基于低分辨率模板的多源数据DOM匀光方法

厉芳婷 ，闵 天，尧志青，田艳红

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074；2.湖北省航测遥感院，湖北 武汉 430074；3.武汉大学测绘遥感信息工程重点实验室，湖北 武汉 430073）

基于低分辨率模板的多源数据DOM匀光方法

厉芳婷1,3，闵 天2，尧志青1，田艳红2

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074；2.湖北省航测遥感院，湖北 武汉 430074；3.武汉大学测绘遥感信息工程重点实验室，湖北 武汉 430073）

利用多源航摄影像数据制作正射影像是地理国情普查工作的重要技术手段，以湖北省地理国情普查项目为例，介绍一种基于低分辨率模板的多源影像数据匀光方法，解决多源数据正射影像成果的一致性问题。

地理国情；正射影像；匀光；低分辨率模板

数据处理已成为现代摄影测量处理软件必须解决的问题。大量不同数据源的数据往往对应不同生产方式，整个生产过程比较复杂。为处理好不同数据源的航空影像，使成果DOM色彩达到设计和规范的要求，本文将介绍一种匀光方法，针对我省地理国情普查DOM制作，较好地解决了海量多源数据色调一致性问题[1]。

1 多源数据匀光处理流程

1.1 一般匀光方法的问题

传统DOM匀光方法中，一般采用通过统计整体平均参数对全区域进行匀光匀色，具有代表性的是MASK匀光法[2]；第二类是基于标准影像的匀光处理方法。它利用Wallis滤波器对多幅影像进行匀光处理[3,4]，预先按照测区整体地物地貌特征，选择并调整一幅较为典型的单片影像作为匀光模板，利用该模板的统计参数对所有单片影像进行匀光匀色，让整个DOM色调、亮度反差趋于一致或平滑过渡。用这种方式，影像匀光、匀色工作中关键的技术要点在于匀色样片的选取[5]。

对于前一种方法，在影像细节较多时，容易使整体反差不均匀，而第二种方式对于标准片的选取要求较高，在数据类型差异大时无法选出有代表性的标准片。这种传统模板匀光方法在范围跨度较小的同一航摄区域内、传感器相同的条件下，通常能够获得较好的匀光效果。但对于不同传感器获取的影像，跨越较大尺度测区使区域内本色的色彩特征差异极大时，采用自动批量匀光的方式会使影像色彩失真，严重时会造成纹理信息丢失情况。域，农田，厂房，色彩差异很大。利用传统模板匀光方法，很难选择有代表性的模版，整体统计参数也过于强调一致性，将区域内的色彩强行均化一致。从而匀光后的影像容易出现色彩过曝的情况，主要出现在建筑物顶部、水泥地等处。同时，对于水域部分的匀光，容易出现图1红色标注区域所示的水域颜色。

图1 传统匀光模板匀光问题

利用单片模板进行整体匀光时，通常能达到色彩一致的较好效果，而在山体阴影区域，或是反差较大的区域容易出现如图2中红色区域所示的“油墨”的现象。

图2 整体匀光问题

1.2 基于低分辨率模板多源数据匀光方法

对数据原始特性差异大的情况，可以进行人工干预，使结果满足需求。而在大规模项目中，对所有数据人工调整是不现实的。所以基于低分辨率模板的匀光方法主要是将不同数据源制作的DOM影像拼接后，降低分辨率输出，然后利用图像处理软件，人工降低分辨率使小数据量输出的拼接DOM调整色调色彩一致，满足生产需求。再以低分辨率调整后的影像作为匀光的模板对单片正射影像进行匀光处理。每块影像使用调整后的对应低分辨率影像作为参照。匀色策略一般包括整幅、逐块、空间逐块等多种方法。在基于低分辨率模板多源数据匀光方法中，采用逐块方法。做完匀光处理后的单片影像在软件中进行镶嵌处理，按照DOM制作要求对镶嵌线进行编辑，如图3所示。

图3 基于低分辨率模板多源数据匀光方法流程图

1.3 匀光方法效果分析

利用基于低分辨率模板的匀光方法，对湖北省鄂东地区的DOM数据进行匀光处理。该区域范围内包括SWDC、ADS80、UCXP等多种传感器获取的影像数据，航摄时间在2013年3月到2014年1月之间，有较大季节性时相差异。ADS80相机获取影像数据由16位转为8位后，整体影像偏蓝。中北部区域用同样的SWDC相机获取，由于季节性差异，获取的影像色调上也有较大差异。

首先，将该区域的DOM数据拼接处理，获取图4所示0．5 m分辨率的拼接DOM。可以看出，由于数据源和拍摄时相的差异，将该数据按照10 m分辨率输出。该策略使得输出拼接影像的数据量大大减少，方便在Photoshop中进行处理。

原始0．5 m分辨率的拼接DOM因数据量太大无法用tif格式输出，故无法在Photoshop中进行处理，数据量太大操作处理对计算机软硬件的配置都有更高要求，否则将大大降低作业效率。将分辨率降低到10 m输出tif格式，数据量明显减小后就能在Photoshop中进行处理，且不影响处理效率[6]。

图4 匀光前拼接影像

低分辨率影像在Photoshop中将色彩色调调整一致后，对单片的DOM进行匀光处理。这里采用1 000分块大小的逐块匀光。图5所示为匀光后拼接的效果，图 6为区域正射影像成果。

图5 基于低分辨率模板单片匀光后影像

图6 区域正射影像成果

图7中显示，在鄂东实验区中选择同一区域影像，左图为传统整体匀光效果，出现油墨现象和过度曝光现象，而在右图中匀光后的效果显示基于低分辨率模板匀光方法有效避免该情况出现。

图7 整体匀光（左）与基于低分辨率模板匀光（右）效果比较

2 结 语

利用基于低分辨率模板多源数据匀光方法，生产结果和与其他方法比较有以下特点：

1）利用基于低分辨率模板方法可以较好地实现多源遥感数据的匀光处理。对于数据来源多样，地域范围广，获取时间跨度大造成的色彩差异大的区域，可以进行人工调整，满足数量处理需求[7]。

2）利用基于低分辨率模板匀光方法和传统模板匀光方法比较，可以获得更好的处理结果，但效率较差，对人工依赖较多。所以对于数据量较小，或者是颜色一致性较好的工程，传统匀光匀色方法更加合适。

[1] 陈科,黄天勇,闻平,等．利用匀光匀色建立色彩一致性无缝DOM影像数据库的方法研究[J]．测绘工程,2014(2):66-68

[2] 王密,潘俊．一种数字航空影像的匀光方法[J]．中国图象图形学报,2004,9(6):744- 748

[3] 李德仁,王密,潘俊．光学遥感影像的自动匀光处理及应用[J]．武汉大学学报(信息科学版)，2006,31(9):753-756

[4] 潘俊．自动化的航空影像色彩一致性处理及接缝线网络生成方法研究[D]．武汉:武汉大学,2008

[5] 刘建涛．基于彩色空间变换的航空数码影像自动匀光处理研究[D]．西安:长安大学,2008

[6] 郑兴丽,孙运豪,胡朵朵,等．基于Photoshop的数字正射影像匀光技巧[J]．北京测绘,2013(3):58-59

[7] 季宏伟,张定祥,张嘉．省级多源正射影像匀光匀色技术方法探讨[J]．国土资源管理,2014(2):92-93

P237.3

B

1672-4623（2017）10-0030-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.10.009

2016-07-22。

项目来源：精密工程与工业测量国家测绘地理信息局重点实验室开放基金资助项目（编号PF2013-3 ）。

厉芳婷，工程师，从事摄影测量与遥感生产管理和技术研究。