低空航空攝影測量像控點輔助設計與數字刺點片整理程序實現

（江西省基礎地理信息中心 江西南昌 330029）

1 前言

目前從事低空無人機航空攝影測量生產的作業(yè)時，在選取像控點時常常在Photoshop中在打開影像，并手工刺取設計的像控點，設計出的底圖既不美觀，工作效率又低下，且為了省時間，又省略了一些比如像控點點號和影像ID號等可輔助內外業(yè)人員快速作業(yè)的信息。筆者設計出一個輔助像控設計的程序，方便作業(yè)人員選取像控點，同時可以打印到數字影像上，打印輸出后可用于外業(yè)人員測量控制點；測量完成后，進行控制點點位圖輸出，方便整理控制點數字刺點片。

2 設計目標

（1）實現像控點選點范圍提示功能。在航測像控點設計中，像控點的點位要求有別于常規(guī)控制點測量。在常規(guī)控制點測量中，要求控制點分布均勻，密度適中，可以控制整個測區(qū)。在航測像控點設計中，除滿足這些要求外，還要考慮控制點的多片重疊度，且點位在各片上是否都清晰。本程序將實現如圖1所示，像控點點位選取提示范圍功能。一般情況下，盡量在最佳選點區(qū)內選點。

圖1 像控點選取范圍提示框

（2）同時支持豎向原始影像進行選點。低空攝影測量作業(yè)中，多數情況下從航攝儀導出的影像多為橫向。也有導出的影像為豎向。因此，為節(jié)省作業(yè)時間，程序實現影像為豎向時亦可以進行選點功能。效果如圖2所示。

圖2 豎向選擇像控點功能效果

（3）實現像控點點號和選點范圍提示框打印到數字影像功能。像控點施測時，外業(yè)測量人員需打印有像控點點號和推薦選點范圍框的影像，然后攜帶到作業(yè)現場，以備改選點位之需。本程序將實現像控點點號和選點范圍提示框打印到數字影像功能，效果如圖3所示。

圖3 像控點測量外業(yè)用圖

（4）實現像控點數字刺點片圖片輸出功能。按照《低空數字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》要求，需要整理數字刺點片，數字刺點片將作為重要成果上交，其中需要控制點點位全圖、1:1 圖與1:3 放大圖。數字刺點片整理完畢后，將提交給內業(yè)作業(yè)人員進行影像的空中三角測量處理。因此，點位圖片的好壞對內業(yè)作業(yè)人員來說將是十分重要。本程序將實現像控點數字刺點片圖片輸出功能，采用所見即所得的方式截取圖片，并存放到指定的文件夾中。

3 程序設計開發(fā)

程序采用Visual C++6.0 軟件開發(fā)環(huán)境，使用C++程序語言，采用面向對象的方法進行開發(fā)。程序實現過程如圖4所示。

圖4 程序實現流程圖

（1）影像讀寫模塊實現JPG 和TIF 兩種格式文件的讀寫。程序默認輸出的影像為無損壓縮JPG格式，可節(jié)約影像讀寫時間和存儲空間。

（2）實現影像的快速漫游、縮放，自適應顯示，無縮放顯示功能，方便用戶快速查看影像易于查找適合做像控點的特征地物。

（3）根據航向和旁向重疊度計算最佳選點范圍，同時參考《低空數字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》中要求像控點遠離原始影像邊緣150 像素，以及《低空數字航空攝影測量內業(yè)規(guī)范》中要求，連接點遠離經畸變糾正處理后影像邊緣100 像素的要求，自動計算最佳選點范圍。根據影像色彩，可設置反差較大的線條顏色。經多次生產實踐，黃色的反差較大，且打印后反差依然明顯，故程序默認采用黃色。另外，根據像片打印幅面的大小，為保證可清晰看到范圍線、像控點點號以及影像片號，可設置線寬和字體大小。一般情況下，采用A4 打印時Canon 5D MARKII 影像時，推薦采用線寬為5個像素，字體為64 磅；采用A3 打印時Canon 5D MARKII 影像時，推薦采用線寬為3個像素，字體為32 磅。設置如圖5所示，顯示效果如上頁圖1所示。

圖5 利用重疊度與邊距計算選點范圍參數設置界面

（4）根據《低空數字航空攝影規(guī)范》中數字刺點片制作要求，截取點位概圖、1:1 塊圖、1:3 塊圖。塊圖大小可以在如圖5所示界面中進行設置，整理效果如圖6、圖7所示。可設置塊圖保存路徑，設置好路徑后，截圖時程序會自動創(chuàng)建以點號命名的文件夾，自動將截取的塊圖自動保存到該文件夾下；塊圖命名規(guī)則采用“點號+序號+影像ID”規(guī)則進行命名，方便內業(yè)人員在空中三角測量處理時快速找到像片刺取像控點。具體實現方法如下∶

①將影像采用自適應方式全圖顯示，然后自動截取截取屏幕，然后根據影像投影到屏幕上的范圍，裁剪出影像全圖。②將影像采用1∶1 比例并以像控點十字絲為屏幕中心顯示，然后自動截取截取屏幕，再根據像控點投影到屏幕上的坐標，按照設置的塊圖大小，裁剪出影像塊圖。③將影像采用1∶3 比例并以像控點十字絲為屏幕中心顯示，然后自動截取截取屏幕，再根據像控點投影到屏幕上的坐標，按照設置的塊圖大小，裁剪出影像塊圖。

圖6 數字刺點片像控點點位概圖

圖7 數字刺點片像控點點位1:1 與1:3 塊圖

4 技術創(chuàng)新性

（1）本文通過在影像上疊加選點范圍線，用于提示像控點選點人員，降低了作業(yè)強度，起到了很好的輔助作用。

（2）通過輸出像控點點號、點位十字絲和選點范圍線到數字影像上，打印后可以帶到像控點測量現場，極大地方便了外業(yè)測量人員進行測量，同時為改選點位提供了一定的指導作用。

（3）采用所見即所得的方式截圖控制點點位全圖、1:1 圖與1:3 放大圖，方便進行控制點數字刺點片整理，徹底摒棄目前作業(yè)中采用Photoshop 進行作業(yè)的不便，極大地提高了作業(yè)效率。生成的像控點點位塊圖大小統(tǒng)一，成果資料美觀大方。

5 總結

本程序在操作性、穩(wěn)定性、易用性、技術方面有較好的表現。減少了選點時點位選擇的難度，提高了選點作業(yè)效率，提高了測量完畢后數字刺點片的整理效率。通過本程序的應用，降低了對作業(yè)人員的技術要求，同時提高了作業(yè)效率。本程序的不足之處在于，僅僅提供像控點數字刺點片的點位圖片輸出功能，并未能實現全部像控點的數字刺點片的自動整理功能，這將是該程序下一版本中需要優(yōu)先解決的問題。

[1]低空數字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范[S].CH/Z 3004—2010.

[2]低空數字航空攝影規(guī)范[S].CH/Z 3005—2010.

[3]張燕.航測外業(yè)像控點測量系統(tǒng)的設計與實現[J].城市勘測，2011.02.