基于GEOWAY软件大批量UCX航片快速制作正射影像的方法
张军臣 周华 胡坤 梁建飞
摘 要：本文通过GROWAY软件由立体模型自动匹配生成格网间距小、精度高的DEM，快速生成高精度正射影像，进而探索出快速生产大批量UCX航片无控正射影像的方法。
關键词：UCX航片;空中三角测量;正射影像
0 引言
随着我国航空航天事业的迅速发展，困难地区高清影像的获取能力显著增强，影像数据量呈几何级数增长。影像成果直观、更新速度快，对影像成果的需求也日益增长。如何有效缩短影像生产周期并快速的投入到应用，一直是影像成果应用追求的目标。笔者结合担负任务的经验，介绍了利用吉威公司GEOWAY CIPS软件在无控条件下，快速制作航空正射影像的方法。
1 航片无控快速制作流程
1.1 数据准备
使用到的UCX影像，旁向重叠度达到了90%以上，在制作前首先要挑选片子，可以采用隔片选取的方式，能够满足任务需求。第一步需要整理原始影像数据。根据影像旁向重合度情况挑选出需要的影像。整理相机参数文件。包括像主点、焦距、影像宽高、畸变系数等信息，如果原始资料未提供相机参数文件，需要人工整理成软件要求的格式（文件名为“camera.txt”）。
1.2 空中三角测量处理
无控的空中三角测量就是以航片本身的POS位置为基础，在GEOWAY AT模块下进行区域网整体平差，恢复像片的空间位置信息，求得所有影像的外方位元素。在像片数量较多的情况下，可将测区进行分区，总体把握原则如下：
（1）一个分区里影像文件不宜超过500-600张影像;
（2）不同航带分区时，相邻分区至少需要重叠一条航带;
（3）同一航带内进行分区时，相邻分区需要至少重叠3-4张影像。
如果对不规则区域整体进行平差，不仅耗费时间巨大，而且会影响平差计算时的精度。因此，通常分区进行初始构网和自由网平差，并进行反复迭代运算，当运算达到精度后导出分区之间的连接点，生成连接点文件（connectTracks.txt），进行分区之间的接边，再将各个分区工程汇总到到总工程中，完成整体空三加密，最后导出空三成果。
1.3 DEM数据处理
DEM数据是正射影像纠正的基础，高精度影像需要高精度的DEM，采用立体模型匹配是生成DEM的主要方法。DEM数据生成是以空中三角测量加密的定向信息文件为基础、自动恢复的立体模型为处理单元，通过密集匹配提取数字表面模型（DSM）点云文件，并通过进行点云抽稀、数字表面模型滤波和数字表面模型后处理，得到最终数字高程模型DEM。在生产过程中，利用GEOWAY CIPS软件创建工作流，实现DEM全自动化生成。
1.4 DOM生成
DOM生成基于空中三角测量加密后的影像文件和DEM成果进行正射纠正，经过镶嵌、匀光匀色、裁切分幅，获得色彩均匀、纹理清晰的标准分幅正射影像成果。
2 主要试验
2.1 数据情况
选择九条航带影像（共445张影像，243GB），长度约140公里，宽度约10公里的区域为例，由于测区整体飞行姿态不同，航线呈折线状，所以分为2个分区，区域大部分坡度在6度～25度，高差在00m～1000m山地地形。
2.2 DEM处理
一般在航空影像DEM生产过程中建议使用工作流模式进行生产，优点在于可以全程自动完成，也可以手工逐步完成。第一步建立4个工程，分别密集匹配四个等级（1、2、4、8）点云;第二步对四个等级点云进行镶嵌、去噪音、栅格化和DEM镶嵌处理;最后对四个等级的DEM进行后处理生成最终的DEM成果。1级DEM为最高级别，约需10.2小时，地表匹配精度高，冗余数据多，滤波过程慢，后处理算法难度大，飞点或者毛刺多。8级DEM为最低级别约需2.1小时，地表匹配精度低，滤波过程快，后处理算法难简单，地形有一定失真。2级和4级DEM用时基本接近，滤波后，整体比较平滑，毛刺较少，可以满足使用需求，2级DEM精度略好于4级DEM。
2.3 正射影像纠正
将数字线划图与4种方式纠正影像成果叠加进行精度检查，1级DEM纠正的影像个别位置有变形、拉花等现象，8级DEM纠正的影像个别位置有变形、拉花等现象，且精度较差。2级DEM和4级DEM纠正的正射影像无明显不接边、变形等情况，影像成果基本满足精度要求，可作为正射影像成果和影像判绘的成果资料，2级DEM纠正的影像精度略好于4级DEM。
2.4 试验结论
试验证明2级和4级为最佳匹配等级，既快速生产又能满足精度。如果需要对DEM编辑时，2级和4级从数据冗余大小、匹配精准度而言，也是最优数据。软件具备二维编辑功能，主要是针对由于DEM不平滑、遮挡和高程异常等导致正射影像扭曲、拉花、变形的区域进行快速编辑，处理效率高，通过Terrain一体化地形编辑软件进行编辑，能快速准确生成DEM成果。一般建议采用2级和4级匹配DEM进行正射纠正，既保证了数据处理效率，有保证了成果精度。
3 结束语
本文基于GEOWAY软件，采用自动匹配DEM的方法，实现大批量UCX航片快速制作正射影像。精度达到相关比例尺的精度要求，可作为成果资料使用，技术方法对其他影像快速生成正射影像具有极大的参考性，对影像成果的应用有着重要的意义。
作者简介：张军臣（1987-），男，新疆乌鲁木齐人，本科学士，助理工程师，从事摄影测量与遥感专业工作。
