第三次全國土地調查正射影像生產中PCI GXL系統的應用研究

馬磊

（河南省地圖院，河南 鄭州 450003）

PCI GXL系統是由PCI公司研發的一種全新的方案產品，自動化控制水平較高，在航空影像與衛星影像數據收集中有良好的應用效果。PCI GXL系統能夠提升影像與數字高程模型自動化采集控制效率，包括數據連接點有效結合，將傳統區域網平差正射校正束縛打破，系統內部的各個模塊處于松散狀態，技術人員可以根據實際需求，將完全不同的管理模塊進行科學組合，形成結構更加簡單的PCI GXL系統。

1 PCI GXL系統的應用價值

土地調查的主要目的是了解我國土地資源的利用情況，并對原有的土地調查數據進行全面核實。在第三次全國土地調查中，科學應用PCI GXL系統，能夠幫助有關部門更好地掌握我國現有土地利用情況，對原有的土地數據進行改正，進一步完善我國土地統計與監控調查機制，滿足國民經濟的可持續發展需求。

將先進的計算機信息技術和PCI Geomatics圖像處理方法有效結合，輸出更加準確的數據，能更好地滿足第三次全國土地調查正射影像生產項目實施需求。與傳統的數據分析軟件相比，經PCI GXL系統處理后的影像測量精度更高，在第三次全國土地調查中具有良好的應用前景[1]。

2 PCI GXL系統的特點

2.1 數據存儲能力強

PCI GXL系統的數據存儲能力強，數據處理效率高，結合參考影像與數字高程模型結構特點可知，PCI GXL系統內部的各個數字高程模型有采集控制點與數據連接點，可保證系統的數據安全，實現系統數據的高效管理，而其他遙感影像處理系統并不具備采集控制點與數據連接點[2]。

2.2 影像處理效率高

PCI GXL系統具備較強的并行處理效果，能夠極大地提高影像處理效率，實現影像的高效處理。與ENVI、ERDAS等處理軟件相比，PCI GXL系統的總線結構比較簡單，成本較低，PCI總線的中斷共享主要由硬件與軟件兩部分組成。在處理節點間離散分配任務時，該系統能夠將主作業概念與子作業概念合并處理，保證系統各個子作業模塊的運行速率。

2.3 管理模式先進

與傳統的土地調查影像處理系統不同，PCI GXL系統主要利用模塊處理系統進行影像處理，不斷簡化土地影像區域網當中的正射校正環節，最終提取成為不同的功能模塊。常見的功能模塊主要有控制點采集、正射校正與影像融合等。各個模塊處于松散狀態，保持良好的耦合結構，并不是采用固定順序連接，在實際操作過程中，操作人員可以根據各個模塊的功能，將模塊進行有效組合，形成結構簡單的PCI GXL系統[3]。

3 PCI GXL系統的應用

3.1 項目概況

尉氏縣第三次全國土地調查二標段項目需要用到2016年1月到8月期間獲取的衛星影像，主要包括資源三號、高分二號、天繪一號等多項遙感影像數據，結合該地區的各項控制資料，在數據普查階段，創建更為完善的數字高程模型，并運用常規正射糾正方法，結合影像匹配的方式采集控制點，對時點核準影像進行有效糾正。

3.2 數據與資料準備階段

第三次全國土地調查正射影像中的數據主要來源于高分二號、北京二號0.8m國產遙感衛星影像，為了確保PCI GXL系統在全國土地調查正射影像生產過程中得到有效應用，操作人員需要做好數據與資料準備，根據地理國情普查過程中構建的正射影像數據高程模型，采用影像匹配方式，對土地影像進行采集。一般情況下，土地影像采集主要采用控制點采集方式，將內業與外業控制點數據進行對比分析，確保第三次全國土地調查原始影像真實準確。

3.3 影像導入與采集控制點布置

PCI GXL系統的數據存儲能力較強，能夠保證土地影像數據更加準確，提升RPC模型數據結構的科學性。在第三次全國土地調查過程中，PCI GXL系統能直接將高分二號0.8m國產衛星影像的原始數據直接轉換成為*.pix格式[4]。在影像導入過程中，需要結合系統中各個模塊的運行情況，做好模塊之間的調整工作，進一步提升影像導入的準確性。

此外，在采集控制點時，需要對之前的影像進行全面掃描，直接生成一個比較完整的控制點采集作業。PCI GXL系統可以分為四個參考數據自動采集控制系統，分別處理正射影像、參考影像、線矢量數據和控制點影像庫、多邊形矢量數據等。操作人員需要根據項目結構特點，對區域網絡控制源頭進行合理控制，以更好地采集各個控制點數據。

操作人員要根據像元和線位置，準確判斷各個參考影像位置，并在參考影像搜索半徑范圍內做好控制點采集工作?？刂泣c采集工作完成后，操作人員需要將各項數據進行統一存儲，并在規定時間內輸入系統，對原有的數字模型進行全面改進，確保數據精確配準。

3.4 平差與正射校核

所謂平差，即人們常說的區域網平差，其主要功能是將文件夾內部的重疊影像進行搜索，保證系統的各個連接點得到優化，實現自動采集連接點的目的。PCI GXL系統能夠自動生成校正作業，使得系統各個模塊形成穩定的結構工程，保證系統內部的各個連接點完美連接，以滿足系統運行需求。

為保證平差模塊中數據連接點準確連接，需要妥善控制連接點數量，連接點的數量不宜超過200個，其分數最小值為0.74。在單景區域網中，操作人員可以根據PCI GXL系統的運行現狀，對原有的操作方案進行優化，有效糾正錯誤的影像結果，提高影像結果的準確性。糾正后的影像和DLG套合檢查結果如表1所示。

表1 糾正后的影像和DLG套合檢查結果

在布置控制點時，操作人員可以采取以下兩個方法進行布設：第一，結合區域網形狀規則，將設置點均勻地布置在區域周圍，并在每條隔離帶布設一定量的控制點，盡可能地在重疊區域布設少量點位，以保證控制點分配更加均衡。第二，對于區域網形狀不規則的地段，可以直接將控制點設置在轉角部位，并將各個控制點進行有效連接，針對布置錯誤的控制點，需要做好相應的調節工作，保證各個控制點定位更加精確[5]。

3.5 銳化融合

銳化融合屬于PCI GXL系統的影像自動融合模塊，對于結構不同的影像傳感器，GXL中的影像融合算法更加豐富，操作人員可以根據影像融合效果，將各種算法進行全面優化。常用的算法主要分為兩種：第一，色彩失真算法。第二，采用復雜運算方法進行計算，并創建數據集。為了更好地應用PCI GXL系統，操作人員可以采用多光譜影像算法進行計算，保證光譜分析結果更加精確。

4 結束語

運用PCI GXL系統，能夠保證土地影像數據更加準確，提升RPC模型數據結構的科學性，進一步提高實際作業效率。但是，在運用該系統時，控制點采集環節人工選點與編輯控制點文件的工作量比較大，因此，還需要相關研究人員不斷創新與完善相對影像的快速匹配方法。