航測外業(yè)像控點測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張燕

(重慶市勘測院，重慶 400020)

航測外業(yè)像控點測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張燕?

(重慶市勘測院，重慶 400020)

航空攝影測量外業(yè)像控點選刺的精度和效率直接決定整個項目的進度和最終成果的質(zhì)量。本文提出基于MicroStation軟件開發(fā)航測像控點測量程序，輔助內(nèi)業(yè)選點設(shè)計和外業(yè)測量，大大提高了作業(yè)質(zhì)量。

像控點測量；MicroStation；航空攝影測量

1 引 言

在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，航測數(shù)字化成圖已成為我國城市測繪的一種主要手段，而隨著航空攝影測量在各個測繪應(yīng)用領(lǐng)域的普及，關(guān)于影像像控點的測量任務(wù)在各生產(chǎn)單位也日趨增多。像控點測量是指根據(jù)像片上內(nèi)業(yè)的布點方案，在實地根據(jù)影像的灰度和形狀找到并確定像控點的位置，測量并記錄該點平面坐標及其高程。目前像控作業(yè)基本采用GPS進行測量，GPS定位技術(shù)以其靈活方便、作業(yè)周期短、勞動強度低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于諸多測繪領(lǐng)域，極大地提高了工作效率。但是像控數(shù)據(jù)的載體卻仍舊停留于紙質(zhì)。不少作業(yè)單位在外業(yè)像控點測量時，仍舊是由作業(yè)人員拿著紙質(zhì)相片到野外根據(jù)設(shè)計的位置選點、測量，然后在相片上刺點，并在相片反面繪制點位略圖和點位說明。這樣的工作模式會產(chǎn)生一系列的問題:

(1)相片存在著洗印成本，查找和管理均不便。

(2)不同的作業(yè)小組有可能會用到同一張相片，存在受相片資源限制，影響工作進度。

(3)紙質(zhì)的影像，不可能放得很大，影像細節(jié)常常難以辨認，影響刺點精度，甚至導(dǎo)致返工。同時也會帶來內(nèi)業(yè)判讀的不便。

(4)作業(yè)小組回到室內(nèi)還需要重辨認，繪制。產(chǎn)生了重復(fù)勞動的中間環(huán)節(jié)，也增加了成果質(zhì)量不高的風(fēng)險。

為了解決以上問題，提出通過實行航測外業(yè)作業(yè)數(shù)字化，以節(jié)約成本，簡化作業(yè)流程，提高成果精度，真正達到航測內(nèi)外業(yè)一體化的目的。

2 軟件工作流程

在內(nèi)業(yè)設(shè)計階段，對像控點的位置選取有比較嚴格的要求，要求平面點位選取在影像清晰的明顯地物點、接近正交的線狀地物交點、地物拐角點或固定的點狀地物上，高程點選在局部高程變化小且點位周圍相對平坦的地區(qū)，平高控制點則選在同時滿足平面和高程點的要求，像控點在相鄰像片上均清晰可見，并選擇最清晰的一張作主刺片。內(nèi)業(yè)設(shè)計人員通過軟件，打開指定的影像以及相鄰像片，進行布點設(shè)計，建立點號與相關(guān)像片的結(jié)合圖表關(guān)系；外業(yè)工作人員攜帶平板電腦到外業(yè)，軟件自動依據(jù)點號，打開相關(guān)像片，測量完成后，直接在軟件的影像上刺點以及錄入點位詳細信息；最后將保存的像控點數(shù)據(jù)提交內(nèi)業(yè)，做加密。

布點設(shè)計圖如圖1所示，布設(shè)的像控點號以字母P加數(shù)字序號的形式命名，影像片以三位數(shù)字編號，連線表達像控點與哪些影像有關(guān)聯(lián)。

圖1 布點設(shè)計圖

結(jié)合表文件格式如下:

3 主要功能

本軟件是在MicroStation平臺下二次開發(fā)完成的，MicroStation在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計、土木工程、交通、地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域，具有靈活方便的制圖和設(shè)計功能，它同時提供了良好的二次開發(fā)接口。

3.1 影像管理功能

(1)影像加載，根據(jù)像點自動加載相關(guān)影像

影像加載由兩種方式。一種是用戶選擇像片文件打開，軟件自動根據(jù)像片的航向和左右順序在環(huán)境里排列顯示；另一種是由用戶輸入像控點名，軟件根據(jù)該名稱查詢結(jié)合圖表，獲取相關(guān)像片的信息，自動加載這些影像。

(2)影像瀏覽功能

提供影像的漫游、放大縮小以及指定比例尺顯示。(3)航向之間以及航向內(nèi)影像作順序交換

在獲取到的影像中，存在有部分影像編號順序與真實航向相反的情況，軟件提供了航向交換的功能，交換影像上下航向。同時也可交換航向內(nèi)影像的左右向順序。

(4)影像角度旋轉(zhuǎn)

針對某些獲取到的影像存在飛行方向不一致的情況，軟件提供影像旋轉(zhuǎn)角度顯示的功能。

(5)像片局部顯示功能

在刺點的過程中，作業(yè)人員在尋找到設(shè)計位置時，往往只關(guān)心影像局部位置的細節(jié)，整張影像的完整顯示已無必要；因此，軟件提供對像片的局部顯示，并支持對該局部進行放大、縮小、位置的上下左右微調(diào)等功能。

3.2 立體視角

重慶是山地城市，不少地區(qū)山高林密，衛(wèi)星影像中存在遮擋嚴重的問題。針對于此，軟件利用“視覺位移”原理提供簡易的看立體像對的方式。人雙眼大約相隔6.5 cm，觀察物體時，兩只眼睛從不同的位置和角度注視著物體，左眼看到左側(cè)，右眼看到右側(cè)。兩張像片同時在視網(wǎng)膜上成像，左右兩面的印象合起來人就得到對它的立體感覺了。在軟件中，利用兩個固定屏幕尺寸的影像框，對相鄰兩張像片的同一區(qū)域的影像進行局部顯示，使得兩片中同一點位的屏幕距離在7 cm內(nèi)，這樣作業(yè)人員通過左眼看左片，右眼看右片，就能獲取大致的立體視覺，從而判斷出是否該處有遮擋，是否能清晰辨認。

3.3 刺點

像點測量完成后，選擇刺點功能，在影像上自由放大像控點目標，繪制出點位置，并進行點位置上下左右微調(diào)整，繪制點位略圖和點位的詳細說明。軟件自動標注像控點于影像上，并自動計算點位相對于影像左下角的相對像素位置。

3.4 輸出功能

軟件支持多種輸出模式?？杀４娈斍暗拇厅cDGN文件，同時保存帶定位信息的影像；可輸出點位的JPG縮略圖，和局部大圖JPG文件；可保存點位文本文件信息，記錄點號，所在片號，相對原片左下角的像素位置，以提供給內(nèi)業(yè)引用。

4 代碼片段

刺點功能主要代碼片段:

5 運行界面

如圖2所示，將與待刺點關(guān)聯(lián)的兩張像片同時加載到系統(tǒng)，并將像片裁切到刺點目標區(qū)域。

圖3為像控點刺點以及像控點信息輸入界面。

圖2 影像加載界面

圖3 刺點界面

6 總 結(jié)

實踐證明，外業(yè)像控點測量軟件應(yīng)用于重慶這樣的有著復(fù)雜地形的山地城市，可顯著提高工作效率，減少外業(yè)返工，降低成本，同時具有刺點精度高，內(nèi)業(yè)利用度高，方便快捷等優(yōu)點，有利于對山區(qū)復(fù)雜地形條件下的像控測量。

[1] 俞旭升.DMC航攝影像外業(yè)像控布點的實驗研究[J].測繪科學(xué)，2006(6):77～79

[2] 魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數(shù)據(jù)處理[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2004

[3] GB/T13977－92.1∶5000、1∶10000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范[S].

[4] 張祖勛，張劍清數(shù)字攝影測量學(xué)[M].武漢:武漢測繪科技大學(xué)出版社，1995

The Design and Application of Aerial Photograph Control Survey System

Zhang Yan
(ChongQing Survey Institute，ChongQing 400020，China)

In Aerial Photograph Control Survey，Positional Accuracy and Work efficiency decide on the Quality and Schedule of the project.this article introduces the Photograph Control Survey software developed on the MicroStation，it helps control－point choosing and survying，and improves the Product quality.

Photograph Control Survey；MicroStation；Aerial Photography Survey

1672－8262(2011)02－103－03

P231

A

2010—11—17

張燕(1979—)，女，工程師，從事GIS系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)工作。

重慶市建設(shè)科研計劃項目(2007－51)