基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法
【專利摘要】本發(fā)明旨在提供一種基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，包括以下步驟：A.提取原始影像文件，根據(jù)原始影像頭文件中的坐標信息，對原始影像進行影像拼接處理，得到拼接影像及拼接影像頭文件，并正確顯示拼接影像；B.選擇需要重新分幅范圍的四角坐標，并選擇國家標準分幅參數(shù)，計算四角坐標范圍內的相應國家標準分幅的縱向和橫向幅數(shù)，并計算出國家標準分幅的坐標范圍，設為相應的虛擬打印范圍；C.定義虛擬紙張尺寸和打印比例尺，進行虛擬打印，得到國家標準分幅影像。本發(fā)明基于虛擬打印技術，實現(xiàn)效率高、原理簡單，大大降低影像裁剪分幅工作復雜度和軟硬件要求，不需要專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件和硬件設備，非常適用于單位的一線生產(chǎn)。
【專利說明】基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星影像處理領域領域，具體涉及一種基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法。
【背景技術】
[0002]海量影像的自動裁剪分幅多采用復雜遙感平臺處理軟件進行處理，對于海量衛(wèi)星影像，還常常需要借助空間數(shù)據(jù)庫軟件來完成，一般生產(chǎn)單位因技術條件限制，無論軟硬件條件或是經(jīng)濟條件，都難以滿足上述數(shù)據(jù)處理各項技術需求。
[0003]現(xiàn)有的GIS (地理信息系統(tǒng))平臺軟件，如ArcGIS，Erdas等已經(jīng)具備比較完備的地理信息處理功能，包括不同格式影像圖的配準以及融合處理，對配準影像的裁剪和正確定位顯示。但工程應用中，這些軟件的使用難度大，購置成本高，不適宜小型生產(chǎn)單位或一線作業(yè)部門的實際生產(chǎn)條件。
[0004]文獻:“徐穎，趙萍，黃亞萍，基于ArcGIS的國家標準分幅裁切新方法[J].現(xiàn)代測繪，29(2):43-45”中公開了一種基于ArcGIS中GRIDCLIP命令進行影像國家標準分幅的裁切方法，主要步驟包括:待裁切文件的預處理；確定國家標準分幅成果的圖幅號；確定每幅國家標準分幅圖幅的坐標范圍；運用GRIDCLIP命令完成裁切。
[0005]名為“基于高清衛(wèi)星影像的地形圖一體化快速成圖方法”的發(fā)明專利申請中公開了一種影像自動裁剪的方法，主要步驟為:影像預處理；自動計算影像范圍；裁減分割并按照圖幅名稱輸出成果，該方法通過空間分析對影像進行裁剪，而空間分析功能集成于GIS專業(yè)平臺軟件中。
[0006]以上方法雖然可以實現(xiàn)影像的裁剪等問題，但存在如下缺點和不足:
1、海量影像裁剪必須采用專業(yè)平臺軟件，軟件成本高；
2、處理過程復雜，必須采用高性能計算機，硬件成本高，一般人員難于掌握；
3、通用性和易用性較差，一般作業(yè)部門或小型單位難以實現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，通過虛擬打印技術，結合常見的數(shù)據(jù)采集平臺，實現(xiàn)了高效的海量影像裁剪分割。
[0008]本發(fā)明的技術方案如下:一種基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，包括以下步驟:
A、提取包含頭文件的多個原始影像文件，統(tǒng)一各個原始影像的分辨率，根據(jù)原始影像頭文件中的坐標信息，對原始影像進行影像拼接處理，得到拼接影像及包含坐標信息的拼接影像頭文件，根據(jù)拼接影像頭文件中的坐標信息正確顯示拼接影像；
B、在拼接影像覆蓋范圍內選擇需要重新分幅范圍的四角坐標，并選擇國家標準分幅參數(shù)，計算四角坐標范圍內的相應國家標準分幅的縱向和橫向幅數(shù)，利用分幅范圍四角坐標和縱、橫向幅數(shù)計算出國家標準分幅的坐標范圍，并將國家標準分幅的坐標范圍設為相應的虛擬打印范圍；
C、定義虛擬紙張尺寸和打印比例尺，進行虛擬打印，得到國家標準分幅影像，將新的國家標準分幅影像重新命名后導出，導出文件包括對應分幅影像的坐標定位文件。
[0009]所述國家標準分幅是指范圍大小，打印紙張大小等參數(shù)符合國家和行業(yè)規(guī)范的分
幅影像。
[0010]所述步驟A包括以下步驟:
Al、對各原始影像分辨率進行檢查，如不同則重采樣為統(tǒng)一分辨率，統(tǒng)一的分辨率按照分辨率最小的原始影像為基準；
A2、根據(jù)原始影像的名稱及頭文件確定各圖幅的坐標信息，確定各原始影像的排列位置，然后對各原始影像進行預拼接，如果預拼接時相鄰的原始影像出現(xiàn)拼接錯誤時，進入步驟A3，反之則進入步驟A4;
A3、利用預拼接出現(xiàn)錯誤的各相鄰原始影像中的同名點進行矯正，調整出現(xiàn)錯誤的原始影像的相對位置，然后重新進行步驟A2 ；
A4、依次打開原始影像，讀取每幅原始影像的頭文件，獲得坐標信息，拼接得到拼接影像，檢查無誤后將此拼接影像輸出，并將該拼接影像的坐標信息記錄在拼接影像的頭文件里；其中拼接影像的坐標信息即為其四角坐標；
A5、打開拼接影像，讀取拼接影像的頭文件中的坐標信息，正確顯示拼接影像。
[0011]所述的步驟Al中，拼接錯誤包括相鄰圖幅的沒有重疊在一起的情況。
[0012]所述步驟B包括以下步驟:
B1、在拼接影像覆蓋范圍內選擇需要分幅的范圍，獲取其四角坐標Xmin、Ymin、Xmax、Ymax，其中xmin、Ymin為左下角坐標，Χ_、Υ_為右上角坐標，選擇國家標準分幅參數(shù)，即確定分幅板式大小:Lc、Lr及分幅比例尺:D，其中Lc為分幅橫向尺寸，Lr為分幅縱向尺寸，單位為米；其中，目前比例尺為1:500至1:5000國家標準分幅的分幅板式大小有0.5米X0.5米或0.5米X0.4米兩種，可由客戶任意指定。
[0013]B2、根據(jù)四角坐標、分幅版式大小及分幅比例尺，計算北方向和東方向的國家標準分幅數(shù)，計算公式如下:imax= int (Xmax/ (DXLr) ) -1nt (Xmin/ (DXLr) )、jmax= int (Ymax/(DXLc))-1nt (Ymin/ (DXLc))；
其中imax為北方向的國家標準分幅數(shù)，jmax為東方向的國家標準分幅數(shù)，D為分幅比例
尺；
B3、構建國家標準分幅的多邊形，多邊形的四角坐標為(XQ+i XDXLc , Y0+j XDXLr)、(X0+ (i + 1) X D X Lc，Y0 + j X D X Lr )、(X0+(i + 1) X D X Lc，Y0+(j +1) X D X Lr )、(X0+(i+1) XDXLc，YQ+jXDXLr)，其中 i 的取值范圍為((Timax), j 的取值范圍為((Tjmax),X0 = int (Xmin/(DXLr) ) XDXLr, Y0 = int (Ymin/(DXLc) ) XDXLc ；
B4、將上一步劃分的國家標準分幅的多邊形區(qū)域分別設為虛擬打印范圍。
[0014]所述步驟C包括以下步驟:
Cl、設置虛擬打印參數(shù)，所述的參數(shù)包括虛擬打印紙張尺寸和打印比例尺，其中虛擬打印紙張尺寸包括橫向和縱向像素數(shù)，橫向像素數(shù)為Lc/像素大小，縱向像素數(shù)為Lr/像素大小；打印比例尺為:像素大小XD ;其中D為分幅比例尺，像素大小為0.0001米，Lc為分幅橫向尺寸，Lr為分幅縱向尺寸； C2、根據(jù)打印紙張尺寸和打印比例尺進行虛擬打印，生成國家標準分幅的影像文件，導出文件包括對應分幅影像的坐標定位文件。
[0015]本發(fā)明所述的裁剪分幅方法優(yōu)選用于比例尺為1:500至1:5000正射影像自動裁
剪分幅。
[0016]本發(fā)明通過將虛擬打印技術與常見的影像處理平臺及數(shù)據(jù)采集平臺進行結合，如基于PC的Windows XP操作系統(tǒng)上的常用影像處理軟件及數(shù)據(jù)采集平臺為例，GlobalMapper、Ermapper、Erdaas2013 完成預拼接及數(shù)據(jù)導出，Microstaion V8、AutoCAD2005 完成新的影像分幅及未來地形數(shù)據(jù)采集，即可實現(xiàn)影像的自動化裁剪分幅，完成了以往必須借助專業(yè)化GIS軟硬件才能完成的任務，省去了專業(yè)化GIS軟硬件的使用費用；該方法具有原理簡單，易于實現(xiàn)，高效穩(wěn)定的特點，可以大大節(jié)約數(shù)據(jù)處理的難度和成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例詳細闡述本發(fā)明。
[0019]實施例1
本實施例基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，包括以下步驟:
本實施例裁剪分割1:5000正射影像圖，運行平臺為PC上的Windows XP操作系統(tǒng)。
[0020]A、提取包含頭文件的多個2013年的衛(wèi)星0.5m彩色原始影像文件，統(tǒng)一各個原始影像的分辨率，根據(jù)原始影像頭文件中的坐標信息，對原始影像進行影像拼接處理，得到拼接影像及包含坐標信息的拼接影像頭文件，根據(jù)拼接影像頭文件中的坐標信息正確顯示拼接影像；
具體步驟如下:
Al、對各原始影像分辨率進行檢查，如不同則重采樣為統(tǒng)一分辨率,新分辨率以分辨率最小的為準；
A2、在Global Mapper平臺根據(jù)原始影像的名稱及頭文件確定各圖幅的坐標信息,確定各原始影像的排列位置，然后對各原始影像進行預拼接，如果預拼接時相鄰的原始影像出現(xiàn)拼接錯誤時，進入步驟A3，反之則進入步驟A4 ；
A3、在Global Mapper平臺利用預拼接出現(xiàn)錯誤的各相鄰原始影像中的同名點進行矯正，調整出現(xiàn)錯誤的原始影像的相對位置，然后重新進行步驟A2 ；
A4、通過Global Mapper依次打開原始影像，讀取每幅原始影像的頭文件，獲得坐標信息，拼接得到拼接影像，檢查無誤后將此拼接影像輸出，并通過Ermapper軟件將該拼接影像的坐標信息記錄在拼接影像的頭文件里；其中拼接影像的坐標信息即為其四角坐標；
A5、利用Microstaion V8平臺的光柵管理器加載拼接影像,讀取拼接影像的頭文件中的坐標信息，正確顯示拼接影像；
B、在拼接影像覆蓋范圍內選擇需要重新分幅范圍的四角坐標，計算四角坐標范圍內的相應國家標準分幅的縱向和橫向幅數(shù)，利用分幅范圍四角坐標和縱、橫向幅數(shù)計算出國家標準分幅的坐標范圍，并將國家標準分幅的坐標范圍設為相應的虛擬打印范圍； 具體步驟如下:
B1、在拼接影像覆蓋范圍內選擇需要分幅的范圍，獲取其四角坐標Xmin、Ymin、Xmax、Ymax，其中xmin、Ymin為左下角坐標，Χ_、Υ_為右上角坐標，選擇國家標準分幅參數(shù)，即確定分幅板式大小:Lc、Lr及分幅比例尺:D，其中Lc為分幅橫向尺寸，Lr為分幅縱向尺寸，單位為米；
B2、根據(jù)四角坐標、分幅版式大小及分幅比例尺，計算北方向和東方向的國家標準分幅數(shù)，計算公式如下:Imax= int (Xmax/ (DXLr) ) -1nt (Xmin/ (DXLr) )、jmax= int (Ymax/(DXLc))-1nt (Ymin/ (DXLc))；
其中imax為北方向的國家標準分幅數(shù)，jmax為東方向的國家標準分幅數(shù)，D為分幅比例
尺；
B3、構建國家標準分幅的多邊形，多邊形的四角坐標為(XQ+iXDXLc ,Y0+jXDXLr)、(X0+(i + l) XDXLc，Y0+jXDXLr)、(X0+(i + l) XDXLc，Y0+(j + 1) X D X Lr )、(X0+(i+l) XDXLc，YQ+jXDXLr)，其中 i 的取值范圍為((Timax), j 的取值范圍為((Tjmax),X0 = int (Xmin/(DXLr) ) XDXLr, Y0 = int (Ymin/(DXLc) ) XDXLc ；
B4、在Microstaion V8平臺，將國家標準分幅的多邊形范圍形成圍柵，并將圍柵設為國家標準分幅的虛擬打印范圍；
C、定義虛擬紙張尺寸和打印比例尺，進行虛擬打印，得到國家標準分幅影像，將新的國家標準分幅影像重新命名后導出，導出文件包括對應分幅影像的坐標定位文件；
即調用MiciOStaion V8平臺的虛擬打印程序如JPG打印程序，對拼接影像以虛擬打印范圍進行虛擬打印，得到國家標準分幅影像，生成與國家標準分幅對應的坐標定位文件；具體步驟如下:
Cl、設置虛擬打印參數(shù)，所述的參數(shù)包括虛擬打印紙張尺寸和打印比例尺，其中虛擬打印紙張尺寸包括橫向和縱向像素數(shù)，橫向像素數(shù)為Lc/像素大小，縱向像素數(shù)為Lr/像素大?。淮蛴”壤邽?像素大小XD ;其中D為分幅比例尺，像素大小為0.0001米，Lc為分幅橫向尺寸，Lr為分幅縱向尺寸；
C2、根據(jù)虛擬打印范圍及虛擬打印參數(shù)，調用Microstaion V8平臺的虛擬打印程序:JPG打印程序對拼接影像進行虛擬打印，得到各分幅影像，并對各分幅影像命名后以JPG的格式導出，并生成與各分幅影像相對應的坐標定位文件；
具體為命名規(guī)則為TE-N-D/2-D/2，其中T為標準圖框分幅的含義，E為標準圖框左下角東方向坐標，N為標準圖框左下角北方向坐標，D為分幅比例尺；
導出的坐標定位文件名稱與國家標準分幅影像同名，后綴名與導出影像格式對應，文件內容系統(tǒng)有六個要素:東方向像元大小、旋轉量、尺度變化量、北方向像元大小、左下角東方向起始位置、左下角北方向起始位置。
[0021]以廣西南寧市主城區(qū)2013年衛(wèi)星0.5m彩色影像為例，Xmin=2507400，Ymin=515800、Xmax=2540800、Ymax=561080 ;當分幅比例尺D為5000，影像板式為0.5米X0.5米時，則imax=l5, jmax=18, X0= 2505000，Y0=515000, Lc=Lr=0.5，虛擬打印紙張尺寸為 5000X5000 像素，打印比例尺為0.5，虛擬打印導出的國家標準分幅影像為Τ515000-2505000-2500-2500.JPG 至 T562500-2542500-2500-2500.JPG 共計 285 幅。
【權利要求】
1.一種基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，其特征在于包括以下步驟: A、提取包含頭文件的多個原始影像文件，統(tǒng)一各個原始影像的分辨率，根據(jù)原始影像頭文件中的坐標信息，對原始影像進行影像拼接處理，得到拼接影像及包含坐標信息的拼接影像頭文件，根據(jù)拼接影像頭文件中的坐標信息正確顯示拼接影像； B、在拼接影像覆蓋范圍內選擇需要重新分幅范圍的四角坐標，并選擇國家標準分幅參數(shù)，計算四角坐標范圍內的相應國家標準分幅的縱向和橫向幅數(shù)，利用分幅范圍四角坐標和縱、橫向幅數(shù)計算出國家標準分幅的坐標范圍，并將國家標準分幅的坐標范圍設為相應的虛擬打印范圍； C、定義虛擬紙張尺寸和打印比例尺，進行虛擬打印，得到國家標準分幅影像，將國家標準分幅影像重新命名后導出，導出文件包括對應分幅影像的坐標定位文件。
2.如權利要求1所述的基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，其特征在于，所述步驟A包括以下步驟: Al、對各原始影像分辨率進行檢查，如不同則重采樣為統(tǒng)一分辨率，統(tǒng)一的分辨率按照分辨率最小的原始影像為基準； A2、根據(jù)原始影像的名稱及頭文件確定各圖幅的坐標信息，確定各原始影像的排列位置，然后對各原始影像進行預拼接，如果預拼接時相鄰的原始影像出現(xiàn)拼接錯誤時，進入步驟A3，反之則進入步驟A4; A3、利用預拼接出現(xiàn)錯誤的各相鄰原始影像中的同名點進行矯正，調整出現(xiàn)錯誤的原始影像的相對位置，然后重新進行步驟A2 ； A4、依次打開原始影像，讀取每幅原始影像的頭文件，獲得坐標信息，拼接得到拼接影像，檢查無誤后將此拼接影像輸出，并將該拼接影像的坐標信息記錄在拼接影像的頭文件里；其中拼接影像的坐標信息即為其四角坐標； A5、打開拼接影像，讀取拼接影像的頭文件中的坐標信息，正確顯示拼接影像。
3.如權利要求2所述的基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，其特征在于:所述的步驟Al中，拼接錯誤包括相鄰圖幅的同名點沒有重疊在一起的情況。
4.如權利要求1所述的基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，其特征在于，所述步驟B包括以下步驟: B1、在拼接影像覆蓋范圍內選擇需要分幅的范圍，獲取其四角坐標Xmin、Ymin、Xmax、Ymax，其中Xmin、Ymin為左下角坐標，Xmax、Ymax為右上角坐標，選擇國家標準分幅參數(shù)，即確定分幅板式大小:Lc、Lr及分幅比例尺:D，其中Lc為分幅橫向尺寸，Lr為分幅縱向尺寸，單位為米； B2、根據(jù)四角坐標、分幅版式大小及分幅比例尺，計算北方向X軸和東方向Y軸的國家標準分幅數(shù)，計算公式如下:imax= int (Xmax/ (DXLr) )-1nt (Xmin/ (DXLr) )> jmax= int (Ymax/(DXLc) )-1nt (Ymin/ (DXLc))； 其中imax為北方向的國家標準分幅數(shù)，jmax為東方向的國家標準分幅數(shù)，D為分幅比例尺； B3、構建國家標準分幅的多邊形，多邊形的四角坐標為(XQ+i XDXLc , Y0+j XDXLr)、(X0+ (i + 1) X D X Lc，Y0 + j X D X Lr )、(X0+(i + 1) X D X Lc，Y0+(j +1) X D X Lr )、(X0+(i+l) XDXLc，YQ+jXDXLr)，其中 i 的取值范圍為((Timax), j 的取值范圍為((Tjmax),X0 = int (Xmin/(DXLr) ) XDXLr, Y0 = int (Ymin/(DXLc) ) XDXLc ；B4、將上一步劃分的國家標準分幅的多邊形區(qū)域分別設為虛擬打印范圍。
5.如權利要求1所述的基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，其特征在于，所述步驟C包括以下步驟: Cl、設置虛擬打印參數(shù)，所述的參數(shù)包括虛擬打印紙張尺寸和打印比例尺，其中虛擬打印紙張尺寸包括橫向和縱向像素數(shù)，橫向像素數(shù)為Lc/像素大小，縱向像素數(shù)為Lr/像素大??；打印比例尺為:像素大小XD ;其中D為分幅比例尺，像素大小為0.0OOl米，Lc為分幅橫向尺寸，Lr為分幅縱向尺寸； C2、根據(jù)打印紙張尺寸和打印比例尺進行虛擬打印，生成國家標準分幅的影像文件，導出文件包括對應分幅影像的坐標定位文件。
6.如權利要求1~5任意一項所述的基于虛擬打印技術的影像裁剪分幅方法，其特征在于:所述的裁 剪分幅方法用于比例尺為1:500至1:5000正射影像自動裁剪分幅。
【文檔編號】G06T7/00GK104021555SQ201410255660
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權日:2014年6月11日
【發(fā)明者】魏金占, 陳大林, 岳朝瑞, 蔣聯(lián)余, 陳香, 鄧娟 申請人:南寧市勘察測繪地理信息院