低空航空摄影测量像控点辅助设计与数字刺点片整理程序实现

（江西省基础地理信息中心 江西南昌 330029）

1 前言

目前从事低空无人机航空摄影测量生产的作业时，在选取像控点时常常在Photoshop中在打开影像，并手工刺取设计的像控点，设计出的底图既不美观，工作效率又低下，且为了省时间，又省略了一些比如像控点点号和影像ID号等可辅助内外业人员快速作业的信息。笔者设计出一个辅助像控设计的程序，方便作业人员选取像控点，同时可以打印到数字影像上，打印输出后可用于外业人员测量控制点；测量完成后，进行控制点点位图输出，方便整理控制点数字刺点片。

2 设计目标

（1）实现像控点选点范围提示功能。在航测像控点设计中，像控点的点位要求有别于常规控制点测量。在常规控制点测量中，要求控制点分布均匀，密度适中，可以控制整个测区。在航测像控点设计中，除满足这些要求外，还要考虑控制点的多片重叠度，且点位在各片上是否都清晰。本程序将实现如图1所示，像控点点位选取提示范围功能。一般情况下，尽量在最佳选点区内选点。

图1 像控点选取范围提示框

（2）同时支持竖向原始影像进行选点。低空摄影测量作业中，多数情况下从航摄仪导出的影像多为横向。也有导出的影像为竖向。因此，为节省作业时间，程序实现影像为竖向时亦可以进行选点功能。效果如图2所示。

图2 竖向选择像控点功能效果

（3）实现像控点点号和选点范围提示框打印到数字影像功能。像控点施测时，外业测量人员需打印有像控点点号和推荐选点范围框的影像，然后携带到作业现场，以备改选点位之需。本程序将实现像控点点号和选点范围提示框打印到数字影像功能，效果如图3所示。

图3 像控点测量外业用图

（4）实现像控点数字刺点片图片输出功能。按照《低空数字航空摄影测量外业规范》要求，需要整理数字刺点片，数字刺点片将作为重要成果上交，其中需要控制点点位全图、1:1 图与1:3 放大图。数字刺点片整理完毕后，将提交给内业作业人员进行影像的空中三角测量处理。因此，点位图片的好坏对内业作业人员来说将是十分重要。本程序将实现像控点数字刺点片图片输出功能，采用所见即所得的方式截取图片，并存放到指定的文件夹中。

3 程序设计开发

程序采用Visual C++6.0 软件开发环境，使用C++程序语言，采用面向对象的方法进行开发。程序实现过程如图4所示。

图4 程序实现流程图

（1）影像读写模块实现JPG 和TIF 两种格式文件的读写。程序默认输出的影像为无损压缩JPG格式，可节约影像读写时间和存储空间。

（2）实现影像的快速漫游、缩放，自适应显示，无缩放显示功能，方便用户快速查看影像易于查找适合做像控点的特征地物。

（3）根据航向和旁向重叠度计算最佳选点范围，同时参考《低空数字航空摄影测量外业规范》中要求像控点远离原始影像边缘150 像素，以及《低空数字航空摄影测量内业规范》中要求，连接点远离经畸变纠正处理后影像边缘100 像素的要求，自动计算最佳选点范围。根据影像色彩，可设置反差较大的线条颜色。经多次生产实践，黄色的反差较大，且打印后反差依然明显，故程序默认采用黄色。另外，根据像片打印幅面的大小，为保证可清晰看到范围线、像控点点号以及影像片号，可设置线宽和字体大小。一般情况下，采用A4 打印时Canon 5D MARKII 影像时，推荐采用线宽为5个像素，字体为64 磅；采用A3 打印时Canon 5D MARKII 影像时，推荐采用线宽为3个像素，字体为32 磅。设置如图5所示，显示效果如上页图1所示。

图5 利用重叠度与边距计算选点范围参数设置界面

（4）根据《低空数字航空摄影规范》中数字刺点片制作要求，截取点位概图、1:1 块图、1:3 块图。块图大小可以在如图5所示界面中进行设置，整理效果如图6、图7所示。可设置块图保存路径，设置好路径后，截图时程序会自动创建以点号命名的文件夹，自动将截取的块图自动保存到该文件夹下；块图命名规则采用“点号+序号+影像ID”规则进行命名，方便内业人员在空中三角测量处理时快速找到像片刺取像控点。具体实现方法如下∶

①将影像采用自适应方式全图显示，然后自动截取截取屏幕，然后根据影像投影到屏幕上的范围，裁剪出影像全图。②将影像采用1∶1 比例并以像控点十字丝为屏幕中心显示，然后自动截取截取屏幕，再根据像控点投影到屏幕上的坐标，按照设置的块图大小，裁剪出影像块图。③将影像采用1∶3 比例并以像控点十字丝为屏幕中心显示，然后自动截取截取屏幕，再根据像控点投影到屏幕上的坐标，按照设置的块图大小，裁剪出影像块图。

图6 数字刺点片像控点点位概图

图7 数字刺点片像控点点位1:1 与1:3 块图

4 技术创新性

（1）本文通过在影像上叠加选点范围线，用于提示像控点选点人员，降低了作业强度，起到了很好的辅助作用。

（2）通过输出像控点点号、点位十字丝和选点范围线到数字影像上，打印后可以带到像控点测量现场，极大地方便了外业测量人员进行测量，同时为改选点位提供了一定的指导作用。

（3）采用所见即所得的方式截图控制点点位全图、1:1 图与1:3 放大图，方便进行控制点数字刺点片整理，彻底摒弃目前作业中采用Photoshop 进行作业的不便，极大地提高了作业效率。生成的像控点点位块图大小统一，成果资料美观大方。

5 总结

本程序在操作性、稳定性、易用性、技术方面有较好的表现。减少了选点时点位选择的难度，提高了选点作业效率，提高了测量完毕后数字刺点片的整理效率。通过本程序的应用，降低了对作业人员的技术要求，同时提高了作业效率。本程序的不足之处在于，仅仅提供像控点数字刺点片的点位图片输出功能，并未能实现全部像控点的数字刺点片的自动整理功能，这将是该程序下一版本中需要优先解决的问题。

[1]低空数字航空摄影测量外业规范[S].CH/Z 3004—2010.

[2]低空数字航空摄影规范[S].CH/Z 3005—2010.

[3]张燕.航测外业像控点测量系统的设计与实现[J].城市勘测，2011.02.