張燕

(重慶市勘測(cè)院，重慶 400020)

航測(cè)外業(yè)像控點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張燕?

(重慶市勘測(cè)院，重慶 400020)

航空攝影測(cè)量外業(yè)像控點(diǎn)選刺的精度和效率直接決定整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度和最終成果的質(zhì)量。本文提出基于MicroStation軟件開(kāi)發(fā)航測(cè)像控點(diǎn)測(cè)量程序，輔助內(nèi)業(yè)選點(diǎn)設(shè)計(jì)和外業(yè)測(cè)量，大大提高了作業(yè)質(zhì)量。

像控點(diǎn)測(cè)量；MicroStation；航空攝影測(cè)量

1 引 言

在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，航測(cè)數(shù)字化成圖已成為我國(guó)城市測(cè)繪的一種主要手段，而隨著航空攝影測(cè)量在各個(gè)測(cè)繪應(yīng)用領(lǐng)域的普及，關(guān)于影像像控點(diǎn)的測(cè)量任務(wù)在各生產(chǎn)單位也日趨增多。像控點(diǎn)測(cè)量是指根據(jù)像片上內(nèi)業(yè)的布點(diǎn)方案，在實(shí)地根據(jù)影像的灰度和形狀找到并確定像控點(diǎn)的位置，測(cè)量并記錄該點(diǎn)平面坐標(biāo)及其高程。目前像控作業(yè)基本采用GPS進(jìn)行測(cè)量，GPS定位技術(shù)以其靈活方便、作業(yè)周期短、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于諸多測(cè)繪領(lǐng)域，極大地提高了工作效率。但是像控?cái)?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(diǎn)測(cè)量時(shí)，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(jì)的位置選點(diǎn)、測(cè)量，然后在相片上刺點(diǎn)，并在相片反面繪制點(diǎn)位略圖和點(diǎn)位說(shuō)明。這樣的工作模式會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)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(huì)用到同一張相片，存在受相片資源限制，影響工作進(jìn)度。

(3)紙質(zhì)的影像，不可能放得很大，影像細(xì)節(jié)常常難以辨認(rèn)，影響刺點(diǎn)精度，甚至導(dǎo)致返工。同時(shí)也會(huì)帶來(lái)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(rèn)，繪制。產(chǎn)生了重復(fù)勞動(dòng)的中間環(huán)節(jié)，也增加了成果質(zhì)量不高的風(fēng)險(xiǎn)。

為了解決以上問(wèn)題，提出通過(guò)實(shí)行航測(cè)外業(yè)作業(yè)數(shù)字化，以節(jié)約成本，簡(jiǎn)化作業(yè)流程，提高成果精度，真正達(dá)到航測(cè)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(jì)階段，對(duì)像控點(diǎn)的位置選取有比較嚴(yán)格的要求，要求平面點(diǎn)位選取在影像清晰的明顯地物點(diǎn)、接近正交的線(xiàn)狀地物交點(diǎn)、地物拐角點(diǎn)或固定的點(diǎn)狀地物上，高程點(diǎn)選在局部高程變化小且點(diǎn)位周?chē)鄬?duì)平坦的地區(qū)，平高控制點(diǎn)則選在同時(shí)滿(mǎn)足平面和高程點(diǎn)的要求，像控點(diǎn)在相鄰像片上均清晰可見(jiàn)，并選擇最清晰的一張作主刺片。內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)人員通過(guò)軟件，打開(kāi)指定的影像以及相鄰像片，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)，建立點(diǎn)號(hào)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(dòng)依據(jù)點(diǎn)號(hào)，打開(kāi)相關(guān)像片，測(cè)量完成后，直接在軟件的影像上刺點(diǎn)以及錄入點(diǎn)位詳細(xì)信息；最后將保存的像控點(diǎn)數(shù)據(jù)提交內(nèi)業(yè)，做加密。

布點(diǎn)設(shè)計(jì)圖如圖1所示，布設(shè)的像控點(diǎn)號(hào)以字母P加數(shù)字序號(hào)的形式命名，影像片以三位數(shù)字編號(hào)，連線(xiàn)表達(dá)像控點(diǎn)與哪些影像有關(guān)聯(lián)。

圖1 布點(diǎn)設(shè)計(jì)圖

結(jié)合表文件格式如下:

3 主要功能

本軟件是在MicroStation平臺(tái)下二次開(kāi)發(fā)完成的，MicroStation在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、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(jì)功能，它同時(shí)提供了良好的二次開(kāi)發(fā)接口。

3.1 影像管理功能

(1)影像加載，根據(jù)像點(diǎn)自動(dòng)加載相關(guān)影像

影像加載由兩種方式。一種是用戶(hù)選擇像片文件打開(kāi)，軟件自動(dòng)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(hù)輸入像控點(diǎn)名，軟件根據(jù)該名稱(chēng)查詢(xún)結(jié)合圖表，獲取相關(guān)像片的信息，自動(dòng)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(hào)順序與真實(shí)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(shí)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(duì)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(diǎn)的過(guò)程中，作業(yè)人員在尋找到設(shè)計(jì)位置時(shí)，往往只關(guān)心影像局部位置的細(xì)節(jié)，整張影像的完整顯示已無(wú)必要；因此，軟件提供對(duì)像片的局部顯示，并支持對(duì)該局部進(jìn)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(yán)重的問(wèn)題。針對(duì)于此，軟件利用“視覺(jué)位移”原理提供簡(jiǎn)易的看立體像對(duì)的方式。人雙眼大約相隔6.5 cm，觀察物體時(shí)，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(shí)在視網(wǎng)膜上成像，左右兩面的印象合起來(lái)人就得到對(duì)它的立體感覺(jué)了。在軟件中，利用兩個(gè)固定屏幕尺寸的影像框，對(duì)相鄰兩張像片的同一區(qū)域的影像進(jìn)行局部顯示，使得兩片中同一點(diǎn)位的屏幕距離在7 cm內(nèi)，這樣作業(yè)人員通過(guò)左眼看左片，右眼看右片，就能獲取大致的立體視覺(jué)，從而判斷出是否該處有遮擋，是否能清晰辨認(rèn)。

3.3 刺點(diǎn)

像點(diǎn)測(cè)量完成后，選擇刺點(diǎn)功能，在影像上自由放大像控點(diǎn)目標(biāo)，繪制出點(diǎn)位置，并進(jìn)行點(diǎn)位置上下左右微調(diào)整，繪制點(diǎn)位略圖和點(diǎn)位的詳細(xì)說(shuō)明。軟件自動(dòng)標(biāo)注像控點(diǎn)于影像上，并自動(dòng)計(jì)算點(diǎn)位相對(duì)于影像左下角的相對(duì)像素位置。

3.4 輸出功能

軟件支持多種輸出模式。可保存當(dāng)前的刺點(diǎn)DGN文件，同時(shí)保存帶定位信息的影像；可輸出點(diǎn)位的JPG縮略圖，和局部大圖JPG文件；可保存點(diǎn)位文本文件信息，記錄點(diǎn)號(hào)，所在片號(hào)，相對(duì)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(diǎn)功能主要代碼片段:

5 運(yùn)行界面

如圖2所示，將與待刺點(diǎn)關(guān)聯(lián)的兩張像片同時(shí)加載到系統(tǒng)，并將像片裁切到刺點(diǎn)目標(biāo)區(qū)域。

圖3為像控點(diǎn)刺點(diǎn)以及像控點(diǎn)信息輸入界面。

圖2 影像加載界面

圖3 刺點(diǎn)界面

6 總 結(jié)

實(shí)踐證明，外業(yè)像控點(diǎn)測(cè)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(shí)具有刺點(diǎn)精度高，內(nèi)業(yè)利用度高，方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，有利于對(duì)山區(qū)復(fù)雜地形條件下的像控測(cè)量。

[1] 俞旭升.DMC航攝影像外業(yè)像控布點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2006(6):77～79

[2] 魏二虎，黃勁松.GPS測(cè)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(cè)量外業(yè)規(guī)范[S].

[4] 張祖勛，張劍清數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué)[M].武漢:武漢測(cè)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(kāi)發(fā)工作。

重慶市建設(shè)科研計(jì)劃項(xiàng)目(2007－51)