關于低空攝影測量像片控制測量方法的討論

呂 寧（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川成都 610072）

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關于低空攝影測量像片控制測量方法的討論

呂 寧
（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川成都 610072）

摘 要：無人機測繪航空攝影技術是一種新型的低空航攝影像獲取途徑，像片控制測量是無人機航攝影像后處理中的重要環(huán)節(jié)。本文從像控點布設要求、像控點刺點以及像控點聯(lián)測等三個方面，闡述了無人機影像后處理中像片控制測量的具體工作流程，旨在為如何得到符合國家規(guī)范及項目需求的高精度像控點，提供指導性建議。

關鍵詞：無人機航攝；測繪航空攝影；像片控制點；像控點布設

0 前 言

測繪學是一門古老的學科，隨著歷史的變革，已拓展為一門龐大的、系統(tǒng)的多分支的學科。攝影測量學是測繪學的分支學科，是利用光學、數(shù)字攝影機獲取的影像，經過處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、特性及其相互關系，主要用于測繪各種比例尺的地形圖、建立數(shù)字地面模型，為各種地理信息系統(tǒng)提供基礎數(shù)據。隨著計算機、電子、通信等先進技術在測繪領域的應用，實現(xiàn)了傳統(tǒng)測量技術向數(shù)字化技術體系的轉變。伴隨著現(xiàn)代經濟社會的發(fā)展和測繪科學技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的測圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設備、新技術、新方法所取代。低空數(shù)字航空攝影測量是近幾年發(fā)展較為迅速的地形圖測量方法，地表信息數(shù)據可由超輕型飛行器航攝系統(tǒng)和無人飛行器航攝系統(tǒng)進行采集，獲取低空地面影像，生產符合國家規(guī)范及項目需求的數(shù)字測繪產品，對航攝影像進行像片控制測量是攝影測量的重要環(huán)節(jié)。筆者以低空無人機數(shù)字航空攝影測量討論像片控制點的布設和測量方法。

1 航空攝影數(shù)據采集

無人機數(shù)字航空攝影測量數(shù)據獲取分別采用垂直攝影和傾斜攝影技術。而傾斜攝影技術是國際測繪領域近年來發(fā)展起來的一項高新技術，它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、四個傾斜共五個不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實三維直觀世界。

常用航拍設備使用帶自主穩(wěn)定裝置的可垂直升降多軸飛行器拍攝懸掛五鏡頭專業(yè)傾斜相機，有效像素2 400萬像素。垂直飛行高度約180－300 m，具備在4級風力下穩(wěn)定飛行能力，雙人操作，也可實現(xiàn)數(shù)據實時傳輸相機鏡頭所視畫面，便于地面人員選擇拍攝位置和范圍。起降落場地條件優(yōu)越的地方，也可使用常規(guī)布局固定翼無人機，起飛重量18 kg，飛行高度1 000～3 000 m，航程150～200 km，一個機組由3人操作。固定翼無人機攜帶定焦鏡頭相機，采用有效像素2 400萬或以上的數(shù)碼相機進行低空攝影。

2 像片控制測量工作流程

根據相關國家規(guī)范要求，像片控制點測量采用的工作流程見圖1。

3 像控點的布設要求

像片控制點應根據測繪產品精度的要求采用相應的布設方案，像片控制點的布設方案分為區(qū)域網、航線網和全野外等。根據低空數(shù)字航空攝影影像分辨率高、像幅面積小、像幅多、航線多的特點，像片控制點一般采用區(qū)域網布設。

采用區(qū)域網法布設像片控制點時宜劃分為矩形圖形分別布設區(qū)域網，各區(qū)域網間的像控點宜布設為公用點。區(qū)域網的劃分應依據成圖比例尺、地面分辨率、測區(qū)地形特點、攝區(qū)的實際劃分、圖幅分布等情況全面進行考慮，根據具體情況選擇最優(yōu)實施方案。規(guī)則矩形區(qū)域網以外的不規(guī)則區(qū)域網中，當受地形等條件限制時，應在凸出處布設平高點，低凹處布設高程點。區(qū)域網的大小和像控點之間的跨度依據成圖精度、航攝資料參數(shù)、系統(tǒng)誤差的處理情況等因素確定，應確保能夠滿足空中三角測量精度要求，否則必須增加像控點的密度。

圖1 像控點測量工作流程示意

當采用GPS或IMU／GPS輔助航攝時，其區(qū)域網平面控制點采用角點布設法，即在區(qū)域網凸角和凹角的轉折處布設平面控制點，區(qū)域網的航線數(shù)和基線數(shù)都可適當放寬?？筛鶕枰用懿荚O高程控制點，以滿足高程精度的需要。區(qū)域網中還應至少布設1個平面檢查點，部分加密的高程控制點可以布設為平高點，代替平面檢查點。

特殊困難地區(qū)（大面積森林、沼澤、沙漠、戈壁等）的平面和高程中誤差均可按相應要求放寬0．5倍，像控點的密度也可相應放寬。當遇到像主點、標準點位落水和航攝漏洞等特殊情況，不能按正常情況布設像控點時，以滿足空中三角測量和立體測圖精度要求為原則布設控制點。

像控點距像片邊緣不應小于150像素。

4 像控點的刺點與聯(lián)測

4．1 像控點的刺點

（1）像片控制點的目標影像應清晰，易于準確判讀和立體量測。交角良好（30°－150°）的細小線狀地物交點、明顯地物拐角點、原始影像中不大于3 ×3像素的點狀地物中心都是理想的像控點選擇的目標。同時應注意高程起伏較大、位置可能不固定和弧形地物等不應選作點位目標。

（2）高程控制點點位目標應選在平面位置能準確判讀和局部平緩的地方，以線狀地物的交點和平山頭為宜。

4．2 像控點的整飾

（1）像控點的目標點采用在數(shù)碼影像圖上選定的方法，尋找影像中的交通方便、易于辨識易于尋找的目標位置作為像控點。

（2）像控點刺點采用電子刺點方式，即在真彩數(shù)碼影像圖上以1 cm×1 cm十字絲標注像控點位置，十字絲中心即為像控點目標位置。外圍再用5 cm×5 cm正圓形加粗邊框框定，下方加說明注記，注明點號、刺點位置及外業(yè)測量要求。

（3）保存像控點刺點圖片至電腦中，每個像控點一張刺點圖片，供內業(yè)加密使用。

（4）每個像控點應制作點位的局部影像放大圖電子文檔，放大圖中應能清楚識別確切的點位，以便內業(yè)加密時判別具體位置。

（5）每個像控點建立影像截圖和實地照片及成果表的對應檔案。

4．3 像控點的聯(lián)測

（1）像控點的平面坐標和高程應以測區(qū)基本控制點成果為起算數(shù)據，采用GNSS－RTK、全站儀方式進行聯(lián)測，或與就近的CORS站采用RTK進行聯(lián)測。

（2）像控點聯(lián)測的各項技術指標應符合相應規(guī)范的要求。

（3）像控點聯(lián)測結束后，應整理聯(lián)測成果，編制像控點成果表及點之記。

5 結 語

無人機航測作為一種新型的低空遙感技術，在國民經濟建設中正在發(fā)揮著重要的作用。像控點布設作為其后處理工作中的必要環(huán)節(jié)，選擇較合理的像控點布設方法，布設滿足國家規(guī)范要求的像片控制點，最終獲得滿足項目要求和高精度的測繪成果是至關重要的。制定合理的布設方法，布設最少的滿足項目需求的像控點，不僅節(jié)省了時間，也提高了工作效率。

參考文獻：

［1］ CH／Z 3004－2010，低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范［S］．2010．

［2］ GB／T 7931－2008，1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范［S］．2008．

［3］ 廖永生，陳文森．無人機低空數(shù)字攝影測量參數(shù)計算和路線設計系統(tǒng)［J］．測繪通報，2011（9）．

作者簡介：呂寧（1966－），女，四川井研人，工程師，從事測繪技術工作。

收稿日期：2015-10-27

中圖分類號：P231．2

文獻標志碼：B

文章編號：1003－9805（2016）01－0089－02