像控點(diǎn)信息采集軟件設(shè)計及實(shí)現(xiàn)

倪爾瑞，權(quán)力奧*，李?欣，陳君蕓

（1.安徽省第四測繪院，安徽 合肥 230031）

遙感及航空攝影測量[1]生產(chǎn)數(shù)字產(chǎn)品需要像控點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行加密定位，測繪人員通過野外選點(diǎn)施測方法采集地面像控點(diǎn)，并做好點(diǎn)之記成果，一個完整的像控點(diǎn)點(diǎn)之記包含點(diǎn)位坐標(biāo)、像片刺點(diǎn)位置、時間、施測現(xiàn)場照片等信息，輔助內(nèi)業(yè)工作人員在影像空三加密過程中準(zhǔn)確判讀。

傳統(tǒng)像控點(diǎn)采集主要利用紙質(zhì)像片外業(yè)刺點(diǎn)、整飾，提交內(nèi)業(yè)加密，存在無法縮放、查看困難、管理不便等難題。為了提高生產(chǎn)效率，減少外業(yè)工作時間，方便像控點(diǎn)管理，楊瑩華[2]等在Visual C++6.0 軟件開發(fā)環(huán)境中，設(shè)計開發(fā)了數(shù)字刺點(diǎn)片整理程序，提高了一定的便捷性，但采集程序不能在移動設(shè)備上使用，且僅僅提供了像控點(diǎn)數(shù)字刺點(diǎn)片的輸出功能。鮑秀武[3]等設(shè)計并開發(fā)了基于高精度POS 的智能像控采集系統(tǒng)，大大提高像控采集效率，但是數(shù)據(jù)管理模塊不適用于各地區(qū)的數(shù)據(jù)管理格式要求，此外，像控點(diǎn)采集系統(tǒng)與管理系統(tǒng)加密傳輸數(shù)據(jù)，仍然在一定程度上存在安全隱患。

綜合以上，本文僅針對像控點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)采集和點(diǎn)之記制作進(jìn)行研究，測量數(shù)據(jù)始終保持在內(nèi)網(wǎng)傳輸，在保證涉密數(shù)據(jù)絕對安全性的基礎(chǔ)上，研發(fā)了像控點(diǎn)信息采集軟件和像控點(diǎn)點(diǎn)之記自動生成軟件，并在實(shí)際生產(chǎn)中檢驗(yàn)對比，驗(yàn)證了該方法具有一定的優(yōu)越性。

1 像控點(diǎn)信息采集軟件

在實(shí)際生產(chǎn)中，像控點(diǎn)外業(yè)采集各節(jié)點(diǎn)核心任務(wù)有選片、布點(diǎn)、像控點(diǎn)坐標(biāo)測量、像控點(diǎn)點(diǎn)之記制作。實(shí)際生產(chǎn)中，外業(yè)工作根據(jù)預(yù)選點(diǎn)位置實(shí)地選點(diǎn)、測量；采集的像控點(diǎn)信息包含像控點(diǎn)影像略圖、影像局部放大圖、像控點(diǎn)位置文字描述和實(shí)地照片等。像控點(diǎn)外業(yè)采集流程如圖1所示。

圖1 像控點(diǎn)外業(yè)采集流程圖

1.1 軟件架構(gòu)設(shè)計

從信息系統(tǒng)構(gòu)成上分析，基于安卓手機(jī)的像控點(diǎn)采集系統(tǒng)的基本框架設(shè)計如下:軟件采用C∕S開發(fā)模式[4]，安卓手機(jī)作為客戶端，以Android studio 為開發(fā)工具，基于高德定位SDK，實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯度位置信息的地址解析；應(yīng)用文件數(shù)據(jù)庫，作為移動端數(shù)據(jù)存儲方式，基于XML文件解析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)像控點(diǎn)預(yù)選位置標(biāo)示。軟件架構(gòu)如圖2所示。

圖2 像控點(diǎn)外業(yè)采集軟件架構(gòu)圖

1.2 軟件功能設(shè)計

軟件總體分為信息采集和信息展示2 個模塊，其中信息采集包含定位導(dǎo)航、像片編輯、信息獲取；信息展示包含成果顯示、文件管理。

1）定位導(dǎo)航：基于高德SDK，實(shí)現(xiàn)高德地圖輔助導(dǎo)航，自動解析像控預(yù)選點(diǎn)位kml 文件，高德地圖顯示點(diǎn)位位置，輔助作業(yè)人員路線規(guī)劃，實(shí)地選點(diǎn)。

2）相片編輯：根據(jù)外業(yè)人員現(xiàn)場選擇的像控點(diǎn)位置，在航片或衛(wèi)片上標(biāo)記對應(yīng)位置，截取像控點(diǎn)的概略位置影像和局部放大影像。

3）信息獲取：調(diào)用移動設(shè)備相機(jī)功能，拍攝測量像控點(diǎn)現(xiàn)場位置照片，描述像控點(diǎn)測量位置和照片拍攝方向等信息。

4）成果顯示：截取后的相片、現(xiàn)場照片以及點(diǎn)位描述，在設(shè)備上可以檢查修改，便于作業(yè)員整體判斷像控點(diǎn)采集的正確性，避免不必要的返工。

5）文件管理：每個像控點(diǎn)建立單獨(dú)文件夾，存儲該像控點(diǎn)的屬性信息，便于采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理和后期批量生成點(diǎn)之記報告。

1.3 界面設(shè)計

運(yùn)用Android studio 中XML 技術(shù)和Activity 組件組合設(shè)計系統(tǒng)界面[5]，在XML 中設(shè)計各功能模塊布局，利用開發(fā)平臺封裝的控件直接根據(jù)需求組合界面，減少代碼數(shù)據(jù)量，設(shè)計出簡潔易操作的界面。綜合使用了MapView、Listview、ImageView、photoFile 等類所包含的方法對數(shù)據(jù)成員實(shí)例化，分析KML 文件格式，編寫ReadKML 類實(shí)現(xiàn)KML 文件的解析及顯示。系統(tǒng)界面設(shè)計圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)界面設(shè)計圖

2 像控點(diǎn)點(diǎn)之記自動生成軟件

外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成，需要生成像控點(diǎn)點(diǎn)之記報告[6]，本文設(shè)計研發(fā)點(diǎn)之記自動生成軟件，提高內(nèi)業(yè)工作效率，避免了人工整理引起的格式不統(tǒng)一等問題，減少了數(shù)據(jù)編輯過程中出現(xiàn)的錯誤。

該軟件依照安徽省內(nèi)常用像控點(diǎn)點(diǎn)之記報告設(shè)計，基于.NET 開發(fā)實(shí)現(xiàn)[7]，以像控點(diǎn)采集系統(tǒng)獲取的成果數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，完成點(diǎn)之記報告一鍵輸出功能。軟件運(yùn)行流程如圖4所示，軟件界面與報告模板見圖5和圖6。

圖4 軟件運(yùn)行流程圖

圖5 像控點(diǎn)點(diǎn)之記報告輸出軟件

圖6 像控點(diǎn)點(diǎn)之記報告模板

3 運(yùn)行環(huán)境及實(shí)現(xiàn)

3.1 開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境

平板移動端以Android Studio為開發(fā)環(huán)境，基于安卓6.5SDK開發(fā)，使用平板內(nèi)置GPS定位系統(tǒng)和相機(jī)功能，調(diào)用高德SDK實(shí)現(xiàn)地圖瀏覽和導(dǎo)航，在移動設(shè)備安卓7.0以上版本運(yùn)行。

PC 端像控點(diǎn)點(diǎn)之記制作軟件，基于Visual studio開發(fā)環(huán)境，選擇C#開發(fā)語言，支持.NET4.5 以上運(yùn)行環(huán)境[8-9]。

3.2 項(xiàng)目驗(yàn)證

根據(jù)設(shè)計需求，基于上述系統(tǒng)前期多次實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)，在安徽省測繪局組織實(shí)施的2021年度1∶10 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新像片控制點(diǎn)數(shù)據(jù)庫建設(shè)項(xiàng)目中投入使用。實(shí)現(xiàn)從外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理和點(diǎn)之記報告輸出等一系列作業(yè)流程，完成了774 個像控點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和點(diǎn)之記制作工作。像控點(diǎn)測量具體流程如下。

1）選取衛(wèi)片、布設(shè)像控點(diǎn)。

2）制作預(yù)選像控點(diǎn)kml數(shù)據(jù)。

3）衛(wèi)片和KML數(shù)據(jù)導(dǎo)入移動平板。

4）地圖窗口加載kml，輔助實(shí)地選點(diǎn)。

5）新建像控點(diǎn)采集工程，加載衛(wèi)片。

6）實(shí)地選點(diǎn)，十字絲標(biāo)記對應(yīng)像控點(diǎn)位置、描述像控點(diǎn)位置、拍攝照片。

7）檢查數(shù)據(jù)文件中采集數(shù)據(jù)，成果輸出。

8）數(shù)據(jù)包傳輸至PC端，利用點(diǎn)之記自動生成軟件，輸入測量員、測量數(shù)據(jù)等信息，一鍵生成點(diǎn)之記報告。

4 結(jié) 語

本文通過分析像控點(diǎn)測量實(shí)際生產(chǎn)需求，以提高像控點(diǎn)采集效率為目的，研發(fā)了像控點(diǎn)信息采集軟件和點(diǎn)之記自動生成軟件。通過生產(chǎn)實(shí)踐，與傳統(tǒng)像控點(diǎn)測量方法相比較，該軟件外業(yè)操作方便快捷，提高了外業(yè)測量效率，縮短內(nèi)業(yè)編輯時間（編輯時間節(jié)省90%），又保證了數(shù)據(jù)編輯的準(zhǔn)確和規(guī)范。