基于DPGrid的高分辨率航空影像快速纠正与更新

2015-08-28窦小楠唐广涛

河南科技 2015年6期

关键词：空三射影高分辨率

朱琳窦小楠唐广涛石晶

（1.河南省基础地理信息中心，河南郑州450000；2.河南省地图院，河南郑州450000）

随着社会经济的发展，空间信息数据也在不断变化和更新，因此对于基础测绘的效率要求也越来越高。数字正射影像（DOM）作为基础测绘产品之一，其快速更新制作更有利于其他测绘产品如DLG的快速判绘和采集。

目前，高分辨率、多时相的数字影像获取技术已日趋成熟，如何利用现势性强的高分辨率影像进行数字正射影像快速更新，是目前摄影测量与遥感研究的方向之一［1-2］。

本研究以高分辨率航空影像为实例，采用DPGrid影像更新模块对航空影像进行快速纠正和更新。

1 实例数据介绍

1.1 DMC高分辨率航空影像

DMC高分辨率航空影像是由框幅式DMC数字航射仪获取的基于面阵CCD技术的大像幅航空影像。分辨率为0.5m，航高为5 000m，航射仪焦距为120mm，像元大小为12μm。

1.2 1:10 000DOM

将已进行正射纠正1:10 000DOM作为此次实例数据的参考影像，其原始影像是由SPOT卫星高分辨率多波段扫描仪获取的卫星遥感影像。融合后影像分辨率为2.5m。

1.3 1:10 000DEM

采用格网为5m的1:10 000DEM实现本次正射影像的微分纠正。

2 数字正射影像更新生产流程

本次基于DPGrid的数字正射影像快速更新是基于已有的SPOT5正射影像和1:10 000DEM进行DMC高分辨率航空影像的空三加密的过程。生产流程见图1。

2.1 匀光匀色处理

由于航空影像拍摄时期气候影响和地物的差异造成光线强度变化，以及传感器内部感光器敏感度不均、光学系统渐晕、光照不一致等引起的局部色彩变化的现象，造成原始航片出现蒙雾、色彩不均匀和饱和度差等问题。为了提高后期影像匹配的准确度以及纠正后的正射影像在色彩及色调上基本一致，分幅影像达到无缝拼接的目的，因此在DPGrid-OrthoMaker模块中对原始单张航空影像进行匀光匀色处理。

2.2 预处理

由于传感器性能误差以及不同航带间的飞行方向不同，影像在进行正射纠正之间，首先进行几何校正，主要有航带设置，主点畸变改正和影像旋转。

经几何校正之后，在工程中查看航带，并量测相邻航带间种子点，实现航带间的粗匹配。

2.3 金字塔影像初次匹配

将预处理后的影像转换生成1:3金字塔影像，这样提高初次匹配的速度。在1:3金字塔影像基础上进行自动并行匹配，实现航带间和航带内的同时匹配，DPGrid系统采用集群式计算机及相应的并行调度软件进行并行处理，即分别在计算节点加上影像匹配等软件程序，在匹配算法和影像处理的并行处理过程中，充分考虑并行处理的软硬件设备结合，实现了并行计算环境下匹配任务的分配、调度及控制管理。在并行匹配之后实现1:3自动挑点，在选择保留点数时根据地势的不同选择不同点数，原则为地势越复杂，保留点数越多。

2.4 空三加密

2.4.1 金字塔影像自动匹配控制点

在DPGrid.OrthoUpdate System主界面点击自动匹配控制点，通过设置匹配所需的DEM和DOM影像，并通过自动空三DPGrid.AT光速法平差模块进行少量人工干预交互编辑，自动匹配控制点，解算外方位元素初值。

2.4.2 物方匹配解算外方位元素

将1:3金字塔影像平差解算所得外方位元素初值引入，进行物方匹配，最终通过1:1金字塔影像匹配及平差解算外方位元素。

物方匹配采用3级金字塔进行匹配，第一次先做1：9匹配，如图2所示，在匹配过程中可以从上图中红色标识框判断是否匹配出像控点。通过DPGrid.BA平差模块进行平差解算，查看平差报告，由于此次平差在1：9基础上，因此控制点平差报告显示的误差较大，应将误差值除以9。精度满足后回到物方匹配运行界面，接收平差结果并自动进行1:3金字塔影像匹配，直至1级匹配完成，通过重复匹配和平差，最终解算出精度最高的外方位元素值［3-4］。

2.4.3 人工交互输出空三加密成果

进入DPGird.AT人工交互界面，通过设置平差参数，对测区进行光束法平差，平差后删除交互式界面列出的像点误差和控制点误差较大的点，再进行平差解算，直至测区空三精度满足要求后，可输出空三加密成果，进行后期产品制作。