不同影像處理系統(tǒng)的空三數(shù)據(jù)處理比較分析

何亦磊

摘 要 影像處理系統(tǒng)的空三數(shù)據(jù)處理是十分重要的，本文主要從不同的數(shù)據(jù)處理方式出發(fā)，分析了目前主要使用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的性能以及各自的優(yōu)缺點，以期得出更好的數(shù)據(jù)處理方式，使其能夠對影像數(shù)據(jù)進行更加完美的處理。

關鍵詞 像素工廠 海拉瓦數(shù)字測量 空三測量

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）12-0007-02

目前，隨著像素工廠在我國相關行業(yè)中的使用越來越為廣泛，也給我國的影像數(shù)據(jù)的處理帶來了新的發(fā)展[1]。像素工廠是自動化程度較高的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，不僅在處理速度和處理精度上具備一定的優(yōu)勢，已經(jīng)是得到了市場的檢驗，在應用和使用之上都是比較成熟的系統(tǒng)。但由于我國對這一應用中存在著部分的不足，導致了在利用這一影像處理系統(tǒng)對相應的空三數(shù)據(jù)進行分析時，容易出現(xiàn)部分問題。而在國內(nèi)已經(jīng)有了一定應用歷史的影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)，這一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在我國已經(jīng)擁有了一定的應用年限，操作起來也更為簡便[2]。除此之外，在我國影像數(shù)據(jù)的處理歷史當中，機載三線陣相機的應用也十分廣泛。因此，本文主要對在原理、操作方式以及應用上都具有一定差異的不同影像處理系統(tǒng)進行了分析，旨在尋求更為適合我國本土化的影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠更好地分析空三數(shù)據(jù)，促進我國影像數(shù)據(jù)事業(yè)的發(fā)展水平和發(fā)展速度。

1 原理簡介

首先，在不同的影像處理系統(tǒng)對于空三數(shù)據(jù)的分析的原理當中，空三數(shù)據(jù)的原理和分析也是十分重要的。空三數(shù)據(jù)的測量和分析是基于對相應采集數(shù)據(jù)，通過相應的數(shù)學幾何模型，來實現(xiàn)坐標與坐標間的精確轉換，在實際生產(chǎn)應用當中，具有十分重要的戰(zhàn)略意義，可以廣泛地應用于GPS、空間遙感技術等等方面，是現(xiàn)代高精尖技術的結晶之一[3]。因此，不同的影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對于空三數(shù)據(jù)的測量是十分重要的。如果不能有效且精確地測量到相應的空三數(shù)據(jù)，會對接下來的數(shù)據(jù)分析的準確程度帶來一定的影響。而在有效地對數(shù)據(jù)進行了采集后，影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則需要具備一定的準確性，以確保能夠精準的轉換相應的坐標，通過計算機等手段來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，讓工作人員能夠根據(jù)得到的數(shù)據(jù)處理結果進行進一步的深入分析。而除此之外，影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在對數(shù)據(jù)進行處理時，也需要具備一定的完整性，即使用的系統(tǒng)可以進行完全的分析，不會漏掉相應的數(shù)據(jù)，以免影響到最終的處理結果。

1.1 基于像素工廠中的空三數(shù)據(jù)測量

像素工廠是當今世界使用較為廣泛且用于空三數(shù)據(jù)測量以及分析的大型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。這種處理系統(tǒng)之所以能夠被絕大部分的工作人員認可，也是基于其在數(shù)據(jù)處理功能上的強大。像素工廠在核心的數(shù)據(jù)處理器之外，能夠通過現(xiàn)代網(wǎng)絡設置多個數(shù)據(jù)處理節(jié)點，從而使得這一處理方式擁有著對數(shù)據(jù)的快速處理能力，可以有效地幫助工作人員對數(shù)據(jù)進行分析。而在空三數(shù)據(jù)的測量和處理上，像素工廠也有其特殊之處。像素工廠雖然能夠較為快速準確地對數(shù)據(jù)進行分析和處理，但也是存在著一定的限制。

利用像素工廠對空三數(shù)據(jù)進行分析時，需要了解像素工廠在空三數(shù)據(jù)分析當中的一些特性。第一，如果要利用像素工廠對所采集到的影像數(shù)據(jù)進行分析，則要求影像數(shù)據(jù)必須是帶有初始的定位信息。而傳統(tǒng)影像數(shù)據(jù)，例如膠片影像數(shù)據(jù)，如果要利用像素工廠進行分析，必須要經(jīng)過復雜的數(shù)據(jù)處理過程，這一特點也造成了有一部分影像數(shù)據(jù)不能利用像素工廠進行分析處理;第二，像素工廠是利用多個數(shù)據(jù)處理節(jié)點與核心數(shù)據(jù)處理并行的方式來實現(xiàn)對空三數(shù)據(jù)的有效測量處理的，而利用上述方式對空三數(shù)據(jù)進行測量和處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也有許多，但像素工廠對于數(shù)據(jù)處理節(jié)點的相應要求較低，對不同的數(shù)據(jù)處理節(jié)點的整合能力較強，在一定程度上是不可替代的;第三，在對較大區(qū)域的空三數(shù)據(jù)的處理和測量當中，像素工廠也具有優(yōu)勢。像素工廠可以對較大區(qū)域的數(shù)據(jù)進行整體性的分析，從而使得像素工廠能夠將大型區(qū)域的相應數(shù)據(jù)處理得更為具備準確性;第四，在對數(shù)據(jù)進行采集時，像素工廠擁有多種分析空三數(shù)據(jù)的方式，這也使得利用像素工廠對數(shù)據(jù)進行分析時，可以同時利用多種方式，并且通過對分析結果的對比，使得以空三數(shù)據(jù)的處理結果的精確度更高;第五，通過像素工廠測量分析處理的空三數(shù)據(jù)，可以通過多種方式進行展現(xiàn)，能夠有效地降低工作人員在處理大量的空三影像數(shù)據(jù)的困難，提升工作人員的分析處理效率。

1.2 基于海拉瓦數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的空三數(shù)據(jù)測量

海拉瓦數(shù)字攝影測量系統(tǒng)（SOCET SET）也是常用的一種空三數(shù)據(jù)測量處理的方式。這種對影響數(shù)據(jù)進行處理的方式應用要比像素工廠的應用更早一些，具有更多地使用經(jīng)驗，這也使得海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)在功能上更加的完備，并且具有更好的穩(wěn)定性。而在對空三數(shù)據(jù)進行測量時，海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)的這一特性也幫助工作人員完成了許多的任務。

以海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)對空三數(shù)據(jù)進行分析和測量時，也具備一定的特性。首先，海拉瓦數(shù)字處理系統(tǒng)在對空三數(shù)據(jù)進行分析處理時，具有更加快捷和方便地轉換系統(tǒng)，這也意味著在實際應用當中，海拉瓦系統(tǒng)可以更為有效地通過影像信息來推導對應的坐標信息，從而幫助工作人員對于空三數(shù)據(jù)的整體分析;其次，海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)在傳感器的通用使用上具有一定的研究和建設。這也使得海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)能夠適應各地對于影像信息處理上的不同，也能讓海拉瓦系統(tǒng)對不同的影像信息進行分析，得出更多的結論;最后，海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)對相應的影像數(shù)據(jù)的分析速度很快，在這一點上具備一定的優(yōu)勢，由于海拉瓦系統(tǒng)對于參數(shù)的選擇要求較高，在對空三數(shù)據(jù)進行快速分析的同時，也保留了一定的精準度。這使得海拉瓦數(shù)字系統(tǒng)在實際的使用當中，能夠讓工作人員在有限的時間內(nèi)分析更多的有效數(shù)據(jù)，并且得到對應的正確結論。與此同時，海拉瓦系統(tǒng)在實際應用之中的自動化程度不如像素工廠，由于海拉瓦系統(tǒng)要求工作人員通過手動操作來選取對應的分析點，從而造成了這一系統(tǒng)在使用上的難度較高，對工作人員的細心程度以及耐心程度都有一定的要求。

1.3 基于機載三線陣相機的空三數(shù)據(jù)測量

機載三線陣相機對于空三數(shù)據(jù)的測量原理具有一定的特殊性。以ADS40三線陣影像測量為基礎，對空三數(shù)據(jù)進行分析的過程中，主要是通過特殊的線陣傳感器對數(shù)據(jù)進行了分析和整合，進而成像的方式，來讓工作人員能夠有效地掌握基于這一方式的空三數(shù)據(jù)測量結果。

利用上述方式進行空三數(shù)據(jù)測量時，也具備相應的特性：首先，使用三線陣方式測量影像時，同樣需要工作人員的手動操作。這一測量方式對相應地區(qū)的選擇上可能會存在著一定的誤差，這也就要求工作人員能夠及時地甄別其中不適合的數(shù)據(jù)進行分析調(diào)整，以保證最終的空三數(shù)據(jù)分析結果是精確且有效的;其次，在對空三數(shù)據(jù)進行分析時，使用三線陣影像測量的方式分析時，可以進行自動匹配連接點。但利用這一方式自動匹配相應的APM連接點后，工作人員也應當對連接點進行一定的分析和處理，以保證連接點都能夠有效地實現(xiàn)空中三角數(shù)據(jù)的測量和分析;最后，在利用這一數(shù)據(jù)測量分析方式進行數(shù)據(jù)分析時，需要注意對GPS數(shù)據(jù)的分析。在機載三線陣測量數(shù)據(jù)的分析過程中，由于GPS數(shù)據(jù)必不可少的會帶有一定的誤差，也使得最終的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)上存在了一定的誤差。這也可以通過工作人員的分析進行一定程度上的處理，以此來進一步提升其準確性。

2 實驗分析與性能比較

在以上三種不同的對空中三角數(shù)據(jù)的測量和分析的方式當中，本文也進行了一定的性能比較。首先，與海拉瓦數(shù)字處理系統(tǒng)以及機載三線陣相機數(shù)據(jù)測量相比，像素工廠無疑是更加具有自動化水平的，在操作難度上是最低的，不需要工作人員對數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)選擇的相應點進行分析和處理;其次，與像素工廠和機載三線陣的測量分析方式相比，海拉瓦數(shù)字處理系統(tǒng)的對空中三角數(shù)據(jù)的測量和分析的運算速度無疑是最快的。這也導致了這一處理系統(tǒng)在實際應用當中能夠給工作人員帶來更多的分析結果，減少對空中三角數(shù)據(jù)的分析時間，給工作人員的進一步工作留下更多的富余時間。

以上的三種對空中三角數(shù)據(jù)的測量和分析的處理系統(tǒng)，在對空三數(shù)據(jù)的精確程度上相差不大，都能較為準確地對相應的數(shù)據(jù)進行分析，并且在分析過程中，都能夠給工作人員提供一定的幫助，以此來減輕工作人員的工作強度和負擔。而比起其他兩種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，像素工廠對于較大區(qū)域數(shù)據(jù)的處理上無疑更加具備優(yōu)勢，但在小范圍的數(shù)據(jù)處理中，像素工廠的優(yōu)勢則不算明顯。但目前，像素工廠在全世界范圍內(nèi)應用最為廣泛，而海拉瓦數(shù)字處理在我國有著很長的使用歷史，三線陣數(shù)據(jù)測量分析系統(tǒng)則是通過特殊的傳感器進行測量。通過對這三種數(shù)據(jù)測量和分析系統(tǒng)的對比，我們可以得出一個結論，即在影像數(shù)據(jù)的處理之中，三種方式都具有各自的優(yōu)勢和劣勢。因此，如果想要對空三數(shù)據(jù)進行更為完備的分析和處理，在實際應用過程中，可以通過不同數(shù)據(jù)處理方式得到的結果進行對照，從而得出最優(yōu)的答案。

3 總結

在實際的生產(chǎn)當中，對影像處理系統(tǒng)的選擇不僅僅要從影像系統(tǒng)的應用和對數(shù)據(jù)測量的精準程度來進行選擇[4]。這些影像系統(tǒng)能否承擔更為多種多樣的數(shù)據(jù)測量，在實際應用當中的穩(wěn)定性以及使用壽命，和其在使用過程當中產(chǎn)生的成本問題、操作人員在操作過程中的難度等等，都是在對影像處理系統(tǒng)進行選擇時應當考慮的因素。

參考文獻：

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[3] 杜輝，顧揚名.像素工廠導入Patb格式空三制作DOM的方法及注意事項[J].城市建設理論研究（電子版），2019（14）： 86.

[4] 喬燕英.基于像素工廠制作數(shù)字正射影像圖研究[J].數(shù)字技術與應用，2018，36（12）：70-71.