航空攝影測(cè)量像控點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量

賀坤

摘要：航空攝影能夠保證在指定的范圍內(nèi)對(duì)空中和地表的物象進(jìn)行拍攝，并通過精確測(cè)量和計(jì)算了解實(shí)際情況。該技術(shù)不僅能夠獲取地理信息相關(guān)數(shù)據(jù)，還可為地形圖的制作和更新提供依據(jù)，發(fā)揮重要作用。本文論述了航空攝影測(cè)量像控點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量，以供參考。

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量；像片控制；像控點(diǎn)布設(shè)

通過航空攝影測(cè)量能夠快速獲取準(zhǔn)確的地理信息數(shù)據(jù)，該技術(shù)同時(shí)也能夠幫助人們更好地了解地表或空中建筑物象的基本信息。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，越來越多的人了解到航空攝影測(cè)量的重要性。然而目前該技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用中仍然存在著明顯的問題，最為突出的是進(jìn)口模擬航空相機(jī)的大量應(yīng)用不僅增加了測(cè)量成本，同時(shí)膠片成像拍攝后還要運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行處理，再加上膠片的動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)較小，因此在影響航空攝影質(zhì)量的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致攝影周期被明顯拉長(zhǎng)，無疑也會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)獲取造成一定的影響。另外，當(dāng)前實(shí)踐過程中常用的像控點(diǎn)布局和設(shè)計(jì)規(guī)范及要求相對(duì)來說均比較落后，難以適應(yīng)航空攝影的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用需求，同時(shí)也明顯增加航空攝影的工作量。由此可知，節(jié)約航空攝影成本、改善工作質(zhì)量和效率、更新像控點(diǎn)不具合設(shè)計(jì)規(guī)范及要求？對(duì)獲取更高質(zhì)量攝影信息、推動(dòng)行業(yè)發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。

一、光束法平面以及高程精度

光束法是指在航空攝影測(cè)量中利用空間光線的直線運(yùn)動(dòng)在對(duì)地表和空中物象信息進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估的技術(shù)方法，在測(cè)得基本數(shù)據(jù)之后可以利用攝像原理對(duì)地表和空中物象信息數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和測(cè)量，根據(jù)三點(diǎn)共線的條件和原理確定誤差方程。航空攝影測(cè)量過程中應(yīng)當(dāng)注意將三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)保持在相同的直線上，即攝影站點(diǎn)、相應(yīng)像點(diǎn)和地面點(diǎn)。將條件約束利用平差理論明確共線方程，進(jìn)而可以得出誤差方程。共線方程和誤差方程詳細(xì)見如下公式，可知在整個(gè)攝影區(qū)域范圍內(nèi)能夠利用最小二乘法對(duì)物象坐標(biāo)和外方位元素的最或是值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，從而為地理信息提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)和參考。

二、像片控制測(cè)量

像片控制點(diǎn)根據(jù)性質(zhì)不同可以分為像片平面、像片高程和像片平高三種類型控制點(diǎn)，其中像片平面控制點(diǎn)與像片高程控制點(diǎn)的區(qū)別在于后者只需要對(duì)高程或者平面坐標(biāo)測(cè)量，但是前者要求測(cè)量的信息更為豐富。此外，在實(shí)際操作過程中工作人員可以借助實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法（RTK）對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，該技術(shù)的精度隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步已經(jīng)明顯提高，而且相較于傳統(tǒng)的像點(diǎn)控制和測(cè)量方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠節(jié)約時(shí)間，更快地得出數(shù)據(jù)信息，還能夠有效保證測(cè)量結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性。另一方面在對(duì)野外控制點(diǎn)進(jìn)行布局和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意只有少數(shù)的測(cè)量區(qū)域能夠滿足全野外式測(cè)量的要求和條件，大多測(cè)量區(qū)域須采用非野外式或者野外式與非野外式聯(lián)合應(yīng)用的測(cè)量方式。首先需要對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，并將此操作得出的結(jié)果作為原始數(shù)據(jù)開展測(cè)量控制工作。然后需要對(duì)空中三角相關(guān)信息進(jìn)行精確測(cè)量，以便對(duì)糾正點(diǎn)和定向點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位并獲得相關(guān)數(shù)據(jù)坐標(biāo)和實(shí)驗(yàn)所需數(shù)據(jù)。該測(cè)量方式的應(yīng)用和推廣主要具有兩方面優(yōu)勢(shì)，一是較傳統(tǒng)的測(cè)量方法更為顯著地提高了精度，二是可以節(jié)省更多的時(shí)間、并在減少工作量的同時(shí)有效提高工作效率。

2.1像片控制測(cè)量布點(diǎn)原則。為了在像片控制測(cè)量過程中獲取更高的工作質(zhì)量和效率，首先要保證科學(xué)、合理設(shè)計(jì)布點(diǎn)方案，在實(shí)踐操作過程中嚴(yán)格遵照相關(guān)要求和原則，才能節(jié)省工作量和工作時(shí)間，同時(shí)達(dá)到理想的測(cè)量要求。然后工作人員要保證將像控點(diǎn)均勻分布于航線整體區(qū)域范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)注意避免圖幅單位限制造成的拍攝不全面的問題，在高程點(diǎn)和平面點(diǎn)設(shè)計(jì)確定后盡量將聯(lián)測(cè)點(diǎn)設(shè)置為高平點(diǎn)。若像對(duì)和航線相鄰，則應(yīng)當(dāng)盡量保證二者同時(shí)使用一個(gè)像控點(diǎn)，若二者呈現(xiàn)出排列交錯(cuò)情況，則必須分別設(shè)計(jì)和布置像控點(diǎn)。最后，在布點(diǎn)工作中需要注意的原則是在攝影前對(duì)地面標(biāo)識(shí)進(jìn)行合理的布置和設(shè)計(jì)，以便提高外業(yè)控制點(diǎn)的合理性及可取性，還要注意選擇目標(biāo)點(diǎn)較為明顯的位置進(jìn)行攝影，從而保證立體觀察過程中更容易對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行辨別，也可以提高互相轉(zhuǎn)刺過程中的精確性和準(zhǔn)確度。

2.2像片控制點(diǎn)布設(shè)要求。在布設(shè)像片和航線控制點(diǎn)時(shí)，需要注意的問題較多。不僅要滿足高空攝影測(cè)量條件下的特殊要求，同時(shí)還要注意上述操作原則和測(cè)量基本要求。通常情況下，像控點(diǎn)必須設(shè)置在三片重疊或旁向重疊中線的附近位置處，但是還要根據(jù)實(shí)際情況確定這一要求的可行性，若實(shí)在難以達(dá)到此項(xiàng)要求，則需要考慮在航向重疊的范圍內(nèi)設(shè)置像控點(diǎn)。另外像控點(diǎn)的設(shè)置需要保證處于標(biāo)準(zhǔn)位置，通過方位線與主點(diǎn)垂直的直線附近尋找合理位置進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)還要保證像片邊緣與相關(guān)像控點(diǎn)的距離必須超過1cm，以保證航空攝影質(zhì)量?？紤]到像點(diǎn)容易受到大氣折光差、畸變差等不可控因素的影響，使其在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生移位現(xiàn)象。在對(duì)點(diǎn)位和壓平線或者其他相關(guān)標(biāo)識(shí)進(jìn)行標(biāo)記時(shí)，采用不同的標(biāo)記方法能夠更為明確對(duì)不同性質(zhì)像控點(diǎn)進(jìn)行辨認(rèn)，也是縮短測(cè)量工作時(shí)間的重要途徑。最后，若測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn)旁向重疊部分不超過15%或者像控點(diǎn)相鄰的兩航線難以公用時(shí)，工作人員則需要考慮分開布設(shè)像控點(diǎn)，但是二者的垂直直線距離不得超過2cm。

結(jié)束語：減少野外控制點(diǎn)布設(shè)工作量是攝影測(cè)量研究的重點(diǎn)，保證像控點(diǎn)布設(shè)的合理性還能夠在保證精度的情況下獲得更高質(zhì)量的攝影圖像和更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。工作人員在實(shí)踐操作過程中曾嘗試采用攝像儀明確測(cè)量方向和位置，但是可能會(huì)受到定向數(shù)據(jù)外方位元素的影響損失攝像質(zhì)量和數(shù)據(jù)精度。經(jīng)上述分析可知，綜合考慮測(cè)量工作量、區(qū)域條件、測(cè)量時(shí)間及需求等相關(guān)因素，靈活、充分地應(yīng)用現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)，不斷思考、開發(fā)攝影新技術(shù)，并規(guī)范操作要求，才能更好地完成測(cè)量工作，提高航空攝像測(cè)量的質(zhì)量和精準(zhǔn)度。

參考文獻(xiàn)

[1]范業(yè)穩(wěn)，基于DMC的航空攝影測(cè)量誤差分析和質(zhì)量控制方法研究[D]武漢大學(xué)，2011-10-01