原创《第三次全国土地调查正射影像生产中PCIGXL系统的应用》
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摘 要：针对PCI GXL 系统在全国土地调查正射影像生产中的应用现状,进行综合有效分析,详细介绍了第三次全国土地 调查正射影像生产中PCI GXL 系统的应用要点,如数据与资料准备、影像导入与采集控制点布置、平差与正射校核等,得到良好的应用效果.
关键词：土地调查；正射影像；PCI GXL 系统；资料准备；控制点
PCI GXL 系统是由PCI 公司研发的一种全新的方案产品,自动化控制水平较高,在航空影像与卫星影像数据收集中有良好的应用效果.PCI GXL 系统能够提升影像与数字高程模型自动化采集控制效率,包括数据连接点有效结合,将传统区域网平差正射校正束缚打破,系统内部的各个模块处于松散状态,技术人员可以根据实际需求,将完全不同的管理模块进行科学组合,形成结构更加简单的PCI GXL 系统.
1 PCI GXL 系统的应用价值
土地调查的主要目的是了解我国土地资源的利用情况,并对原有的土地调查数据进行全面核实.在第三次全国土地调查中,科学应用PCI GXL 系统,能够帮助有关部门更好地掌握我国现有土地利用情况,对原有的土地数据进行改正,进一步完善我国土地统计与监控调查机制,满足国民经济的可持续发展需求.
将先进的计算机信息技术和PCI Geomatics 图像处理方法有效结合,输出更加准确的数据,能更好地满足第三次全国土地调查正射影像生产项目实施需求.与传统的数据分析软件相比,经PCI GXL 系统处理后的影像测量精度更高,在第三次全国土地调查中具有良好的应用前景[1].
2 PCI GXL 系统的特点
2.1 数据存储能力强
PCI GXL 系统的数据存储能力强,数据处理效率高,结合参考影像与数字高程模型结构特点可知,PCI GXL系统内部的各个数字高程模型有采集控制点与数据连接点,可保证系统的数据安全,实现系统数据的高效管理,而其他遥感影像处理系统并不具备采集控制点与数据连接点[2].
2.2 影像处理效率高
PCI GXL 系统具备较强的并行处理效果,能够极大地提高影像处理效率,实现影像的高效处理.与ENVI、ERDAS 等处理软件相比,PCI GXL 系统的总线结构比较简单,成本较低,PCI 总线的中断共享主要由硬件与软件两部分组成.在处理节点间离散分配任务时,该系统能够将主作业概念与子作业概念合并处理,保证系统各个子作业模块的运行速率.
2.3 管理模式先进
与传统的土地调查影像处理系统不同,PCI GXL 系统主要利用模块处理系统进行影像处理,不断简化土地影像区域网当中的正射校正环节,最终提取成为不同的功能模块.常见的功能模块主要有控制点采集、正射校正与影像融合等.各个模块处于松散状态,保持良好的耦合结构,并不是采用固定顺序连接,在实际操作过程中,操作人员可以根据各个模块的功能,将模块进行有效组合,形成结构简单的PCI GXL 系统[3].
3 PCI GXL 系统的应用
3.1 项目概况
尉氏县第三次全国土地调查二标段项目需要用到2016 年1 月到8 月期间获取的卫星影像,主要包括资源三号、高分二号、天绘一号等多项遥感影像数据,结合该地区的各项控制资料,在数据普查阶段,创建更为完善的数字高程模型,并运用常规正射纠正方法,结合影像匹配的方式采集控制点,对时点核准影像进行有效纠正.
3.2 数据与资料准备阶段
第三次全国土地调查正射影像中的数据主要来源于高分二号、北京二号0.8m 国产遥感卫星影像,为了确保PCI GXL 系统在全国土地调查正射影像生产过程中得到有效应用,操作人员需要做好数据与资料准备,根据地理国情普查过程中构建的正射影像数据高程模型,采用影像匹配方式,对土地影像进行采集.一般情况下,土地影像采集主要采用控制点采集方式,将内业与外业控制点数据进行对比分析,确保第三次全国土地调查原始影像真实准确.
3.3 影像导入与采集控制点布置
PCI GXL 系统的数据存储能力较强,能够保证土地影像数据更加准确,提升RPC 模型数据结构的科学性.在第三次全国土地调查过程中,PCI GXL 系统能直接将高分二号0.8m 国产卫星影像的原始数据直接转换成为*.pix 格式[4].在影像导入过程中,需要结合系统中各个模块的运行情况,做好模块之间的调整工作,进一步提升影像导入的准确性.
此外,在采集控制点时,需要对之前的影像进行全面扫描,直接生成一个比较完整的控制点采集作业.PCI GXL系统可以分为四个参考数据自动采集控制系统,分别处理正射影像、参考影像、线矢量数据和控制点影像库、多边形矢量数据等.操作人员需要根据项目结构特点,对区域网络控制源头进行合理控制,以更好地采集各个控制点数据.
操作人员要根据像元和线位置,准确判断各个参考影像位置,并在参考影像搜索半径范围内做好控制点采集工作.控制点采集工作完成后,操作人员需要将各项数据进行统一存储,并在规定时间内输入系统,对原有的数字模型进行全面改进,确保数据精确配准.
3.4 平差与正射校核
所谓平差,即人们常说的区域网平差,其主要功能是将文件夹内部的重叠影像进行搜索,保证系统的各个连接点得到优化,实现自动采集连接点的目的.PCI GXL系统能够自动生成校正作业,使得系统各个模块形成稳定的结构工程,保证系统内部的各个连接点完美连接,以满足系统运行需求.
为保证平差模块中数据连接点准确连接,需要妥善控制连接点数量,连接点的数量不宜超过200 个,其分数最小值为0.74.在单景区域网中,操作人员可以根据PCI GXL 系统的运行现状,对原有的操作方案进行优化,有效纠正错误的影像结果,提高影像结果的准确性.纠正后的影像和DLG 套合检查结果如表1 所示.
在布置控制点时,操作人员可以采取以下两个方法进行布设：第一,结合区域网形状规则,将设置点均匀地布置在区域周围,并在每条隔离带布设一定量的控制点,尽可能地在重叠区域布设少量点位,以保证控制点分配更加均衡.第二,对于区域网形状不规则的地段,可以直接将控制点设置在转角部位,并将各个控制点进行有效连接,针对布置错误的控制点,需要做好相应的调节工作,保证各个控制点定位更加精确[5].
3.5 锐化融合
锐化融合属于PCI GXL 系统的影像自动融合模块,对于结构不同的影像传感器,GXL 中的影像融合算法更加丰富,操作人员可以根据影像融合效果,将各种算法进行全面优化.常用的算法主要分为两种：第一,色彩失真算法.第二,采用复杂运算方法进行计算,并创建数据集.为了更好地应用PCI GXL 系统,操作人员可以采用多光谱影像算法进行计算,保证光谱分析结果更加精确.
4 结束语
运用PCI GXL 系统,能够保证土地影像数据更加准确,提升RPC 模型数据结构的科学性,进一步提高实际作业效率.但是,在运用该系统时,控制点采集环节人工选点与编辑控制点文件的工作量比较大,因此,还需要相关研究人员不断创新与完善相对影像的快速匹配方法.
应用研究论文参考资料：
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