软件说明
二.数字摄影测量处理模块
数字摄影测量模块是基于摄影测量基本原理的全数字化测量软件,提供直接从数字影像中获取测绘信息的功能, 可用于生产高精度的 DEM、DOM数据,系统的基本功能结构图如下所示:
1.影像正射微分纠正
系统支持多种传感器类型影像的正射微分纠正处理,不仅可以处理传统的扫描航空像片,而且支持新型的数字航空 CCD影像;系统还提供对SPOT5、IKONOS、QuickBird等高分辨率卫星影像类型的支持。
2.像对模型定向
系统基于像片的几何位置关系,利用数学形态学方法实现像片的自动内定向;采用特征识别及多级匹配技术系统可实现控制点的自动获取和匹配,可基本实现立体像对的自动相对定向;使用立体模式以及分屏模式进行像对模型的半自动绝对定向,在量测少量地面控制点后,系统能预测未量测控制点的概略位置。
3.高程数据生产
基于特征点提取算子和影像相关技术,采用多层次多级影像匹配法,对立体像对模型自动提取并匹配特征点对,生成视差格网。
支持在立体显示模式下对像对模型在匹配前后进行编辑,通过引入特征点、线、面以提高匹配精度和效率;对匹配结果不可靠的区域可进行交互编辑,提高生成高程数据的精度。
4.全测区整体解算
全测区加密采用光束法的区域网平差,解算精度高。系统支持带 GPS/INS数据的附加参数的光束法区域网平差,并能依据测区具体情况选择所用的平差模式。包括:地面控制点坐标作为真值的光束法平差、地面控制点坐标作为观测值的光束法平差、地面控制点坐标作为真值且带附加参数的光束法平差、地面控制点坐标作为观测值且带附加参数的光束法平差、地面控制点坐标作为观测值且带附加参数带GPS数据光束法平差。
三.影像测图处理模块
影像测图处理模块是面向数字化测绘工程的影像测图软件,它针对测图过程中使用的遥感影像空间覆盖范围较大而造成的数据采集工作量大,数据安全难以保证等问题,将测图过程项目化,按照测图的工作流程统一管理数据采集过程,不仅支持直接 在立体影像或正射影像上进行地物数据采集及编辑,生成数字测图文件,并按标准的制图符号将之输出为矢量地形图, 而且对测图过程进行有效的管理和监控,解决测图过程中数据组织、任务分派、资源调度、数据安全以及质量管理等问题。系统采用 C/S结构。
1.影像测图
1.1直接基于地物测图
测图过程直接面向地物对象进行,属性数据可按照地物类型输入,图式直观,操作灵活方便。系统提供的图式符号及编码符合大中比例尺地形图成图的规范要求,并依据图式规范设计了文字注记工具,图式符号采用开放形式,用户可自定义编码及制作符号。
1.2 支持立体量测
支持像对模型的立体显示以及矢量图形与像对模型的立体叠加显示;使用专用的立体观测设备,可对像对模型进行地物的立体量测,直接获取地物的高程信息;支持 SPOT5、IKONOS、QuickBird 在内的多种遥感影像数据源的立体量测,采用严格几何解算模型,提高测图的精度。
1.3 提供多种辅助测图工具
根据实际测图的需要,提供线段端点、中点、垂足、延长线等多种点线的捕捉以及地物连接等工具;对于双线道路、多种城区房屋模型等地物基于其模型可以提供简化操作的半自动测图,减少数据输入工作量。
符合地形图成图规范的符号箱 捕捉测图(十字为捕捉到的线段端点)
1.4 数据分层管理
测图数据按照图层进行管理,对图层的划分、地物代码、属性数据的种类和结构可以方便的修改编辑,为用户提供了开放的数据体系。
2.数据导入
系统支持从摄影测量测区直接导入数据,导入前自动对测区的完整性进行检查,对缺少的参数文件提供报告;导入过程中根据测图项目指定的参数自动完成影像数据及参数文件的转换,生成测图所需的各类数据;系统支持正射影像和立体核线影像像对的批量转换,并可按照测图项目指定的投影参数,自动进行影像分幅。
3.项目管理
系统提供多种管理工具,对测图项目的进展进行有效的监控,以合理分配资源, 使得工作流程更顺畅,质量控制有保障。
权限管理: 项目人员按照角色具有不同的权限,测图过程中按照指定的权限获取指定的数据,进行相关的测图工作,有效提高测图过程中数据的安全性。
项目管理: 系统按照测图项目的参数自动生成测区图,项目管理人员按照图幅进行任务的分配,并可根据统计信息进行任务的调整。测图过程中用户可以对当前项目的进展情况进行更新,既可以由系统按照指定的工作项完成规则自动更新项目状态,也可手工直接进行数据更新。系统还提供丰富的图表统计功能, 对生产过程中的统计信息实时地归纳、过滤、量化,为管理人员准确地提供分析、决策、调整的信息依据。
测区概略图显示任务进展情况 测图项目进展统计图
4.数据管理
测图原始数据、结果数据及相关参数文件均在服务器端统一管理,客户端按照权限进行指定测图数据的上下载,以保证数据的安全性, 对于测图所需的各种系统库,在服务器端编辑处理,客户端从服务器端统一获取数据,可有效减少系统库不一致性引起的测图数据质量问题。
5.数据检查
系统对测图常见错误进行分类总结并提供相关的检查手段,可自动检测出测图数据中的无效地物编码、不封闭等错误,对于其他错误用户可直接基于影像进行检查编辑。对错误信息系统自动记录统计,并将错误记录报告提交至服务器端统一管理。数据管理员在服务器端对测图结果数据的错误进行复查。
四.遥感影像分析处理模块
遥感影像分析处理系统是一个集成分析处理,编辑等功能于一体的软件,提供数据转换、显示增强、常规分析处理、影像编辑、镶嵌配准以及分析处理辅助工具等功能。
1.数据转换
提供系统专用影像文件格式(*.MSI)与常用的各种影像数据格式文件(包括Tiff,GeoTiff,Raw,Bmp,Jpeg等)以及源格式影像数据的输入输出转换;支持MSI与MAPGIS其它栅格数据文件(包括Grd,Rbm)的相互转换;系统还支持遥感影像数据与MAPGIS矢量数据的相互转换。
影像分类结果转换为矢量区文件(左为原始影像,右为矢量文件)
2.显示增强
支持大数据量遥感影像的快速显示漫游以及影像数据与矢量数据的叠加显示,可以通过 均衡化显示 、 正归化显示 、 平方根显示 、 平方显示 、 线形显示 、 反转显示等多种增强显示方法改善影像的可视效果,支持交互和动态的 RGB波段合成调整以及通过设置颜色查找表改变指定波段的显示,并提供 影像直方图的动态编辑显示功能,实时调整遥感影像的显示效果。
3.影像编辑
提供在遥感影像上直接进行画点、画线、擦除、裁切以及复制等处理,支持无限步Undo/Redo操作。
4.常规影像分析处理
4.1 影像分类
影像分类将遥感影像数据根据不同属性划分为多个不同类别的子区域,包括监督分类和非监督分类等,监督分类根据已知类别的样本观测值确定分类准则,然后依据该准则对影像进行分类,非监督分类则是在没有类别先验知识的情况下将影像划分为若干个类别。
系统支持监督分类和非监督分类的多种处理方法,除ISODATA、最小距离、广义距离以及平行六面体等数理统计常规分类外,还提供了KOHONEN、BP以及高阶等多种神经网络分类方法,神经网络分类方法具有复杂的非线性映射能力,适于高分辨率影像的分类处理。
对于影像分类的结果,系统提供小区合并处理和分类合并功能对其进行编辑;系统还提供分类精度分析评估,通过比较分类结果与标准分类样本数据并计算相关统计参数以评估分类结果的好坏。
4.2 滤波处理
滤波是遥感影像处理的一种基本增强技术,系统提供遥感影像的空域滤波和频域滤波等多种方法,即可直接对原始影像进行操作,亦可对进行傅立叶变换后的影像在频域进行处理。
系统支持Laplac、Prewit、Sobel等多种边缘特征增强滤波和中值滤波、均值滤波等多种平滑滤波处理;提供影像的局部滤波增强处理,用以提取局部特征信息;系统还支持用户的自定义滤波,用户使用定义的滤波算子进行分析处理。
对傅立叶变换的频域影像,系统提供低通、高通、带通、带阻等方法进行增强处理。
4.3 变换分析
系统提供遥感影像在多种颜色模型间的互相转换,包括RGB、HIS颜色模型间的相互转换,以及RGB与索引影像间的转换。
系统还提供主成分分析、傅立叶正逆变换等多种分析功能。
4.4 二值化与数学形态学处理
系统提供单阈值法、可变阈值法、自适应二值化、更优阈值法、分区更佳阈值法、可变分区更佳阈值法、分区双阈值法、可变分区双阈值法等多种方法对灰度遥感影像进行二值化处理。
对于灰度及二值影像,系统提供数学形态学方法获取物体拓扑和结果信息,支持开运算、闭运算、腐蚀运算、膨胀运算、梯度检测、内边界检测、外边界检测、细化运算、序贯同伦形态细化、保形形态细化、快速形态细化及保形快速形态细化等多种形态学基本处理算子。
4.5 影像运算
支持比值运算,常规运算,植被因子分析,樱帽分析,专题分析等多种数学运算模型,可对相关影像数据源按照模型进行运算处理;支持基本数学运算符以及 if、sqrt、exp、log、lg、Cos、Sin、tan、acos、asin、atan、abs、max、min、pow、floor、ceil等 多种函数的自定义运算,用户可根据自定义的数学模型进行影像的分析处理。
4.6 影像校正及镶嵌
影像校正使 用数学模型来描述并消除遥感影像几何畸变 ,支持原始遥感影像与已配准影像、 MAPGIS矢量数据间的配准,以及采用理论控制点对影像进行几何校正。对控制点编辑区域的多级放大,控制点残差的实时计算以及校正预览可有效实现控制点的准确选取,并提供灵活的手工添加、编辑控制点功能;支持多种几何多项式数学模型,亦可使用三角网局部校正实现影像的精校正。
影像镶嵌对具有空间位置信息的遥感影像可按照空间位置拼接生成新的影像,对于色彩差异较大的影像可以通过色调均衡以减少颜色的不一致,拼接影像间灰度差异最小点形成的镶嵌线的自动生成及手工编辑功能可实现拼接的更佳效果。
4.7影像融合
对于空间位置一致区域的全色影像和高光谱影像,可以通过信息融合获取较高空间分辨率和 丰富光谱信息 的影像,系统提供加权融合、 HIS融合、小波融合、小波-HIS融合等多种方法可以实现数据的重生成 。
高分辨率全色影像 低分辨率多光谱影像 融合结果影像
4.8影像处理辅助工具
对影像数据按照指定的范围进行裁剪,可以通过编辑感兴趣区域或是选择指定的 MAPGIS区范围进行裁剪,也可以输入标准图幅号直接进行裁剪。
提供对影像上感兴趣区域 (AOI区)的编辑功能。
五.海量影像数据管理
遥感影像数据的存储采用 MAPGIS 7.0影像数据管理引擎统一管理,提供两种数据管理方式可供灵活选择:
镶嵌方式( Mosaic)
将具有相同空间参考的多幅影像数据,以拼接方式合成一幅影像数据集管理入库,物理上真正实现无缝存储,易于分析;
目录方式( Catalog)
以目录方式管理组织具有相同空间参考的多幅影像数据,各幅数据在物理上独立存储,易于更新。
系统支持海量数据管理,实现影像数据存储概念的统一,具有以下特点:
• 针对不同商用数据库,采用各自独立的数据库引擎实现接口,加快影像数据访问速度,实现海量影像数据的管理;
• 提供多种高效的数据压缩方法:无损压缩(压缩比1 /2)和高压缩比的有损压缩(1/10~1/20),减少数据传输量,加快数据处理速度;
实现影像数据存储概念的统一,使用户无论在使用本地文件库管理,还是使用网络数据库时,操作上始终保持一致。
遥感影像数据库的组织结构图如下:
1.海量影像浏览
采用金字塔索引技术,可实现影像数据快速实时的缩小浏览、放大浏览、整图浏览和移动浏览。
2.数据管理
采用数据目录管理方式,基于地理坐标的无缝实时拼接,无需对多个文件进行镶嵌处理,只需将具有相同地理坐标系的 MSI文件加入影像数据库中即可,其它全部由系统完成。
3.影像裁剪
可采用手工编辑区域、矢量文件、标准图幅号等多种方式进行影像库的裁剪,裁剪的结果可存为影像库或是单个 MSI文件,简单实用。
4.影像查询
系统影像库可按多种方式进行查询,包括文件名查询、经纬度查询、地名索引查询、交互式查询和综合查询。
5.支持动态投影
支持动态设置影像的显示投影参数,在显示过程中完成影像数据从原始投影参数到显示投影参数的实时、动态变换。
六.平台应用案例
• 国家民政部行政区域界线管理信息系统
• 桂林市国土信息管理系统
• 哈密土地利用数据库
• 土地利用动态监测系统