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三调影像底图制作主流程及问题解决方法探讨

发表时间：2021/8/10 来源：《城市建设》2021年8月上15期作者：闫业广

[导读] 国家基础地理信息中心负责组织实施的全国第三次土地调查正射影像生产项目中，前期开始的技术规范、技术设计和相关生产软件的学习，进行试生产，提早发现生产过程中可能遇到的一些问题，并找到有效的解决方法。阐述数据准备，CIPS集群式数据处理系统下正射影像流程化制作和镶嵌，后期影像质量检查和常见问题的解决。具体方法可为相关行业提供参考。

梧州市龙圩区自然资源局闫业广广西梧州 543199

摘要：国家基础地理信息中心负责组织实施的全国第三次土地调查正射影像生产项目中，前期开始的技术规范、技术设计和相关生产软件的学习，进行试生产，提早发现生产过程中可能遇到的一些问题，并找到有效的解决方法。阐述数据准备，CIPS集群式数据处理系统下正射影像流程化制作和镶嵌，后期影像质量检查和常见问题的解决。具体方法可为相关行业提供参考。
关键词：土地调查正射影像；制作流程；方法讨论
        引言
        第三次全国国土调查正射影像生产采用优于1m分辨率的多源卫星影像，结合控制成果、数字高程模型等资料进行正射影像生产，为国土调查提供内业地类图斑采集和外业核查的影像底图。而在西藏部分困难区域，由于基础控制资料稀少，COＲS系统尚未建成，按照常规控制点测量的方法无法满足工期及大面积区域像控点测量的要求，这关系到正射影像底图的快速生产及后续调查工作的顺利开展。
        1数据准备
        根据卫星影像结合表，准备覆盖全部任务范围的GF2号原始影像和1∶10000DEM、DOM数据，分析区域内1∶10000数据是否全部覆盖，若小范围的边角地带无1∶10000数据，就用1∶50000DEM和地理国情普查影像底图替代；非1∶10000地形图覆盖区域原则上按1∶25000地形图成图精度进行正射影像生产。
        1）在Arcmap软件下所在的图层右击打开属性表，在表选项菜单下以*.txt格式导出对应图层JH（景号）、图号所在列的记录。2）下输入数据所在的路径和景号（图号）列表，点击立即搜索，在搜索出的列表下选择复制全部到指定文件夹下（如GF2DEMDOM）。3）原始数据处理，将GF2号卫星影像解压缩到当前文件夹，DEM将所有的数据复制在同一文件夹下，在ArcMap软件下利用工具箱下的栅格→栅格数据集→镶嵌至新栅格，把DEM数据合并成一个*.img或者*.bil格式的数据。4）用PixelGrid软件下带的子程序打开合并后的*.img文件，按1∶10000分幅划分图幅，选中所有图幅输出单幅*.dtm数据，PixelGrid软件下自动匹配时使用。
        2生产处理过程
        对于没有基础测绘1∶10000DEM、DOM的区域，基于1∶50000DEM成果，利用GeowayCIPS对WorldView卫星影像进行处理，具体处理过程如下：1）加载卫星影像，创建金字塔；2）连接点自动匹配，GeowayCIPS区域网平差提供点位规划功能，在测区分布图中根据设定的点数布设点位，可方便有效地实现整个测区的点位布设；3）对匹配完成的连接点进行精确编辑；4）基于精确编辑完的连接点对整个测区进行自由网平差解算；5）导入整理好的控制点成果，根据点之记进行精确刺点，确保测区四角都有控制点，在保证控制点均匀分布和数量足够的前提下，把导入的其他控制点成果设为检查点；6）再对整个测区进行一次区域网平差解算；7）根据平差报告或点列表显示的平差结果，在点列表内选中单个或多个需调整的点，进行点位精编，多次精确调整点位并平差解算，直至所有点都满足生产精度要求。
        3CIPS集群式数据处理系统下正射影像流程化制作
        3.1数据准备
        原始卫星影像、更新后RPC文件*_rpc.txt和地形数据DEM，将拼接成一个*.img或者*.bil格式的DEM数据设置投影，关于大地高转椭球高，平差时控制点成果是大地高，大地高模型和大地高DEM是套合的。平差模型已经是正常高，DEM也要用正常高，故不用转换。
        3.2新建工程
        加载影像→设置原始投影、目标投影、分辨率、视角→创建模型。原始影像设置原始投影选择WGS84，目标投影和DEM的原始投影一致。原始影像范围必须要和DEM有交集，否则工程执行时提示“地形数据与原始影像不相交”。

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        3.3工作流管理
        业务处理前参数设置，正射纠正二：双三次；影像融合：pansharpen；有效范围提取：角模式，其他默认ImageRangeRefineFlow；波段计算：3波段，组合（321）ChannelCombine；16位转8位：单通道，其他默认ImageBitTransformFlow；匀光匀色α：自动匀色，其他默认DodgingWallisFlow，基于全国色彩库，对影像采用相应地区的色彩信息进行空间匀色，无需提供匀色模板。扩展参数：全部选择创建金字塔，便于检查result文件夹下的分步成果，其他均默认。
        4镶嵌成图
        4.1镶嵌成图MosaicFlow
        基于给定的镶嵌网，可以是自动规划的镶嵌网或者是镶嵌规划产生后编辑镶嵌线，需提前生成镶嵌网，且不修改拓扑网。人工编辑的结果无法实时显示，但是可以看到编辑镶嵌后的图像。
        4.2硬镶嵌（不需要镶嵌网）
        根据影像重叠关系直接拼接。成果拼痕明显，但处理效率较高。推荐方法：影像质量较好无云，选自动镶嵌二；影像质量一般无云，选自动规划→自动镶嵌；影像质量较差有云，选自动规划→自动镶嵌→人工镶嵌线编辑→镶嵌成图。镶嵌网软件自动生成镶嵌线，人工编辑后镶嵌线。沿线状地物编辑镶嵌线，使相邻景之间无明显拼痕过渡更自然，减少修改影像的工作量。
        5影像检查与修改
        5.1精度检查
        利用控制点检验影像平面精度，在ArcMap软件下将控制点的*.shp文件和正射影像叠加在一起，找到点号对应的小影像进行对比，量测平面X、Y方向的差值，检查一定数量的点计算中误差。
        5.2图面检查
        1）最小外接矩形无效数据区域RGB值不为（0,0,0）。按技术设计书要求，切线至最小外接矩形之间没有影像数据的区域像素RGB值设为（0,0,0）。县域范围外扩100m裁切输出时NoData值未填写或填写255都是不符合规范要求的。利用DEMEdit软件下DOM转换的功能，在左下角“无效值”选项输入0，可修改此问题。2）相邻景之间拼痕、色彩差异、线状地物错位。借助其他图形处理软件AdobePhotoshopCS6，设置好羽化值，选择其中一景沿线状地物一侧分隔后局部替代。3）变形。主要有桥梁道路变形及地形变化较大区域与已有地形数据不套合造成不同程度的扭曲变形，在AdobePhotoshopCS6软件下用滤镜工具下的液化功能，进行局部修改。
        结束语
        探讨了第三次全国土地调查正射影像制作主要流程和质量检查中发现的主要问题及解决方法，三调正射影像成果按县域分幅数据量较大，处理和修改起来费时费力，笔者将完成此项目的技术流程做了系统阐述，在现阶段的生产中行之有效,一定程度上提高了解决问题的效率。更优化的流程和方法在今后的生产过程中需进一步摸索总结，积累大数据量生产正射影像图的经验，不断提高生产效率和数据质量。
参考文献
[1]郭玲,白建荣.基于集群处理系统的地理国情影像底图制作[J].地理空间信息,2014(2):14-15
[2]柳永红.基于多源高分辨率卫星影像的地理国情普查数字正射影像生产的讨论[J].西部资源,2016(6):148-150
[3]杨珍,张永志,张文军,等.利用集群技术实现卫星影像快速生产数字正射影像[J].测绘通报,2016(8):65-69
[4]邹崇尧,卢圣奇,丁宁,等.PixelGrid快速生产正射影像图[J].地理空间信息,2014(2):65-66
作者简介：闫业广（1985-），男，汉族，安徽阜阳人，本科，中级工程师，主要从事用地报批、用地规划、三调、耕地保护工作。