关于低空摄影测量像片控制测量方法的讨论

吕 宁（四川中水成勘院测绘工程有限责任公司，四川成都 610072）



关于低空摄影测量像片控制测量方法的讨论

吕 宁
（四川中水成勘院测绘工程有限责任公司，四川成都 610072）

摘 要：无人机测绘航空摄影技术是一种新型的低空航摄影像获取途径，像片控制测量是无人机航摄影像后处理中的重要环节。本文从像控点布设要求、像控点刺点以及像控点联测等三个方面，阐述了无人机影像后处理中像片控制测量的具体工作流程，旨在为如何得到符合国家规范及项目需求的高精度像控点，提供指导性建议。

关键词：无人机航摄；测绘航空摄影；像片控制点；像控点布设

0 前 言

测绘学是一门古老的学科，随着历史的变革，已拓展为一门庞大的、系统的多分支的学科。摄影测量学是测绘学的分支学科，是利用光学、数字摄影机获取的影像，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系，主要用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型，为各种地理信息系统提供基础数据。随着计算机、电子、通信等先进技术在测绘领域的应用，实现了传统测量技术向数字化技术体系的转变。伴随着现代经济社会的发展和测绘科学技术的发展，传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。低空数字航空摄影测量是近几年发展较为迅速的地形图测量方法，地表信息数据可由超轻型飞行器航摄系统和无人飞行器航摄系统进行采集，获取低空地面影像，生产符合国家规范及项目需求的数字测绘产品，对航摄影像进行像片控制测量是摄影测量的重要环节。笔者以低空无人机数字航空摄影测量讨论像片控制点的布设和测量方法。

1 航空摄影数据采集

无人机数字航空摄影测量数据获取分别采用垂直摄影和倾斜摄影技术。而倾斜摄影技术是国际测绘领域近年来发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜共五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实三维直观世界。

常用航拍设备使用带自主稳定装置的可垂直升降多轴飞行器拍摄悬挂五镜头专业倾斜相机，有效像素2 400万像素。垂直飞行高度约180－300 m，具备在4级风力下稳定飞行能力，双人操作，也可实现数据实时传输相机镜头所视画面，便于地面人员选择拍摄位置和范围。起降落场地条件优越的地方，也可使用常规布局固定翼无人机，起飞重量18 kg，飞行高度1 000～3 000 m，航程150～200 km，一个机组由3人操作。固定翼无人机携带定焦镜头相机，采用有效像素2 400万或以上的数码相机进行低空摄影。

2 像片控制测量工作流程

根据相关国家规范要求，像片控制点测量采用的工作流程见图1。

3 像控点的布设要求

像片控制点应根据测绘产品精度的要求采用相应的布设方案，像片控制点的布设方案分为区域网、航线网和全野外等。根据低空数字航空摄影影像分辨率高、像幅面积小、像幅多、航线多的特点，像片控制点一般采用区域网布设。

采用区域网法布设像片控制点时宜划分为矩形图形分别布设区域网，各区域网间的像控点宜布设为公用点。区域网的划分应依据成图比例尺、地面分辨率、测区地形特点、摄区的实际划分、图幅分布等情况全面进行考虑，根据具体情况选择最优实施方案。规则矩形区域网以外的不规则区域网中，当受地形等条件限制时，应在凸出处布设平高点，低凹处布设高程点。区域网的大小和像控点之间的跨度依据成图精度、航摄资料参数、系统误差的处理情况等因素确定，应确保能够满足空中三角测量精度要求，否则必须增加像控点的密度。

图1 像控点测量工作流程示意

当采用GPS或IMU／GPS辅助航摄时，其区域网平面控制点采用角点布设法，即在区域网凸角和凹角的转折处布设平面控制点，区域网的航线数和基线数都可适当放宽。可根据需要加密布设高程控制点，以满足高程精度的需要。区域网中还应至少布设1个平面检查点，部分加密的高程控制点可以布设为平高点，代替平面检查点。

特殊困难地区（大面积森林、沼泽、沙漠、戈壁等）的平面和高程中误差均可按相应要求放宽0．5倍，像控点的密度也可相应放宽。当遇到像主点、标准点位落水和航摄漏洞等特殊情况，不能按正常情况布设像控点时，以满足空中三角测量和立体测图精度要求为原则布设控制点。

像控点距像片边缘不应小于150像素。

4 像控点的刺点与联测

4．1 像控点的刺点

（1）像片控制点的目标影像应清晰，易于准确判读和立体量测。交角良好（30°－150°）的细小线状地物交点、明显地物拐角点、原始影像中不大于3 ×3像素的点状地物中心都是理想的像控点选择的目标。同时应注意高程起伏较大、位置可能不固定和弧形地物等不应选作点位目标。

（2）高程控制点点位目标应选在平面位置能准确判读和局部平缓的地方，以线状地物的交点和平山头为宜。

4．2 像控点的整饰

（1）像控点的目标点采用在数码影像图上选定的方法，寻找影像中的交通方便、易于辨识易于寻找的目标位置作为像控点。

（2）像控点刺点采用电子刺点方式，即在真彩数码影像图上以1 cm×1 cm十字丝标注像控点位置，十字丝中心即为像控点目标位置。外围再用5 cm×5 cm正圆形加粗边框框定，下方加说明注记，注明点号、刺点位置及外业测量要求。

（3）保存像控点刺点图片至电脑中，每个像控点一张刺点图片，供内业加密使用。

（4）每个像控点应制作点位的局部影像放大图电子文档，放大图中应能清楚识别确切的点位，以便内业加密时判别具体位置。

（5）每个像控点建立影像截图和实地照片及成果表的对应档案。

4．3 像控点的联测

（1）像控点的平面坐标和高程应以测区基本控制点成果为起算数据，采用GNSS－RTK、全站仪方式进行联测，或与就近的CORS站采用RTK进行联测。

（2）像控点联测的各项技术指标应符合相应规范的要求。

（3）像控点联测结束后，应整理联测成果，编制像控点成果表及点之记。

5 结 语

无人机航测作为一种新型的低空遥感技术，在国民经济建设中正在发挥着重要的作用。像控点布设作为其后处理工作中的必要环节，选择较合理的像控点布设方法，布设满足国家规范要求的像片控制点，最终获得满足项目要求和高精度的测绘成果是至关重要的。制定合理的布设方法，布设最少的满足项目需求的像控点，不仅节省了时间，也提高了工作效率。

参考文献：

［1］ CH／Z 3004－2010，低空数字航空摄影测量外业规范［S］．2010．

［2］ GB／T 7931－2008，1∶500 1∶1000 1∶2000地形图航空摄影测量外业规范［S］．2008．

［3］ 廖永生，陈文森．无人机低空数字摄影测量参数计算和路线设计系统［J］．测绘通报，2011（9）．

作者简介：吕宁（1966－），女，四川井研人，工程师，从事测绘技术工作。

收稿日期：2015-10-27

中图分类号：P231．2

文献标志码：B

文章编号：1003－9805（2016）01－0089－02