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2024年4月23日发(作者：reactnative两行折叠)
浙江测绘2020年第2期
技术交流
ZHEJIANG
CEHUI
基于Inpho和Photomap软件的影像智能镶嵌处理研究
夏梦蝶袁吴霞仙袁盛君袁汪梦剑
渊浙江省测绘科学技术研究院袁杭州311100冤
摘要院本文介绍了影像镶嵌的基本原理袁剖析了Inpho软件和Photomap软件用于数字正射影像生产的优缺点遥
以生产实践为依托袁深入研究了Inpho软件和Photomap软件的影像镶嵌工作机制袁在此基础上袁提出了
基于两者有机结合的影像智能镶嵌处理方法袁并以实际数据为例袁验证了该方法在实际生产中的可行性
与有效性遥
关键词院影像镶嵌曰Inpho曰Photomap曰智能镶嵌
1引言
近年来袁随着传感器技术的不断发展和航摄
平台的更新换代袁高质量航空遥感影像的获取已
变得越来越野容易冶遥在自然资源调查全面融合开
展的大形势下袁作为传统4D产品的核心产品之
一袁数字正射影像图的更新频率也变得越来越
高袁因此对数字正射影像的生产效率提出了更高
的要求遥在数字正射影像生产流程中袁图面镶嵌
是其关键环节袁其方法的选取和自动镶嵌效果的
好坏很大程度上决定了数字正射影像生产的效
率和图面质量的优劣遥本文以实际生产项目为依
托袁深入研究了Inpho软件和Photomap软件的影
像镶嵌工作机制袁分析了各自的优缺点袁并结合
生产实际袁详述了基于两者融合进行影像智能镶
嵌的技术流程遥
2影像镶嵌技术融合
2.1影像镶嵌基本原理
影像镶嵌是将两幅或多幅遥感图像拼接在
一起构成一幅整体图像的过程袁在航空数字正射
影像图实际生产中通常称为单片镶嵌遥影像镶嵌
的过程涉及几何位置镶嵌和影像色彩镶嵌袁其中
几何位置镶嵌是指镶嵌影像间对应物体几何位
置的严格对应袁无明显的错位现象曰色彩镶嵌是
指位于不同影像上的同一物体镶嵌后不因两影
像的灰度差异导致色彩产生突变现象
[1]
遥
目前成熟应用于数字正射影像生产的软件
主要有Inpho袁Photomod袁GXL袁PixelGrid袁Pho-
tomap等袁这些软件都有各自的优势袁但从影像镶
嵌全业务流程角度出发袁又都存在不足遥针对此
情况袁在充分研究不同软件特点的基础上袁选用
Inpho和Photomap软件作为数字正射影像生产
的核心平台并对两者进行串接袁从而达到提高影
像生产效率及图面质量的效果遥
2.2Inpho软件的镶嵌机制
Inpho是国际上著名的数字摄影测量系统袁
除了众所周知的空三加密功能外袁它还具有强大
的正射影像镶嵌匀色功能遥在色彩处理方面袁它
能够针对不同时相的尧任何来源的正射影像进行
自动色彩调整袁自动计算每幅影像的调整辐射
量袁调节影像的色调尧亮度尧对比度及饱和度袁通过
自动色彩和对比度等调整袁改正局部的色彩差异袁
从而实现单片影像间的色彩均衡
[2]
遥在自动镶嵌方
面袁它能够有效的考虑到地形的变化及地物的完
整性袁通过自动探索影像的特征信息袁从而实现影
像智能镶嵌线的自动提取遥具体如图1所示遥
图1Inpho自动生成镶嵌线效果示意图
基于这两点袁Inpho可以很大程度上实现影
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像的自动镶嵌袁但是其自动镶嵌的结果尚未达到
数字正射影像成果的要求袁在实际生产中还必须
针对镶嵌线不合理的区域尧色彩过渡不自然的区
域及地物扭曲变形的区域进行修改遥基于Inpho
软件编辑镶嵌线速度较慢尧无法与PS联动尧编辑
DEM后无法及时更新正射影像的特点袁在生产
中仅利用Inpho的自动镶嵌线提取及自动匀色功
能袁后期的图面二次处理选用Photomap软件进
行
[3]
遥
2.3Photomap软件的镶嵌机制
Photomap软件的核心功能是对DEM/DOM
的处理袁它的主要优势是DEM的网络化编辑尧
DEM/DOM的同步编辑及与PS的联动处理遥在
图面处理前袁首先需要对多幅影像进行镶嵌预处
理袁转换成自定义格式*.domx遥在镶嵌线编辑时袁
它可以增加尧删除节点或者对镶嵌线直接进行拓
扑修改袁修改单条镶嵌线的响应时间仅为秒级袁
很大程度上减少了生产过程中的等待时间遥在地
物扭曲变形处理阶段袁一旦DEM修改完成袁
DOM也同时修改到位袁数据处理人员可以即刻
看到数据处理后的效果
[4]
遥对于镶嵌线编辑和
DEM错误处理后仍遗留的图面问题袁可以调用
PS进行联动处理袁关于这一点Photomap很好的
照顾到了实际生产的需要遥
虽然Photomap软件在影像镶嵌阶段具有极
强的人机交互处理功能袁但是其自动化程度是较
弱的袁主要体现在两方面院渊1冤如图2所示袁它自
动提取的镶嵌线仅是通过计算相邻影像重叠区
中值获得的袁若直接以该镶嵌线为基础进行编
辑袁人工工作量大遥渊2冤除了简单的羽化功能袁它
无法对影像做其他方面的色彩自动处理遥基于这
两点袁在影像镶嵌阶段袁必须选用其它自动化程
度高的软件进行补充
[5]
遥因此在实际生产中将In-
pho软件与Photomap软件进行有机结合袁形成具
有特色的影像智能镶嵌流程遥
2.4智能镶嵌方法
如2.2和2.3所述袁在实际生产中袁使用In-
pho软件的匀色尧智能镶嵌线自动提取功能及Pho-
tomap软件的镶嵌线编辑尧DEM/DOM同步处理尧
PS联动处理功能遥其主要技术流程如图3所示遥
图3智能镶嵌示意图
在将Inpho和Photomap串联使用的过程中袁
必须分析两者支持的镶嵌线文件结构遥通过对比
Inpho和Photomap完成镶嵌预处理后生成的镶
嵌线文件有以下两点共同点院
渊1冤每张单片的镶嵌线均以唯一标识存在袁
并且以各自的格式存储形成了文件集曰
渊2冤可以将整个工程的镶嵌线数据集合成一
个文件并且输出为主流的矢量图形格式渊.dxf冤遥
但是Photomap只能导入单片影像数据的自
定义格式渊*.line冤作为镶嵌线进行使用袁并且该镶
嵌线数据要求有自己特有的字段与图层信息遥为
了实现Inpho镶嵌与Photomap镶嵌的有机结合袁
需要对Inpho自动生成的镶嵌线文件进行数据格
式的转换并匹配相应的字段属性及图层属性遥具
体方法为院渊1冤建立工程袁将Photomap生成的镶
嵌线导出为*.dxf格式文件袁分析其中包含的图
层袁确定镶嵌线导入的格式与图层属性信息曰渊2冤
将Inpho生成的拓扑面文件处理成Photomap适
配的*.line文件袁并需以单文件为单位曰渊3冤在
Photomap中导入处理后的镶嵌线文件进行预镶
嵌处理袁检查镶嵌成果质量遥
3影像智能镶嵌应用
3.1研究区概况
从实践生产角度出发袁为了对本文中提出的
影像智能镶嵌方法的可行性与有效性做出充分
验证袁选择浙江省某区域作为本文的试验区遥试
验区总面积约800平方千米袁区域内包含山地尧
丘陵地尧平地等不同地形类别遥航飞影像利用
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图2Photomap自动生成镶嵌线效果示意图
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DMCIII相机获取袁相幅大小为14592*25728袁试
验区涉及单片数量562张袁航摄时间为12月~1
月遥
3.2色彩均衡及镶嵌线提取
利用空三加密成果及DEM编辑成果进行
数字微分纠正袁从而获得单片遥将单片导入Inpho
的OrthoVista模块袁在ProjectDialog状态栏里
选中所有影像袁将其属性设置为野Active冶袁并检
查影像是否正常显示遥为了减轻后期镶嵌线转换
的工作量袁需设定8位影像有效值为0~254,16
位影像有效值为255~65534遥由于相机拍摄原
因袁可以看到获取的影像存在规律性的辐射强度
不均匀尧色彩偏离尧对比度饱和度差等现象袁如图
4所示遥
图5镶嵌线复杂面情况
图6镶嵌线转换成果
图4单片色彩处理前效果示意图
通过对正射纠正后的影像进行自动色阶调
整袁然后通过影像全局调整GlobalTiltingAd-
justment进行匀色和镶嵌处理袁利用软件的特征
探索算法实现智能镶嵌线的自动提取袁最终得到
色彩均衡后的单片成果和镶嵌线成果遥
3.3镶嵌线转换
在ArcGIS里将所有的单个影像对应的镶嵌
线文件导入到数据集中袁选择保留数据集中的面
渊Polygon冤层信息袁打开属性表袁去掉属性为
Boundary的多边形袁就可以得到最终需要的镶嵌
线数据集遥此外Inpho自动生成的镶嵌线会存在
复杂面的情况袁如图5所示袁该情况在Photomap
软件是无法进行正确的拓扑关系转换的袁因此需
要对此类情况进行处理袁消除复杂面和镂空面遥
在完成对镶嵌线数据集的拓扑编辑后袁即可使用
定制工具将*.dxf格式的镶嵌线文件转换成Pho-
tomap软件可识别的*.line文件袁完成镶嵌线的
最终转换袁如图6所示遥
3.4智能镶嵌
将色彩均衡后的单片和格式转换后的镶嵌
线文件导入Photomap软件袁软件自动解译读入
数据并提示镶嵌线是否转换正确袁确认信息无误
后即可进行影像镶嵌袁综合考虑山地区域与城市
区域的地物特征因素袁将镶嵌羽化值设置为10袁
镶嵌后的成果如图7所示遥从镶嵌后的成果可以
看到镶嵌线在山地区域较好地考虑了山形袁在城
市区域也尽可能地考虑了地物的完整性袁此外利
用色彩均衡后的单片进行镶嵌袁整测区色彩基本
达到了一致袁只需要对局部区域进行镶嵌线的编
辑及色彩过渡的处理再辅以变形区域的二次处
理即可完成数字正射影像成果的生产遥
渊a冤整体镶嵌效果图
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台之间的切换还需要一定的人工工作量袁因此在
今后的研究与生产工作中袁还需要对不同软件平
台之间的自动适配及自动串接进行进一步的研
究袁减少人工干预工作量袁从而更大程度地提高
数字正射影像生产的自动化及智能化水平袁为自
然资源调查提供一定的数据支撑遥
渊b冤镶嵌线效果示意图
图7智能镶嵌成果
4总结与展望
本文从提高数字正射影像生产自动化程度
及效率角度出发袁结合生产实践袁提出了结合
Inpho软件和Photomap软件进行智能镶嵌的方
法袁并以浙江省某区域为试验区袁验证了该方法
的可行性与有效性袁为大规模数字正射影像的快
速高效生产提供了一定的技术参考遥但是在实际
生产中袁两者之间数据格式适配的转换及系统平
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