keepsource data on separate layers選項。

2.影像鑲嵌

Geographic Imager可以將這些影像鑲嵌生成一個單獨的合并后的空間影像[3]。Mosaic 功能可以將輸入的多個帶有地理參考的影像合并生成一個單獨的帶有地理參考的合成影像。鑲嵌處理所需的可用文件可以是不同坐標系統(tǒng)的、不同像素大小的、不同旋轉角度的。這些文件都會被實時轉換跟目標鑲嵌文件的屬性一致。當進行鑲嵌時，還可以使用高級轉換選項來指定坐標系統(tǒng)、重采樣像素大小或者旋轉角度[4]。

如果將將多個縣域的影像鑲嵌在一起，目標文件是投影坐標系統(tǒng)。鑲嵌結果就是跟目標文件一樣的投影坐標系統(tǒng)。

在Adobe Photoshop里，找到Tutorial DataAmericas文件夾，打開A1.tif、 A2.tif、A3.tif 和 A4.tif 文件，在鑲嵌對話框里會顯示出待鑲嵌的文件，即可利用Mosaic功能實現(xiàn)多個縣域的鑲嵌拼接。

注意的是：如果A2.tif 是目標鑲嵌文件，也就是說其它影像會統(tǒng)一轉換到與之相同的投影坐標系統(tǒng)下然后再鑲嵌在一起。 用于鑲嵌的文件可以是不同的坐標系統(tǒng)、不同的像素大小或者旋轉角度，都可以無須轉換直接進行鑲嵌。這些影像將以目標文件的坐標系統(tǒng)和像素大小為標準。

如果當目標文件有旋轉角度時，是不支持鑲嵌過程中進行轉換的。要想鑲嵌到帶有旋轉的目標文件里的話，待鑲嵌的文件必須跟目標文件有相同的投影坐標系統(tǒng)、像素大小和旋轉角度。

3.影像分幅

影像分幅（Tile）功能是將單個的影像切分成多個影像[5]。對影像進行分幅可采用兩種方式：圖幅數(shù)量或者圖幅大小。如果原始影像是有地理參考的，那么分幅后的影像都是附有參考文件的（或者影像自身內(nèi)部有參考信息的格式，如 GeoTIFF, BigTIFF或者TIFF）。分幅后的圖幅可以按順序命名，也可以按行列號或者角點坐標命名。

利用影像分幅功能可以把一塊影像分成9個相同大小的影像（圖1）。該功能可以設置裁切圖幅的重疊范圍，每個圖幅的名稱里將包括原始影像的名稱+自身的行列編號。

4.影像裁切

裁切（ GeoCrop）功能是對帶有地理參考的影像基于裁切范圍進行裁切[6]?？梢酝ㄟ^以下幾種方式來設定裁切范圍：手動劃定、基于像素、基于地理或投影坐標基于已有文件、基于一種坐標系統(tǒng)范圍線、基于一個矢量范圍文件。按項目要求，三調(diào)影像選擇好縣域范圍裁切成縣域DOM成果。

應注意的是， 當指定裁切參數(shù)的時候，GeoCrop 對話框里的預覽圖會實時更新顯示預裁切范圍（圖2）。裁切后的地理空間影像仍然保留著參考信息。Advanced Import功能可以使用GeoCrop功能導入大數(shù)據(jù)量影像而無須先打開。如果是自帶圖層的影像（鑲嵌） 裁切后仍然會保留其原有的圖層結構和alpha通道。

5.投影轉換

現(xiàn)有三調(diào)正射影像成果投影方式為高斯-克呂格投影，3°分帶。全國正射影像一張圖服務發(fā)布需經(jīng)緯度坐標模式，需對正射影像成果進行投影變換和重采樣，制作全國經(jīng)緯度坐標(分辨率單位：度)的正射影像成果，重采樣分辨率要求不低于原始正射影像產(chǎn)品平面分辨率，單位為米[7]。

Geographic Imager使用GeoTransform技術，這是一種很成熟的影像重投影機制，廣泛支持多達幾千種大地和地理坐標系統(tǒng)的轉換，能夠在Adobe Photoshop里對影像進行投影轉換。另外，Geographic Imager 還支持自定義投影。

利用軟件對縣域正射影像成果進行投影轉換，值得注意的是像素大小可以按用戶指定的值進行修改。這樣在本質(zhì)上來說就改變了影像的大小，因為每個像素代表一個制圖單元。

6.影像接邊、影像編輯

根 據(jù)《第三次全國土地調(diào)查正射影像生產(chǎn)技術規(guī)程》要求，現(xiàn)有三調(diào)正射影像接邊限差不超過5米[8]。為 了滿足三調(diào)成果發(fā)布和服務的最新需求，三調(diào)全國正射影像一張圖要求相鄰縣域間接邊精度不超過1~2米。因此，需要對相鄰縣域的接邊進行檢查和接邊差改正，以滿足建庫、發(fā)布和服務的新需求。

圖1 Tile影像分幅示意圖

利用Geographic Imager對縣域正射影像成果進行圖面檢查，可以流暢的打開大數(shù)據(jù)量的縣域影像成果，并對需要接邊的縣域影像進行影像接邊、影像編輯等工作。

圖2 GeoCrop裁切示意圖

三、結束語

通過應用Geographic Imager軟件在三調(diào)影像一張圖項目中對縣域影像的拼接、鑲嵌及投影轉換等方面進行研究，總結其優(yōu)勢，并歸納其在影像制作過程中需要注意的事項，為后續(xù)生產(chǎn)提供有利的技術支撐。