PIE-Basic 图像镶嵌
1.功能概述
图像镶嵌是指将两幅或多幅数字影像(有可能是在不同摄影条件下获得的)拼在一起,构成一幅整体图像的技术过程。
由于幅宽等因素的限制,传感器一次成像覆盖区域总是有限的。而在多数情况下,用户的分析往往包括多景影像,此时需要将若干影像进行拼接,生成目标区域的完整影像,以便获取更多、更准确的关于感兴趣区域的信息。
镶嵌前
镶嵌后
1、遥感测图与底图更新。
2、用于计算机自动分类、地物特征的变化监测等应用处理。
3、对图像信息进行分析,制作各类遥感专题图。
广东省正射影像图
2.基本概念
主要流程:
1、是否有地理坐标,待镶嵌图像必须有地理坐标,如无地理坐标需进行影像配准、几何精校正处理。
2、重叠区判断,待镶嵌影像需有像素的重叠区域。
3、镶嵌线生成,在影像重叠区域通过几何特征、灰度计算等算法生成镶嵌线,确定两幅影像镶嵌的接缝。
4、影像色调调整,解决相邻影像的灰度色调差异带来的影响,避免出现明显的镶嵌痕迹,实现影像的无缝镶嵌。
常用的镶嵌线生成有人工和自动两种方法。镶嵌线自动生成方法有以下几种:
1、灰度差最小法确定接缝线
2、中线法设定镶嵌线
3、根据地形设定镶嵌线
镶嵌线应尽量选取线状地物或地块边界等明显分界线,以便使镶嵌影像中的拼缝尽可能地消除,使不同时相影像镶嵌时保证同一地块完整,有利于判读。
在协同作业的情况下,要保证相邻图幅重叠范围内影像一致,裁切时重叠区域内的镶嵌线必须保持一致,做到同步改动,同步切图。
镶嵌后影像应避开云、雾、雪及其他质量相对较差的区域,使镶嵌处无裂缝、模糊、重影现象。
镶嵌线羽化:指将镶嵌线两侧的影像色调过度均匀、自然,不留拼接缝的痕迹。
在镶嵌线两侧一定范围内统计重叠区所有影像的灰度差,采用中值滤波、小波变换、强制改正、多尺度羽化等算法进行混色处理,消除拼接缝。
设置羽化范围的基本原则是不能出现双眼皮效应。
1)相对精度,图像相对精度不好时羽化范围需小一些,过大会出现双眼皮现象。
2)色彩差异,匀色后色彩差异仍较大,相对精度符合要求,羽化应设置大一些。
3)特殊地区,山区羽化值可适当设大,减少编辑镶嵌线的工作量。水体羽化设置大一些可使色彩过渡更自然。
4)分辨率,分辨率高的影像羽化范围应设置小一些,避免双眼皮现象。
双眼皮效应
镶嵌质量的好坏直接影响到遥感影像的使用,出现裂缝、重影、模糊等都会降低数据质量。检查需要从几何质量和光谱质量这两方面进行评价。
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在几何质量上,需要检查相邻影像重叠区域内同名点的几何偏差是否超过限制要求;重点检查镶嵌区域是否出现裂缝、重影、模糊,看镶嵌线是否合理。
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在光谱质量上,需要检查纹理、色彩是否过渡自然。相邻两景影像镶嵌后,重叠区色彩是否均匀过渡,是否出现过渡平滑导致失真的现象。
3.演示数据
使用数据:
选用两幅经过几何校正有重叠区域的图像进行镶嵌操作。
4.操作演示
PIE采用自主研发智能生成镶嵌线技术,自动寻找最优镶嵌线,实现人工地物的完美避让;并提供了便捷的镶嵌线人工交互编辑工具,镶嵌线两侧的羽化缓冲区可达到接缝过渡自然的效果;同时PIE提供高性能、高效的镶嵌能力,充分使用系统资源,利用并行计算能力,提升镶嵌速度。
镶嵌面生成:
单击"生成镶嵌面"按钮,弹出"镶嵌面生成"对话框。
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生成方式:选取生成镶嵌面的方式,简单线/优化先/智能线。智能线镶嵌效果最好,但时间较长,适用于镶嵌接边复杂的图像,简单线用时最短,适用于接边简单的图像,优化线处于简单线和智能线之间。
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导出镶嵌面:设置保存路径及名称,可将生成的镶嵌面保存为shp文件。
镶嵌线编辑:
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面编辑:点击鼠标左键在需要修改的两景影像接边处画与原镶嵌线相交的多边形,可将多边形区域所包含的区域裁切到多边形第一个点所在的图层。
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折线编辑:使用折线的方式修改两景影像接边处的镶嵌线,在添加折线和现有镶嵌线的第一个交点和最后一个交点 的中间这一段镶嵌线将会被替换成新加的折线。
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套索编辑:按住鼠标左键拖动鼠标,在需要修改的两景影像接边处画与原镶嵌线相交的任意形状的封闭图形,可将套索区域所包含的区域裁切到套索第一个点所在的图层。
参数设置:
单击"参数设置"按钮,弹出"参数设置"对话框。
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常规羽化:设置羽化范围和羽化单位,像素或者米。羽化值的大小与影像的相对精度、色彩差异及分辨率有关,基本原则是不能出现双眼皮效应,一般设置为5个像素左右。
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宽羽化:接边处水体、植被色彩差异较大时可勾选宽羽化,导入宽羽化区域矢量文件,设置羽化范围及羽化单位。
输出成图:
单击"输出成图"按钮,弹出"镶嵌输出设置参数"对话框;PIE支持整幅输出和分幅输出两种方式。
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输出分辨率:可设置输出影像的分辨率,一般默认读取原始影像中第一个图层影像的分辨率,可根据需求进行设置。
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输出范围:可设置镶嵌影像的输出范围,该功能针对大范围影像镶嵌(例如一个市),优先输出部分区域(某个区县),一般默认输出原始范围。
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整幅输出:设置输出类型,3通道8位或者原始数据格式,设置输出路径及名称。
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分幅输出:设置输出比例尺,勾选待输出图幅信息,设置输出路径。
结果分析:
在软件中加载镶嵌结果影像与保存的镶嵌面文件,使用【常用功能】模块的【地图浏览】工具,浏览检查镶嵌影像上镶嵌线附近是否有裂缝、重影、模糊、纹理不清晰、色彩过渡不自然等现象。