航測外業像控點測量系統的設計與實現

張燕

(重慶市勘測院，重慶 400020)

航測外業像控點測量系統的設計與實現

張燕?

(重慶市勘測院，重慶 400020)

航空攝影測量外業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量。本文提出基于MicroStation軟件開發航測像控點測量程序，輔助內業選點設計和外業測量，大大提高了作業質量。

像控點測量；MicroStation；航空攝影測量

1 引 言

在經濟飛速發展的今天，航測數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用領域的普及，關于影像像控點的測量任務在各生產單位也日趨增多。像控點測量是指根據像片上內業的布點方案，在實地根據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。目前像控作業基本采用GPS進行測量，GPS定位技術以其靈活方便、作業周期短、勞動強度低等優點廣泛應用于諸多測繪領域，極大地提高了工作效率。但是像控數據的載體卻仍舊停留于紙質。不少作業單位在外業像控點測量時，仍舊是由作業人員拿著紙質相片到野外根據設計的位置選點、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)紙質的影像，不可能放得很大，影像細節常常難以辨認，影響刺點精度，甚至導致返工。同時也會帶來內業判讀的不便。

(4)作業小組回到室內還需要重辨認，繪制。產生了重復勞動的中間環節，也增加了成果質量不高的風險。

為了解決以上問題，提出通過實行航測外業作業數字化，以節約成本，簡化作業流程，提高成果精度，真正達到航測內外業一體化的目的。

2 軟件工作流程

在內業設計階段，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，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。內業設計人員通過軟件，打開指定的影像以及相鄰像片，進行布點設計，建立點號與相關像片的結合圖表關系；外業工作人員攜帶平板電腦到外業，軟件自動依據點號，打開相關像片，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據提交內業，做加密。

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

圖1 布點設計圖

結合表文件格式如下:

3 主要功能

本軟件是在MicroStation平臺下二次開發完成的，MicroStation在國內外廣泛應用于建筑設計、土木工程、交通、地理信息系統等領域，具有靈活方便的制圖和設計功能，它同時提供了良好的二次開發接口。

3.1 影像管理功能

(1)影像加載，根據像點自動加載相關影像

影像加載由兩種方式。一種是用戶選擇像片文件打開，軟件自動根據像片的航向和左右順序在環境里排列顯示；另一種是由用戶輸入像控點名，軟件根據該名稱查詢結合圖表，獲取相關像片的信息，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影像的左右向順序。

(4)影像角度旋轉

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，作業人員在尋找到設計位置時，往往只關心影像局部位置的細節，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等功能。

3.2 立體視角

重慶是山地城市，不少地區山高林密，衛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，右眼看到右側。兩張像片同時在視網膜上成像，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，這樣作業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。可保存當前的刺點DGN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，以提供給內業引用。

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，將與待刺點關聯的兩張像片同時加載到系統，并將像片裁切到刺點目標區域。

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

實踐證明，外業像控點測量軟件應用于重慶這樣的有著復雜地形的山地城市，可顯著提高工作效率，減少外業返工，降低成本，同時具有刺點精度高，內業利用度高，方便快捷等優點，有利于對山區復雜地形條件下的像控測量。

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[2] 魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數據處理[M].武漢:武漢大學出版社，2004

[3] GB/T13977－92.1∶5000、1∶10000地形圖航空攝影測量外業規范[S].

[4] 張祖勛，張劍清數字攝影測量學[M].武漢:武漢測繪科技大學出版社，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系統應用與開發工作。

重慶市建設科研計劃項目(2007－51)