謝飛　吳杰　楊林波　陳科

[摘要]本文簡要介紹了OrthoVista勻光勻色的幾個(gè)常用功能：用于單片勻光的Single Image Adjustment、整體調(diào)節(jié)的Global Tilting Adjustment和Water Reflection Removal等。文中以某水庫無人機(jī)正射影像生產(chǎn)為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同原始拼接影像進(jìn)行比較，結(jié)果顯示經(jīng)過OrthoVista勻光勻色后，在亮度、對比度以及色彩一致性上，影像整體效果都得到了改善。

[關(guān)鍵詞]OrthoVista 無人機(jī) 正射影像 勻光勻色

[中圖分類號] V279+.2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-147-2

1引言

數(shù)字正射影像圖是基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)，作為4D產(chǎn)品的一部分，數(shù)字正射影像圖有其自身的特點(diǎn)：①與傳統(tǒng)符號化的地形圖相比，數(shù)字正射影像圖既有地形圖的幾何特性，又有像片的影像信息，所表達(dá)的信息更加直觀、豐富、真實(shí)；②數(shù)字正射影像作為參考數(shù)據(jù)，能夠用來評價(jià)其他數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)勢性和完整性；③從正射影像中提取出的自然、人文等信息，可以為災(zāi)害防治、公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等應(yīng)用提供可靠依據(jù)；④DOM的數(shù)字屬性使得其在計(jì)算機(jī)上能夠合理的放大縮小，因此具有良好的判讀性能、量測性能和管理性能，已經(jīng)在土地利用更新調(diào)查、農(nóng)村土地確權(quán)發(fā)證以及林業(yè)普查等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1]。

近年來，隨著無人機(jī)航攝技術(shù)的發(fā)展、普及和應(yīng)用，利用無人機(jī)航攝系統(tǒng)快速高效地獲取測區(qū)高精度、高質(zhì)量的影像數(shù)據(jù)越來越多的被應(yīng)用到了水庫移民安置征地項(xiàng)目中[2]，但由于庫區(qū)特殊的空間地理位置、不良天氣和光照影響，所獲取的航攝影像數(shù)據(jù)往往存在反射強(qiáng)度差、光照強(qiáng)度差等情況，加之拍攝時(shí)間的不同，使同一測區(qū)航帶間影像存在顏色、光照的差異，需要對影像進(jìn)行勻光勻色處理才能被用于生產(chǎn)高質(zhì)量的數(shù)字正射影像。

2軟件簡介

2.1OrthoVista簡介

INPHO是歐洲著名的航空攝影測量與遙感處理軟件，包含空三加密MATCH-AT、數(shù)字地面模型匹配MATCH-DSM、數(shù)字正射影像糾正OrthoMaster、影像拼接OrthoVista等系列模塊，而影像勻光勻色處理主要是在OrthoVista 模塊中進(jìn)行。該模塊運(yùn)用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，自動平差和整合來自任何來源的正射像片，從而生成無縫、顏色平衡的影像鑲嵌圖，是一款高效、高度自動化的正射像片鑲嵌工具，是生產(chǎn)正射影像圖的專業(yè)軟件[3]。

2.2OrthoVista勻光勻色方法

OrthoVista在影像勻光勻色中有以下幾個(gè)功能：

（1）Single Image Adjustment：能單獨(dú)地計(jì)算每幅像片的調(diào)整輻射量，以此來補(bǔ)償由諸如熱點(diǎn)、透鏡變異等引起的顏色變異，從而提高視覺效果；單張影像色彩校正有Hot Spot Removal和Intensity Dodging兩個(gè)選項(xiàng)可以選擇，通常Hot Spot Removal對彩色影像有效，而Intensity Dodging較多的應(yīng)用于灰度影像的色彩改正。圖1為單張正射糾正后影像的排列，從圖中可以看出影像存在邊界部分色彩較暗、強(qiáng)反射和色彩差異等問題；圖2為應(yīng)用Hot Spot Removal with multiplicative corrections 方法后得到的結(jié)果，對比后發(fā)現(xiàn)無論是在明亮程度、色彩一致性上整個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都得到了較大的改善。

（2）Global Tilting Adjustment：通過計(jì)算補(bǔ)償參數(shù)來調(diào)整毗鄰重疊影像間色彩、亮度和對比度的差異；圖3為具有色彩和亮度差異的兩相鄰影像，通過使用Global Tilting Adjustment色彩校正功能后得到如圖4所示的結(jié)果。

（3）Water Reflection Removal：該功能主要用于檢測并消除水面上由于光照反射所造成的色彩不一致的現(xiàn)象；首先需要勾選待處理的水面區(qū)域，該區(qū)域?yàn)槊鏍钜豥xf（多邊形可以嵌套），接下來指定Base Color作為所選區(qū)域的基準(zhǔn)色后，在Image Group Adjustment中選擇Reflection Removal運(yùn)行后得到圖6的結(jié)果（原始影像為圖5）。有一點(diǎn)需要注意的是，通常對單片整體進(jìn)行Reflection Removal改正比對拼接后的整幅正射影像進(jìn)行調(diào)整效果要好。

INPHO 中另一個(gè)實(shí)用的工具為RadioMetrix色彩編輯器，其主要用于對單張影像進(jìn)行調(diào)節(jié)，其使用方便靈活，比如自動或手工地調(diào)節(jié)影像的直方圖、亮度、對比度、色彩、飽和度等，還可以利用分階曲線、梯級曲線對影像的色彩、亮度、對比度做更為有效的調(diào)整[3]。通常在RadioMetrix中優(yōu)先考慮需要調(diào)節(jié)的是影像直方圖，在直方圖分布較好的情況下其余需要進(jìn)行的色彩調(diào)節(jié)操作就會很少甚至不需要。

3工程應(yīng)用

本文選取某水庫工程項(xiàng)目中不同架次獲取的無人機(jī)航攝影像數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)共63張，像幅大小為5760*3840，分辨率在0.15～0.2米之間，經(jīng)過空三加密、DTM提取并對單片進(jìn)行正射校正，將校正后的單片正射影像添加到OrthoVista中，未進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)前影像的效果整體上明暗不均、色彩不一致：上方兩條航帶影像表面有一層白色蒙板，色彩飽和度與對比度都較?。欢路絻蓷l航帶影像整體上較暗，色彩與實(shí)際差別較大。

3.1影像亮度調(diào)節(jié)

首先對下方兩條航帶影像的亮度進(jìn)行調(diào)整：在Project Dialog對話框Images頁面激活上方兩條航帶影像，打開RadioMetrix色彩編輯器，在Manual-Gradation頁面中調(diào)節(jié)gradation曲線。同樣的方法調(diào)整下方兩條航帶影像的亮度。

3.2影像對比度調(diào)節(jié)

經(jīng)過第一步的調(diào)整后，影像在明暗程度上雖然得到了改善，但上方兩條航帶影像對比度小的情況依然存在。在RadioMetrix色彩編輯器的Intensity/Contrast頁面將選中后的黃色圓點(diǎn)（表示的影像亮度/對比度）進(jìn)行拖動。

3.3色彩一致性調(diào)整

由于影像整體在明暗度和對比度上都得到了改善，但上下方兩條航帶影像在色調(diào)上仍有一定的差別，于是可以在色彩編輯器Color頁面下調(diào)整上方兩條航帶影像的顏色。

將勻光勻色后的影像進(jìn)行拼接輸出（單張影像已經(jīng)進(jìn)行過色彩調(diào)節(jié)，因此拼接輸出時(shí)，Single Image Adjustment 設(shè)置為None，Image Group Adjustment設(shè)置為Global Tilting Adjustment）。

4總結(jié)

近年來，在正射影像圖勻光勻色處理的生產(chǎn)實(shí)踐中，尤其是在建庫數(shù)據(jù)加工整理的過程中，OrthoVista軟件其強(qiáng)大的勻光勻色處能和簡單易用、快速高效的優(yōu)勢使得其應(yīng)用越來越廣泛。本文通過列舉OrthoVista中幾項(xiàng)用于影像勻光勻色的功能及其適應(yīng)條件，結(jié)合某庫區(qū)無人機(jī)正射影像圖制作進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，分析結(jié)果得出經(jīng)過OrthoVista勻光勻色后，正射影像整體色彩效果得到了較大改善，為今后OrthoVista在無人機(jī)影像勻光勻色處理中的應(yīng)用提供了參考。

參考文獻(xiàn)

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