SWDC-4与UCXp-WA两种框幅式航摄仪数据处理流程比较

张骥 陈容 高钊 乐彦

（陕西测绘地理信息局测绘开发服务中心 陕西西安 710054）

1 引言

我中心拥有的中国测绘科学研究院研制的SWDC-4和MicroSoft Vexcel生产的UCXp-WA均属于国内主流框幅式数字航摄仪。此两种航摄仪都运用在国内各种分辨率航空影像获取的项目生产中，均取得不错的效果。由于航空影像数据处理在航空摄影项目生产中尤其是航摄应急测绘保障中十分重要，实际生产中需要获取的数据能够快速处理，及时反馈。为了使一线生产作业人员能够娴熟掌握此两种航摄仪数据处理软件的使用，加快航摄成果质检反馈，我们对SWDC-4与UCXp-WA两种框幅式航摄仪数据处理流程进行了软、硬件支撑及生产效率各方面的比较。

2 两种航摄数据处理软件简述

SWDC-4 航摄仪数据后处理软件是 SWDC-4 航摄仪配套的随机软件。软件主要由原始影像数据格式转换模块、影像畸变差改正模块、影像匀光模块、虚拟中心影像拼接模块、影像匀色模块等 6部分组成。软件通过对原始影像数据（*.3FR格式）进行一系列流程式处理，从而最终生成可以测图的影像（*.TIFF格式）。

用于 UCXp-WA航摄仪影像数据处理的是UltraMap商业软件。该软件是MicroSoft Vexcel 公司研制的一款摄影测量数据处理系统，它针对UC系列数字航摄仪获取影像的提供从 0级影像到最终DOM、DEM、DLG产品制作的完整的高度自动化的工作流程。对于处理 UCXp-WA航摄仪获取的航摄影像数据，只需要使用该UltraMap软件从原始的0级影像分布式处理到可以测图的3级影像即可。

3 SWDC-4航摄影像处理流程

由于SWDC-4航摄仪获取的影像是由四个哈苏民用高档非量测性子相机同步曝光后通过外视场拼接，将四张各自中心投影的影像转换拼接成一张虚拟单中心投影的四拼影像，影像拼接处理步骤较为繁杂。先是原始影像格式转换，再将子相机影像进行畸变差改正，匀光处理，经过四个子镜头影像虚拟拼接后再对拼接后的影像进行匀色处理，消除拼接产生的“暗十字”现象，形成最终可测图的影像。

图1:SWDC-4航摄影像处理流程

①从原始影像3F格式转换为通用TIFF格式

应用哈苏相机自带的 FlexColor软件转换从存贮卡下载的原始数据（.3fr格式）成为通用格式TIFF文件，即先转换为3f格式，再转换为TIFF格式。

②畸变差改正

对每一个子相机获取的影像选择子相机检校结果文件，应用畸变差改正软件，进行畸变差改正，从而得到无畸变差的子镜头正常影像。

③影像匀光处理

由于影像内通常存在渐晕、色差等多种形式影像灰阶不均等影像缺陷现象，应用 DUX匀光模块能处理这些由于光照不均匀等影像缺陷。如果当航摄作业时获取的影像光照均匀时，可不进行此项处理。

④虚拟中心投影影像拼接

应用虚拟中心投影影像拼接软件，把成对的上下两个或四象限安置的四个同时曝光的影像拼接成单个的虚拟中心投影影像，以适应普通数字摄影测量软件的作业要求。

⑤影像匀色软件处理

为了尽可能保持整个测区影像色彩的协调一致，虚拟中心投影影像拼接完成后，还需对整个测区的影像进行匀色处理并输出可测图的影像。

4 UCXp-WA航摄影像处理流程

UCXp-WA航摄仪传感器单元由四个全色镜头、3个RGB镜头和1个近红外镜头组成，摄影时采用同时延迟曝光技术，即每个镜头都在相同的位置曝光，再将得到的 8幅影像进行无缝拼接处理，得到最终的测图影像。获取的影像处理采用UltraMap软件，UltraMap软件采用Microsoft最新的FrameWork及Dragonfly技术，管理数据的下载，分布式 0级-2级、2级-3级影像数据的处理。FrameWork是一个可靠的分布式处理技术，实现了动态的负载平衡和资源管理。Dragonfly是另一个核心组件，它基于Microsoft的Seadragon技术，改变屏幕显示的方式，从而无论数据量大小或带宽多少都可以平滑地浏览可视化信息。

①处理过程中原始影像依次进入 Framework服务设置模块以便对原始数据文件和检校文件进行共享、注册以及检校文件的激活。

②RawDataCeter 0级-2级影像数据处理模块。将0级原始影像数据进行导入，对数据进行完整性、可靠性和正确性的检查并生成原始未经过任何调色的2级影像。

③Radiometry 2级-3级辐射调整数据处理模块。选取几张具有地貌、地物代表性的影像根据其直方图和色彩平衡，进行精细化色彩调整和匀光处理，达到满意效果后，将此影像调整的参数应用到本架次获取到的其他影像，最终输出整批次航摄成果色调基本一致的测图影像。

图2:UCXp-WA航摄影像处理流程

5 两种软件处理比较

经过我中心技术人员结合多个项目生产对两种航摄仪获取的影像数据处理，在实际使用过程中，SWDC-4国产软件对计算机硬件要求较低，处理流程模块环节多且模式化，每一模块结束后都需要人工操作，以便进入下一个工作环节。UltraMap软件对计算机硬件要求高，是高度自动化分布式的处理工作流程，具体比较如表1。

表1:SWDC-4与UCXp-WA航摄影像数据处理比较

序号 比较内容 SWDC-4处理软件 UltraMap处理软件命名方式5 影像匀光、匀色 影像可先在匀光模块下，逐片局部调节。然后在进入匀色软件下整体批量调节。只能在UtraMap Radiometry模块下对像片逐片整体调节，然后作用于其余相关影像。6 软件狗 单机狗，整个流程中只有匀光匀色时需要用到（其它步骤不用狗）网络狗，一台主机，带若干子计算机。所有步骤均在主机上完成，子机只参与分布式运算7 影像数据量 一张影像（RGB8bit）数据量400MB 一张影像（RGB8bit）数据量570MB 8 影像色彩 影像总体感觉不够清晰，色彩饱和度、层次感一般价格昂贵，要求安装运行环境较严格，稳定性一般10 作业人员投入影像清晰，色彩鲜艳，层次感好，饱和足9 性价比 国产软件价格较低，与国内现有软件系统兼容性好因大量前期工作不需要“加密狗”，可多人多台计算机同时处理 必须单人操作，多台计算机分布式处理人工参与部分只能单人操作，整体效率较低。运算部分取决于计算机总的核数以及局域网络的性能12 单片生产输出时间11 处理效率 可多人同时操作，整体效率较高。相同的计算机数量:平均3～5分钟生产输出1片13 机载附属数据处理 采用国产Trip软件处理 国外POSpac软件处理相同的计算机数量:平均8～10分钟生产输出1片14 处理过程 处理过程各功能固定模块化 分布式处理，过程高度自动化

6 结束语

在SWDC-4和UCXp WA两款框幅式航摄仪航摄影像数据后处理软件中，各有特色，SWDC-4影像数据后处理软件无论是界面设计，还是从处理模式和工作流程等都具有浓厚的国产特色，在实际使用过程中SWDC-4国产软件对硬件要求较低，处理流程模块环节多且模式化，每一模块结束后人工都要干预。由于每一步工作都需要人工干预，所以处理中出现问题均能及时发现并解决。实际生产效率是有多少台计算机，都可以用多少台计算机同步处理，以便加快处理速度。

而UltraMap软件则是体现大量数据动态管理、影像可视化操作等多个国际先进的核心技术，在处理中采用可靠的分布式处理技术，使处理工作流程高度自动化。但是由于完全依赖高性能的计算机和局域网，处理过程中出现丢片等异常现象，也只能是在处理结束后检查中发现，对人工交互式处理弱化。

这两款航摄数据处理软件各有优势，目前，在基于高性能计算机的硬件条件下，生产作业人员能够进行影像数据快速处理，并及时反馈航摄成果质检结论。

[1]李天子，王留召.大面阵数字航摄仪SWDC系统优势及应用[J]辽宁工程技术大学学报（自然科学版）.2013(6):797-801.

[2]陈洁，杨大昌，杜磊.大幅面广角数字航摄系统UCXp-WA及其应用[J]地质装备，2014(6):28-32.