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節。本文從像控點布設要求、像控點刺點以及像控點聯測等三個方面，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、建立數字地面模型，為各種地理信息系統提供基礎數據。隨著計算機、電子、通信等先進技術在測繪領域的應用，實現了傳統測量技術向數字化技術體系的轉變。伴隨著現代經濟社會的發展和測繪科學技術的發展，傳統的測圖方法正逐步被不斷涌現的新儀器、新設備、新技術、新方法所取代。低空數字航空攝影測量是近幾年發展較為迅速的地形圖測量方法，地表信息數據可由超輕型飛行器航攝系統和無人飛行器航攝系統進行采集，獲取低空地面影像，生產符合國家規范及項目需求的數字測繪產品，對航攝影像進行像片控制測量是攝影測量的重要環節。筆者以低空無人機數字航空攝影測量討論像片控制點的布設和測量方法。

1 航空攝影數據采集

無人機數字航空攝影測量數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定裝置的可垂直升降多軸飛行器拍攝懸掛五鏡頭專業傾斜相機，有效像素2 400萬像素。垂直飛行高度約180－300 m，具備在4級風力下穩定飛行能力，雙人操作，也可實現數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。起降落場地條件優越的地方，也可使用常規布局固定翼無人機，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域網、航線網和全野外等。根據低空數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域網布設。

采用區域網法布設像片控制點時宜劃分為矩形圖形分別布設區域網，各區域網間的像控點宜布設為公用點。區域網的劃分應依據成圖比例尺、地面分辨率、測區地形特點、攝區的實際劃分、圖幅分布等情況全面進行考慮，根據具體情況選擇最優實施方案。規則矩形區域網以外的不規則區域網中，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、系統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，其區域網平面控制點采用角點布設法，即在區域網凸角和凹角的轉折處布設平面控制點，區域網的航線數和基線數都可適當放寬。可根據需要加密布設高程控制點，以滿足高程精度的需要。區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（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 像控點的聯測

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

（2）像控點聯測的各項技術指標應符合相應規范的要求。

（3）像控點聯測結束后，應整理聯測成果，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節，選擇較合理的像控點布設方法，布設滿足國家規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，不僅節省了時間，也提高了工作效率。

參考文獻：

［1］ CH／Z 3004－2010，低空數字航空攝影測量外業規范［S］．2010．

［2］ GB／T 7931－2008，1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量外業規范［S］．2008．

［3］ 廖永生，陳文森．無人機低空數字攝影測量參數計算和路線設計系統［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