对比分析CIPS和INPHO间针对常见弱纹理区域的匹配成果

关键词： CIPS DSM INPHO 全球测图 弱纹理区域 测绘学

数字表面模型，简称DSM，以一系列点云或格 点的三维坐标表达地表(含人工建筑物、植被等)起伏形态的数据集。

1、DSM生产流程

图1DSM生产流程图

2、弱纹理区域选择

本次对比所采用的数据来自坦桑尼亚测区、日本测区和俄罗斯测区，利用平差后的资源三 卫星影像，针对沙漠、森林、冰雪和阴影4种常见的弱纹理区域各匹配两幅1∶50000标准分幅DSM成果，选取的非洲测区两幅实验数据为沙漠，日本测区两幅实验数据为森林，俄罗斯测区两幅实验数据为冰雪，另外日本测区两幅实验数据为阴影。具体涵盖如图2所示。

图2四种常见弱纹理区域

3、软硬件情况及CIPS、INPHO下DSM自动匹配参数设置

本次试验采用的CIPS软件版本为3.2.3,INPHO版本为7.0，硬件采用同一单机工作站，CIPS和INPHO下DSM自动匹配参数根据实际情况进行设置。

4、试验结果对比和分析

4.1地表形态对比

地表形态主要通过对DSM数据进行渲染图效果表达，核查匹配地表整体形态及局部特征。

4.1.1沙漠区域

在沙漠区域，CIPS和INPHO均体现出了沙漠地表特征，在局部特征体现上，CIPS匹配呈现出来的晕渲效果更为破碎，细节特征较为突出，对于小的沙丘地形体现较具体;而从INPHO匹配呈现出来的晕渲效果看，一些小沙丘未能表现出来。如图3所示。

图3沙漠区域两种软件匹配晕渲效果图

4.1.2森林区域

在森林覆盖区域，CIPS和INPHO均较好地体现了森林地表特征，从CIPS呈现出来的晕渲效果看，个别小范围区域存在一些不合理噪点;INPHO匹配呈现出来的晕渲效果整体性过渡更为均匀、自然，即INPHO匹配呈现出来的地表形态整体趋势性更为合理。如图4所示。

图4森林区域两种软件匹配晕渲效果图

4.1.3冰雪

在冰雪覆盖区域，CIPS和INPHO均较好地体现了冰雪地表特征。从CIPS呈现出来的晕渲效果看，个别小范围区域存在一些不合理噪点;INPHO匹配呈现出来的晕渲效果整体性过渡更为均匀、自然，即INPHO匹配呈现出来的地表形态整体趋势性更为合理。如图5所示。

4.1.4阴影

在阴影区域，CIPS和INPHO均体现出了阴影区域地表整体效果。从CIPS和INPHO呈现出来的晕渲效果看(如图6所示)，与周边衔接过渡合理，但二者在此区域均表现出来较多的噪点。

4.2立体模型对比

在立体环境下将DSM以反生等高线的方式进行显示，通过对比分析，不同类型弱纹理区域匹配效果。不同类型弱纹理区域对应套合等高线效果分析如下。

图5冰雪区域两种软件匹配晕渲效果图

图6阴影区域两种软件匹配晕渲效果图

4.2.1沙漠

在沙漠区域，立体模型下通过反生等高线套合数字正射影像，明显看到CIPS匹配效果细节较为突出，反生等高线较为密集细碎;而INPHO匹配反生等高线较为稀疏，存在很多细节丢失。如图7所示。

图7沙漠区域两种软件匹配反生等高线效果图

4.2.2森林

在森立覆盖区域，立体模型下反生等高线套合数字正射影像，可以看出二者匹配效果较为合理，反生等高线在不同区域疏密分布均匀，均很好地反映了整体性和细节特征。如图8所示。

图8森林区域两种软件匹配反生等高线效果图

4.2.3冰雪

在冰雪覆盖区域，立体模型下反生等高线套合数字正射影像，可以看出CIPS和INPHO匹配出来整体效果均满足地表特征，在一些小范围区域均存在一定的噪点，相对而言，CIPS匹配出来的噪点较多。如图9所示。

图9冰雪区域两种软件匹配反生等高线效果图

4.2.4阴影

在阴影区域，立体模型下反生等高线套合数字正射影像，可以看出CIPS和INPHO匹配出来效果均能体现出该区域地表整体特征，但二者在阴影区域均表现出来了区域范围性噪点;CIPS匹配噪点较多，INPHO匹配噪点相对较少。如图10所示。

图10阴影区域两种软件匹配反生等高线效果图

4.3精度情况说明

结合影像弱纹理区域的自身特点，不管是立体采集还是备查点检测，该区域均不易进行精度检测;故该区域通过选点检测和选取周边地物内插推算其区域整体精度。其精度主要通过结合地表形态对比和立体模型对比体现。经过剔除局部粗差检测，按照对应地形类别，CIPS和INPHO两款软件在沙漠、森林、冰雪和阴影弱纹理区域匹配得到的DSM整体精度均满足限差，且差异不大。

5、结束语

在DSM自动匹配生产中，CIPS和INPHO均能满足弱纹理区域自动匹配的整体精度要求。通过对比，可以得出以下结论:

1)对于沙漠弱纹理区域，CIPS匹配出地表特征更为细致，匹配出特征更为真实丰富，而INPHO匹配出细节丢失较多。

2)在森林覆盖弱纹理区域，CIPS匹配出地表特征更为破碎，噪点较多，而INPHO匹配出特征体现更为均匀合理，符合整体趋势，噪声控制效果较好。

3)在冰雪覆盖弱纹理区域，CIPS匹配出地形特征在一些局部范围内表现出了一定的噪点，而INPHO匹配出地表特征尽管表现出了小范围噪点，但整体噪点控制效果较好。