近年來,隨著國內(nèi)外各類不同分辨率的遙感衛(wèi)星發(fā)射日益增多,無論是從傳感器的種類還是影像采集量都呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長。面對日益增多的遙感影像數(shù)據(jù),各行業(yè)進行信息化提取的工作迎來了巨大的挑戰(zhàn),如何更好地進行信息提取技術(shù)日趨緊迫。
我們都知道,通過遙感攝影測量技術(shù)能夠獲取大量、大范圍的地表信息資料。然而,在獲得極其豐富信息的同時,如何能夠從影像中快速而又準(zhǔn)確地把有用的信息挖掘出來,尤其是在面對無人區(qū)、條件惡劣的區(qū)域又無法準(zhǔn)確對地物進行分類的圖斑(遙感影像分類后的圖塊)結(jié)果進行判讀的情況下,成為了一大技術(shù)難題。
因此,如何采用多角度對多種傳感器甚至是多平臺之間獲取的遙感影像數(shù)據(jù)進行信息提取和自動分類的要求變得愈發(fā)強烈,以彌補單一依靠人工目視判讀的遙感影像信息分類的不足。而基于多角度遙感圖像對目標(biāo)進行三維空間信息提取正是其中的一種形式,通過這種方式能夠快速篩查出錯分的地物分類圖斑。
針對上述情況,北京析躍科技的工程師們驗證出了一種解決方案——通過使用eCognition軟件做影像自動化信息提取和分類,很容易找到可用的數(shù)據(jù)信息,也能夠快速獲得想要的分類成果。而一旦這些成果數(shù)據(jù)未能完美展示出準(zhǔn)確性,再好的成果也會大打折扣。因此,該公司經(jīng)過多方比較驗證,發(fā)現(xiàn)Blaze(火焰)系列產(chǎn)品和eCognition結(jié)合,可以很好的解決這個問題,能夠發(fā)揮出影像與GIS成果數(shù)據(jù)的最大價值。從而實現(xiàn)遙感影像信息自動提取及多角度三維可視化圖斑分類與篩查任務(wù)。
在常規(guī)的影像信息提取中,使用的基本都是二維圖像進行信息提取,不論是水體、山體,還是建筑、城區(qū),都是在二維圖像上根據(jù)所需信息的大小、形狀、陰影等屬性進行信息提取。在提取過程中,也可能用到DEM數(shù)據(jù)增加信息提取時的數(shù)據(jù)源,這樣可能會有更好的提取效果,但這只是把高程信息作為一個參數(shù)來限制某些條件,其信息沒有得到充分的利用。如果是以三維的方式進行信息的提取結(jié)果判讀,就能夠更充分地利用這些信息。例如:根據(jù)地形,去確定某些不確定的圖斑是不是水體,可以在三維環(huán)境中根據(jù)其所在的位置確定它是不是錯分或是一塊農(nóng)田,根據(jù)其起伏來確定是不是建筑或者其他一些地物。如果在信息提取時加上了地形的信息,那么很多不確定的圖斑就可根據(jù)地形信息來確定其具體的性質(zhì)了。
以枸杞種植區(qū)域提取為例,利用eCognition強大的面向?qū)ο蟮挠跋穹治黾夹g(shù)提取枸杞種植區(qū)域圖斑,再通過Blaze(火焰)產(chǎn)品利用其自帶的DEM信息對圖斑進行錯誤圖斑的篩查并展示其成果,使用高分二號衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源,影像包括3.2米空間分辨率的多光譜影像與0.8米的全色影像。eCognition能夠把多光譜和全色波段加載到其中進行提取而不需要融合操作,節(jié)省了預(yù)處理時間,也避免了在融合過程中產(chǎn)生的光譜信息的損失。
圖1: 提取區(qū)域的影像截圖
利用eCognition軟件面向?qū)ο蟮挠跋穹治黾夹g(shù),根據(jù)枸杞與其他地物的不同光譜特性,提取出枸杞圖斑,其他類別包括建成區(qū)、水體、裸土、林地、植被、耕地1、耕地2、其他等。
圖2: 提取區(qū)域的成果截圖
接下來,本文利用Blaze產(chǎn)品與DEM等高程數(shù)據(jù)對eCognition提取的矢量結(jié)果進行篩查,把不符合實際情況的提取圖斑找出來,分類到正確的類別上。(以下為詳細(xì)的演示視頻)
圖3: Blaze三維可視化影像分類結(jié)果效果
圖4: Blaze三維可視化影像分類結(jié)果效果
據(jù)了解,Blaze(火焰)系列產(chǎn)品是由以色列Eternix公司研發(fā),Eternix是地理空間可視化產(chǎn)品和解決方案的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。Blaze系列產(chǎn)品提供了全面的功能,從DEM分析工具到繪制高品質(zhì)的立體3D場景。Eternix提供迎合GIS需求的多元化產(chǎn)品和解決方案,在速度和用戶可訪問性上都處于行業(yè)領(lǐng)先地位。Eternix的產(chǎn)品直觀并有創(chuàng)新性,為用戶提供一組動態(tài)的實時特征,使高品質(zhì)GIS圖像價值最大化。
界面簡潔,易于操作
Blaze(火焰)系列產(chǎn)品沒有復(fù)雜的界面,沒有很多的按鈕,沒有繁瑣的操作,能將成果信息完美呈現(xiàn)甚至有所升華,是產(chǎn)品展示的完美搭配。
圖5: Blaze整體界面
不同數(shù)據(jù)產(chǎn)品的快速加載
Blaze(火焰)系列產(chǎn)品有獨特的傳輸處理機制,能夠瞬間打開多種格式(上百種格式)的地圖文件,包括柵格文件、矢量圖層、建筑模型等。另外,除了本地文件之外,也可以同時訪問互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)資源(如Bingmap),將其作為背景底圖,使得數(shù)據(jù)展示更加宏觀完整。
圖6: Blaze批量加載數(shù)據(jù)
一個窗口搞定所有數(shù)據(jù)
Blaze(火焰)系列產(chǎn)品將所有的內(nèi)容都融合進一個視圖窗口中,不論是柵格文件、矢量圖層、DEM、視頻文件、3D模型等,都在同一個界面中完美展現(xiàn),并且?guī)缀鯚o限制文件數(shù)量。
圖7: eCognition提取的圖斑分類結(jié)果圖層無縫鏈接
支持自動重投影
Blaze(火焰)系列產(chǎn)品包含有3500多個預(yù)定義的參考系統(tǒng),支持自定義WKT文件投影與EPSG編碼以及幾乎所有主流的投影模型,能夠把有不同投影坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)自動重投影到一個標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系中,而無需轉(zhuǎn)換格式。
實時的3D構(gòu)建與分析
Blaze(火焰)系列產(chǎn)品能夠?qū)ξ唇?jīng)任何預(yù)處理的標(biāo)準(zhǔn)地理圖像進行實時三維可視化,將任意格式的矢量或柵格圖像覆蓋到DEM上,準(zhǔn)確地以3D的形式表示地形地貌,而無需轉(zhuǎn)換。
圖8 構(gòu)建路徑
靈活的擴展包
除了基礎(chǔ)的功能外,擴展包的加入極大地增強了產(chǎn)品的靈活性。
City擴展包,可以在地理環(huán)境中加載數(shù)以千計的3D紋理模型,實現(xiàn)3D虛擬顯示的效果;
圖9: 打開詳細(xì)的3D紋理模型
Stereo擴展包,能夠使用紅綠眼鏡或NVIDIA立體視覺查看數(shù)據(jù),實現(xiàn)立體視覺效果;
Video擴展包,用來在地理空間場景中添加視頻文件;
圖10 視頻放到地理空間場景中
Extrusion擴展包,支持將矢量圖層擠壓生成3D模型;
Point-Cloud擴展包,查看和分析點云數(shù)據(jù),數(shù)量不受限制;
圖11 地形與點云
Publisher擴展包,提供發(fā)布與共享到word、PDF、3Dpdf、視頻、地圖等;
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北京析躍科技有限公司(Beijing Cellyue Tech.Co.,Ltd.)是以色列Eternix中國區(qū)獨家授權(quán)的產(chǎn)品經(jīng)銷商。美國Pitney bowes(必能寶)中國技術(shù)服務(wù)商,eCognition軟件產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)解決方案服務(wù)商。析躍科技提供基于圖像自動分析和深入應(yīng)用的軟件開發(fā)服務(wù),包括提供智能化圖像信息提取服務(wù)、海量數(shù)據(jù)分析技術(shù)服務(wù)、遙感圖像應(yīng)用解決方案,并創(chuàng)建了基于遙感圖像在線多元化行業(yè)應(yīng)用平臺。
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