基于Geographic Imager地理影像插件处理三调正射影像的研究

徐娜

（辽宁省基础测绘院，辽宁锦州 121003）

根据辽宁省第三次全国国土调查工作的安排，辽宁省基础测绘院承担辽宁省任务内朝阳市、葫芦岛市、锦州市、阜新市和朝阳市共五个市区的正射影像一张图拼接的生产任务。

在2018年度第三次全国国土调查正射影像成果的基础上，辽宁省基础测绘院开展正射影像一张图的整合处理工作，利用Geographic Imager地理影像插件快速完成正射影像的镶嵌、裁切以及其他相关整理工作，为实现“三调全国正射影像一张图”的目标，保障第三次全国国土调查项目的顺利推进。

一、Geographic Imager 地理影像插件

1.概述

Geographic Imager是加拿大Avenza公司基于Adobe Photoshop平台开发的地理影像处理工具包，支持在Photoshop环境下导入导出大数据量遥感影像，进行影像投影转换、地理参考（纠正）、地理裁切、快速镶嵌（快拼）、地形晕渲、影像融合（pansharping)、瓦片生成、网络地图输出等功能[1]。

2.软件优势

通过分析比对，Geographic Imager地理影像插件与同类软件锐宇博图中间件相比，具有如下几方面优势[2]。

（1）理论上可以支持无限大的数据，仅依赖于硬件环境。对于扩展的地理影像格式，优化后的效率较之前有大幅提升。

（3）支持多幅影像基于坐标进行自动镶嵌，可以进行实时投影转换。

（4）不仅支持根据矢量范围进行影像裁切，且支持根据像素坐标、大地坐标、参考影像以及（shp、dwg、kml等格式）进行影像裁切。

（5）支持根据瓦片大小或数据将影像进行切片，可将瓦片保存成多种数据格式，实现批量裁切功能。

（6）支持输出Google maps/Bing maps/OpenStreetMap等格式影像多级切片。

（7）当打开地理影像时，Geographic Imager 能自动识别 GIS 栅格格式并且试着查找与之匹配的参考文件，且参考信息会显示在Geographic Imager面板上。

（8）支持BigTIFF文件读、写。

（9）支持在Photoshop中量测点位地理坐标并输出。

更“欠扁”的是，家长会后，我的座位被班主任周老师从正数第三排调到了倒数第三排。我前后一米内的同学，成绩立刻从班上正数前十换成了倒数前十。周老师的理由是：让成绩先好起来的同学带动成绩后好起来的同学，最终达到“共同进步”。听起来是不是很“高大上”？但是我却有一种被抛弃的感觉。也许是看我脸色不佳，周老师特意把我叫到办公室谈心。

二、影像镶嵌、裁切及投影转换

在实际生产过程中，由于测区较多，且和外省及省内其他单位要进行接边工作，需要沟通协调，与接边单位共同商议统一的匀色模板，在外部利用其它软件对2018年的县域正射影像成果做好匀色工作。Geographic Imager地理影像插件增强了Adobe Photoshop的功能以高速的处理地理空间影像数据。在该项目制作中，充分利用了Geographic Imager的镶嵌、拼接、裁切、投影转换等功能。

1.影像导入

首先把影像导入软件中，影像导入分为一般导入和高级导入两种。

一般导入时，打开一幅县域正射影像与在Adobe Photoshop里打开任意其它影像的方式一样，在界面下打开所要拼接的多个正射影像即可。

注意的是：如果需要拼接的影像没有地理空间参考信息，可以在软件下为其指定参考信息和坐标系统。指定坐标系统时也有两种方式可以选择，一种是在坐标系统库里直接选择一种系统，另一种是可以直接选择已打开的影像文件的坐标系统。

高级导入功能可以导入多个影像，并且提供了有用的设置可以改变参考文件、坐标系统、彩色通道管理，调整影像大小和范围甚至是镶嵌。对于按指定地理范围快速裁切大数据量的影像很有用，因为原来可能需要很长的加载时间。该功能可以导入不同格式、不同大小、不同坐标系统的两景影像，然后将它们镶嵌在一起。

值得注意的是：在Layers面板里，根据导入的多幅影像只生成一个图层，如想保留单个的图层，要在Advanced Import对话框里勾选Keepsource data on separate layers选项。

2.影像镶嵌

Geographic Imager可以将这些影像镶嵌生成一个单独的合并后的空间影像[3]。Mosaic 功能可以将输入的多个带有地理参考的影像合并生成一个单独的带有地理参考的合成影像。镶嵌处理所需的可用文件可以是不同坐标系统的、不同像素大小的、不同旋转角度的。这些文件都会被实时转换跟目标镶嵌文件的属性一致。当进行镶嵌时，还可以使用高级转换选项来指定坐标系统、重采样像素大小或者旋转角度[4]。

如果将将多个县域的影像镶嵌在一起，目标文件是投影坐标系统。镶嵌结果就是跟目标文件一样的投影坐标系统。

在Adobe Photoshop里，找到Tutorial DataAmericas文件夹，打开A1.tif、 A2.tif、A3.tif 和 A4.tif 文件，在镶嵌对话框里会显示出待镶嵌的文件，即可利用Mosaic功能实现多个县域的镶嵌拼接。

注意的是：如果A2.tif 是目标镶嵌文件，也就是说其它影像会统一转换到与之相同的投影坐标系统下然后再镶嵌在一起。 用于镶嵌的文件可以是不同的坐标系统、不同的像素大小或者旋转角度，都可以无须转换直接进行镶嵌。这些影像将以目标文件的坐标系统和像素大小为标准。

如果当目标文件有旋转角度时，是不支持镶嵌过程中进行转换的。要想镶嵌到带有旋转的目标文件里的话，待镶嵌的文件必须跟目标文件有相同的投影坐标系统、像素大小和旋转角度。

3.影像分幅

影像分幅（Tile）功能是将单个的影像切分成多个影像[5]。对影像进行分幅可采用两种方式：图幅数量或者图幅大小。如果原始影像是有地理参考的，那么分幅后的影像都是附有参考文件的（或者影像自身内部有参考信息的格式，如 GeoTIFF, BigTIFF或者TIFF）。分幅后的图幅可以按顺序命名，也可以按行列号或者角点坐标命名。

利用影像分幅功能可以把一块影像分成9个相同大小的影像（图1）。该功能可以设置裁切图幅的重叠范围，每个图幅的名称里将包括原始影像的名称+自身的行列编号。

4.影像裁切

裁切（ GeoCrop）功能是对带有地理参考的影像基于裁切范围进行裁切[6]。可以通过以下几种方式来设定裁切范围：手动划定、基于像素、基于地理或投影坐标基于已有文件、基于一种坐标系统范围线、基于一个矢量范围文件。按项目要求，三调影像选择好县域范围裁切成县域DOM成果。

应注意的是， 当指定裁切参数的时候，GeoCrop 对话框里的预览图会实时更新显示预裁切范围（图2）。裁切后的地理空间影像仍然保留着参考信息。Advanced Import功能可以使用GeoCrop功能导入大数据量影像而无须先打开。如果是自带图层的影像（镶嵌） 裁切后仍然会保留其原有的图层结构和alpha通道。

5.投影转换

现有三调正射影像成果投影方式为高斯-克吕格投影，3°分带。全国正射影像一张图服务发布需经纬度坐标模式，需对正射影像成果进行投影变换和重采样，制作全国经纬度坐标(分辨率单位：度)的正射影像成果，重采样分辨率要求不低于原始正射影像产品平面分辨率，单位为米[7]。

Geographic Imager使用GeoTransform技术，这是一种很成熟的影像重投影机制，广泛支持多达几千种大地和地理坐标系统的转换，能够在Adobe Photoshop里对影像进行投影转换。另外，Geographic Imager 还支持自定义投影。

利用软件对县域正射影像成果进行投影转换，值得注意的是像素大小可以按用户指定的值进行修改。这样在本质上来说就改变了影像的大小，因为每个像素代表一个制图单元。

6.影像接边、影像编辑

根 据《第三次全国土地调查正射影像生产技术规程》要求，现有三调正射影像接边限差不超过5米[8]。为 了满足三调成果发布和服务的最新需求，三调全国正射影像一张图要求相邻县域间接边精度不超过1~2米。因此，需要对相邻县域的接边进行检查和接边差改正，以满足建库、发布和服务的新需求。

图1 Tile影像分幅示意图

利用Geographic Imager对县域正射影像成果进行图面检查，可以流畅的打开大数据量的县域影像成果，并对需要接边的县域影像进行影像接边、影像编辑等工作。

图2 GeoCrop裁切示意图

三、结束语

通过应用Geographic Imager软件在三调影像一张图项目中对县域影像的拼接、镶嵌及投影转换等方面进行研究，总结其优势，并归纳其在影像制作过程中需要注意的事项，为后续生产提供有利的技术支撑。