无人机航测如何正确布设像控点

王卫 GIS前沿

像片控制测量是在测区内实地测定用于空中三角测量(空三加密)或直接用于测图定向的像片控制点平面位置和高程的测量工作。

空中三角测量是利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片平面控制点和高程控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法。像控点是航空摄影测量解析空三加密和测图的基础，其位置的选择、平面位置和高程的测定直接影响到内业成图的精度。

像片控制测量的布点方案

像片控制测量的布点方案分为：全野外布点方案、非全野外布点方案和特殊情况的布点方案：

1、全野外布点是指摄影测量测图过程中所需要的控制点，全部通过野外控制测量获得的，航摄像片控制点不需内业加密，直接提供内业测图定向或纠正使用。本布点方案精度高，但是外业控制的工作量大。

只有在测图精度要求高的测区，视野开阔，地面联测条件良好，或是在小面积测图情况才选择使用。以立体测图仪作业单模型测图的布点方案为例：需在测绘面积四角上各布设一个平高控制点，共计布设4个平高控制点。

2、非全野外布点方案按航线数分为单航线和区域网两种。

3、特殊情况的布点方案对于航摄区域结合处、航向重叠不够、旁向重叠不够、水域和岛屿等特殊情况的布点，均应按照规范的规定进行。

像控点布设的一般原则

1、像控点一般按航线全区统一布设，像控点在测区内构成一定的几何强度。像控点布设要在整个测区均匀分布，选点要尽量选择固定、平整、清晰易识别、无阴影、无遮挡区域。如斑马线角点、如房屋顶角点，方便内业数据处理人员查找（如无明显地标可人工喷油漆或撒白灰的方式设置地标）。

如果是大面积规整区域，像控可按照左图品字形布点。如果面积很大区域，且精度要求较低时，可适当抽稀测区内部像控。如果是带状测区，布点需要在带状的左右侧布点，可以按照“S”或“Z”字型路线布点。

2、像控点需选择较为尖锐的标志物，尽量选择平坦地方，避免树下，房角等容易被遮挡的地方，如果没有的话可以人工打点，人工像控点应该选择能够持久存在的东西，如果喷漆宽度不得低于30CM，并且棱角分明。

3、像控点标志物尺寸应大于70CM，并且不易出现方向性错误，明显显示是标志物的哪一部分。

4、像控点和周边的色彩需要形成鲜明对比，如果周边是深色，则标志以浅色为主，如果地面周边以白色为主，则可喷红色油漆为主。

5、如果选择地物作为特征点，应该选择比较大的地物，并且提供现场照片2-4张说明像控点的位置，至少包含一张点的近景位置和一张周边景物位置。

6、布设完成像空点后需要生产像空点的Google Earth支持的.KML文件, 下图示例中红色为检查点，黄色为控制点，空色框为测区范围，图中控制点均匀分布保证控制网具有一定的强度。

7、像控点布设的密度，像控点布设首先要考虑测区地形和精度要求。如地形起伏较大，地貌复杂，需增加像控点的布设数量（10%~20%）。很多飞机有RTK或者PPK后差分系统，理论上可以减少地面控制点的数量，可以根据项目测试经验自行调整。

像控点示例1

像控点示例2

地物点照片示例

像控点的采集

像控点的采集无论平面控制点，还是高程控制点，其测量工作必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，即先进行整个测区的的控制测量，再进行碎部测量。常用的像控点采集方式有全站仪、GNSS静态、RTK方式，在条件允许下GNSS静态方式精度最高，全站仪次之，RTK方式最低。

目前GNSS已广泛作用，利用GNSS可极大提高像控点外业测量工作效率。采用GNSS网、CORS站(连续运行卫星定位服务系统)，双基准站、 RTK等方法，可迅速获取像控点平面位置与高程。使用RTK方式已经可以满足大部分的测绘作业需求。

像控点坐标的采集采用RTK的方法。为保证像控点和航测相片POS坐标系处于同一坐标系内，使用RTK网络差分的方式采集数据的时候需要保证无人机连接的网络CORS接入点、端口要和RTK接收机连接的一致。

数据采集步骤：

1、开机连接CORS得到固定解后一般不要立即测量，首先检查一下水平残差HRMS和垂直残差VRMS的数值，看其是否满足项目的测量精度要求，正常情况下不小于0.02m。

2、控制点和检查点采集分两次观测，每次采集30个历元，采样间隔1秒。在采集过程中保证对中杆的气泡始终处于居中状态。

3、每个控制点采集完毕后，对像控点至少拍摄3张照片，分别为1张近照、2张远照。如果3张不够可拍摄多张。近照要求摄对中杆杆尖落地处；远照的目的是反映刺点处与周边特征地物的相对位置关系，便于空三内业人员刺点。

4、控制点、检查点成果表分开保存，每个点均保存大地坐标和投影平面坐标。默认大地坐标为CGCS2000，投影坐标为高斯－克吕格投影3°分带,中央子午线114°。

5、整理控制点、检查点照片，每一个控制点分别建立一个文件夹，把所拍的控制点照片分类，并放入相应点的文件夹中，使点号、点位与照片一一对应。在文件夹外保存所有控制点和检查点的.csv文件。

文章授权转载于：赛尔无人机

作者：王卫

版权归原作者所有

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