基于UCX航攝資料的像控基線布設(shè)方案探討

韓尚

(福建省測(cè)繪院，福建福州350003)

基于UCX航攝資料的像控基線布設(shè)方案探討

韓尚

(福建省測(cè)繪院，福建福州350003)

針對(duì)基于UCX航攝資料在空三加密生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，首先進(jìn)行理論分析，進(jìn)而提出改變基線布設(shè)數(shù)量的方案，并通過(guò)試驗(yàn)得以驗(yàn)證。

UCX;基線;外業(yè)像控;空三;大比例尺

一、前 言

UCX航攝影像作為一種高質(zhì)量的數(shù)碼影像已經(jīng)廣泛應(yīng)用于測(cè)繪生產(chǎn)，就目前實(shí)際應(yīng)用情況而言，其主要應(yīng)用在大比例尺成圖方面，在中小比例尺成圖上應(yīng)用極少，其原因是多方面的。大比例尺成圖外業(yè)控制測(cè)量按照規(guī)范要求應(yīng)全野外布點(diǎn)，規(guī)范是基于傳統(tǒng)大幅面光學(xué)膠片而言，在同等航攝條件下，光學(xué)膠片影像與小幅面的UCX數(shù)碼影像相比，其攝影基線大，因而，像控布設(shè)時(shí)基線條數(shù)也少。目前，不少測(cè)繪部門嘗試應(yīng)用數(shù)碼影像進(jìn)行空三加密航測(cè)法成圖生產(chǎn)，但是見(jiàn)諸文獻(xiàn)的主要是DMC數(shù)碼影像，而UCX數(shù)碼影像在大比例尺成圖生產(chǎn)方面的文獻(xiàn)則少見(jiàn)。

本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，通過(guò)試驗(yàn)探討基于UCX航攝影像，外業(yè)像控布設(shè)基線數(shù)的不同對(duì)空三加密精度的影響。

二、問(wèn)題的提出

1.資料概況

試驗(yàn)區(qū)為丘陵地帶，地勢(shì)平緩，高差不超過(guò)260 m，攝影比例尺為1∶5000，基準(zhǔn)面高60 m，絕對(duì)航高560 m，成圖要求為1∶500地形圖。

2.問(wèn)題點(diǎn)分布

根據(jù)原始設(shè)計(jì)要求:區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)(平高點(diǎn))的航線方向跨度為4條基線，旁向跨度為2條航線。在進(jìn)行內(nèi)業(yè)空三加密時(shí)，發(fā)現(xiàn)4個(gè)加密分區(qū)中有4個(gè)控制點(diǎn)平面或高程超限，如圖1～圖3所示。圖1中第3區(qū)域網(wǎng)分為上下兩個(gè)分區(qū)加密，雙線為分界線，P071為網(wǎng)邊點(diǎn)。

圖1 P071平面超限

圖2中第5區(qū)域網(wǎng)分為上下兩個(gè)分區(qū)加密，雙線為分界線，G217-2為網(wǎng)邊點(diǎn)。

圖2 G217-2高程超限

圖3中第6區(qū)域網(wǎng)分為3個(gè)分區(qū)加密，雙線為分界線，G217-2為網(wǎng)邊點(diǎn)。

圖3 P269/P308平面超限

三、解決方案

1.解決思路

超限的平面或高程點(diǎn)其相應(yīng)的平面和高程不參與平差計(jì)算，放寬該點(diǎn)處基線的條數(shù)，即將設(shè)計(jì)要求的4條放寬到8條。

2.理論依據(jù)

《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》(GB 7931—87)關(guān)于區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)(傳統(tǒng)航片18 cm×18 cm或23 cm×23 cm)的規(guī)定為:比例尺1∶500;平高控制點(diǎn)基線數(shù)為4～6條。

數(shù)碼影像UCX的像幅為10.3896 cm×6.782 4 cm，按上述規(guī)定，如果以18 cm×18 cm傳統(tǒng)像幅影像為參照，能夠計(jì)算出空三加密時(shí)控制點(diǎn)最大基線數(shù)至少可以設(shè)置到11條。

3.已有參考文獻(xiàn)資料

1)俞旭升在《DMC航攝影像外業(yè)像控布點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)研究》中論述［2］:基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的自動(dòng)空三加密，不必嚴(yán)格按照傳統(tǒng)解析空三的區(qū)域布點(diǎn)要求，可大大提高控制點(diǎn)間的基線數(shù)和航線數(shù)，1∶16 000 DMC數(shù)碼航攝影像可采用15條基線、5條航線的4個(gè)角點(diǎn)處布設(shè)平高點(diǎn)，中間加測(cè)一個(gè)高程點(diǎn)或平高點(diǎn)的方案進(jìn)行作業(yè)。其他航攝比例尺的DMC數(shù)碼航攝影像可參考本次試驗(yàn)結(jié)果及成圖比例尺要求進(jìn)行綜合考慮。

2)李冰等在《基于PATB的DMC資料解析空三關(guān)鍵問(wèn)題探討》中論述［3］:采用DMC數(shù)字?jǐn)z影資料進(jìn)行空三加密作業(yè)時(shí)，外業(yè)控制點(diǎn)方案可以按照航向隔8～9條基線布設(shè)一個(gè)平高控制點(diǎn)，旁向隔2條航帶布設(shè)一個(gè)平高控制點(diǎn)。

UCX數(shù)碼影像的像片基線長(zhǎng)度小于DMC的。因此，基于以上理論和已有文獻(xiàn)分析，采用UCX數(shù)字?jǐn)z影資料進(jìn)行空三加密作業(yè)時(shí)，外業(yè)區(qū)域網(wǎng)控制點(diǎn)基線長(zhǎng)度設(shè)置為8條能夠滿足精度要求。

四、試驗(yàn)情況

1.試驗(yàn)方法

選擇測(cè)區(qū)中無(wú)問(wèn)題的3個(gè)加密分區(qū)作為驗(yàn)證。

任意選擇一控制點(diǎn)，在其附近立體觀測(cè)并刺幾個(gè)像點(diǎn)(加密點(diǎn))，比對(duì)在該控制點(diǎn)參與和不參與平差計(jì)算時(shí)加密點(diǎn)的平面或高程差值。

2.試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果如表1～表4所示。

表1 4區(qū)作為驗(yàn)證區(qū)的結(jié)果(平面) m

表2 2區(qū)作為驗(yàn)證區(qū)的結(jié)果(平面) m

3.精度分析

圖4中，在樣本控制點(diǎn)參與平差和不參與平差計(jì)算的兩組對(duì)照中，差值基本分布在－0.02 m～0.02 m之間，最大不超過(guò)0.04 m。規(guī)范中所要求的平地、丘陵地1∶500航測(cè)法成圖基本定向點(diǎn)殘差其高程和平面精度分別為0.13 m和0.15 m，試驗(yàn)的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求。

表3 2區(qū)作為驗(yàn)證區(qū)的結(jié)果(高程) m

表4 6-3區(qū)作為驗(yàn)證區(qū)的結(jié)果(平面) m

圖4 差值分布

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)，驗(yàn)證了原始航攝資料為UCX數(shù)碼影像，原始設(shè)計(jì)航向基線4條，旁向跨度2條航線，成圖比例尺為1∶500地形圖，在進(jìn)行空中三角測(cè)量時(shí)，一旦個(gè)別外業(yè)像控點(diǎn)不滿足要求時(shí)，可以采取放寬航向基線的處理方法，即由4條放寬到8條，而不必由外業(yè)像控人員實(shí)地重新補(bǔ)點(diǎn)，并且這種處理方法不影響加密的數(shù)據(jù)精度。

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The Layout Test of Photograph Control Survey Based on Aerial Photographic Data of UCX

HAN Shang

0494-0911(2012)06-0051-03

P23

B

2012-01-13

韓 尚(1975—)，男，河南汝南人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事測(cè)繪內(nèi)業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。