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      第三次全國土地調查正射影像生產(chǎn)中PCI GXL系統(tǒng)的應用研究

      2019-01-03 03:08:54馬磊
      資源導刊(信息化測繪) 2018年12期
      關鍵詞:連接點射影控制點

      馬磊

      (河南省地圖院,河南 鄭州 450003)

      PCI GXL系統(tǒng)是由PCI公司研發(fā)的一種全新的方案產(chǎn)品,自動化控制水平較高,在航空影像與衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)收集中有良好的應用效果。PCI GXL系統(tǒng)能夠提升影像與數(shù)字高程模型自動化采集控制效率,包括數(shù)據(jù)連接點有效結合,將傳統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)平差正射校正束縛打破,系統(tǒng)內部的各個模塊處于松散狀態(tài),技術人員可以根據(jù)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(tǒng)。

      1 PCI GXL系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(tǒng),能夠幫助有關部門更好地掌握我國現(xiàn)有土地利用情況,對原有的土地數(shù)據(jù)進行改正,進一步完善我國土地統(tǒng)計與監(jiān)控調查機制,滿足國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)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(shù)據(jù),能更好地滿足第三次全國土地調查正射影像生產(chǎn)項目實施需求。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析軟件相比,經(jīng)PCI GXL系統(tǒng)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(tǒng)的特點

      2.1 數(shù)據(jù)存儲能力強

      PCI GXL系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲能力強,數(shù)據(jù)處理效率高,結合參考影像與數(shù)字高程模型結構特點可知,PCI GXL系統(tǒng)內部的各個數(shù)字高程模型有采集控制點與數(shù)據(jù)連接點,可保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全,實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高效管理,而其他遙感影像處理系統(tǒng)并不具備采集控制點與數(shù)據(jù)連接點[2]。

      2.2 影像處理效率高

      PCI GXL系統(tǒng)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(xiàn)影像的高效處理。與ENVI、ERDAS等處理軟件相比,PCI GXL系統(tǒng)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(jié)點間離散分配任務時,該系統(tǒng)能夠將主作業(yè)概念與子作業(yè)概念合并處理,保證系統(tǒng)各個子作業(yè)模塊的運行速率。

      2.3 管理模式先進

      與傳統(tǒng)的土地調查影像處理系統(tǒng)不同,PCI GXL系統(tǒng)主要利用模塊處理系統(tǒng)進行影像處理,不斷簡化土地影像區(qū)域網(wǎng)當中的正射校正環(huán)節(jié),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(tài),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(jù)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(tǒng)[3]。

      3 PCI GXL系統(tǒng)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(wèi)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(shù)據(jù),結合該地區(qū)的各項控制資料,在數(shù)據(jù)普查階段,創(chuàng)建更為完善的數(shù)字高程模型,并運用常規(guī)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(shù)據(jù)與資料準備階段

      第三次全國土地調查正射影像中的數(shù)據(jù)主要來源于高分二號、北京二號0.8m國產(chǎn)遙感衛(wèi)星影像,為了確保PCI GXL系統(tǒng)在全國土地調查正射影像生產(chǎn)過程中得到有效應用,操作人員需要做好數(shù)據(jù)與資料準備,根據(jù)地理國情普查過程中構建的正射影像數(shù)據(jù)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(yè)與外業(yè)控制點數(shù)據(jù)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(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲能力較強,能夠保證土地影像數(shù)據(jù)更加準確,提升RPC模型數(shù)據(jù)結構的科學性。在第三次全國土地調查過程中,PCI GXL系統(tǒng)能直接將高分二號0.8m國產(chǎn)衛(wèi)星影像的原始數(shù)據(jù)直接轉換成為*.pix格式[4]。在影像導入過程中,需要結合系統(tǒng)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(yè)。PCI GXL系統(tǒng)可以分為四個參考數(shù)據(jù)自動采集控制系統(tǒng),分別處理正射影像、參考影像、線矢量數(shù)據(jù)和控制點影像庫、多邊形矢量數(shù)據(jù)等。操作人員需要根據(jù)項目結構特點,對區(qū)域網(wǎng)絡控制源頭進行合理控制,以更好地采集各個控制點數(shù)據(jù)。

      操作人員要根據(jù)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(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲,并在規(guī)定時間內輸入系統(tǒng),對原有的數(shù)字模型進行全面改進,確保數(shù)據(jù)精確配準。

      3.4 平差與正射校核

      所謂平差,即人們常說的區(qū)域網(wǎng)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(tǒng)的各個連接點得到優(yōu)化,實現(xiàn)自動采集連接點的目的。PCI GXL系統(tǒng)能夠自動生成校正作業(yè),使得系統(tǒng)各個模塊形成穩(wěn)定的結構工程,保證系統(tǒng)內部的各個連接點完美連接,以滿足系統(tǒng)運行需求。

      為保證平差模塊中數(shù)據(jù)連接點準確連接,需要妥善控制連接點數(shù)量,連接點的數(shù)量不宜超過200個,其分數(shù)最小值為0.74。在單景區(qū)域網(wǎng)中,操作人員可以根據(jù)PCI GXL系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀,對原有的操作方案進行優(yōu)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(qū)域網(wǎng)形狀規(guī)則,將設置點均勻地布置在區(qū)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(qū)域布設少量點位,以保證控制點分配更加均衡。第二,對于區(qū)域網(wǎng)形狀不規(guī)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(jié)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(tǒng)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(jù)影像融合效果,將各種算法進行全面優(yōu)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(chuàng)建數(shù)據(jù)集。為了更好地應用PCI GXL系統(tǒng),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(tǒng),能夠保證土地影像數(shù)據(jù)更加準確,提升RPC模型數(shù)據(jù)結構的科學性,進一步提高實際作業(yè)效率。但是,在運用該系統(tǒng)時,控制點采集環(huán)節(jié)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(chuàng)新與完善相對影像的快速匹配方法。

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