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無人機(jī)航測(cè)如何正確布設(shè)像控點(diǎn)

像片控制測(cè)量是在測(cè)區(qū)內(nèi)實(shí)地測(cè)定用于空中三角測(cè)量(空三加密)或直接用于測(cè)圖定向的像片控制點(diǎn)平面位置和高程的測(cè)量工作。

空中三角測(cè)量是利用航攝像片與所攝目標(biāo)之間的空間幾何關(guān)系，根據(jù)少量像片平面控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)，計(jì)算待求點(diǎn)的平面位置、高程和像片外方位元素的測(cè)量方法。像控點(diǎn)是航空攝影測(cè)量解析空三加密和測(cè)圖的基礎(chǔ)，其位置的選擇、平面位置和高程的測(cè)定直接影響到內(nèi)業(yè)成圖的精度。

像片控制測(cè)量的布點(diǎn)方案

像片控制測(cè)量的布點(diǎn)方案分為：全野外布點(diǎn)方案、非全野外布點(diǎn)方案和特殊情況的布點(diǎn)方案：

1、全野外布點(diǎn)是指攝影測(cè)量測(cè)圖過程中所需要的控制點(diǎn)，全部通過野外控制測(cè)量獲得的，航攝像片控制點(diǎn)不需內(nèi)業(yè)加密，直接提供內(nèi)業(yè)測(cè)圖定向或糾正使用。本布點(diǎn)方案精度高，但是外業(yè)控制的工作量大。

只有在測(cè)圖精度要求高的測(cè)區(qū)，視野開闊，地面聯(lián)測(cè)條件良好，或是在小面積測(cè)圖情況才選擇使用。以立體測(cè)圖儀作業(yè)單模型測(cè)圖的布點(diǎn)方案為例：需在測(cè)繪面積四角上各布設(shè)一個(gè)平高控制點(diǎn)，共計(jì)布設(shè)4個(gè)平高控制點(diǎn)。

2、非全野外布點(diǎn)方案按航線數(shù)分為單航線和區(qū)域網(wǎng)兩種。

3、特殊情況的布點(diǎn)方案對(duì)于航攝區(qū)域結(jié)合處、航向重疊不夠、旁向重疊不夠、水域和島嶼等特殊情況的布點(diǎn)，均應(yīng)按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行。

像控點(diǎn)布設(shè)的一般原則

1、像控點(diǎn)一般按航線全區(qū)統(tǒng)一布設(shè)，像控點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)構(gòu)成一定的幾何強(qiáng)度。像控點(diǎn)布設(shè)要在整個(gè)測(cè)區(qū)均勻分布，選點(diǎn)要盡量選擇固定、平整、清晰易識(shí)別、無陰影、無遮擋區(qū)域。如斑馬線角點(diǎn)、如房屋頂角點(diǎn)，方便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理人員查找（如無明顯地標(biāo)可人工噴油漆或撒白灰的方式設(shè)置地標(biāo)）。

如果是大面積規(guī)整區(qū)域，像控可按照左圖品字形布點(diǎn)。如果面積很大區(qū)域，且精度要求較低時(shí)，可適當(dāng)抽稀測(cè)區(qū)內(nèi)部像控。如果是帶狀測(cè)區(qū)，布點(diǎn)需要在帶狀的左右側(cè)布點(diǎn)，可以按照“S”或“Z”字型路線布點(diǎn)。

2、像控點(diǎn)需選擇較為尖銳的標(biāo)志物，盡量選擇平坦地方，避免樹下，房角等容易被遮擋的地方，如果沒有的話可以人工打點(diǎn)，人工像控點(diǎn)應(yīng)該選擇能夠持久存在的東西，如果噴漆寬度不得低于30CM，并且棱角分明。

3、像控點(diǎn)標(biāo)志物尺寸應(yīng)大于70CM，并且不易出現(xiàn)方向性錯(cuò)誤，明顯顯示是標(biāo)志物的哪一部分。

4、像控點(diǎn)和周邊的色彩需要形成鮮明對(duì)比，如果周邊是深色，則標(biāo)志以淺色為主，如果地面周邊以白色為主，則可噴紅色油漆為主。

5、如果選擇地物作為特征點(diǎn)，應(yīng)該選擇比較大的地物，并且提供現(xiàn)場(chǎng)照片2-4張說明像控點(diǎn)的位置，至少包含一張點(diǎn)的近景位置和一張周邊景物位置。

6、布設(shè)完成像空點(diǎn)后需要生產(chǎn)像空點(diǎn)的Google Earth支持的.KML文件, 下圖示例中紅色為檢查點(diǎn)，黃色為控制點(diǎn)，空色框?yàn)闇y(cè)區(qū)范圍，圖中控制點(diǎn)均勻分布保證控制網(wǎng)具有一定的強(qiáng)度。

7、像控點(diǎn)布設(shè)的密度，像控點(diǎn)布設(shè)首先要考慮測(cè)區(qū)地形和精度要求。如地形起伏較大，地貌復(fù)雜，需增加像控點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量（10%~20%）。很多飛機(jī)有RTK或者PPK后差分系統(tǒng)，理論上可以減少地面控制點(diǎn)的數(shù)量，可以根據(jù)項(xiàng)目測(cè)試經(jīng)驗(yàn)自行調(diào)整。

像控點(diǎn)示例1

像控點(diǎn)示例2

地物點(diǎn)照片示例

像控點(diǎn)的采集

像控點(diǎn)的采集無論平面控制點(diǎn)，還是高程控制點(diǎn)，其測(cè)量工作必須遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則，即先進(jìn)行整個(gè)測(cè)區(qū)的的控制測(cè)量，再進(jìn)行碎部測(cè)量。常用的像控點(diǎn)采集方式有全站儀、GNSS靜態(tài)、RTK方式，在條件允許下GNSS靜態(tài)方式精度最高，全站儀次之，RTK方式最低。

目前GNSS已廣泛作用，利用GNSS可極大提高像控點(diǎn)外業(yè)測(cè)量工作效率。采用GNSS網(wǎng)、CORS站(連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng))，雙基準(zhǔn)站、 RTK等方法，可迅速獲取像控點(diǎn)平面位置與高程。使用RTK方式已經(jīng)可以滿足大部分的測(cè)繪作業(yè)需求。

像控點(diǎn)坐標(biāo)的采集采用RTK的方法。為保證像控點(diǎn)和航測(cè)相片POS坐標(biāo)系處于同一坐標(biāo)系內(nèi)，使用RTK網(wǎng)絡(luò)差分的方式采集數(shù)據(jù)的時(shí)候需要保證無人機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)CORS接入點(diǎn)、端口要和RTK接收機(jī)連接的一致。

數(shù)據(jù)采集步驟：

1、開機(jī)連接CORS得到固定解后一般不要立即測(cè)量，首先檢查一下水平殘差HRMS和垂直殘差VRMS的數(shù)值，看其是否滿足項(xiàng)目的測(cè)量精度要求，正常情況下不小于0.02m。

2、控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)采集分兩次觀測(cè)，每次采集30個(gè)歷元，采樣間隔1秒。在采集過程中保證對(duì)中桿的氣泡始終處于居中狀態(tài)。

3、每個(gè)控制點(diǎn)采集完畢后，對(duì)像控點(diǎn)至少拍攝3張照片，分別為1張近照、2張遠(yuǎn)照。如果3張不夠可拍攝多張。近照要求攝對(duì)中桿桿尖落地處；遠(yuǎn)照的目的是反映刺點(diǎn)處與周邊特征地物的相對(duì)位置關(guān)系，便于空三內(nèi)業(yè)人員刺點(diǎn)。

4、控制點(diǎn)、檢查點(diǎn)成果表分開保存，每個(gè)點(diǎn)均保存大地坐標(biāo)和投影平面坐標(biāo)。默認(rèn)大地坐標(biāo)為CGCS2000，投影坐標(biāo)為高斯－克呂格投影3°分帶,中央子午線114°。

5、整理控制點(diǎn)、檢查點(diǎn)照片，每一個(gè)控制點(diǎn)分別建立一個(gè)文件夾，把所拍的控制點(diǎn)照片分類，并放入相應(yīng)點(diǎn)的文件夾中，使點(diǎn)號(hào)、點(diǎn)位與照片一一對(duì)應(yīng)。在文件夾外保存所有控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)的.csv文件。

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