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关键词:卫星遥感 QuickBird影像 数字正射影像图(DOM) ENVI
1.引言
遥感影像是通过遥感技术获得的地球表面客体或事物的图像,高分辨率的卫星影像是指像素空间分辨率在10m以内的遥感影像,正射影象是指消除了由于传感器倾斜、地形起伏及地物等引起的畸变以后的影响。正射影象图直观、生动,影像所记录的信息量非常丰富,细节表达的也很清楚,同时更新速度非常快。利用高分辨率卫星影像制作的正射影像精度高,时效性好,生产周期短、更新速度快,能够满足很多行业的要求,可以大大地节省生产成本提高生产效率。
2.DOM的特点
数字正射影象图是利用DEM对遥感图像逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌,按照规定图幅范围裁剪生产形象数据,同时它带有公里网格、图廓整饰和注记的平面图。DOM具有地图精度和影响特征,精度高、信息量丰富、直观性好、制作周期短、连续性好。
3.正射影像制作原理:数值微分纠正
根据已知影像的参数(内、外方位元素)与数字地面模型,利用相应的构像方程式,或按一定的数学模型用控制点解算,从原始非正射投影的数字影像获取正射影像,这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行。通过解求像素的位置,然后进行灰度内插与赋值运算,实现像素与相应地面元素的几何变换。
4.正射影像图制作
数字正射影像(Digital Orthophoto Map,简称DOM)是利用数字高程模型(DEM)对经扫描处理的数字化航空影像,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围裁剪生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。
4.1实验区概况
本文采用的是一幅分辨率为2.4m的快鸟遥感影像图,此图是美国的一个城市城区地图,精度、纬度分别为112.05362548W、33.37717660N。具体如下图所示。
4.2数据预处理
分辨率2.40m的多光谱遥 感影像有1、2、3、4(蓝、绿、红、近红外)4个波段。合成影像时采用了多种合成方式进行对比,经试验最后选择使用1、2、3(蓝、绿、红)波段形成标准假彩色图像,经过ENVI软件的自然色彩变换后输出自然色彩图像,输出后影像色彩效果比较真实。
4.3 影像纠正
数据在使用时,必须具有较高的空间配准精度,这就需要对获取的原始影像进行高精度的几何纠正。本次作业地形起伏较小,地势比较平坦,所以选用了多项式法。
4.3.1控制点输入
为了保证选点的正确性,控制点输入应该采用键盘输入坐标,在进行纠正。GCP的选择对于几何校正的精度有着显著的影响。GCP应是在原始图像上分布均匀并能正确识别和定位、在地形图上可以精确定位的特征点以及特征线的重点。
4.3.2 重采样校正输出
选择的GCP的RSM误差必须小于1个像素,只有满足这个条件,才能保证几何校正的精度。如若选择的GCP的RSM误差大于1个像素,它是不符合要求的,必须将其删除。
在几何校正的控制点位置输入计算完成后,进行重采样输出,计算内插新像素的灰度值。重采样是计算被校正图像的文件值,并生成新文件的处理。有三种重采样方法:最近邻点法、双线性插值、三次卷积法。本试验选择双线性插值输出经校正的卫星影像。
4.3.3精度分析。(图 2误差分析图略)
从图2可以看出,采用多项式方法对原图进行校正,GCP的RSM误差在一个像素左右,基本上满足了校正的精度。在校正的时候,尽量选取易于判读的点可以确保GCP的位置精度,进而基本上可以达到校正的目的。
4.4 影像剪切
数字正射影像图具有地形图垂直投影的特性,地形图直观,内容丰富。数字正射影像可作为影像地图浏览系统的基础数据使用。此类系统可以应用于规划、土地、水利、林业、房管、交通、公安等部门及GPS导航查询、电子地图等领域。如果没有数字正射影像的支持,则无法显示细部,所以应该按照标准制图形式进行制图,每幅图还得加上图名、比例尺、图幅经纬度等信息,以便于以后更好的应用。
4.5图幅整饰
本文运用ENVI软件,采用快速制图方法,在纠正后影像图上加上了图幅名、比例尺以及该影像图的经纬度,最终,制成正射影像图如图3。
5.结束语
随着卫星技术的发展,卫星获得的遥感影像分辨率越来越高,利用专业的遥感图像处理软件对遥感图像进行正射纠正,然后制作正射影像图。不断提高卫星的分辨率,努力开发更好的遥感图像处理软件,从而使DOM更好的为人类生产、生活做贡献。
参考文献:
[1]王利英,宋伟东.基于高分辨率Quick Bird影像的数字正射影像图的制作[J].测绘与空间地理信息,2006,29(4):69-71.
关键词:计算机应用软件;影像制作;Photoshop
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)11-0163-02
“数字化影视”是一种将某些传统制片技术通过计算机和数字、音像、处理盘式记录以及网络等技术集合而产生的新的影视制作方式,制作出的全新的影视类型,它是一个从前期到后期再到发行的完整的流程。
数字化的出现一方面让我们看到计算机使影像创作得以复兴,另一方面让我们看到各种兴起的市场,数字技术进入数字化使影视发生革命性变化,重新定义。计算机和软件在影视各方面得到运用,提高了生产效率。用计算机改变、增强和重新造型影片原始画面的实践活动稳步发展。计算机以数字方式和增强电影影像的方法创建出一个个神奇的画面:用资料影视作数字式棚外场景、数字式彩色校正、滤光效果和绘画、数字式影像的合成、数字式动画制作、数字式影片修复、数字式线痕去除、数字化影像增强、数字化缺陷消除、计算机生成素材和胶片拍摄素材的集成。
影视数字化从根本上改变了影视的命运,数字化影视创造娱乐设施的新时代。当影视观众被其他传媒所吸引的时候,影视只有进行再次革新才有生存的可能。数字化运算创造出的多层合成的神气场景、震撼人心的音响效果,加上无幕框的特大银幕画面所形成的影院放映的临场感、真实感是任何传媒无法比拟的。各种非凡效果的娱乐节目、动感电影、虚拟现场以及各种新型节目都会为活动影像节目生产注入新鲜血液。影视节目的制作和播放,由于数字化方式的加入,而变得更加多元化、随机化、全球化和可追求化。
1改变了传统影视制作方式
从制作层面来说,从剧本写作的电子化,素材传递的数字化,布景搭建、照明设想的数字化模拟,以及电子化的场记,现场的数字化录入,数字化编辑都将大大提高影视视听质量和效果的精度、强度和感染力,同时又有利于导演更好的思索创作。
影视后期制作系统逐步由模拟制作系统转化为数字分量制作系统;数字信号的记录媒体也由单一的磁带记录转化为由磁带、磁盘存储的多元化的媒体存储方式;计算机工作站的介入,打破了由切换台、特技机、编辑控制器一统天下的制作模式;特别是以PC为核心的非线性编辑、2维动画、3维动画的逐步成熟,使影视后期的技术变得更加多样。
影视后期软件的操作界面越来越像电脑主机的配置,尽量做到板块化、集成化,这样看起来既美观又不显繁琐。传统的繁琐的影视制作流程,如剪辑、绘图、字幕、声音、特技等被越来越多地继续到同一个后期制作软件中。例如DIGITAL FUSION、AFTEREFFECTS、COMBUSTION等软件与之前的版本相比,功能越来越多,越来越完善。而SOFTIMAGE DS则干脆把后期制作几乎所有方面都集中到一起,集剪辑、合成、绘图、声音、特技等于一身。由于这些显而易见的优势,软件的集成化成了各大后期软件供给商的共同追求目标,也许在不久的将来,主要的后期制作软件都会集成各个制作阶段的功能,形成一个完整的后期制作系统,有利于影视后期制作人员“举一反三”把握更多的影视后期软件。
新的媒体格式不断涌现,如高清楚度电视HDTV的出现、网络的飞速发展对影视后期制作提出了新的要求,为适应这些变化,各软件厂商不断完善软件功能,紧跟市场步伐。在AFTER EFFECTS后期的版本中已经支持HDVD、MPEG4及REAL MEDIA格式的制作,其他各种软件也增加了新媒体格式的支持。伴随经济的发展,影视也在飞速发展,今后还会有许多新的音频格式、视频格式出现。
2图像处理软件Photoshop
Photoshop是adboe公司的闻名软件,一个图象软件应用程序,在自问世至今短短的几年时间内,已经成为图片设计师使用工具中不可缺少的一部分,也赢得了神秘和梦幻环境的美称。在这个环境中我们可以为所欲为,可以让自己插上理想的翅膀,可以把破旧的照片修复的天衣无缝,可以让克林顿和你握手……有这样大的功能,它需要多大的内存才能运行呢?这要看要处理的图片大小,一般Phofoshop需要三倍于图象长度的空间,Photoshop有一个功能齐全的工具箱,里面几乎包含了所有在处理图片时想要的工具。在图片处理时,假如你只想对其中一部分操作,可以先用选取工具选取该部分,再进行处理,Photoshop的选取工具很多,有矩形、椭圆形等比较规则的选取工具,对不规则的但颜色相近的选取部分可以采用魔棒来喷取,对外形不规则的但颜色差别又很大的选取部分可以用路径,然后把勾取的路径变为选区,在Phofoshop中还可以用磁性套索工具直接套取,也可以用蒙版方式等很多方法按你要求的外形做一个选区。选区做好了,就可以处理图片了,在处理图片时,有时会发现在某一处错误了,怎么办呢?假如一改可能会牵动整个画面,这时不用着急,还有一个非常面,进阶使用者则选用单轨编辑模式,而需要而对同的工作剐可选择特教或吉音工作环境。
一、与众不同的娱乐工具
为了满足家庭用户需要,不少品牌机都内置了各种软件,而随着娱乐需求的提升,预装影像制作软件也成为品牌机的特色,不少多数品牌机预装的软件都过于复杂,譬如《绘声绘影》虽然功能强大,但上手却不容易,而惠普品牌机预装的Muvee AutoProducer软件,制作家庭短片极其简单,任何人都能很快上手,特别适合计算机操作不熟练的家庭普通用户。
在功能实现方面,利用Muvee AutoProducer只需简单的四步,就能制作出别具一格的多媒体短片,譬如从计算机中导入影像和图片,可使用Muvee AutoProducer直接从摄像机捕捉影像;也可以加入自己喜欢的音乐,并利用软件内所附的模板,为作品选择风格,根据作品展示需求,选择文件格式,可让小朋友和老年人也能制作出高水准的家庭电影。
二、加入电影字幕、画外音
我们知道,制作字幕和画外音是多媒体编辑中较为复杂的步骤,要想让字幕或画外音跟视频画面同步对准,就需要非常细致、而且反复地调动帧画面,这会让操作者感到极为枯燥。但制作字幕和画外音对整个视频效果的帮助时非常大的,比如学学电视节目,给旅游画面配上知识介绍性的文字;学学明星MV,为女友的生日加上感性的画外音等等,
尽管Muvee AutoProducer功能简单,但对最终效果有帮助的功能还是不会缺少的,譬如利用magicMoments和magicSpot功能,可分别为影像素材和图片素材添加字幕以及画外音(如图1、图2)。而目前流行的AVI、MJPEG、WMV、3GP、JPEG、BMP、PNG等格式都能进行编辑。但需要注意,在进行画外音录制时,需要用到麦克风,使用时打开设备,在预览视频时对着话筒配音即可。
三、融入背景音、视频模板
为短片添加音乐文件,是多媒体制作软件必不可少的功能,对于普通家庭用户来说,只需把自己喜欢的流行音乐配到家庭电影中即可,也没太多必要对音频进行过多的编辑,所以Muvee AutoProducer在音频制作部分也显得非常简易,只有添加音乐文件功能,没有变换音轨、剪切合并音乐文件等专业功能。不过由于软件没有音频编辑功能,如果在制作家庭电影时想要编辑背景音乐,此时可利用Adobe Audition工具进行编辑。
调用现成视频模板,让影片有鲜明的个性特色,这是Muvee AutoProducer最大亮点,这可以让小朋友或老年人也能制作高水准家庭电影,软件提供了五种画面风格不同的模板(如图3),当选择其中一个后,屏幕下方会有该风格的文字说明,并且在软件主界面的预览窗口中会即时显示动态画面,操作者可以非常直观地看到模板的效果。此外,软件提供的总预览功能非常实用,这样可以直观看到最终效果,以便及时修改不足之处,而且进行总预览之前并不需要漫长的渲染等待时间。
四、合理选择影片输出格式
[关键词]航空摄影 数字正射影像图
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-269-2
0引言
根据现代科技以及有关测绘的实际作业经验开发出了数字化测绘技术这一半自动化的微机数字摄影测量工作站。在该系统工作站中,主要是由用于各种比例尺的DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射影像)、DLG(数字线划地图)以及DRG(数字栅格地图)这四大类组成,其中DOM就是航测技术中一项重要环节,而且随着航测技术的不断发展,已经从解析向数字升级,为人们带来了更多的便利。
1数字正射影像图的概述
数字正射影像的英文全称是Digital Orthophoto Map,缩写为DOM,它是通过对数字高程模型的利用逐一对扫描处理过的数字化航片和遥感影像的像元进行辐射改正与镶嵌,其裁剪需要根据所规定的图幅来进行,进而得到最终的形象。
数字正射影像图是对航空航天像片进行数字微分纠正及镶嵌,并根据一定图幅范围进行裁剪而得到的数字正射影像集。它是一种具备地图的几何精度,同时也具备影像特征的图像。但是因为正射影像的数据源的获取不同,再加上相关设备及其技术条件的不同,使得其制作方法有很多种,但主要的方法有三种,分别是正射影像图扫描、单片数字微分纠正以及全数字摄影测量方法。其中,正射影像图扫描是指在光学正射影像图的基础上进行影像扫描数字化,再通过几何纠正就能对数字正射影像的数据进行获取。数字正射影影像图的优点众多,例如具有很强的直观性、丰富的信息量以及高精度等,而且还具有较为简单的组成结构,生产和更新周期短。同时而且数字正射影像是数字的,在计算机中可以对其局部进行开发和放大,代表其判读性能、量测性能以及管理性能都很强,可以用以农村土地发证中,指认宗界、地界比,并将其点位坐标数字化,还可以用于土地利用调查等。数字正射影像还可以作为独立的地名注名和背景层,复合公里网格、图廓线以及其他要素,进而进行各专题图的制作。再加上城市化进程的不断深入,数字正射影像图对城市的规划和建设有着很大的影响,并被城市规划行业作为一种数字技术,不断的实践和挖掘,进而不断扩大了其相关市场,同时也让其发展前景变得十分宽广。
2利用航空摄影进行数字正射影像图的制作过程
到目前为止,生成数字正射影像图的最为普遍的方法就是通过全数字摄影测量系统来完成,这种方法所得到的数字正射影像图不仅具有很高的精度以及自动化程度,同时还能够进行大批量DOM的生产。其作业流程应该是:
(1)首先,扫描初始航片。
(2)外业控制测量。
(3)解析空中三角测量加密。
(4)全数字摄影测量的三定向,即绝对定向,相对定向以及内定向。其中绝对定向是通过人工立体观测左右影像,并对其定位,最后对大地坐标系及平面坐标系进行相对应联系的建立。相对定向就是将相对方位的两张图像加以恢复为立体图像,并为其进行立体模型的建立。而内定向则是按照相片的框标以及摄影机的定位参数将其向相片坐标纠正,这种方法主要消除相片变形的问题。
(5)核线影像的制作。在制作的过程中,其同名核线上会有同名像点,在经过核线排列方式形成最终的核线影像。通过这样的方式所得到的核线影像可以让立体观测时候不会有上下视差现象的出现,以此才能确保数字正射影像图的质量。
(6)匹配影像。在进行匹配的时候需要通过全数字摄影测量系统来完成,通常采用的方法是金字塔式的多级匹配,采取这种方法的主要的目的就是保证影像匹配的合理性更强。
(7)在完成影响匹配并得出结果之后,就要手工绘制匹配影像中的特征点,同时还要进行立体编辑。
(8)将初值点、立体交互的编辑结果以及特征点线导入系统,使其进行高程模型DEM的自动生成。
(9)通过分析数字高程模型,DEM所具有的左右核线应该是单独且相邻的,进而形成单像对的DOM。立体交互的编辑结果、绝对定向以及左右核线影像这三个方面都会对此处的DOM产生影响。对于DOM来说,如果左右核线影像的采样方式存在差异的时候,也会得到迥然不同的数字正射影像图,所以在进行左右核线影像的过程中,一定要注意保证每个测区所采取的采样方式都是一致的,进而才能最大限度的防止最终得到存在误差的数据。对于连续像对出现不一致的绝对定向的时候,最终数字正射影像图的接边必定也会有误差出现,这样就会导致所形成的影像产生错位和重影等问题。在编辑立体交互的时候,如果左右像对数字高程模型的接边有误差出现,同样会对最终的数字正射影像图产生影响。对于数字正射影像图来说,数字高程模型的优劣会对数字正射影像的最终形态有着决定性的作用,但也不能说数字高程模型正确,最终得到的DOM也会正确,因此在生成数字正射影像的时候,除了要将数字高程模型把握好,还要注意其中容易出现错误的问题。
(10)数字正射影像的镶嵌精度检查是通过PS技术进行检查,并得到结果。空三是立体摄影测量的一种,它是航空摄影测量中利用像片内在几何特性,在室内加密控制点的方法,也就是通过对具有一定重叠的连续摄取的航摄像片的利用,并根据少量野外控制点,通过摄影测量方法进行与实地相应的航线模型的建立,进而得到加密点的高程及其平面坐标,主要是进行最终所需测量数据的获取。
3制作数字正射影像图的难点
在采集数字正射影像数据的时候,处理山地构面以及高山地DLG数据是比较困难的,因此在进行制作的过程中,可以采取抽稀操作,同时将其中的首曲线删除,这样才能更好进行合理的TIN的构建,使得最终得到准确的数据,并不会有误差出现。对于数字正射影像的拼接来说,需要着重注意大比例尺图以及城镇图,并且在进行拼接还需要对高层建筑物的接边差加以注意,此时进行接边可以采取两种方法,分别是图幅tif和像对tif。在创建数字正射影像的大比例尺地图的时候,为了使得地物不变形,就要处理器桥梁以及位于上坡的建筑,并且在进行构面的时候,最好少于四个点,也就是保证构面是四边面或者三边面。就渡槽和桥梁而言,其组成应该为三个平面,最好是梯形的横截面。如果渡槽和桥梁的高差较大,那么就需要嵌套组合数字正射影像和地面矢量,并尽量使其所构面和相交的两个平面之间具有较大的夹角,但不能大于180度。当图幅中出现多个像对的时候,采用批量制作的最佳的方法。在对DOM进行批量制作之前,需要先将*.job文件以及TIN编辑好,再在JX4C工作站系统中导入编辑好的文件,以此对DOM批处理功能加以纠正。*.job文件的标志行参数通常设为2,这是因为该种批处理时间不会太长,而且相邻像对影像的重叠会比较大,更容易进行影像的拼接。当完成数字正射影像的批处理之后,就能在其拼接界面开始镶嵌。同时在完成DOM采集之后,还需要通过PS技术加以处理,在矢量测图界面检查数字正射影像和数字线划地图的配套情况。在完成数字正射影像的制作后,其应该具备的特征包括细节详尽、纹理清楚、统一的色调、饱和的植被信息,同时最重要的还应该没有错位的问题。
4结束语
总而言之,数字正射影像既可以作为地图分析背景的控制信息,也能将其中自然资源或者社会经济发展的最新(历史)信息加以提取,进而为城市建设规划以及防止灾害等多个方面提供可靠依据,此外也能进行新信息的提取和派生,实现修测和更新地图,在当今信息时代,“数字地球”是一个得到重点关注的行动,更突显数字正射影像的重要性和作用, 因此更加不能懈怠对DOM的进一步研究和发展。
参考文献
[1]武柏川,司炳新,孟大伟. 利用航空摄影制作数字正射影像图[J]. 经纬天地,2014,04:43-46.
[2]刘小明,李悦丽,郭福生,王晓南. 基于全数字摄影测量系统的数字正射影像图的制作[J]. 测绘科学,2010,S1:198-199.
[3]刘鹏,黄国清,车风. 浅谈高质量数字正射影像图的制作[J]. 城市勘测,2012,05:79-81.
关键词:WorldView-2影像数据 DOM影像数据 DOM制作。
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(a)-0018-01
截止于2014年11月份中旬,大队承担的地理国情普查项目采集、核查等工作通过自治区级验收,但是根据国家要求普查时间点为2015年6月30日。即需利用2015年3月1日至2015年6月30日期间获取的航天遥感影像,对前期普查成果进行核准,形成符合标准时点要求的普查成果。因此需要新的影像数据对前期普查成果进行更新。
购买的新的影像数据为WorldView-2数据,单位现有的软件与技术无法完成使用此卫星数据制作DOM,在大队及分院领导的帮助下积极的出外学习与探索最终掌握了此项技术流程。
此技术流程的掌握对以后的地理国情监测项目将会有很有效的帮助,因为以后每次的地理国情监测监测项目影像数据的制作必须要用到,同时此项技术流程可以服务于其它的航测项目。
1 地理国情更新DOM制作技术流程及工作量
1.1 基础数据的准备
制作DOM的准备数据有WorldView-2影像数据、覆盖测区的DEM数据与影像控制点。
WorldView-2影像数据为TIL格式,首先通过Erdas软件将其转化为img格式;第二,将测区范围内的DEM进行拼接,使用Arcgis将测区范围内的所有DEM拼接为一个大的DEM;第三,由于无影像控制点所以采取“影像纠影像”的方法可以消除搜集或布设像控点的费用及人力物力时间等。
1.2 全色影像的正射纠正
首先对现有的Erdas2013软件进行补丁升级,使其支持WorldView-2影像数据的RPB文件,然后使用Erdas2013软件的LPS模块对影像数据进行纠正。由于第一次做此类影像,所以卫片像控点的布置是一个很大的工作量,同时摸索出每景影像应布置约100多个像控点,同时注意像控点的布设要求,城市地区可以选择道路交叉口、道路斑马线、操场跑道线等,农村地区可以选择河流交叉口、蔬菜大棚等低矮建筑物的角点等,山区可以选择低矮灌木、山顶等。
同时需要注意几度重合的影像处的像控点的联合使用,像控点选择完毕后运行空三加密,剔除误差大的像控点。
1.3 多光谱与校正后的全色进行配准
使用AutoSync Workstation加载多光谱影像与纠正后的全色正射影像,然后进行点的自动配准,一般配准点为200左右。计算配准点的匹配精度删除有较大误差的点位。
1.4 影像融合、镶嵌、分幅裁切及降位处理
使用HCS融合方法将纠正后的全色与多光谱数据进行融合,得到最终的整景DOM数据。
将融合后的整景DOM影像进行拼接,得到整个测区的DOM,此过程中注意各景拼接处的色彩调整。
最后使用EPT软件对拼接后的DOM进行批量裁切生成具有标准图幅范围的DOM数据供作业员使用。
1.5 完成工作量
(1)伊宁市地理国情更新DOM制作及水磨沟区地理国情更新DOM制作。
(2)总结了一整套合理的更新DOM制作的方法。
2 结语
针对地理国情普查的需要,更好的为之服务,通过上述技术流程作业后得到的数据已经在实际工作中投入了生产,并取得了较好的效果,该技术流程的掌握将为我队以后使用此类卫星数据提供了技术支持,可以节约出让外单位制作DOM的这笔费用,对于技术人员的劳动力有很大的提高,并将会为单位或分院创造更大效益。
参考文献
[1] 地理国情普查技术要求(汇编)[S].