基于A3數字航攝儀的快速生產方法研究

周樹旺

摘 要：以天津某縣域1：2000DOM生產為例，分析利用A3數碼航空影像進行DOM生產優勢，設計出一套切實可行的快速成圖方案指出采用基于InPho和SQL Server相結合的網絡化生產模式，分機批量Wallis濾波器勻色處理及鑲嵌線自動生成輔以人工編輯，能有效提高生產效率及滿足正射影像產品幾何精度要求。

關鍵詞：A3 數字航攝儀 影像 快速成圖

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0029-01

為滿足天津某縣“十二五””基礎測繪服務城鄉規劃建設需要，2013年對該縣進行航空攝影，采用新型A3數碼航攝儀，制作1∶2000真彩色數字正射影像圖（DOM）。

1 A3數碼航空攝影測量系統的組成和特點

A3數碼航空攝影測量系統是一整套不可分割航空數碼系統，主要包括空中和地面兩大部分。空中設備主要有：航攝儀、控制存儲設備、飛行導航管理系統。

地面數據后處理系統由后處理軟件和硬件組成，主要功能包括：飛行設計、數據下載、數據準備、和數據處理。可自動完成空中三角測量并生成DSM、DOM、傾斜影像、拼合后常規大幅面立體模型等產品。整套A3數碼航空攝影測量系統的特點：影像獲取非常高效，是同類數碼航空攝影系統的2～4倍。一次飛行可同時獲取垂直和傾斜影像。無需控制點和IMU設備就可獲取高精度結果。全自動的空中三角測量、DTM、大面積正射影像成圖及鑲嵌。數據處理能力非常強大，可在2～5 d時間內處理5000平方公里的影像數據。

2 正射影像生產實踐

常規攝影測量制作正射影像圖的流程一般為：航攝獲取影像數據、外業布置像控點、內業空三加密解算、手工或半自動獲取DEM數據、幾何糾正生成正射影像圖，從航攝到最終產品輸出需要幾個月甚至更長時間。A3自帶IMU/UPS輔助系統，獲取影像數據的同時，獲得每張像片高精度外方位元素，三線陣分別組成的立體像對自動提取DEM數據，該方法能夠滿足1：2000比例尺正射影像圖精度要求，最大限度地減少外業工作量并在一定程度上降低內業數據處理時間，縮短生產周期。具體正射影像制作流程如圖1所示。

2010年利用UCX航空影像數據源制作1∶2000正射影像部分區域如圖2所示，利用A3影像制作相應區域正射影像如圖4所示。通過對比發現，A3正射影像紋理結構信息更豐富，色彩真實、陰影等細節體現更好。

3 快速成圖方法研究

在大比例尺正射影像生產過程中，海量的數據組織、影像勻光勻色、鑲嵌方法的選擇、后期編輯檢查等問題均能直接影響數據生產質量和效率。德國InPho公司的OrthoVista軟件模塊在多源數據的色彩調整、拼接勻色、鑲嵌編輯方面具有強大優勢，該工程的影像拼接及鑲嵌等工序均在OrthoVista模塊下完成。

像片總數高達2300余張，總數據量超過10TB，測區內存在大面積水域及云影，影像顏色不均勻等不利因素，因此探索快速成圖方法顯得尤為重要。針對具體生產實踐問題，探索出A3正射影像制作快速成圖規律與方法。

（1）采用基于InPho和SQL Server相結合的客戶端/服務器（C/S）生產模式。針對A3數據特點，選用InPho和SQL Server相結合應用模式，數據組織時只需提交海量A3數據的存儲路徑信息，即可方便地進行數據更新和工程的修改，在影像鑲嵌中，可以實時預覽不同成圖分辨率的影像拼接結果，根據不同需求及時修改編輯不合理接邊線信息，避免產生常規影像鑲嵌時大量中間冗余數據，很大程度上提高了生產效率。（2）分機批量勻色處理可縮短成圖時間。項目涉及天津市某縣域，范圍廣，地貌類型較復雜，包括城市及遠城區居民地、水系、山體和植被等，顏色呈多樣化。為保證鑲嵌后正射影像色彩一致、均勻，需針對航攝過程中出現的色差，對生成A3 L2級正射影像進行色彩處理，包括單影像色彩調整與多影像色彩均衡。影像的均值反映其色調和亮度，而標準偏差則反映其灰度動態變化范圍，由于鑲嵌范圍內地物具有相關性，理想情況下獲取的用于鑲嵌的不同影像應該具有近似一致的均值與標準偏差。Wallis濾波器則可以將影像的局部灰度均值和方差映射到給定的灰度均值和方差值，因此采用Wallis濾波器整體勻色批處理。選取5個代表不同地貌的影像圖，進行綜合處理，計算出符合整個測區的標準均值和方差。因為待處理影像比較多，勻色時間消耗長，所以同時采用多臺計算機分機分步進行勻色整體批處理，且盡量在夜間進行，有效提高運算效率，節約時間成本。（3）鑲嵌線自動生成及二次重用。通常城區的建筑物密集，高層建筑在影像上容易產生投影差，導致在影像鑲嵌過程中極易出現拼接錯位、邊緣模糊、有虛影等情況，因此在進行城市居民地密集區A3正射影像生產中，鑲嵌拼接是影響產品質量的重要環節。項目采用InPho拼接線自動生成、輔以人工檢查的方法對影像進行拼接，既保證了產品質量，又確保了項目進度。

4 結語

該項目數據量大、工期緊，采用A3數據源進行大比例尺正射影像生產，成果通過了精度評定與質量檢查，及時為天津市新農村集體土地調查提供了遙感信息保障。實踐表明，采用基于InPho和SQI. Server相結合的網絡化生產模式，分機批量Wallis濾波器勻色處理及鑲嵌線自動生成輔以人工編輯，不僅保證了A3正射影像產品質量和精度，而且在海量數據存儲與組織、提高生產效率方面具有明顯優勢。

參考文獻

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