浅谈利用像素工厂制作传统胶片影像DOM的方法

张红霞 魏纪成

摘要：本文简单介绍了利用像素工厂制作传统胶片影像DOM的生产流程，以及像素工厂处理DOM的优势。

关键词：像素工厂；DOM DSM；拼接线

像素工厂（Pixel Factory，PF）是法国SPOT Infoterra集团公司研制开发，由一系列软件算法、工作流程和硬件设备组成，可用于对地观测数据大型生产的最佳软硬件系统。像素工厂是一套用于快速处理海量遥感影像数据的系统，通常具有计算能力强大的若干个计算节点及大容量的高速存储设备，在少量人工干预条件下，经过一系自动化处理，能输出 DOM、TDOM、DSM 和 DEM 等产品，并能生成一系列其他中间产品，主要用于正射影像生产、地形图测绘、城市规划和城市环境变化检测等。

像素工厂有以下几点特色：1、采用高性能计算集群和并行计算技术；2、处理过程高度自动化，人工干预少；3、商业化生产DSM与真正射影像产品；4、采用快视图机制加快处理速度；5、海量数据的无缝镶嵌和匀色；6、非量测相机数据高精度处理；7、可多种数据源联合处理；8、可定制生产工作流；9、传感器全面支持。

PF 系统的功能很强大，可以处理多种传感器的卫星影像如 SPOT、QB、IKONOS等和航空影像，如ADS、UCD、DMC 等数码像片以及传统胶片。本文根据笔者处理传统胶片影像的生产经验，介绍利用 PF 系统进行传统胶片影像 DOM生产的技术流程及优势。

一、资料准备及整理

对于传统胶片相机数据，Pixel Factory的工作原理是将其他软件的空三结果导入到系统中，以完成后续的生产DSM & DTM，正射纠正以及影像镶嵌工作。

1、JX4 格式已有加密成果整理

主要包括如下文件：

·影像数据（*.tif 格式）

·内定向框标量测文件（*.kb格式）

·相机信息文件（*.ftc 格式）

·外方位元素信息文件（*.sel格式）

·控制点文件（*.gd 格式）

·像点坐标文件（*.ip 格式）

2、加密成果格式转换

利用ConvertFrame工具对空三加密成果进行转换，得到转换结果：（1）内定向结果（conv.csv），

（2）外定向结果（orientation.ori），

（3）加密点文件（at.gcp）。

3、利用ImportFrame命令导入到像素工厂

二、工作流程

1、将转换生成的at.gcp在PF空三小环境下进行优化，检查优化结果是否符合规范标准，一般情况下都满足要求，因为结果是上一步空三加密的成果。检查无误后提交空三成果。

2、计算生成DSM。像素工厂与传统摄影测量系统相比，优势之一就在于数字表面模型（DSM）的计算。传统的摄影测量系统计算DSM 需要人工估计高程信息，而“像素工厂”则可以在25cm 到1m 的地面采样距离（GSD）之间自动进行DSM 计算，无需人工干预。某些摄影测量系统虽具有计算数字表面模型的功能，但是这些系统在总体工作流程方面，并没有与能够大批量生产数字产品的硬件设备很好地结合在一起。与传统的人工采集DTM相比，能够满足正射纠正的精度要求减少了人力和时间，大大提高工作效率。

3、编辑DSM。利用高低通滤波，内插等方法，将DSM中的飞点、无值区域、水域、森林、沙漠等特殊地貌进行人工手动编辑，直到DSM满足要求。从而在DSM基础上生成高密度、高精度的DTM。

4、生成拼接线。利用已有DTM 纠正生成整幅正射影像，将生成出的DOM进行10倍左右抽稀，即生成快视影像，为更快的生成拼接线做准备，然后利用DSM、DTM和快视影像自动生成拼接线。

5、编辑拼接线。人工编辑拼接线，在自动生成的全测区拼接线大框架下，进行手工精修测，每次修测后都有各种片子搭配的不同成果选项缩略图，可以选择效果最好的拼接成果。与传统只有一种选择影像相比效果更好。

6、对拼接好的快视影像进行调色，作为参考影像，为拼接成果正射影像作准备。这里介绍一下快视图的作用：（1）、快速便捷编辑拼接线，（2）、调色匀色，所见即所得，（3）、检查编辑云朵、云影、水域面的掩膜状况，（4）、数据格式转变（16bit转8bit）。利用快视图进行调色与传统单张匀色后拼接的方法相比大大的提高了工作效率。

7、拼接影像。选择上步调好的参考影像，进行影像自动拼接。

8、最后裁切、输出单幅正射影像或者整幅正射影像。

三 像素工厂处理优势

在实际生产的过程中可以看出，像素工廠制作DOM比传统的方法有如下优势：

1、高效的空三解算能力。

2、具有快速的DSM自动计算能力。采用计算机并行运算技术，不需要人工干预，自动完成DSM计算，DSM计算分辨率最高为1个像素。

3、具有一套成熟的DSM到DEM的编辑方法。采用自动滤波技术，可以快速的对成片地面进行滤除，外加点云数据处理方法，在二维环境下进行人工检查编辑，生成DEM成果。传统的编辑方法大部分是在立体模型下进行编辑，效率低，速度慢。

4、高效的影像镶嵌。影像镶嵌时拼接线计算采用DSM、DEM数据，并结合影像灰度算法，可以使航带拼接线很好的绕过地面建筑物，结合航带影像灰度数据，保证航带影像接边颜色最为接近，而传统方法主要采用人工编辑。

5、出众的影像匀光匀色，具有大气辐射校正功能，能很好的过滤影像表面的水气，使得匀光匀色效果更为出色。尤其是快视图功能，使得海量数据的整体匀色调色成为可能。

6、真正射影像的制作，使用超过75%的航带旁向重叠影像，采用DSM自动提取方法，实现全自动的真正射影像数据生产。

7、极高的生产效率，整体运行效率和自动化程度很高，可以使用较少人员完成大量的DEM、DOM数据编辑和处理工作。

四 结束语

像素工厂是基于对地观测数据的快速生产测绘产品的企业级生产系统。它采用先进高性能并行计算、海量存储与网络通讯等技术，具有高度自动化和海量数据的处理能力。可无缝对接用户现有测绘生产系统，优化和产业化用户当前的环境和资源，大幅提升用户在测绘产品生产中的快速反应能力。

像素工厂生产的数字产品将会改变传统的作业模式，会更广泛地应用于各个领域，为测绘行业的发展做出不可限量的贡献。

参考文献：

[1]曹广强 王月莉 段 英. 基于像素工厂制作卫星影像 DOM 的方法及优势 测绘标准化 Mar.2013.29（1）.35