简述航测外业像控点测量系统的应用

在经济飞速发展的今天,航测数字化成图已成为我国城市测绘的一种主要手段,而随着航空摄影测量在各个测绘应用领域的普及,关于影像像控点的测量任务在各生产单位也日趋增多。像控点测量是指根据像片上内业的布点方案,在实地根据影像的灰度和形状找到并确定像控点的位置,测量并记录该点平面坐标及其高程。目前像控作业基本采用GPS进行测量,GPS定位技术以其灵活方便、作业周期短、劳动强度低等优点广泛应用于诸多测绘领域,极大地提高了工作效率。但是像控数据的载体却仍旧停留于纸质。不少作业单位在外业像控点测量时,仍旧是由作业人员拿着纸质相片到野外根据设计的位置选点、测量,然后在相片上刺点,并在相片反面绘制点位略图和点位说明。这样的工作模式会产生一系列的问题:

1.1 相片存在着洗印成本,查找和管理均不便。

1.2 不同的作业小组有可能会用到同一张相片,存在受相片资源限制,影响工作进度。

1.3 纸质的影像,不可能放得很大,影像细节常常难以辨认,影响刺点精度,甚至导致返工。同时也会带来内业判读的不便。

1.4 作业小组回到室内还需要重辨认,绘制。产生了重复劳动的中间环节,也增加了成果质量不高的风险。为了解决以上问题,提出通过实行航测外业作业数字化,以节约成本,简化作业流程,提高成果精度,真正达到航测内外业一体化的目的。

2 软件工作流程

在内业设计阶段,对像控点的位置选取有比较严格的要求,要求平面点位选取在影像清晰的明显地物点、接近正交的线状地物交点、地物拐角点或固定的点状地物上,高程点选在局部高程变化小且点位周围相对平坦的地区,平高控制点则选在同时满足平面和高程点的要求,像控点在相邻像片上均清晰可见,并选择最清晰的一张作主刺片。内业设计人员通过软件,打开指定的影像以及相邻像片,进行布点设计,建立点号与相关像片的结合图表关系;外业工作人员携带平板电脑到外业,软件自动依据点号,打开相关像片,测量完成后,直接在软件的影像上刺点以及录入点位详细信息;最后将保存的像控点数据提交内业,做加密。布点设计图如图1所示,布设的像控点号以字母P加数字序号的形式命名,影像片以三位数字编号,连线表达像控点与哪些影像有关联。

布点设计图

图1　布点设计图

3 主要功能

本软件是在MicroStation平台下二次开发完成的,MicroStation在国内外广泛应用于建筑设计、土木工程、交通、地理信息系统等领域,具有灵活方便的制图和设计功能,它同时提供了良好的二次开发接口。

3.1 影像管理功能

3.1.1 影像加载

根据像点自动加载相关影像影像加载由两种方式。一种是用户选择像片文件打开,软件自动根据像片的航向和左右顺序在环境里排列显示;另一种是由用户输入像控点名,软件根据该名称查询结合图表,获取相关像片的信息,自动加载这些影像。

3.1.2 影像浏览功能

提供影像的漫游、放大缩小以及指定比例尺显示。

3.1.3 航向之间以及航向内影像作顺序交换

在获取到的影像中,存在有部分影像编号顺序与真实航向相反的情况,软件提供了航向交换的功能,交换影像上下航向。同时也可交换航向内影像的左右向顺序。

3.1.4 影像角度旋转

针对某些获取到的影像存在飞行方向不一致的情况,软件提供影像旋转角度显示的功能。

3.1.5 像片局部显示功能

在刺点的过程中,作业人员在寻找到设计位置时,往往只关心影像局部位置的细节,整张影像的完整显示已无必要;因此,软件提供对像片的局部显示,并支持对该局部进行放大、缩小、位置的上下左右微调等功能。

3.2 立体视角

某市是山地城市,不少地区山高林密,卫星影像中存在遮挡严重的问题。针对于此,软件利用“视觉位移”原理提供简易的看立体像对的方式。人双眼大约相隔6.5 cm,观察物体时,两只眼睛从不同的位置和角度注视着物体,左眼看到左侧,右眼看到右侧。两张像片同时在视网膜上成像,左右两面的印象合起来人就得到对它的立体感觉了。在软件中,利用两个固定屏幕尺寸的影像框,对相邻两张像片的同一区域的影像进行局部显示,使得两片中同一点位的屏幕距离在7 cm内,这样作业人员通过左眼看左片,右眼看右片,就能获取大致的立体视觉,从而判断出是否该处有遮挡,是否能清晰辨认。

3.3 刺点

像点测量完成后,选择刺点功能,在影像上自由放大像控点目标,绘制出点位置,并进行点位置上下左右微调整,绘制点位略图和点位的详细说明。软件自动标注像控点于影像上,并自动计算点位相对于影像左下角的相对像素位置。

3.4 输出功能

软件支持多种输出模式。可保存当前的刺点DGN文件,同时保存带定位信息的影像;可输出点位的JPG缩略图,和局部大图JPG文件;可保存点位文本文件信息,记录点号,所在片号,相对原片左下角的像素位置,以提供给内业引用。

4 结束语

航空摄影测量外业像控点选刺的精度和效率直接决定整个项目的进度和最终成果的质量。实践证明,外业像控点测量软件应用于有着复杂地形的山地城市,可显著提高工作效率,减少外业返工,降低成本,同时具有刺点精度高,内业利用度高,方便快捷等优点,有利于对山区复杂地形条件下的像控测量。

参考文献：

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[2] 魏二虎,黄劲松. GPS测量操作与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社, 2008

[3] GB/T13977-92. 1∶5000、1∶10000地形图航空摄影测量外业规范[S].

[4] 张祖勋,张剑清数字摄影测量学[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社, 2005

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