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发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　在正射影像生产中，影像中一些易出现的色彩和变形问题在所用的GIS软件中无法或很难进行解决，这使我们有必要在图像软件中进行处理，Ｐhotoshop就是最通用最可靠和实用的影像处理工具之一。影像产品与矢量图件不同，相邻像元之间没有按实地的几何关系相关联，而通过投影关系相关联。对于通过各种GIS软件处理得到的正射产品，由于所用投影关系的模型运算不能完全表达影像与地物真实的关系，尤其对人工设施突出物的情况，造成的影像变形和错位无法完全消除，必须在其他专业影像软件如Ｐhotoshop中处理才得以消除或减轻。同时，由于影像来源和精度的不同，造成的色彩不平均匀、失真等问题，更需要Ｐhotoshop才能更好的解决。因此，针对地图学要求，合理运用Ｐhotoshop进行调整和修补，可以起到很好的辅助效果。本文就是结合实际，运用Ｐhotoshop调整正射影像，使影像变形误差得以减小，色彩得到改善。

　　一、质量问题产生的原因分析。我们知道，制作正射影像图时，影像来源很多，有不同卫星、不同时相、不同分辨率的卫片，也有不同时期不同比例尺的航片，对于卫星影像来说，其影像是CCD阵列经推扫器获得的多中心投影，其摄影高度大、范围广，这种大范围远距离摄影，气候条件对影像质量影响较大，同时还受到传感器性能制约，主要问题是影像的分辨率难以提高、清晰度和色彩方面问题较多，地物变形不明显。对于航空影像，属于航行高度小的中心投影，在影像中对高于地面地物由于高差造成的地物顶面与基部相对位置偏移较大，同时由于不同像片在摄影时摄影机姿态不稳定还会存在其他变形，使这种偏差更加复杂化，在制作大比例尺影像图时，影像变形问题就显得比较突出。在航空摄影时，也会受到天气情况的影响、镜头状况不佳、遇到阳光反射等情景，使影像出现在色彩和亮度不均匀或呈渐变情况。对于镜头来说，一般是从中心向四周逐渐变暗。对于周围光线影响，大多是亮度从一侧向另一侧渐变。由此可见，上述原因造成的影像问题当发生在不同影像上，会造成许多影像不易拼接的问题：如色彩差异较大、清晰度不一致、变形、相同地物影像接边错位等。尽管在遥感软件中工作做得很细，但这些软件在这方面的能力是有限的，无法对诸多不协调现象问题完全解决，这些问题处理不好，产品质量就不能达到要求。因此，利用Ｐhotoshop对图像进行后期修整是非常重要的也是很实际的。下面就针对正射影像中许多存在的问题，说明一下Ｐhotoshop的调整过程。

　　一、 影像亮度和反差。

　　1.造成影像亮度和反差不协调的原因：影像反差就是影像最亮与最暗部分的差别。当影像反差不足时，影像细节被压缩，不好分开，同样反差过大时，给人不舒服或错觉，所以要进行反差调整。反差调整，可使用亮度、反差工具，如果再专业点，可使用曲线工具，这样可以在更精确的不同灰度值范围内进行调整。曲线下端代表高光，上部代表暗调，正S形曲线一般是增大反差，反S型曲线是减少反差，调整时不能过分，不能在高光处使大量信息丢失，也不能在暗调处信息合并，同样造成信息丢失。我们的影像与印刷品不同，印刷品高光灰度在３％，暗调可到９０％，而我们的影像产品除了观察，更多还要进行判读、量测，一般可使高光灰度在１５左右，暗调在８０左右，这样看起来地物相对清晰些，当然也不是都这样，如摄影范围内没有明显的暗调或高光，就不能强行制造暗调或高光，要尊重原地物亮度情况，否则，影像就显得不真实、不协调。对于影像的反差，生成观赏影像与生产中操作影像的标准就不一样，对于观赏用的影像，我们主张使其影像反差稍大些，这样看起来影像更生动些，层次更鲜明些。在航测模型操作时，我们主张反差不能太大，这样是了为避免太亮或太暗造成不能很好切准立体。所以，我们对中间应用影像和最终影像应有两种调整标准。

　　2.针对影像亮度和反差不协调的调整方法：在拼贴时如果不均匀现象较多时，先要进行整体调，调整时，可选取一块明暗适中的影像做为标准，向其它地方分块推进，直至所有拼接块调整完毕，使全部影像在亮度和反差方面看起来基本相同。其次用选区工具对大范围进行选取并对选区羽化，羽化的半径要看图像亮度不均匀变化快慢，亮度变化快则羽化半径小，反之半径大。然后对选区内影像用亮度工具调整亮度和反差，从而消除大块的不一致情况。最后进行分块调整，方法与大范围调整时一致。对不同两幅影像，在拼接处两块影像大多是有明显分界线的，在用选取工具时，可不羽化选区对一侧严格按接缝选取并调整，使两侧达到一致，然后用印章（印章大小要合适，一般不用羽化，防止接边发虚）工具修补接缝，能达到很好效果。当一块区域亮度变化是从一侧到另一侧是渐变色调时，使用上述方法不能一次将整块调匀时，有时需要反复调整才行，这时就要用特殊办法。有两种方法，a.不羽化选区，用选区工具选中要调整的渐变区域，将选区存储，然后新建一个层，用这个选区做一个渐变，可由白色到透明，方向与影像明暗变方向一致，调整层的透明度，使下面影像亮度渐变的现象消失，当发现影像变化加大时，是渐变反了方向，可改相反方向重做，当看到影像成为均匀影像后，拼合图层，再对该块亮度调整到和其他地方一致。对每块需要调整的有亮度渐变区域分别这样处理就是了，注意的是，当亮度渐变是中心渐变时，新创建的覆盖层也是对应的中心渐变。b.新建一个apha通道，针对影像亮度渐变的方向，在通道中对相应区域做与影像渐变方向一致的黑色到白色渐变。回到影像调整，在选区菜单中选导入选区，从上面的apha通道导入，这样所得的选区就是与影像渐变对应的渐变选区，对该选取进行亮度调整可以近似一次将影像调匀。观察Photoshop中影像灰度直方图，有人认为所有影像都为理想的正态分布，这种想法总体上是对的，但如果把它看成一种必须的标准，则不正确了，不对影像进行分析就样强制灰度为标准正态分布是不可取的，是对影像理解不深的做法。影像可以由于其所表示的内容不同，如大范围的绿地或水域或雪地等，使其灰度分布就不呈正态分布，因为影像灰度值在某一小范围内的像元很多。

　　二、影像清晰度调整。在遥感软件中，可以进行影像清晰度调整，但不能定量，定范围的针对性进行。当影像中线状地物如建筑物边缘、小路、沟渠、田埂等不能很好分辩时，就需要对图像进行锐化处理，一般选USM锐化就可以了。调整时，如果不是对全图进行调整，就用上面所讲的区域选择方法把要调整的范围选出，然后打开USM工具，同时要把图像放得大些并把预览打开，调整锐化的参数使影像地物边缘明显突出，但不要出现明显的噪音。相反，要是图像有比较多的噪音或划痕，也可以用高斯模糊工具进行处理，调整时，如果不是对全图进行调整，也用上面所讲的区域选择方法把要调整的范围选出，并放大图像观察预览，注意不要将线状地物细节损失过大，影响清晰度。当噪音不大或划痕不多时，可以用蒙尘与划痕工具，该工具只对满足条件（反差和粗细）的突变颗粒和细纹有效果，不会对其他区域有影响。

　　三、色彩调整。由于图像因时相不同，获取设备不同，或地势原因等，造成影像色不一致，同时影像整体上也会偏色，这都必须进行色彩调整。调整前，要对色彩搭配有所了解，这里简单说一下：正射影像成果，一般有灰度、ＲＧＢ和ＣＭＹＫ等常用模式，对于灰度模式，只需调整其反差、亮度、清晰度；对于彩色图就还要调整颜色。下面简述一下各色彩之间关系。对于ＲＧＢ，有Ｒ＋Ｇ＝Ｙ；Ｒ＋Ｂ＝Ｍ；Ｇ＋Ｂ＝Ｃ；R+G+B=W。对于ＣＭＹＫ，有Ｃ＋Ｍ＝Ｂ；Ｃ＋Ｙ＝Ｇ；Ｍ＋Ｙ＝Ｒ；Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＝Ｋ。上面的Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ分别表示红、绿、兰、青、品、黄和黑。在各种色彩都同时存在并数量大致相等时，物体呈现的色彩为灰黑色，这种色彩状态叫灰平衡。我们经常发现一些影像有偏色现象，所谓偏色，就是在影像区内，按常理说应该是黑色或灰色的区域不是黑色或灰色，即某些色彩成分偏多或偏少而打破了这种平衡。如由于大气中水气原因，使影像偏蓝，这就是红光和绿光被吸收而减少造成的，调整时适当减少蓝色或增加黄色（因为红+绿＝黄，当然也可以增加红和绿），达到消除偏蓝的目的。色彩调整可以选用几种工具，色彩平衡工具、可选颜色工具、色彩替换和曲线工具。色彩平衡工具：可对高光，中间调和暗调进行调整，对所调整区域内按亮度范围进行色彩调整，主要用于全图或大范围的偏色调整。下面说明几种调整方法的使用。色相饱和度：是当颜色过度鲜艳或过度暗淡时用得到的，图像鲜艳程度，也叫色彩饱和度或纯度。对RGB影像，单色如R或双色R+B都是纯色，三色叠加部分是灰色，对CMYK印刷模式，CMY与RGB有相似的情况。当地物影像灰色成分越少时，表示影像饱和度越大，反之越小。可选颜色工具：是真对某种色调进行调整的，可以增减该色相的鲜艳度和浓度，当某种颜色不满意时可以使用，如树不绿，可以选绿色，从中降低绿色中的品红色，或增加其中青色或黄色。当绿色发黄了，可以从绿色中加青或去黄。曲线工具，色彩调整中用的较多，因为它可以分通道、按不同色值对影像调整，调整偏色时经常用到。当影像中颜色种类较多或全面时，尽量不要利用颜色替换工具或利用可选颜色工具对一些颜色过分调整，防止因某些色相变化导致影像相对关系错误以影响判读，对于颜色信息重要的遥感图件（对土壤或岩性分析）尤其如此，对此类影像色彩调整应主要采用整体调整的方法。上述调整的关键是对色彩互补规律必须熟练掌握，才能使调整快速高效和减少失误。

　　四、影像变形调整：主要是在航空像片中，由于大型方向性地物如很长的桥梁、厂房或穹形建筑等，在正射影像上应该是直线方向，但由于投影中心的变化使影像发生了错位或弯曲变形，象铁路及大桥等重要地物对这种影像变形是不允许的。该情景按出现位置有两种情况（１）在接边处，由于不同模型造成在接边处错位，同时也常有大小或宽窄发生变化，两边影像无法相接，有人用印章工具或复制图像解决，不但慢而且不符合质量要求，下面介绍一种比较好的方法。可以利用Photoshop工具中编辑－－变换－－扭曲工具。先用套索工具将需要拼接的地物影像（如铁路）沿其外边缘选择，选择范围扩大到在地面投影位置以外，复制到一个新建层中，然后用扭曲工具移动靠接边处的把点，调整位置、方向和大小，一般调整量是接边处两边各改一半，但也看情况，需靠自己估计。当地物接好后，对由于调整造成周边的裂口，用印章工具或复制工具用周围地面补好。（２）变形在中间。有些建筑如大桥，高度有变化造形等地物，当高度连连续变化且较大时，就会在影像上呈现为弧状，但实际是直线的，这种情况下，可以利用滤镜－－扭曲－－切变工具。同样用套索由周围地面选取变化的影像部分，并复制到新层上，先将其整体方向立直，这样方便利用切变工具调整，通过在调整线上加点并移动，打开预览，观查影像直到最好效果。再通过旋转，与原影像接好，接着在下面底图上，用图章工具将其它部分用附近地面复制盖好，最后拼合图层。

　　五、其它情况。在一些居民区，由于房屋太多且高低层次不匀，容易在模型接边处有许多房屋错位或残缺。这时应在接边前的每个单模型的正射影像中去找到相应的地方，复制该区域完整的影像，通过地面上明显同名点接入进来。

　　通过以上的Ｐhotoshop调整，修补处的影像虽然不是经过精确计算位置，但是在目视相对合理的情况下进行的，使最后正射影像图可达到正确和完整的效果。现在也有一些软件在做真正射，也有人对楼房类高层建筑物顶影像平移问题进行过研究，提出了按不同高度层面进行纠正的方法，并提出了对漏洞区的侦测修补，这项工作做起来比较繁索，效果还不是完美，该方法还不能方便用于实践。至于高大楼房造成的平移，在不影响使用情况下，能够正确表现周围各地物相对关系，同时也保持了一定的立体影像特征，整体看还是完整协调的，在对变形进行修改后，则不失为一幅好图，此方法修补正射影像图，是一种简便易行的方法。如果一定要考虑这项偏移，在Ｐhotoshop中可以对偏移较大的楼房处理，可单个加选楼顶将偏移量大致相当的做整体平移至楼底部，然后将空开处，取相临影像的地块进行修补。当本影像中可以用延伸法修补时，可用印章或复制工具利用周围地面补齐空缺的地面影像。在不是有特别要求时，对房屋顶的改正不做为好。

　　本人通过对滦县五十平方１：1000航空正射影图用Ｐhotoshop对正射成果最后处理，达到了非常好的效果，做到了影像反差适中，亮度均匀，颜色、层次丰富，地物完整，变形小等，质量高。

　　

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