基于INPHO生成真正射影像的方法介绍和探讨

（江西省基础测绘院 江西南昌 330001）

0 引言

在测绘生产中正射影像的生产技术已经相当的成熟，无论是从小范围的正射影像的生产，还是从多种数据源、大范围的批量生产都是先生成地面高程模型，再生产单模型的正射影像，最后镶嵌成一幅无缝的正射影像。各种测绘软件对于正射影像的生产处理各有特点，而对于真正射影像的处理方法介绍的并不多，现就在INPHO 环境下生成真正射影像的方法谈一下自己的做法和体会，供同行们参考。

1 真正射影像的生产流程

真正射影像的生产流程：采集对象轮廓数据——在inpho 工程中生成符合要求的DTM——DTM Tookit中生成包含3D 物体的高程模型——真正射影像处理——在OrthoVista中镶嵌。具体的生产步骤如下：

1.1 采集对象轮廓数据

工作流程：①将inpho 工程导入VirtuoZo 建立立体模型——②在立体模型中获取对象轮廓。

1.2 在inpho 工程中生成符合要求的DTM

工作流程：①打开ApplicationsMaster。——②在ApplicationsMaster中选择Open file，打开一个已有的inpho 工程。——③在文件列表中选择一个.prj文件。—— ④在ApplicationsMaste中选择DSM/DTM 生成器。（如图1）生成DTM。

1.3 DTM Tookit中生成包含3D 物体的高程模型

工作流程：①在ApplicationsMaster 工具菜单上选择DTM Tookit。——②选择Point/vector data processing点/矢量数据处理，并激活Surface Modeling表面模型复选框。——③设置参数——④分配导入数据的层类型。注意建筑物的外轮廓需要被分配到Object shape 对象轮廓类。——⑤定义表面模型的选项，生成模型。

图1 DSM/DTM 生成器

1.4 真正射影像处理

工作流程：①从主菜单上选择自动生成正射区域。——②设置正射影像的重叠率为100%，裁剪率为5.0%来让带有标记的边界不参与计算。激活或者不激活复选框，确认点OK。——③相应地会以所选的颜色显示正射区域。——④从OrthoMaster 主菜单打开Orthophoto Generation 生成正射影像。

——⑤在开始处理正射影像前，可以设置和检查控制参数。——⑥选择Parameters 窗口，定义非定义区的像元大小和颜色。在OrthoVista中进行镶嵌处理，色彩编码应设置成黑色或白色。——⑦选择Format 窗口。注意：检查是否进行TIFF-JPEG 输

出，在JPEG 压缩的过程中可能会破坏不可视区的编码，此时便会在下面的处理中产生错误的结果。建

议在真正射影像生成时不采用TIFF-JPEG 输出格

式。选择Files 窗口并且定义一个文件名和输出路

径。——⑧选择Block 窗口并激活正射区域。——⑨选择Computation 窗口并激活check for visibility of individual pixels 检查单独像元的可视性。注意：对每个正射影像的像元检查，它是否在影像中可视，或者在不包括区，例如DTM中建筑物的隐藏区。不可视像元用彩色来标记。为了得到建筑物和桥的平滑的边界，需要选择High Accuracy 高精度。这样软件就需要较平常4 倍的时间来计算子像元可视标记区。——⑩选择DTM 窗口并激活使用DTM。确认点OK 开始处理。

1.5 在OrthoVista中镶嵌

工作流程：①打开OrthoVista，选择Load orthophotos by file 或Load orthophotos by directory 加载正射影像。——②检查不包含区。将不可视像元标记出来，想要镶嵌，应先将不可视像元设为黑色或白色。——③显示所有生成的正射影像。选择Load tile definition 加载tile 定义文件。--④选择Select Tiles 选择tile 并选择要处理的区域。--⑤所选的tile会高亮显示。--⑥从主菜单选择Begin Processing 开始处理。--⑦设置输出路径和输出影像以及地理参考格式。--⑧单幅影像和多幅影像的矫正使用默认设置。--⑨从选项中选择自适应羽化参数。设置用户自定义为区域类型并且定义一个大小为100的alpha grid size 以及定义sharpness 锐度值为5.0。不需要再大的网格尺寸。输出设置按照缺省设置来。确认点OK。开始镶嵌处理。--⑩在OrthoVista中检查结果，选择Load orthophotos by directory 导入正射影像。

2 生产过程中的几个难点解决方法

真正射影像的生产有两个关键控制点：一是在于地面高程模型的控制。

下面的例子说明了如何获取建筑物或桥梁，在合并3D 信息后，DTM 长什么样子。测量的规则是：测量必须尽可能精确，并且必须包含对象最外部的边界。否则，物体的部分可能会投影到地面上或者地面部分可能会投影到对象上。首先对象必须有一个闭合的多边形将其包围。然后在这个闭合的多边形中可以添加其他闭合或者开放的线或者多边形。使用捕捉功能（2D 或者3D），用开放的线或多边形连接闭合的多边形。从例子中可以看到闭合的线用红色来表示，而所有开放的线是用蓝色来表示。左图显示了获取的数据。中图显示了覆盖到一个立体像对上，右图显示了生成真正射影像后的DTM模型透视图。对象形状实例：

建筑物的例子一：（屋顶平台）

图2

建筑物的例子二：（屋顶上附加的闭合多边形）

图3

附加的闭合多边形模拟了屋顶或院子里的圆柱。内部多边形的高度决定了是院子里的还是屋顶上的物体。模拟院子需要把地面的高程给最高点。可能有更多的闭合多边形组合在一起。组合的最高限制是8个这样的闭合多边形。

建筑物的例子三：（对象重叠，以及线有交叉的闭合多边形）

图4

建筑物的例子四：（复杂屋顶）

图5

桥与地面的街道交叉：

图6

桥由闭合的多边形获取。桥下的街道由折线获取，并且可能与对象轮廓交叉。

图7

相互交叉的桥：

例子显示两个相互交叉的桥以及桥下的街道。街道由获取的白色的折线显示，桥由红色显示。

图8

注意：两个对象模型不一定非要相交。位于上部的桥用闭合的多边形表示，而桥则被分成两个独立的封闭多边形。这些闭合的多边形连接在一起。街道由折线量测，可能穿过桥。

建筑物的简单量量测：

图9

用简单的方法获取建筑物。用对象最外的边界和最大的高程获取多边形。最后的图像显示真正射影像。

对象形状的细节对比：

图10

例子显示具有不同的闭合的和开放的多边形的相同建筑物。最后一个图像显示了处理后的真正射影像。可以看出，两幅真正射影像之间没有区别。

二是在于镶嵌中色彩的协调，包括去除水面反射、用影像南北亮度差来处理正射问题等。水面反射剔除功能主要是探测水面上的太阳反射，并将其剔除。水面反射剔除不能和全局倾斜矫正一起做。绝大多数的例子中，在全局倾斜矫正之前先剔除水面反射的影响。处理方法为：正射影像和DXF 或Arcshp 多边形定义水面。水面需是数字化后的闭合区域。几个多边形可以嵌套。如果多边形互相切割，他们组合成一个共同的多边形。如果一个多边形完全在另一个多边形里面，那么外面的多边形定义为水面，里面的多边形定义为陆地。多边形还可以进一步嵌套。假如DXF文件仅仅有层，名字为REGION，则认为它是需要进行水面反射剔除的区域。

另外在一幅图像中可能存在从北到南，或者从东到西的亮度差异。这些差异主要是由阴影引起的。在大多数的例子中，解决办法是通过增加3 到6次或更多次的迭代计算，全局倾斜矫正能减少或剔除南北或东西的亮度差异。为了避免浪费不必要的处理时间，建议对于没有南北或东西色差数据的时候，设置3次的迭代。

3 结论

高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率数据的应用越来越广泛，对真正射影像的需求也越来越普遍。本文以上方法的探讨解决了实际生产的难点问题，能很好地应用于大批量的测绘生产。当然笔者能力有限，探讨部分可能存在一些不足，希望在以后的生产中能继续提高该方法从而进一步提高生产效率以更好的服务于测绘生产。

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[2]林跃春，王睿.浅谈数字正射影像的制作技巧与心得[J].测绘与空间地理信息，2011.

[3]王华，韩祖杰，赵文，宁新稳.应用不完全分层MRF模型的影像色彩修补方法[B].测绘通报，2012.