Ракурс
English info@racurs.ru

Статьи и презентации

Библиография PHOTOMOD

Опыт пользователей

Учебные материалы

Материалы конкурса PHOTOMOD Lite

Вики — фотограмметрия

 НОВОСТИ  О КОМПАНИИ  ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ  ДАННЫЕ ДЗЗ  УСЛУГИ  ОБУЧЕНИЕ  ПОДДЕРЖКА  БИБЛИОТЕКА  КОНТАКТЫ  ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 
 Статьи и презентации  Вики — Фотограмметрия 

PHOTOMOD GeoMosaic - эффективное средство совмещения растровых изображений

В.Г. Новоселов ("Ракурс"), Г.В. Сапрыкина ("Ракурс")

Скачать эту статью (PDF, 1327kB)

В практике цифровой обработки изображений достаточно часто возникает необходимость создания мозаичных изображений (мозаик) из отдельных перекрывающихся ортофотопланов или отсканированных растровых карт. Кроме того, на рынке ДЗЗ в настоящее время предлагается ряд продуктов, обладающих ограниченной точностью, которая тем не менее удовлетворяет потребителя. К ним можно отнести SPOT уровня 1B, Landsat 1G и т.п. Для подобных снимков задача их геометрического совмещения также является важной и актуальной. В связи с этим компанией "Фирма "Ракурс" была разработана программа PHOTOMOD GeoMosaic, предназначенная для построения мозаик из набора геопривязанных изображений. Данная программа функционирует в операционной среде Windows 2000 или XP и является полностью самостоятельной (не требует покупки и установки ядра системы PHOTOMOD).

В комплекте с программой PHOTOMOD GeoMosaic поставляется база данных систем координат, а также модуль PHOTOMOD GeoCalculator, позволяющий пересчитывать координаты точек из одной системы координат в другую, что может потребоваться при географической привязке изображений.

Основными задачами, решаемыми при помощи PHOTOMOD GeoMosaic, являются:

  • Географическая привязка исходных изображений в произвольной геодезической системе координат, либо взаимная привязка исходных изображений в условной системе координат.
  • Геометрическое и фотометрическое совмещение ортотрансформированных изображений, отсканированных растровых карт, фотографий и т.п.
  • Совмещение изображений, представленных в различных системах координат, с представлением результирующей мозаики в произвольной системе координат.
  • Нарезка растровых изображений на листы заданных размеров и формы.
  • Конвертирование изображений в различные растровые форматы.

Исходные и выходные данные представляют собой изображения в наиболее распространенных графических и ГИС форматах: TIFF, GeoTIFF, Windows BMP, ГИС "Панорама" RSW, ERDAS Imagine IMG, NITF, JPEG, JPEG 2000, PNG, PCIDSK. Геопривязка может содержаться как в самом файле с растром (GeoTIFF, ГИС "Панорама" RSW, ERDAS Imagine IMG, PCIDSK) так и в сопровождающих файлах формата ArcWorld TFW (BPW, JGW:) и MapInfo TAB. В настоящее время поддерживается формат изображений 8 и 24 бит на пиксел.

Если исходные изображения имеют большой объем, то для ускорения отображения имеется возможность автоматического построения дополнительных пирамидальных изображений. При этом сами исходные снимки остаются без изменений, а пирамидальные изображения создаются в виде отдельных файлов. Для экономии дискового пространства пирамидальные изображения могут создаваться с JPEG компрессией либо со сжатием без потерь по алгоритму LZW.

Для устранения яркостных и цветовых различий между совмещаемыми изображениями предусмотрено автоматическое глобальное и локальное яркостное выравнивание. На рис. 1 представлена мозаика, построенная из 15 исходных снимков, без яркостного выравнивания. Глобальное выравнивание (рис. 2) приводит яркостные и цветовые характеристики отдельных изображений к некоторому эталонному значению. В качестве эталона могут выступать как яркость и цвета отдельных изображений, так и их среднее значение. Локальное выравнивание выполняет совмещение яркостных и цветовых характеристик вдоль линий порезов. Его действие постепенно ослабевает в направлении от линий порезов к центрам изображений. Комбинирование глобального и локального выравнивания, а также возможность сглаживание линий совмещения, позволяет добиться визуально однородной мозаики (рис. 3).

Рис. 1
Мозаика исходных снимков
без выравнивания
Рис. 2
Результат глобального
яркостного выравнивания
Рис. 3
Результат глобального
и локального выравнивания

В случае, если качество геометрического совмещения по параметрам географической привязки не удовлетворяет критериям точности (визуальной непрерывности), может быть выполнена процедура уточнения. Данная процедура основана на измерении и учете координат множества связующих точек, лежащих на линиях порезов. При построении мозаичного изображения выполняется локальная геометрическая коррекция, уровень которой уменьшается при движении от краев к центрам изображений. Подобный подход позволяет без изменения взаимного положения снимков добиться высокой точности совмещения вдоль линий порезов. Поиск и измерение связующих точек можно проводить как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. В качестве средства контроля предусмотрена возможность быстрого построения фрагмента мозаичного изображения вокруг указанной точки. Следует также отметить, что процедура уточнения практически нечувствительна к типу искажений, которые могут носить нелинейный и случайный характер. На рис. 4 показан результат совмещения 3-х снимков, выполненных цифровой камерой. Взаимные искажения, вызванные дисторсией и вариациями глубины сцены, были успешно компенсированы при помощи описанной процедуры.



Рис. 4
Исходные данные и результат совмещения снимков
с уточнением по связующим точкам

PHOTOMOD GeoMosaic позволяет выполнить пакетное преобразование набора изображений в требуемую систему координат и растровый формат. В этом случае для каждого исходного изображения будет построено соответствующее ему выходное. На рис. 5 приведен пример преобразования отсканированной карты из одной системы координат в другую.

Рис. 5
Преобразование отсканированной карты
из системы координат WGS 84 (слева)
в систему координат СК 42 зона 9 (справа)

Следует отметить, что в программе PHOTOMOD GeoMosaic реализован оригинальный алгоритм проведения порезов между совмещаемыми изображениями, работающий в полностью автоматическом режиме. Подробное описание данного алгоритма будет опубликовано в одном из ближайших номеров журнала "Геодезия и картография".

Программа PHOTOMOD GeoMosaic была использована во многих проектах, требующих решения различных задач. В качестве примера можно привести следующие проекты:

  • Совмещение листов отсканированных карт. Каждое мозаичное изображение строилось из 4-х перекрывающихся листов. В ходе работ выполнялась географическая привязка исходных данных, уточнение геометрического соответствия при помощи связующих точек и локальное яркостное выравнивание.
  • Построение мозаичного изображения из более чем 1000 неперекрывающихся ортотрансформированных изображений.
  • Географическая привязка и преобразование в пакетном режиме множества отсканированных листов карт в требуемую систему координат.

Скорость построения мозаичных изображений составляла в среднем 1Мбайт/сек.

Таким образом, PHOTOMOD GeoMosaic позволяет решать широкий класс задач, связанных с геометрическим и фотометрическим совмещением растровых изображений, преобразованием их в заданный растровый формат и систему координат.

Подписка на новости 129366, г. Москва
ул. Ярославская, д. 13А, офис 15
Tel   (495) 720-51-27 (многоканальный)
Fax   (495) 720-51-28
Последнее обновление: 14.12.2017© Ракурс, 2004-2017