航空攝影測量像片控制點布設方法

曾慶連

摘要：在各類勘察測繪研究實驗與作業中，航空攝影測量是十分重要的基礎手段之一。文章對航空攝影測量像片控制點的布設方案進行了探究，通過分析光束法平面以及高程精度，詳細敘述了像片控制測量過程，提出了三種不同的常見布設方案。

關鍵詞：航空攝影測量；像片控制；像控點布設

引言

當前國內航空攝影測量過程中，大量采用的是進口的模擬航空相機，其價格較為昂貴，采用工藝也十分復雜，不僅要使用膠片成像，還需要用到相關的專業儀器來對膠片進行影像數字化處理，膠片的動態范圍較小，大大降低了航空攝影的質量，拉長了整個攝影周期，對行業的進步發展造成了阻礙。同時，現在普遍采用的有關像控點布設的技術規范等都較為落后，已經不能良好的適應航空攝影中新技術的發展，增加了航空攝影所需工作量。因此，為了有效地提高工作效率和質量，同時節約攝影成本，探究航空攝影測量過程中像片控制點的最佳布設方案具有重要意義。

一、光束法平面以及高程精度

利用光束法對區域網的空中三角進行測量，這一運算過程中，利用每條空間光線作為運算單元，并根據三點共線條件列出相應的誤差方程。在攝影工作中，三點共線指的是是在進行拍攝過程中三個目標點應當保持在同一條直線上，這三點分別是地面點、相應的像點以及攝影站點。通過這一條件的約束即可構成共線方程，這一方程的理論基礎是平差理論。通過共線方程，可以構建出誤差方程，即在整個區域內通過最小二乘法將像片的外方位元素以及物方坐標其最或是值計算出來。通過上述方法構建的共線方程式如式所示：

1.1平面精度理論

一般來說，平面的控制方案大多數都可以按照區域進行劃分，分別分為四角控制、密周邊布點以及8點法。分別分析這三種布點方案，若考慮其旁向重疊是百分之二十，利用光束法來進行區域網各部分平差，所具有的平面精度分別是：

上式中，σ₀是像點觀測中的誤差，為單位權中的誤差；σ_xy可用于衡量區域網平差所對應的平面精度；m為航帶數。通過上式可見，區域網平差其平面精度受到其周邊的平面控制點分布密度以及航帶數等的影響。

1.2高程精度理論

式中，i是高程控制中的航向跨度。通過上式可知，區域網平差的高程精度和高程控制的跨度相關。對于采用光束法的區域網平差，其平面以及高程都可以進行分別平差的計算，分別平差的引入，能夠有效降低計算過程中對計算機性能的更高要求。

二、像片控制測量

像片控制點有三種不同的類型，分別是平面控制點、高程控制點以及平高控制點。它們之間的區別是，像片平面控制點和高程控制點分別只需要對平面坐標或是高程進行測量，而平高控制點要求測量平面坐標以及高程。像控點的測量可以采用RTK（Real-time kinematic）的技術，因為其精度隨著現代科學技術的發展，正在不斷的提高。根據以往的測量結果，這一測量技術不僅能夠滿足像控點對于精度的要求，相對于傳統的測量方式，更節約了測量時間，具有較大的優勢。對于野外控制點的布設，只有少數的測區應當按照全野外的布點方式進行聯測，并直接將測量結果用于內業定向，其他的測量方式都應當采取非野外式：采用少量的像控點進行聯測，測量結果應當作為內業控制起始數據。之后采用空中三角進行測量，解算其糾正點以及定向點的大地坐標和實驗過程所需要的相關數據。采用這樣的測量方式，一方面能夠保證測量精度，另一方面可以節省野外工作的時間及工作量，提高測量作業的效率。下面分析一下在像控點測量過程中應當堅持的布點原則以及布點要求。

2.1像片控制測量布點原則

像片控制測量過程中，為了更好的提高測量質量，在布點方案設計時應當遵循一定的原則。首先，一般來說，像控點應當分布在航線全區內，不能由于圖幅單位限制而覆蓋不周全，若在同一位置布設了平面點以及高程點，則應當盡量將其進行聯測成為高平點。其次，對于相鄰的像對以及航線來說，其之間的像控點盡量共同使用，若航線間的像片的排列交錯面無法共用時，必須進行分別布點。再次，對于在自由圖邊中或是在非連續作業其待測圖邊的點，應當在圖廓線外進行布點，才能確保成圖是滿幅的。最后，布點時，應當盡量在攝影前進行像控點地面標識的布設，能夠提高刺點的精度并增強其外業控制點所具有的可取性，而點位也必須選擇處于像片上的較為明顯的目標點，以確保正確的進行互相轉刺以及在立體觀察過程中辨認點位。

2.2像片控制點布設要求

像片控制點在像片以及航線上進行布設的位置，不僅要滿足各個不同的布點方案對其布點位置的特殊要求，同時也應當滿足所有布點過程中均需注意的基本要求。通常像控點應當在航向的三片重疊以及旁向重疊中線的附近，若這一方法實施起來較為困難，則可以將像控點布設在航向重疊的范圍內。像片上布設的點應當處于標準位置，即在通過像主點且與方位線相互垂直的直線附近進行布設。另外，像控點與像片邊緣之間的距離不應小于1厘米，這是由于邊緣部分的影像質量是相對較差的，同時像點容易受到畸變差以及大氣折光差等因素的影響而產生較大移位。點位必須同像片上所標記的壓平線以及其他標記等區別開來，方便更明確的辨認。當旁向重疊低于百分之十五，或是由于其他的原因，像控點處于相鄰的兩航線上但不能公用時，應當進行分別布點，注意分別布點的兩點之間垂直距離不得超過像片上的2厘米。

2.3像控點布設方案

在區域網中的像控點布設方案主要有以下三種（如圖1、圖2、圖3所示）：

上述三種常見的布點方案在航空攝影測量工作中是極為常見的，而在實際的應用過程中，應當根據實際的測區地形以及測區大小等采取不同的像控點布設方案，需要時也可以將上述方案結合使用。在實際的像控點布設時，應當充分考慮測量需求以及經濟成本等因素，采取最為經濟合理的布點方案。

三、結束語

當前我國航空攝影測量像片控制點布設的方法多種多樣。在進行航空攝影測量時，我們應該認真勘察測區的實際情況等，作好測量前的準備工作，在進行像控點布設時，綜合考慮測量時間、測量工作量、經濟成本以及實際的測量需求等因素，并結合現有的測量技術，才能更好的完成航空攝影測量工作。endprint