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浅谈对卫星影像进行正立体化处理几种模式

摘 要:由于地处北半球,利用卫星影像数据制作的各类卫星影像图,按照人们的视觉习惯一般看到的是反立体的图像。根据制作卫星影像图的特点和经验,本文尝试着提供一种处理TM卫星影像数据,制作正立体效果的卫星影像图的方法。 
关健词:卫星影像 卫星影像图 正立体 
经过专业软件融合等工作最终输出来的图像数据,一般为RGB格式的,能够被Photoshop软件很好地接受。在Photoshop图象处理软件中,有位图、灰度、双色调、索引、RGB、Lab、CMYK、多通道等几种色彩模式,它们之间具有某些特定的联系,有时为了输出一个特定文件或需要对一个图象进行特殊处理时,可以从一个模式转换到另一个模式。下面对常用的几种模式作简单介绍。 
(一) RGB模型 
  绝大部分的可见光谱可以用红、绿和蓝 (RGB) 三色光按不同比例和强度的混合来表示。在颜色重叠的位置,产生青色、品红和黄色。因为 RGB 颜色合成产生白色,所以RGB模型为加色模型,用于光照、视频和显示器。例如,显示器通过红、绿和蓝荧光粉发射光线产生彩色。RGB图象只使用三种颜色,在屏幕上重现各种颜色。RGB 图象为三通道图象,因此每个象素包含 24 位 (8 × 3)。计算机显示器就是使用 RGB 模型显示颜色,即使在非 RGB 颜色模式(如 CMYK)下工作时,Photoshop 会临时将数据转换成 RGB 数据再在屏幕上显示出现。 
  在 RGB 模式中工作具有以下优点:(1)节省内存,提高性能。(2)具有更大的设备独立性,因为 RGB 色彩空间并不依赖于显示设备。不管使用的是显示器、计算机还是输出设备,对图象进行的校正都被保留。 
(二) Lab模式 
  L a b 色彩模型是在 1931 年国际照明委员会(CIE)制定的颜色度量国际标准的基础上建立的。1976 年,这种模型被重新修订并命名为 CIE L a b 。L a b 颜色设计为与设备无关;不管使用什么设备(如显示器、打印机、计算机或扫描仪)创建或输出图象,这种颜色模型产生的颜色都保持一致。 L a b 颜色由心理明度分量 (L) 和两个色度分量组成;这两个分量即 a 分量(从绿到红)和 b 分量(从蓝到黄)。在 Photoshop 的 Lab 模式(名称中去掉了星号)中,心理明度分量 (L) 范围可以从 0 到 100,a 分量(绿-红轴)和 b 分量(蓝-黄轴)范围可以从 -120 到 +120。Lab 图象是包含 24 (8×3) 位/象素的三通道图象。更重要的一点,Lab 颜色是 Photoshop 在不同颜色模式之间转换时使用的内部基础颜色模式。 
(三) CMYK模式 
  CMYK模式使用CMYK色彩模型。在 Photoshop 的 CMYK 模式中,每个象素的每种印刷油墨会被分配一个百分比值。要打印制作的图象时,使用 CMYK 模式,将 RGB、索引颜色或 Lab 图象转换为 CMYK 图象。它们是四通道图象,包含 32 (8×4) 位/象素。Photoshop还提供位图模式、灰度模式、双色调模式、索引颜色模式、多通道模式等颜色模式,与本文讨论关系不大,不再赘述。经过对以上颜色模式的了解,我们认为LAB模式中,它将颜色分为明度和两个色度分量部分,而图像中的明暗效果正是产生立体感的关健,基于此,我们对卫星影像进行了以下处理。处理过程:我们以甘肃省古浪县的卫星影像为例加以说明,因为这个地方的地形地貌特征比较丰富,有山地、沙漠、河流水库、绿地植被、城市街区等较为全面地内容,比较典型。首先在Photoshop软件中打开卫星影像文件,一般都是RGB模式,依次点击Image→mode→Lab color,将其转换为Lab模式。打开通道(Channels)面板,结果如图1。其中Lightness通道就是图像的明度分量,点击该通道,使其成为当前工作通道,然后对其进行反向转换处理。操作方法是:点击Image→Adjustments→Invert,或直接使用“Ctrl+I”的快捷方式。此时Lightness通道被做了反向处理,也就是说图像的明暗发生了反转。点击全色通道你会发现图像的立体感发生了改变。 
经过以上处理后,地形的立体感变得比较清晰直观,而且主要特征的地物颜色色相基本正常。当然,中间也会出现了一些问题。比如,河流湖泊等原来颜色较深的地方转换后变得较浅,甚至成为白色,如何处理呢?如果按照我们常规的作业方法,最终的影像地图是要叠加数字线划图的,这其中包括河流湖泊等水系要素,河流湖泊的地方会被线划地图上的水系线划和普染色压盖,那么我们可以不用去注意影像图中水系部分的变化。假如不叠加水系线划,那处理起来就比较麻烦,就必须对河流水系等内容进行仔细选取和单独处理,工作量应该比较大,在此不作过多说明。除以上问题外,有些地方比如沙漠部分,以前颜色较浅的地方,也变得比较暗,颜色较深,变化较大也不自然。我们可以利用Photoshop中的各种工具和方法建立选区,并将范围作一定的羽化,然后对图像内容进行必要的色彩调整。具体的方法不一而足,Photoshop作为一个功能十分强大的图像处理软件,每个人都有自己的技术方法。对于图像的色彩等的调整,不论是否做立体的转换,都是一项必须作的工作,比如合成的原始图像中沙漠的颜色是紫红色的,为了美观自然,我们需要调正颜色,使其接近自然沙漠色。还有一些融合拼接工作后出现的接缝和不自然的过渡现象,也必须认真仔细的修饰。需要注意的是,跟图像色彩等有关的调整、修饰的工作应该在RGB模式或CMYK模式下进行为好,因为我们调整颜色往往需要对相应通道、色阶等进行作业,Lab中的通道等内容不太好理解,操作较难。而在RGB模式或CMYK模式下,我们比较熟悉,工作起来方便一些。 
经过处理,认为满意后,我们可以将图像进行一定的尺寸大小和分辨率的改变,导入CorelDRAW或Illustrator等图形处理软件中,将数字线划地图和卫星影像进行叠加处理工作,一般情况下,只要投影、比例尺等选择正确,图像和线划可以较好叠加,有个别因为诸如线划综合、数据陈旧等原因,出现错误和不合理的地方,需要我们对线划进行修改。最后,进行图外整饰,如制作图廓、花边,图例。 

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