不同影像處理系統的空三數據處理比較分析

何亦磊

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

關鍵詞 像素工廠 海拉瓦數字測量 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中的使用越來越為廣泛，也給我國的影像數據的處理帶來了新的發展[1]。像素工廠是自動化程度較高的數據處理系統，不僅在處理速度和處理精度上具備一定的優勢，已經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。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對相應的空三數據進行分析時，容易出現部分問題。而在國內已經有了一定應用歷史的影像數據處理系統是海拉瓦數字系統，這一數據處理系統在我國已經擁有了一定的應用年限，操作起來也更為簡便[2]。除此之外，在我國影像數據的處理歷史當中，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進行了分析，旨在尋求更為適合我國本土化的影像數據處理系統，能夠更好地分析空三數據，促進我國影像數據事業的發展水平和發展速度。

1 原理簡介

首先，在不同的影像處理系統對于空三數據的分析的原理當中，空三數據的原理和分析也是十分重要的。空三數據的測量和分析是基于對相應采集數據，通過相應的數學幾何模型，來實現坐標與坐標間的精確轉換，在實際生產應用當中，具有十分重要的戰略意義，可以廣泛地應用于GPS、空間遙感技術等等方面，是現代高精尖技術的結晶之一[3]。因此，不同的影像數據處理系統對于空三數據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據，會對接下來的數據分析的準確程度帶來一定的影響。而在有效地對數據進行了采集后，影像數據處理系統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對數據的處理，讓工作人員能夠根據得到的數據處理結果進行進一步的深入分析。而除此之外，影像數據處理系統在對數據進行處理時，也需要具備一定的完整性，即使用的系統可以進行完全的分析，不會漏掉相應的數據，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據測量

像素工廠是當今世界使用較為廣泛且用于空三數據測量以及分析的大型數據處理系統。這種處理系統之所以能夠被絕大部分的工作人員認可，也是基于其在數據處理功能上的強大。像素工廠在核心的數據處理器之外，能夠通過現代網絡設置多個數據處理節點，從而使得這一處理方式擁有著對數據的快速處理能力，可以有效地幫助工作人員對數據進行分析。而在空三數據的測量和處理上，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據進行分析和處理，但也是存在著一定的限制。

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

1.2 基于海拉瓦數字攝影測量系統的空三數據測量

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

以海拉瓦數字系統對空三數據進行分析和測量時，也具備一定的特性。首先，海拉瓦數字處理系統在對空三數據進行分析處理時，具有更加快捷和方便地轉換系統，這也意味著在實際應用當中，海拉瓦系統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據的整體分析;其次，海拉瓦數字系統在傳感器的通用使用上具有一定的研究和建設。這也使得海拉瓦數字系統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，海拉瓦數字系統對相應的影像數據的分析速度很快，在這一點上具備一定的優勢，由于海拉瓦系統對于參數的選擇要求較高，在對空三數據進行快速分析的同時，也保留了一定的精準度。這使得海拉瓦數字系統在實際的使用當中，能夠讓工作人員在有限的時間內分析更多的有效數據，并且得到對應的正確結論。與此同時，海拉瓦系統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據測量

機載三線陣相機對于空三數據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，對空三數據進行分析的過程中，主要是通過特殊的線陣傳感器對數據進行了分析和整合，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據測量結果。

利用上述方式進行空三數據測量時，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據進行分析調整，以保證最終的空三數據分析結果是精確且有效的;其次，在對空三數據進行分析時，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空中三角數據的測量和分析;最后，在利用這一數據測量分析方式進行數據分析時，需要注意對GPS數據的分析。在機載三線陣測量數據的分析過程中，由于GPS數據必不可少的會帶有一定的誤差，也使得最終的數據呈現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據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，與海拉瓦數字處理系統以及機載三線陣相機數據測量相比，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據分析系統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，海拉瓦數字處理系統的對空中三角數據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，減少對空中三角數據的分析時間，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據的測量和分析的處理系統，在對空三數據的精確程度上相差不大，都能較為準確地對相應的數據進行分析，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。而比起其他兩種數據處理系統，像素工廠對于較大區域數據的處理上無疑更加具備優勢，但在小范圍的數據處理中，像素工廠的優勢則不算明顯。但目前，像素工廠在全世界范圍內應用最為廣泛，而海拉瓦數字處理在我國有著很長的使用歷史，三線陣數據測量分析系統則是通過特殊的傳感器進行測量。通過對這三種數據測量和分析系統的對比，我們可以得出一個結論，即在影像數據的處理之中，三種方式都具有各自的優勢和劣勢。因此，如果想要對空三數據進行更為完備的分析和處理，在實際應用過程中，可以通過不同數據處理方式得到的結果進行對照，從而得出最優的答案。

3 總結

在實際的生產當中，對影像處理系統的選擇不僅僅要從影像系統的應用和對數據測量的精準程度來進行選擇[4]。這些影像系統能否承擔更為多種多樣的數據測量，在實際應用當中的穩定性以及使用壽命，和其在使用過程當中產生的成本問題、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進行選擇時應當考慮的因素。

參考文獻：

[1] 李蕾.不同影像處理系統的空三數據處理比較研究[J].測繪與空間地理信息，2020，43（02）：60-62.

[2] 張金梅，李蕾.基于不同影像處理系統構建綜合生產體系研究[J].測繪與空間地理信息，2020，43（05）：70-72，75.

[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字正射影像圖研究[J].數字技術與應用，2018，36（12）：70-71.