时间:2023-02-10 08:41:26
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇影像制作,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:卫星遥感 QuickBird影像 数字正射影像图(DOM) ENVI
1.引言
遥感影像是通过遥感技术获得的地球表面客体或事物的图像,高分辨率的卫星影像是指像素空间分辨率在10m以内的遥感影像,正射影象是指消除了由于传感器倾斜、地形起伏及地物等引起的畸变以后的影响。正射影象图直观、生动,影像所记录的信息量非常丰富,细节表达的也很清楚,同时更新速度非常快。利用高分辨率卫星影像制作的正射影像精度高,时效性好,生产周期短、更新速度快,能够满足很多行业的要求,可以大大地节省生产成本提高生产效率。
2.DOM的特点
数字正射影象图是利用DEM对遥感图像逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌,按照规定图幅范围裁剪生产形象数据,同时它带有公里网格、图廓整饰和注记的平面图。DOM具有地图精度和影响特征,精度高、信息量丰富、直观性好、制作周期短、连续性好。
3.正射影像制作原理:数值微分纠正
根据已知影像的参数(内、外方位元素)与数字地面模型,利用相应的构像方程式,或按一定的数学模型用控制点解算,从原始非正射投影的数字影像获取正射影像,这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行。通过解求像素的位置,然后进行灰度内插与赋值运算,实现像素与相应地面元素的几何变换。
4.正射影像图制作
数字正射影像(Digital Orthophoto Map,简称DOM)是利用数字高程模型(DEM)对经扫描处理的数字化航空影像,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围裁剪生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。
4.1实验区概况
本文采用的是一幅分辨率为2.4m的快鸟遥感影像图,此图是美国的一个城市城区地图,精度、纬度分别为112.05362548W、33.37717660N。具体如下图所示。
4.2数据预处理
分辨率2.40m的多光谱遥 感影像有1、2、3、4(蓝、绿、红、近红外)4个波段。合成影像时采用了多种合成方式进行对比,经试验最后选择使用1、2、3(蓝、绿、红)波段形成标准假彩色图像,经过ENVI软件的自然色彩变换后输出自然色彩图像,输出后影像色彩效果比较真实。
4.3 影像纠正
数据在使用时,必须具有较高的空间配准精度,这就需要对获取的原始影像进行高精度的几何纠正。本次作业地形起伏较小,地势比较平坦,所以选用了多项式法。
4.3.1控制点输入
为了保证选点的正确性,控制点输入应该采用键盘输入坐标,在进行纠正。GCP的选择对于几何校正的精度有着显著的影响。GCP应是在原始图像上分布均匀并能正确识别和定位、在地形图上可以精确定位的特征点以及特征线的重点。
4.3.2 重采样校正输出
选择的GCP的RSM误差必须小于1个像素,只有满足这个条件,才能保证几何校正的精度。如若选择的GCP的RSM误差大于1个像素,它是不符合要求的,必须将其删除。
在几何校正的控制点位置输入计算完成后,进行重采样输出,计算内插新像素的灰度值。重采样是计算被校正图像的文件值,并生成新文件的处理。有三种重采样方法:最近邻点法、双线性插值、三次卷积法。本试验选择双线性插值输出经校正的卫星影像。
4.3.3精度分析。(图 2误差分析图略)
从图2可以看出,采用多项式方法对原图进行校正,GCP的RSM误差在一个像素左右,基本上满足了校正的精度。在校正的时候,尽量选取易于判读的点可以确保GCP的位置精度,进而基本上可以达到校正的目的。
4.4 影像剪切
数字正射影像图具有地形图垂直投影的特性,地形图直观,内容丰富。数字正射影像可作为影像地图浏览系统的基础数据使用。此类系统可以应用于规划、土地、水利、林业、房管、交通、公安等部门及GPS导航查询、电子地图等领域。如果没有数字正射影像的支持,则无法显示细部,所以应该按照标准制图形式进行制图,每幅图还得加上图名、比例尺、图幅经纬度等信息,以便于以后更好的应用。
4.5图幅整饰
本文运用ENVI软件,采用快速制图方法,在纠正后影像图上加上了图幅名、比例尺以及该影像图的经纬度,最终,制成正射影像图如图3。
5.结束语
随着卫星技术的发展,卫星获得的遥感影像分辨率越来越高,利用专业的遥感图像处理软件对遥感图像进行正射纠正,然后制作正射影像图。不断提高卫星的分辨率,努力开发更好的遥感图像处理软件,从而使DOM更好的为人类生产、生活做贡献。
参考文献:
[1]王利英,宋伟东.基于高分辨率Quick Bird影像的数字正射影像图的制作[J].测绘与空间地理信息,2006,29(4):69-71.
关键词:微课;影像思维
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)10-0062-02
传统的课堂教学随着现代教育技术的发展正面临巨大的冲击与改革,涌现出微课、慕课、翻转课程等课程形式,有效地促进了课程教学的效果与质量。微课以其独特的影像形式展现在受众面前,得到教师、学生、社会的广泛关注。
微课是以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点难点疑点)或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程[1]。由于微课在我国起步较晚,对于微课的理解与制作还存在许多的误区,为了促进微课的健康发展,教育部在2013年成功举办第一届全国高校微课教学比赛的基础上,于2015年继续举办第二届全国高校微课教学比赛。
要想将微课以视频的方式准确、有效、直观、情景化地展现给受众,必须打破传统“课程”的概念。让“课程”在空间与时间上得以充分的拓展,是微课制作必须要解决的关键技术问题。研究将结合微课制作的实践,以影像思维为基础,探讨课程制作中的情景化、指向性等问题,有效提升微课的制作质量。
一、微课的影像思维
(一)影像思维的内涵
人类的文明发展正在进入影像时代(即符号与符号交换的时代)。影像思维是影像时代文化建设的重要内容,是数字化生存的重要形式。数字化生存最初是由美国学者尼葛洛庞帝在其《数字化生存》一书中提出的,他认为:人类生存于一个虚拟的、数字化的生存活动空间,在这个空间里人们应用数字、信息技术从事信息传播、交流、学习、工作等活动。
影像思维是当代人类的重要特征,是人的形象思维与抽象思维、感性思维与理性思维、科学思维与艺术思维、实践思维与审美思维的统一,是人类对“自然、人、社会”和谐共融观整体感悟的重要途径。
微课的制作必须符合影像思维的规律,将表达、传递的对象碎片化、情景化、可视听化,以画框(画面)的形态呈现给受众,受众在其情景化(微课拍摄现场的真实情景与微课传播的虚拟情景)的感染下,领悟微课的指向性,获得良好的自主学习。
(二)微课的影像思维特点
微课不是简单的课程微型化,它是一种可以辅助学习与教学的影像资源。影像受者可以根据学习的需求,灵活安排自己的时、空,进行有效的自主学习。因此微课的影像思维有如下特点。
1.微课制作的现实(真实)性。微课的制作需要现实,要有微课内容、教师、学生、制作设备与环境等,在这些现实基础上,通过微课制作人员的策划、拍摄、剪辑、合成,最终形成数字影像化的微课,实现从现实到虚拟的转化。
2.微课在网络平台上传播的虚拟性。微课的传播是在网络平台上以影像符号进行的,表现出其虚拟性。受者接收到的是虚拟现实的影像,通过对这些虚拟现实的影像思维,达到对现实世界的学习与认识。这种学习与认识不是简单的现实回归,而是潜在的、超现实的,促进了现实世界的发展与进步。
微课的影像思维特点要充分体现影像符号背景下的真实与虚拟、人造与现实之间的关系,实现“本质―现象”二元体系的完美呈现。
(三)基于影像思维的微课特点
1.短小。有专家认为,微课是介于文本和电影之间的一种新的阅读方式,是一种在线教学视频文件。长度在5分钟左右,由文字、音乐、画面三部分组成,不要解说[2]。根据人的认知特点和学习规律,微课的时长一般为5―8分钟左右,最长不宜超过10分钟。因此,相对于传统的45分钟一节课的教学来说,微课具有短时间的特点。
2.精悍。相对于宽泛的传统课程,微课必须在较短的时间内,聚集问题、突出主题。在微课制作时应用影像超现实的手法,以精炼、动态、超现实的“文字、音乐、画面”,达到传递知识、突出思维与方法、虚拟仿真应用能力训练的教学目的。
3.流媒体格式。微课是以视频的方式在网络上播
放,为保证流畅的在线学习、可灵活方便地将其下载保存到终端设备(如笔记本电脑、手机、MP4等)上实现移动学习、泛在学习,微课制作必须选用合适的流媒体格式(如.rm,.wmv,.flv等),并且总容量不能太大,一般不应大于几十兆。
4.情景化。情景化是微课的重要特点,情景是微课内容的载体,微课制作要运用先进的信息技术创设情景,以充分调动微课受者的多种感官,激发学习兴趣,引导自主探究性学习,以提高其分析、解决实际问题的能力。
5.指向性。指向性是微课的又一重要特点,由于上述对微课的要求,微课制作中必须保证其显著的指向性。微课的指向性包括内容的指向性、受者的指向性与情景环境的指向性。在微课的制作过程中,要精心策划、合理设计、有效实施。结合情景化,实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习。
二、基于影像思维的微课情景化与指向性制作
目前,微课制作大多是将教学现场、教学课件、教学资料进行简单的视频化转换。从发展的观点来看,微课程制作势必要经历从粗放到专精的过程,成为具有知识传递、审美体验与艺术价值统一的微课程[3]。
(一)微课的情景化
微课最终是在网络上以视频的形式展现给受众,要充分体现其“短、小、精、趣”的特征。微课制作必须遵循影视的呈现规律,以一帧帧的画面传达微课的信息,每一帧画面就是一个场景。在微课制作中,场景可以是现实的复制(现场实拍),也可是人造场景(通过若干实拍的合成与制作),还可以是虚拟仿真场景(以现实为基础,对其进行随时间、空间变化的预测、控制等)等。场景是相对独立性的,每一帧场景表达了一定含义的信息,但是不完整,并且是静态的。制作者还要将若干帧场景关联起来,形成动态的、能够有效表达一个完整意义的情景。从一帧画面(场景)到动态的、有意义情景的制作过程就是微课的情景化。场景是微课制作的基本单元,也是微课情景化的基本要素,从影像思考的角度,微课的情景化制作过程如图1所示。
受者接受微课是通过“感知―理解―深化”过程来实现的,微课制作的情景化要满足人的这一认识与学习规律。
1.情景的感知。微课制作要精心创设画面,引入场景,形成表象。根据人的感知特点,把微课的要点有机地融入画面,受者通过对画面色彩、结构、背景等要素的观察、思考,获取对微课所传达信息的感知。
2.情景的深入。在微课制作中,通过对场景的设计、融合,使情景不断深入,达到情景与内容的浑然一体。以景导文,启发想象;引导理解,深化认识,领悟精髓。
3.情境的再现。微课的情景化要能够使受者达到情景再现的作用。情境不是实体的复现,而是超现实的模拟。通过情境再现,能获得与实体相似的、可以升华的形象,情境再现情深意长,融知、情、意,行为一体,能够使受者在学习中不断提升自己的综合能力。
(二)微课的指向性
微课的指向性是微课制作需要关注的重要方面,指向性对微课受者的学习具有良好的引导与启发作用。微课的指向性要依托一定的载体,主要是通过画面的设计、教师与对象的交流互动、视频环境的烘托等方式呈现。在制作过程中要充分理解指向性,要根据微课传达的信息进行策划制作,一般可以从如下几个方面思考。
1.教师眼神的表达指向。教师眼神是微课指向性的重要表达方式,在微课的拍摄、制作、剪辑与合成中,要能够充分展现教师眼神的指向性。在近景(呈现教师的胸部以上画面)画面时,教师的眼神应对着摄像机(视频观众),在全景(呈现教师的全部画面)画面时,教师的眼神应对着录制现场对象(现场学生或目标),眼神不能随意飘移。
2.PPT的点眼指向。要善于应用PPT的点眼指向作用,对于重要的问题、观点等可以利用PPT的特点(文字、动画、色彩、多媒体展示等)来表达,在微课制作时将PPT恰当地融入场景,通过场景的烘托突出PPT的指向,使微课受众得到直观、明了的指向感知。
3.场景的指向。通过对场景的设计、导入与导出等手段,可以达到微课的指向作用。场景的指向可以通过“跟踪―模式―展示”的途径实现,要求在制作过程中选好场景,设计模式,突出展示。
4.背景音乐(旁白)的指向。在微课制作中,根据课程的内容要求选配合适的背景音乐(或旁白),将会发挥意想不到的指向性效果,提高学生学习的兴趣,引导对重点的学习与理解。
微课是“教学―视频―互联网”高度融合的产物,为移动学习、泛在学习、碎片化学习等提供了超越时空的学习方式,得到越来越多人的喜爱。如何提供高质量的微课,不仅仅是教师的事,也不仅仅是传统意义上的“授课”,需要教师、学生、教育技术人员、社会(微课的视频受众)的共同努力,同时也需要教学、教育技术、视频技术、网络技术、信息技术的高度融合。影像思维为微课的制作提供了一种指导思路,微课制作必须提升内容的情景化,为微课的学习者提供有效的指向性。
参考文献:
[1]曹殿波,薛苏秦.“微课”实践中亟待厘清的四个基本问
题[J].中国医学教育技术,2013,(5).
[2]李玉平.微课程――走向简单的学习[J].中国信息技术
教育,2012,(11).
Abstract: aim at to produce to meet in the fulfillment of problem, study its solution, and elaborate the creation process of new method in detail.
关键词:DEM;正射影像
Keyword:DEM;BE shooting image
中图分类号: TQ571+.7文献标识码:A 文章编号:
0 引言
19 世纪 50年代,摄影技术问世并用于测量。航空技术发展起来以后,开始了航空摄影测量,率先刷新了对地面观测的历史,实现了人类脱离地面,从高空勘测地球,利用影像在室内重建地形的3维表面模型,然后在模型上用精密的空间导杆或数字导杆模拟前方交会,把平板测绘和野外勘探调查工作移到室内来做。
随着计算机技术和数字图像处理技术的发展,摄影测量已由30年代模拟摄影测量,到70年代的解析摄影测量,发展到当今的数字摄影测量。在数字摄影测量中,计算机不但能完成大多数摄影测量工作,而且借助模式识别理论,实现目标的自动或半自动识别(如识别框标和识别同名点等)和提取,从而大大地提高了摄影测量的自动化能力。
数字摄影测量技术的普及,尤其是以VirtuoZo,JX - 4 A为代表的国产数字摄影测量系统的大面积推广,为以摄影测量为主要手段的我国测绘业带来了一场革命性变化。集中表现为:作业成本降低、作业效率提高、产品丰富。下面将应用Virtuozo系统引人已有DEM数据制作正射影像的实践过程做出简单的介绍。
1 问题的提出
使用 VirtuoZo数字摄影测量系统制作正射影像的如下:
DEM的生成是Virtuozo系统自动完成的,但是生成之前的匹配结果编辑是需人工操作的,而且这项工作的工作量很大,尤其是当制作建成区的影像时,楼房密集,等视差曲线全部在楼顶,需要作业员将这些视差曲线按照合适的DEM数据内插方法,根据已知数据点内插,然后才能生成规则格网的DEM或三角网DEM。我们在生产实践中统计出如果由一名作业员在保证精度的条件下,做一个楼房密集处模型的匹配编辑需要时间3小时,那么如果要编辑整个城市建成区的约1000幅楼房密集的模型,则一个做业员约需要时间375天(按每天8小时计算),由此可见这是一项既需要操作员有较高的技术水平又需要大量时间的工作。那么能否有更高效的方法呢?
2 新方法的尝试
我们结合自身的实际生产能力在保证质量的前提下,为尽量提高数据的更新速度,尝试了一种新的方法,即在较平坦的地区将视差曲线全部定值于一个高度,这样生成的一个假的DEM是一个平面的数据,该DEM只能为VirtuoZo系统下一步的DOM制作提供必须的数据形式,而不能真正起到纠正三维影像的作用,而且用这一DEM数据生成的影像图是粗精度的、不能符合摄影测量规范的要求,因此这种方法被否定了。
在实践中我们又找到了一个较好的方法,即在其他系统中生成DEM数据,再将该DEM数据调人Virtuozo系统中用以生成DOM,该方法既能够保证产品精度又能够提高生产效率。下面就将这一方法的过程做以简单的介绍。
3 生产过程介绍
第一 ,首先对DEM数据的制作过程做以介绍
(1) DEM生产流程图
说明 :
在AutoCAD环境和GeoWay环境下,提取已有矢量图中的高程注记点、特征点、特征线以及水域等属性数据;
以基于可视化的目视判读和GeoWay的质量检查相结合,进行粗差检查;
DEM数据检查可分为精度检查和状态检查,不符合要求,数据重新采集处理;
(2)DEM数据制作步骤
1)利用软件AutoCAD,按图幅提取高程点、等高线、特征线。将整理好的DWG数据转为AutoCADR14格式的DXF数据,并保存在指定的目录下。
2)在Geoway中新建一加工工程。
利用Geoway中的“点号识别”、“点赋高程属性”功能,将CAD数据中高程点、等高线等带有高程信息的数据,将其高程信息直接赋值到属性中。
在Geoway中将赋值整理后的数据导出dxf格式的数据,进人GeoTin平台,先将dxf数据转化为GeoTin中的god格式数据,之后进行三角形联网,再生成DEM。
第二 ,其次对应用该DEM数据制作正射影像图的过程做以介绍。
DEM数据已经准备好了,再做正射影像的时候只需要将已有的DEM数据转换为Virtuozo系统支持的格式,然后直接调人使用。
4 总结
采用上述方法制作正射影像已经在生产实践中得到了验证,它既能够保证产品精度又能够提高生产效率。
参考文献
[1]张祖勋,张剑清.数字振影测量的发展、思考与对策【J].测绘软科学研究,1999 (2)
关键词:计算机应用软件;影像制作;Photoshop
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)11-0163-02
“数字化影视”是一种将某些传统制片技术通过计算机和数字、音像、处理盘式记录以及网络等技术集合而产生的新的影视制作方式,制作出的全新的影视类型,它是一个从前期到后期再到发行的完整的流程。
数字化的出现一方面让我们看到计算机使影像创作得以复兴,另一方面让我们看到各种兴起的市场,数字技术进入数字化使影视发生革命性变化,重新定义。计算机和软件在影视各方面得到运用,提高了生产效率。用计算机改变、增强和重新造型影片原始画面的实践活动稳步发展。计算机以数字方式和增强电影影像的方法创建出一个个神奇的画面:用资料影视作数字式棚外场景、数字式彩色校正、滤光效果和绘画、数字式影像的合成、数字式动画制作、数字式影片修复、数字式线痕去除、数字化影像增强、数字化缺陷消除、计算机生成素材和胶片拍摄素材的集成。
影视数字化从根本上改变了影视的命运,数字化影视创造娱乐设施的新时代。当影视观众被其他传媒所吸引的时候,影视只有进行再次革新才有生存的可能。数字化运算创造出的多层合成的神气场景、震撼人心的音响效果,加上无幕框的特大银幕画面所形成的影院放映的临场感、真实感是任何传媒无法比拟的。各种非凡效果的娱乐节目、动感电影、虚拟现场以及各种新型节目都会为活动影像节目生产注入新鲜血液。影视节目的制作和播放,由于数字化方式的加入,而变得更加多元化、随机化、全球化和可追求化。
1改变了传统影视制作方式
从制作层面来说,从剧本写作的电子化,素材传递的数字化,布景搭建、照明设想的数字化模拟,以及电子化的场记,现场的数字化录入,数字化编辑都将大大提高影视视听质量和效果的精度、强度和感染力,同时又有利于导演更好的思索创作。
影视后期制作系统逐步由模拟制作系统转化为数字分量制作系统;数字信号的记录媒体也由单一的磁带记录转化为由磁带、磁盘存储的多元化的媒体存储方式;计算机工作站的介入,打破了由切换台、特技机、编辑控制器一统天下的制作模式;特别是以PC为核心的非线性编辑、2维动画、3维动画的逐步成熟,使影视后期的技术变得更加多样。
影视后期软件的操作界面越来越像电脑主机的配置,尽量做到板块化、集成化,这样看起来既美观又不显繁琐。传统的繁琐的影视制作流程,如剪辑、绘图、字幕、声音、特技等被越来越多地继续到同一个后期制作软件中。例如DIGITAL FUSION、AFTEREFFECTS、COMBUSTION等软件与之前的版本相比,功能越来越多,越来越完善。而SOFTIMAGE DS则干脆把后期制作几乎所有方面都集中到一起,集剪辑、合成、绘图、声音、特技等于一身。由于这些显而易见的优势,软件的集成化成了各大后期软件供给商的共同追求目标,也许在不久的将来,主要的后期制作软件都会集成各个制作阶段的功能,形成一个完整的后期制作系统,有利于影视后期制作人员“举一反三”把握更多的影视后期软件。
新的媒体格式不断涌现,如高清楚度电视HDTV的出现、网络的飞速发展对影视后期制作提出了新的要求,为适应这些变化,各软件厂商不断完善软件功能,紧跟市场步伐。在AFTER EFFECTS后期的版本中已经支持HDVD、MPEG4及REAL MEDIA格式的制作,其他各种软件也增加了新媒体格式的支持。伴随经济的发展,影视也在飞速发展,今后还会有许多新的音频格式、视频格式出现。
2图像处理软件Photoshop
Photoshop是adboe公司的闻名软件,一个图象软件应用程序,在自问世至今短短的几年时间内,已经成为图片设计师使用工具中不可缺少的一部分,也赢得了神秘和梦幻环境的美称。在这个环境中我们可以为所欲为,可以让自己插上理想的翅膀,可以把破旧的照片修复的天衣无缝,可以让克林顿和你握手……有这样大的功能,它需要多大的内存才能运行呢?这要看要处理的图片大小,一般Phofoshop需要三倍于图象长度的空间,Photoshop有一个功能齐全的工具箱,里面几乎包含了所有在处理图片时想要的工具。在图片处理时,假如你只想对其中一部分操作,可以先用选取工具选取该部分,再进行处理,Photoshop的选取工具很多,有矩形、椭圆形等比较规则的选取工具,对不规则的但颜色相近的选取部分可以采用魔棒来喷取,对外形不规则的但颜色差别又很大的选取部分可以用路径,然后把勾取的路径变为选区,在Phofoshop中还可以用磁性套索工具直接套取,也可以用蒙版方式等很多方法按你要求的外形做一个选区。选区做好了,就可以处理图片了,在处理图片时,有时会发现在某一处错误了,怎么办呢?假如一改可能会牵动整个画面,这时不用着急,还有一个非常面,进阶使用者则选用单轨编辑模式,而需要而对同的工作剐可选择特教或吉音工作环境。
【关键词】卫星遥感技术;数据;信息;正射影像图;制作
引言
21世纪信息科技时代的到来,卫星遥感技术也在不断的更新、完善之中。目前的卫星遥感技术在用于制作正射影像图方面效果显著,并且成图的精准度越来越高,远远超过比例尺地形图的精准度。卫星遥感技术在城市建设、城市规划以及了解环境状况和资源状况方面具有强大的支撑作用。采用卫星遥感技术制作的城市影像图具有目标辨认难度小、内容清晰、比例尺大以及转释较容易的优势,这项技术已经广泛应用于社会生产和发展的各个层面。该项技术还有助于治理生态环境、搜集专业信息、监测工程项目以及防止各种自然灾害等工作的开展。
1.国内外普遍流行的卫星影像图收集方式
随着新科技革命的不断深入,卫星遥感技术日新月异,目前国际上较为早期出现的卫星遥感技术是来自美国的Earth watch 卫星数据资源库的QuickBird卫星影像,这款卫星影像的地面全色分辨率达到0.61m,成像款幅度达到16.5×16.5/km2,随后美国相继推出了Space imaging Ikonos和Land sat TM卫星遥感影像,这宽两款卫星遥感较Earth watch的QuickBird的影像效果以及成像款幅度都有所提升。俄罗斯生产了一款Spin-2卫星影像,这款卫星影像在地面分辨率方面虽然不及美国的Land sat TM卫星遥感,但是其成像款幅度可以达到200×300/km2却与美国的三种卫星影响有明显的优势。
2.卫星影像图的纠错、配准以及统一融合
2.1 数字纠错
光学纠错仪是一款用于将航拍模拟摄影片转化为平面图的工具,主要适用于传统的框架模幅式的航拍摄像画面的数字影像[1]。现阶段出现了许多新鲜的卫星数字遥感技术,这些技术的影响数据采用传统的光学纠错仪就不能很好地转化。因此,数字微分纠错技术由此诞生。这是一项通过地面的有效参数以及数字地面的基本雏形,在设置适当的构想公式,并依据适当的数学模型控制范围和控制点将航拍摄像画面的数字影像转化为正射影像图的。这种技术不仅简单、方便,而且适用范围较广,已经成为国内外普遍使用的数字纠错技术。
2.2 影像纠错
在影像纠错过程中首先要明确两点:
其一,GPS控制点是影像纠错的关节点。
其二,采用相应的比例尺纠错是完善影像纠错的后续工作。在利用遥感卫星数据制作正射影像图时,首先利用GPS的各个方位的控制点将影像的大致形体构造稳定,然后手动微调影像控制画面。
最后在根据不同的比例尺的标准(一般以1:5000、1:2000、1:500为参考标准),对已经做好影像画面的地形图资料最后的影像纠错[2]。在明确这两个关键点后,制作出来的正射影像图必然更加逼真、精准。
2.3 多光谱影像的配准
在应经完成纠错的影像资料上在加以多光谱影像的配准,换句话说就是两幅或者两幅以上的影像进行对比、匹配,找出差异点,并在最终定稿的影像资料上进行补充。多光谱影像的配准一般根据特征和灰色度来进行。
2.4 影像的统一与融合
影像的统一与融合是指,将不同分辨率的卫星遥感数据影像资料进行统一并融合处理,经过统一融合处理过的影像资料其空间分辨率较高、目标识别较容易、有具有多光谱的效果,让人初次看上去就有生动形象的画面感[3]。在进行这部分操作的关键在于影像数据的纠错以及多光谱影像的配准,只有这两个步骤做到完备,那么影像的统一融合效果就会更佳。
3.卫星影像图的构型
卫星影像正射图的制作是一项极其复杂、涉及面广泛的工作,主要包括前期的卫星遥感影像数据资料的采集,数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合以及影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入等[4]。图像的调整和嵌入需要将大量分辨率不同、形状不同、研究区和交界处不同的图像资料整合起来,再进行纠错、配准和最后图片的镶嵌。因此,制作一幅效果良好、比例均衡的数字影像镶嵌图要经历以下三个步骤。
首先,找准重叠区。卫星影像正射图的制作过程中面对大量的图片,可能会出现研究区域重叠、交接处重叠或者图形重复等情况,这些情况是非常常见的。但是如何将这些重叠区寻找出来并在图形资料中标记,有利于后期的图像镶嵌呢?这里就必须要注意到以下两个方面:其一,找准相邻图像的重叠区域;其二,确定重叠区域后要以不同的记号标注。
其次,调整色调。调整色调是正射影像图制作中一个重要环节,不同分辨率、不同成像条件或者图片之间存在许多差异的图像,由于要实现卫星影像正射图的完整效果,因此镶嵌的图像的差异性较大、辐射水平不同的话,会严重因想到图像形成的最后质量,图像的光感度、亮度的差异也就会千姿百态,不能够成为一幅比例均衡的卫星影像正射图。因此,这个环节中要注重图像色彩、色调的调节。因此,在调节色彩和色调时要寻找颜色相近、色调差异小的图像,而色彩差异较大的图像,要采用专门的技术对其进行调整,以实现整体效果。
最后,图像嵌入。在确认重叠区和调整色调两个步骤完成之后,就是最后的图像嵌入工作了。这个环节必须要注意的就是寻找色彩相近、位置相邻的图像进行镶嵌,嵌入时须在两幅待嵌入的图像中确认一条连接缝合线。这条连接缝合线的质量与最后图像嵌入的效果好坏息息相关,因此连接缝合线的选择必须万无一失。两幅嵌入的图像在嵌入过程中在连接缝处也许会出色调不一致的情况,这时必须利用亮度潜入的方法对两幅的图像的色调进行最后的调整,调整至视觉感官和谐为止,这样一来,连接缝合处的破绽才不至于一眼就能探出。
4.结束语
卫星影像正射图的制作是一项极其复杂、涉及面广泛的工作,主要包括前期的卫星遥感影像数据资料的采集,数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合以及影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入等。利用卫星遥感数据来制作正射影像图时,在实施数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合这三项操作时一般使用真闷的遥感影像操作软件Cyberland,在进行影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入这三项操作时,一般采用专业的影像处理系统ImageXuite。
参考文献
[1]林跃春,王睿.浅谈数字正摄影像的制作技巧与心得[J].测绘与空间地理信息,2011(34):110.
[2]刘鹏,黄国清,车风.浅谈高质量数字正射影像图的制作[J].城市勘测,2012(5):80.
一、材料与方法
医学影像教学多媒体脚本220个,586电脑加外置光驱及其光盘,带透扫的爱克发扫描仪一台,录像机、VCD机、刻录仪各一台。电脑安装 PowerPoin、PhotshoP和 Record电脑软件。制作方法:(1)打开PowerPoin软件,选好应用模版,按照脚本内容在软件的大纲形式下输人文字部分内容;(2)使用扫描仪通过Photoshop软件把脚本的插图扫描存盘,或外置的650MB的OM光盘,扫描条件选用真彩色32位、200~600dPi。(3)在播放状态下通过Record软件剪接录象带或VCD影像内容,(4)在Powerpoin软件幻灯片形式下进行多媒体编排、加工、加符、加色的修饰及背景的制作。(5)通过插入功能把图像及影像文件调进PowerPoin文件并进行放大编排等处理;为了增加图文并茂效果,尽可能在插图的同一张演示电子幻灯片上编写必要的文字;(6)幻灯片的动画设计和编排;(7)放映形式下多媒观摩,观察放映效果。
二、结果
1、本文完成了各个系统医学影像多媒体教学课件220个,共11000多张文字和4000多张插图的和2小时的影像文件的多媒体演示图像。2、每个多媒体课件全面地包括了脚本的内容,遵循规定的格式:“教学目的与要求一基本原理一病理一病理与影像学联系一影像学检查方法一影像学表现一诊断和鉴别诊断要点一小结”。3、图像或影像文件插入快捷,恰当、生动、并能顺利播放;4、演示稿播放简单、方便;5、制作的多媒体课件成为包含图、文、声、色并茂,动、静态结合的演示稿。
三、体会
1 、医学影像多媒体教学课件内容制作的完整性。一个好的医学影像多媒体课件首先应该考虑教学内容的全面性和脚本真实反映。本文制作的多媒体课件,都先把脚本的文字内容部分输入,作为每个课件的纲和线或比喻为树干。如根据脚本规定格式,每个课件都包括“教学目的与要求一基本原理一病理一病理与影像学联系一影像学检查方法一影像学表现一诊断和鉴别诊断要点一小结”等,这样就保证了重点内容的编入。根据内容需要插入图像、影像文件内容,使之利于演示和讲解。在图文内容中再配以适当的颜色,声音和动画效果的编人。使制作的多媒体保件内容全面,图文并茂,声像同存,动静结合。给教师提供一个操作方便,演讲自如的讲稿,给学生提供一个图文声像全方面教育的医学影像学习环境。
一、与众不同的娱乐工具
为了满足家庭用户需要,不少品牌机都内置了各种软件,而随着娱乐需求的提升,预装影像制作软件也成为品牌机的特色,不少多数品牌机预装的软件都过于复杂,譬如《绘声绘影》虽然功能强大,但上手却不容易,而惠普品牌机预装的Muvee AutoProducer软件,制作家庭短片极其简单,任何人都能很快上手,特别适合计算机操作不熟练的家庭普通用户。
在功能实现方面,利用Muvee AutoProducer只需简单的四步,就能制作出别具一格的多媒体短片,譬如从计算机中导入影像和图片,可使用Muvee AutoProducer直接从摄像机捕捉影像;也可以加入自己喜欢的音乐,并利用软件内所附的模板,为作品选择风格,根据作品展示需求,选择文件格式,可让小朋友和老年人也能制作出高水准的家庭电影。
二、加入电影字幕、画外音
我们知道,制作字幕和画外音是多媒体编辑中较为复杂的步骤,要想让字幕或画外音跟视频画面同步对准,就需要非常细致、而且反复地调动帧画面,这会让操作者感到极为枯燥。但制作字幕和画外音对整个视频效果的帮助时非常大的,比如学学电视节目,给旅游画面配上知识介绍性的文字;学学明星MV,为女友的生日加上感性的画外音等等,
尽管Muvee AutoProducer功能简单,但对最终效果有帮助的功能还是不会缺少的,譬如利用magicMoments和magicSpot功能,可分别为影像素材和图片素材添加字幕以及画外音(如图1、图2)。而目前流行的AVI、MJPEG、WMV、3GP、JPEG、BMP、PNG等格式都能进行编辑。但需要注意,在进行画外音录制时,需要用到麦克风,使用时打开设备,在预览视频时对着话筒配音即可。
三、融入背景音、视频模板
为短片添加音乐文件,是多媒体制作软件必不可少的功能,对于普通家庭用户来说,只需把自己喜欢的流行音乐配到家庭电影中即可,也没太多必要对音频进行过多的编辑,所以Muvee AutoProducer在音频制作部分也显得非常简易,只有添加音乐文件功能,没有变换音轨、剪切合并音乐文件等专业功能。不过由于软件没有音频编辑功能,如果在制作家庭电影时想要编辑背景音乐,此时可利用Adobe Audition工具进行编辑。
调用现成视频模板,让影片有鲜明的个性特色,这是Muvee AutoProducer最大亮点,这可以让小朋友或老年人也能制作高水准家庭电影,软件提供了五种画面风格不同的模板(如图3),当选择其中一个后,屏幕下方会有该风格的文字说明,并且在软件主界面的预览窗口中会即时显示动态画面,操作者可以非常直观地看到模板的效果。此外,软件提供的总预览功能非常实用,这样可以直观看到最终效果,以便及时修改不足之处,而且进行总预览之前并不需要漫长的渲染等待时间。
四、合理选择影片输出格式
关键词: 空中三角测量; 数字正射影像图; 数字摄影测量; 数字高程模型
中图分类号: TP3174 文献标识码: A 文章编号:2095-2163(2013)03-0087-04
Large Scale Aerial Digital Image Ortho-image Map
Production Technology and Applied Research
HE Hengliang, LI Linhui
(Information and Computer Engineering College, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)
Abstract: in order to solve the problem of inconvenience of measuring stand forest factors, to develop the advantage of aerial photogrammetry and digital image processing technology in forest management and operation, the paper uses 2008.9.22 shot of cold water experimental forest 1:8000 aviation digital imaging applies ERDAS platform for the study, and discusses the use of aerial triangulation method to generate cold water area south of freedom with the digital terrain model and orthophoto map process. This study makes the further forest terrain information extraction and query possible, provides the basic data for the production of digital imaging, and follow-up studies.
Key words: Aerial Triangulation; Digital Orthophoto Map;Digital Photogrammetry; Digital Elevation Model
1 数字摄影测量
摄影测量学的主要任务是研究像片与所摄物体之间的内在几何和物理的关系。摄影测量学的发展历经模拟摄影测量,数字摄影测量两个阶段。目前广泛使用的是数字摄影测量方法,并以其来开展研究。本文使用数字摄影测量的方法制作数字正射影像图,为后续内容的研究,如林分因子的提取、森林资源信息的正确表达提供基础数据和实施保证。
利用航片制作正射影像图,可以改变由地形起伏和传感器误差而引起的像点位移。数字正射影像(digital Orthophoto Map)就是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片/遥感影像(单色/彩色),通过去除由于传感器和相机旋转、地形起伏等因素引起的位置误差,即经逐个象元所进行的投影差改正,而最终生成平面无变形的数字正射影像。
2 研究区域概况
研究区域为黑龙江省凉水自然保护区,所属中国东北东部山地小兴安岭山脉的东南段,位置跨越从东经128°47′8″到东经128°57′19″,从北纬47°6′49″至北纬47°16′10″。所涉及区域的总面积为12 133hm2,森林总蓄积量170.0万m3,森林覆被率98%。
本研究应用2008年秋季(9月22日)凉水林场数字航空像片和航摄成果报告书及2009年5月所进行的森林资源二类调查的数据加上角规点的调查数据,也包括相应带有控制点的刺点照片。摄影比例尺为1:8 000, 航摄仪类型为RC-10,每张航片占用空间467MB,共约89G。本次研究采用凉水实验林场的一个航带进行分析,涉及像片号范围166~179,共13张像片,约5G数据。
3 数字正射校正原理
数字校正的实现就是将中心投影的影像经过数字校正而形成正射投影的过程,其具体原理就是以投影中心点、像点和相应的地面点三点共线为条件,以单张像片为解算单元,借助像片之间的公共点和野外控制点,将各张像片的光束连成一个区域进行整体平差,求得解算模型,再利用数字地形高程模型对原始非正射影像进行纠正,使其转换为正射影像。
航空摄影测量的几何处理任务是根据像片上的像点位置确定相应地面点的空间位置。要使用数字图像方法处理用相机摄取的像片,首先需要将航空像片进行扫描,形成数字图像。数字图像在计算机屏幕上使用的是像素平面坐标系,而成像的航空像片则是相机胶片,使用的坐标系是影像平面坐标系,其坐标原点一般位于影像中心。因此,就要进行像素坐标和影像坐标的变换,两个坐标系的示意图如图1所示。
图1 像素坐标与影像坐标转换示意图
Fig.1 Conversion diagram of pixel
coordinates and image coordinates 第3期 何恒亮:等,大比例尺航空数字影像正射影像图的制作技术及应用研究 智能计算机与应用 第3卷
影像上的点均对应着具有地图投影的坐标,即大地坐标,如果要根据影像上的点求取对应的大地坐标,还需要在地面空间坐标系统和影像空间坐标系统之间进行转换。地面坐标系示意图如图2所示。
图2 影像空间坐标系统和地面空间坐标系统
Fig.2 Image space coordinate system and the
ground space coordinate system
为实现这些点坐标间的转换,还要进行内外定向。通过内定向,可以恢复像片和摄影机的相对位置。框标为摄影机焦平面上固定位置的光学机械标志,用于建立影像坐标系。内方位元素一般由摄影机制造商提供在仪器说明书上。内方位元素包括像主点在影像坐标系中的坐标(x0,y0)和焦距f。通过外定向,可以建立影像空间坐标系与地面空间坐标系的变换方程,求解内外方位元素,进而得到所研究的像片与所摄物体间的几何和物理关系。
4 数字正射影像制作过程
数字正影像制作过程主要有三个步骤。第一步,使用光束法进行空中三角测量求解内外方位元素;第二步,根据区域文件,产生研究区域的数字化高程模型;第三步,生成区域正射影像平面图,具体流程如图3所示。
图3 数字正射影像图制作流程
Fig.3 Digital orthophoto map production process
4.1 数据准备
(1)大地坐标参数:投影类型为:ransverse Mercator;椭球体类型:Krasovsky;基准面类型:Krasovsky定义的基准面;中央子午线比例尺因子:1;研究区所在的投影带:第22带;带的中央子午线的经度:129度;投影原点的纬度:0度;坐标原点西偏:500 000m;坐标原点北偏: 0。
(2)内方位元素:摄影机型号: RMK 15/23;焦距:F=153.268 72(mm);框标:格式为(X,Y),具体四个框标值为(106.005,-106.001)、(-106.010, -106.000)、(-105.999 106.001)、(106.001,106.002);像主点坐标:OX=0.006 63、OY=-0.002 76。
(3)地面控制点:地面控制点为已知X、Y、Z的可识别地物,本研究区地面控制点为通过GPS实地测量得到的。在每个控制点的地理位置上用GPS测得X、Y、Z的同时,在航空像片的硬拷贝上则是对每个选定的地面控制点影像刺点,获得刺点像片,再通过扫描获得数字图像。本研究区域所涉及的航片号从166~179。具体的控制点坐标如表1所示。
表1 研究区域控制点信息
Tab.1 Control point information in study area
控制点号 X Y Z 含控制点的刺点像片
0 316 601 22 495 638.642 5 223 551.346 313.844 166、167
0 316 602 22 495 240.522 5 223 260.697 307.473 166、167、168
0 316 603 22 495 111.051 5 223 161.311 306.485 166、167、168
0 317 401 22 490 702.199 5 5 223 128.658 6 290.784 3 174、175、176
0 317 801 22 488 404.229 9 5 223 151.000 3 297.367 9 177、178、179
0 317 802 22 488 787.792 7 5 223 851.220 5 299.791 6 176、177、178
0 317 803 22 489 015.830 4 5 223 544.459 297.543 8 176、177、178
4.2 应用LPS模块制作正射影像图
4.2.1 空中三角测量
(1)首先创建工程文件,选定进行空中三角测量的大地坐标参数,加载图像,可是一幅或多幅图像,输入内方位元素的值。需要注意的是,要确定飞行的路线是从东向西飞行,还是从西向东飞行,本次研究的航带为从东向西飞行,所以其方向选择为。设置平均飞行高度为3 000米。当框标数据输入完毕后,LPS模块会自动计算误差,如果结果小于0.33个像素,表明可以接受,如果大于,需要重新调整框标位置。本研究中误差为0.06。结果如图4所示。在内定向中完成像素坐标系和影像平面坐标系的转换。
图4 内定向中框标的输入
Fig.4 Inputting the fiducials values
(2)输入地面控制点,目的是获取航空的外方位元素。控制点可分为3种:平高控制点、平面控制点和高程控制点,在控制点类型栏中要分别设置为Full、Horizontal、Vertical。FULL控制点为地面坐标X、Y、Z已知的点,Horizontal控制点为水平控制点,只需知道X、Y坐标即可,Vertical控制点为竖直控制点,仅要求Z坐标。外方位元素共有6个,在空中三角测量时通过共线方程进行求解,要求已知最少3个控制点(X,Y,Z)才能解出外方位元素,为了得到较好的精度,需要采用更多的控制点来进行平差。
(3)连接点的自动化采集。连接点是同一个地物在相邻两幅或多幅航片上的同名像点。连接点的地面坐标未知,既可以手工量测,也可以自动量测。一般采用自动量测。在LPS模块中,可以实现连接点的自动化采集。自动量测后,还可以对每一个连接点通过左右窗口查看该连接点是否符合精度,如果精度没有达到要求,就要对其进行删除,或者像定位控制点一样进行重新定位。图5为两张相邻图像自动化采集连接点后的结果。图6为研究航带中全部13张图像连接在一起的连接点自动化采集结果。
(4)执行空中三角测量。经过以上操作,已经获得了图像上的控制点和相邻图像上的连接点。具备了利用LPS模块进行空三加密所需要的完整信息,就可以求取每张航片的外方位元素、各连接点、平面控制点、以及高程控制点的三维坐标。通过三角测量的结果,查看其方差,若达到精度要求,则选择accept,接受此测量结果。至此,得到了正射影像图,如图7所示。
图5 两张相邻图像自动化采集连接点效果图
Fig.5 The result of check points automated
collection in two images
图6 研究区域所有13张图像的连接点自动化采集结果
Fig.6 The result of check points automated
collection in thirteen images
图7 执行空三加密结果
Fig.7 The results of triangulation
4.2.2 DEM的获取
原始数据有凉水实验林场的DEM数据,通过在ArcView软件中进行掩膜处理,得到研究航带的区域DEM数据。