謝三五，侯玉印，周曦冰，張軍偉，范辰乾

（1.自然資源部第一地理信息制圖院，陜西 西安 710054；2.自然資源部第二地形測(cè)量隊(duì)，陜西 西安 710054）

1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

軟件利用ArcGIS平臺(tái)提供的ArcEngine嵌入式組件庫(kù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。ArcEngine是獨(dú)立于應(yīng)用程序的ArcObjects編程環(huán)境[4]。ArcObjects作為ArcGIS平臺(tái)的核心組件庫(kù)，集成了大量的GIS功能，其強(qiáng)大的GIS處理與分析算法非常穩(wěn)定高效。利用ArcEngine編寫(xiě)工具條或工具集，并對(duì)ArcMap桌面軟件進(jìn)行二次集成開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)效率較高[5]；且這種形式不形成獨(dú)立運(yùn)行程序，既可在成熟的ArcMap桌面中使用自行開(kāi)發(fā)的其他功能，又可與ArcMap自帶的強(qiáng)大功能組合使用。

2 總體設(shè)計(jì)

軟件采用工具條的形式，操作對(duì)象為ArcMap當(dāng)前地圖中的圖層或指定的本地路徑下的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)際需求，工具條分為顯示、數(shù)據(jù)處理、鑲嵌線(xiàn)編輯、質(zhì)檢4個(gè)模塊?？傮w功能框架如圖1所示。

圖1 總體功能框架設(shè)計(jì)

3 功能實(shí)現(xiàn)

本文將設(shè)計(jì)的所有功能以按鈕的形式集成到工具條中，再將工具條嵌入ArcMap桌面軟件中，界面風(fēng)格與ArcMap自帶的工具條保持一致，清晰直觀、操作便捷。工具條經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、編譯后，輸出為tlb文件，直接加載到ArcMap中使用[6]。加載后的界面如圖2所示。

圖2 工具條加載后的界面

3.1 顯示模塊

1）數(shù)據(jù)的拷貝與添加。軟件利用結(jié)合表中的名稱(chēng)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，方便在下發(fā)的海量影像中一鍵選取所需數(shù)據(jù)，可進(jìn)行多種數(shù)據(jù)模式的拷貝，也可只將所需數(shù)據(jù)添加到當(dāng)前地圖窗口，方便查看。

2）影像數(shù)據(jù)顯示設(shè)置。該功能負(fù)責(zé)對(duì)地圖內(nèi)所有影像的顯示屬性進(jìn)行處理，包括去除影像無(wú)數(shù)據(jù)區(qū)黑邊、RGB真彩色顯示、拉伸方式更改、亮度/對(duì)比 度/透明度更改等。其目的在于方便在地圖中對(duì)海量影像進(jìn)行一鍵處理，在單景影像查看時(shí)簡(jiǎn)化操作。

3.2 數(shù)據(jù)處理模塊

該模塊為三調(diào)正射影像生產(chǎn)中多個(gè)繁瑣重復(fù)的工序設(shè)計(jì)了相應(yīng)功能，主要包括：

1）修改投影信息。對(duì)同一投影參數(shù)的影像進(jìn)行批量選擇投影，還提供了一鍵清除空間參考信息功能。

2）標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括標(biāo)準(zhǔn)命名和RPC文件批量套包功能。將各類(lèi)型影像數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)中各字段的提取方法封裝于代碼類(lèi)中，實(shí)現(xiàn)一鍵對(duì)Shape結(jié)合表以及影像數(shù)據(jù)文件的標(biāo)準(zhǔn)命名，不僅提高了作業(yè)效率，還避免了人工操作易產(chǎn)生的錯(cuò)誤。西部地區(qū)由國(guó)地信統(tǒng)一下發(fā)精化后RPC文件，利用該功能可一鍵替換新的RPC套包，方便其他正射糾正軟件的正射作業(yè)。

3）控制點(diǎn)信息處理。提取收集的控制點(diǎn)和保密點(diǎn)信息，用于質(zhì)檢和后期的匯交整理。

4）真彩色影像導(dǎo)出。將原始16 bit的單景衛(wèi)星影像批量導(dǎo)出為標(biāo)準(zhǔn)的8 bit真彩色影像，用于鑲嵌作業(yè)。

5）統(tǒng)計(jì)平面精度。提取Shape格式檢查線(xiàn)的平面誤差，并統(tǒng)計(jì)到標(biāo)準(zhǔn)的Excel表格中，包括平面位置精度和接邊精度。

6）極值處理。一些融合、勻色等色彩處理軟件，偶然會(huì)對(duì)單個(gè)波段生成極端的像素值（0或255），該功能可檢查這類(lèi)問(wèn)題，并根據(jù)設(shè)置的閾值范圍隨機(jī)對(duì)像素進(jìn)行修改，得到合理的值。

7）柵格信息提取，即批量提取影像的屬性信息和有效矢量范圍。有效矢量范圍為Shape格式，可用于覆蓋度分析和后續(xù)鑲嵌線(xiàn)生產(chǎn)。屬性信息包括多個(gè)方面，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 柵格數(shù)據(jù)屬性

3.3 鑲嵌線(xiàn)編輯模塊

在生產(chǎn)中，單景影像之間的鑲嵌質(zhì)量將直接影響后續(xù)成果的質(zhì)量[7]，而鑲嵌線(xiàn)的編輯工作是耗時(shí)最長(zhǎng)的工序。目前采用較多的是一些商業(yè)編輯軟件，雖然操作簡(jiǎn)單，但沒(méi)有ArcGIS平臺(tái)編輯功能強(qiáng)大和穩(wěn)定。 本文設(shè)計(jì)了一套從指定影像路徑到編輯鑲嵌線(xiàn)的人機(jī)結(jié)合的鑲嵌線(xiàn)編輯方案。具體流程為：①明確鑲嵌線(xiàn)來(lái)源，利用軟件創(chuàng)建或指定已有鑲嵌線(xiàn)；②創(chuàng)建鑲嵌線(xiàn)工程，指定影像路徑和工程路徑，進(jìn)行一些基本設(shè)置，設(shè)置界面如圖3所示；③利用拓?fù)涔ぞ哌M(jìn)行編輯，打開(kāi)ArcGIS拓?fù)渚庉嫻ぞ?，?duì)鑲嵌線(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)編輯，編輯界面如圖4所示。

圖3 創(chuàng)建鑲嵌線(xiàn)工程界面

圖4 鑲嵌線(xiàn)編輯界面

該模塊還提供了鑲嵌線(xiàn)的檢查功能，包括是否有縫隙漏洞和屬性是否對(duì)應(yīng)檢查等。模塊設(shè)計(jì)完成后已經(jīng)過(guò)多家生產(chǎn)單位試用測(cè)試，證明其穩(wěn)定性高、界面友好。相較于以前使用的編輯軟件，其編輯工作效率可提升約40%，除三調(diào)正射影像生產(chǎn)項(xiàng)目外，還可應(yīng)用于任何影像鑲嵌作業(yè)。

3.4 質(zhì)檢模塊

三調(diào)正射影像數(shù)據(jù)成果為縣域分幅形式，包括影像數(shù)據(jù)和鑲嵌線(xiàn)數(shù)據(jù)。軟件針對(duì)這兩項(xiàng)內(nèi)容設(shè)計(jì)了完整檢查，包括鑲嵌線(xiàn)的屬性信息檢查和拓?fù)錂z查，讀取影像數(shù)據(jù)的分辨率、波段等特征并與技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)檢查。具體的質(zhì)量子元素如表2所示。檢查結(jié)果為包含空間位置信息的Shape格式，方便查改。

表2 質(zhì)檢質(zhì)量子元素

4 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)分析三調(diào)正射影像生產(chǎn)工作的技術(shù)指標(biāo)和存在的需求，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了基于ArcGIS平臺(tái)的工具條軟件，通過(guò)各功能模塊的融合，實(shí)現(xiàn)了正射影像制作過(guò)程中的一些批量數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量檢查功能。實(shí)踐應(yīng)用表明，該軟件能很好地提高三調(diào)正射影像生產(chǎn)中一些數(shù)據(jù)處理操作的效率；鑲嵌線(xiàn)編輯功能性能穩(wěn)定、使用便捷；質(zhì)檢功能基本涵蓋質(zhì)檢質(zhì)量子元素。該軟件功能針對(duì)性強(qiáng)，能降低人工參與的出錯(cuò)率，保障操作質(zhì)量，已廣泛應(yīng)用于多個(gè)生產(chǎn)單位，很好地服務(wù)于三調(diào)數(shù)字正射影像生產(chǎn)。