王志萍

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)繪工程院，新疆 昌吉 831100）

航空攝影測(cè)量像控點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量研究

王志萍

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)繪工程院，新疆 昌吉 831100）

本文著重針對(duì)控點(diǎn)位置的選取的要求、布點(diǎn)方案、野外像控點(diǎn)目標(biāo)的選擇模式和測(cè)量模式以及所采用的方法進(jìn)行剖析，主要目的在于總結(jié)出像控點(diǎn)布設(shè)以及測(cè)量方法的相關(guān)技巧。

空中三角測(cè)量 攝影測(cè)量 像控點(diǎn) 投影差

1 引言

航空攝影的目的主要在于通過(guò)對(duì)指定的范圍，進(jìn)行空中對(duì)地表的拍攝，以此獲取比例較為科學(xué)的航空影像。但實(shí)際拍攝所獲取的影像，并不是完全垂直的，很多都呈現(xiàn)傾斜的狀況。即使地面較為平坦，符合拍攝的水平要求，那么最后所獲取的影像也會(huì)出現(xiàn)一定偏差。

地球表面作為航空攝影的對(duì)象并非是完全平坦的，且其由于其地勢(shì)地貌的不同，凹凸不平是正常的。但是這樣拍攝出來(lái)的像點(diǎn)位移很難體現(xiàn)出實(shí)際的狀況。由于投影存在一定的偏差，最后所獲取的地面目標(biāo)物體位置與實(shí)際物體位置存在著一定的偏離，很難獲取較為精準(zhǔn)的信息。投影差主要體現(xiàn)在：像片邊緣越近，其投影差較大；像片底點(diǎn)投影差不存在或者出現(xiàn)最小值，其投影差越大；目標(biāo)高度過(guò)高或者地面點(diǎn)的高程較大，其投影差也隨之增大。

2 像片控制測(cè)量

像片控制測(cè)量主要是在所需要測(cè)試的區(qū)域，針對(duì)空中三角測(cè)量或者測(cè)圖定向的像片控制點(diǎn)平面的位置以及高程進(jìn)行測(cè)量。

通過(guò)利用所拍攝的目標(biāo)物體與攝影像片兩者之間的幾何關(guān)系，并借助高程控制點(diǎn)以及平面控制點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算其位置和外方位元素的過(guò)程稱(chēng)為空中三角測(cè)量。像控點(diǎn)基于測(cè)圖以及解析空三加密這兩點(diǎn)，針對(duì)所測(cè)量的位置和高程進(jìn)行定位和確定，并且其位置的確定以及對(duì)高程測(cè)定的準(zhǔn)確性和平面位置的精準(zhǔn)性將直接影響繪圖是否真實(shí)可靠。像片控制測(cè)量的布點(diǎn)方案，主要包括全、非野外布點(diǎn)方案，以及特殊情況下的布點(diǎn)方案三種。

3 野外像片控制點(diǎn)的布點(diǎn)方案

3.1 全野外布點(diǎn)方案

全野外布點(diǎn)方案主要指的是攝影測(cè)量測(cè)圖的控制點(diǎn)，必須通過(guò)野外控制測(cè)量這一手段獲取，其控制點(diǎn)沒(méi)有加密級(jí)別，能夠在獲取的同時(shí)進(jìn)行分析和采用。這一布點(diǎn)方案所獲取的布點(diǎn)信息十分精準(zhǔn)，但是由于其成本較高，并且工作量較大，，目前只用于測(cè)圖精準(zhǔn)要求較高的區(qū)域，并且不用于較大面積的測(cè)圖情況。通過(guò)對(duì)立體測(cè)圖儀作業(yè)單模型測(cè)圖的布點(diǎn)方的分析可知，要想實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的布點(diǎn)，必須在測(cè)繪面積的四個(gè)角上都設(shè)置一個(gè)平高控制點(diǎn)。

3.2 非全野外布點(diǎn)方案

以航線數(shù)來(lái)分，共為兩類(lèi)，分別為區(qū)域網(wǎng)和單航線兩種布點(diǎn)方案。

3.3 特殊情況的布點(diǎn)方案

在所拍攝的區(qū)域的結(jié)合處、水域或者島嶼，等地的布點(diǎn)，都需要嚴(yán)格按照正規(guī)的流程進(jìn)行布點(diǎn)。

4 野外控制點(diǎn)的選擇

像控點(diǎn)的目標(biāo)選擇：航攝像片控制點(diǎn)的布設(shè)在選取方面需要十分謹(jǐn)慎，一方面需要將布設(shè)和布點(diǎn)方案結(jié)合在一起；另一方面還需要將像點(diǎn)測(cè)量的精確度以及各類(lèi)誤差修改校正后的像片控制點(diǎn)的點(diǎn)位進(jìn)行進(jìn)行規(guī)定，航攝像片控制點(diǎn)需要滿(mǎn)足如下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一、像片控制點(diǎn)所捕獲的影像必須清晰精確，能夠通過(guò)數(shù)據(jù)辨別出來(lái)；二、像片控制點(diǎn)距離像片邊緣不可小于1.0-1.5厘米；三、控制點(diǎn)的位置應(yīng)該確定為旁向重疊中線周?chē)?；四、像片控制點(diǎn)的位置必須給予明確的規(guī)定，一旦出現(xiàn)偏差，將會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)作業(yè)的結(jié)果失真，并且對(duì)于內(nèi)業(yè)成圖工作構(gòu)成隱患，最后導(dǎo)致業(yè)內(nèi)成圖結(jié)果失真。

5 野外像片控制點(diǎn)的施測(cè)

5.1 刺點(diǎn)目標(biāo)的選擇要求

刺點(diǎn)目標(biāo)的選取需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行，具體的考察所需要監(jiān)控的地形、地質(zhì)條件、地面物體條件以及像片控制點(diǎn)的客觀性質(zhì)來(lái)遴選合適的刺點(diǎn)目標(biāo)，最后來(lái)實(shí)現(xiàn)合同所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。不管是何種點(diǎn)的選取最后都必須滿(mǎn)足影像的客觀、明晰、標(biāo)準(zhǔn)等要求才能夠進(jìn)行刺點(diǎn)的確定。明顯目標(biāo)點(diǎn)通常指的是那些可以再野外捕捉到的較能反應(yīng)實(shí)際情況的點(diǎn)。較為理想的明顯目標(biāo)點(diǎn)為與水平的線狀地物的交匯點(diǎn)以及地物的拐角無(wú)限接近的點(diǎn)，尤其是一些較為固定的田角以及日常所見(jiàn)的道路交叉點(diǎn)，都可以作為明顯目標(biāo)點(diǎn)來(lái)確定位置。

5.2 像控點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程的施測(cè)

不管是平面控制點(diǎn)、高程控制點(diǎn)還是其他的測(cè)量工作都需要按照“從整體到個(gè)體，先控制后碎部”的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。也就是說(shuō)任何工作環(huán)節(jié)都必須考慮整體性，并將碎部問(wèn)題加以輔助。

隨著GPS應(yīng)用技術(shù)的不斷推廣，像控點(diǎn)外業(yè)測(cè)量工作的效率逐漸被提升，在工作的過(guò)程中應(yīng)用GPS網(wǎng)以及CORS站等多種方法能夠準(zhǔn)確的獲取像控點(diǎn)的高程與平面位置的準(zhǔn)確值。

6 使用GPS RTK 對(duì)像控點(diǎn)布設(shè)的幾點(diǎn)建議

像控點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)該以客觀、準(zhǔn)確、明晰的刺點(diǎn)目標(biāo)為主，其主要以地物的拐角以及水平交點(diǎn)為布設(shè)的主體位置，具有陰影以及弧形地狀的物體不適宜采用刺點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行布設(shè)。

像控點(diǎn)在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，像控點(diǎn)的位置主要由近景點(diǎn)代表，而周?chē)沫h(huán)境則由遠(yuǎn)景點(diǎn)代表，這樣方便內(nèi)業(yè)繪圖人員根據(jù)所獲取的像控點(diǎn)進(jìn)行判斷和繪圖。

一旦在測(cè)試的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了等級(jí)道路，那么就需要按照道路路面上的交通指示進(jìn)行，比如一些表示方向的箭頭、數(shù)字、斑馬線等。

測(cè)試的區(qū)域內(nèi)如果有房屋等建設(shè)物體，那么在選擇像控點(diǎn)時(shí)要將平頂房房角以及周?chē)膲亲鳛闇y(cè)試點(diǎn)的首選區(qū)域，對(duì)沒(méi)有陰影的部分的房角進(jìn)行檢測(cè)。

關(guān)于房角的選擇主要以平屋為主，這樣所選擇的房角相比較高樓大廈所監(jiān)控得到的點(diǎn)更加的精準(zhǔn)，在測(cè)量的過(guò)程中要將房角屋頂?shù)母叨扰c地面的高度其比例計(jì)算明確，以便于像控點(diǎn)反面整合工作。

針對(duì)測(cè)試區(qū)域的范圍的選取方面，要根據(jù)建筑物體的特征進(jìn)行遴選。并且在測(cè)量的過(guò)程中需要將時(shí)間間隔納入到考慮的范圍之內(nèi)，如果兩者之間的間隔過(guò)大，將會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)地狀物的變化情況難以捕捉下來(lái)，因此在范圍的確定環(huán)節(jié)方面不宜選擇選點(diǎn)時(shí)間與攝影時(shí)間相距太原的建筑體。

在測(cè)試的區(qū)域內(nèi)，如果攝像機(jī)能夠辨別的地物較少，那么就需要考慮一些建筑拐角或者建筑物的中點(diǎn)，比如通訊線電桿地面中心等。通過(guò)對(duì)電桿的兩側(cè)參考點(diǎn)的確定，最后算出平均值，來(lái)確定其方位并將其長(zhǎng)度記載到像控點(diǎn)反面整飭中。

在測(cè)量的區(qū)域內(nèi)，如果可以勘測(cè)到的地物在陰影的覆蓋面積之內(nèi)，那么就可以沿著無(wú)陰影線狀地物的方向，使用紅筆將其參考輔助線畫(huà)出，最后標(biāo)記交點(diǎn)，這時(shí)候?qū)⒔稽c(diǎn)作為刺點(diǎn)目標(biāo)，與此同時(shí)，刺點(diǎn)目標(biāo)便發(fā)揮像控點(diǎn)的作用。

在測(cè)量的區(qū)域內(nèi)，像片所能夠呈現(xiàn)的畫(huà)面內(nèi)，其人工地物較少，能夠識(shí)別的地物也僅限于弧形地物等，那么就將其作為刺點(diǎn)目標(biāo)。

在測(cè)量的區(qū)域內(nèi)，特殊情況下墳?zāi)挂部梢宰鳛橄窨攸c(diǎn)的刺點(diǎn)目標(biāo)，但必須將選點(diǎn)時(shí)間明確化，將清明節(jié)前后作為一個(gè)分水嶺，針對(duì)墳?zāi)沟母叨茸兓M(jìn)行勘測(cè)。如果所選取的墳?zāi)怪饕饔檬羌漓耄敲淳托枰獙⑵涔战堑拇厅c(diǎn)目標(biāo)考慮進(jìn)去。

除此之外，建議進(jìn)行野外像控點(diǎn)測(cè)量的小組其成員最后由兩名或者兩名以上經(jīng)驗(yàn)較為豐富的專(zhuān)業(yè)人員組成，同時(shí)對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行判斷和輸入，以保證其結(jié)果的真實(shí)性和客觀性。

7 結(jié)語(yǔ)

作為航測(cè)成圖的主體部分，航空攝影野外像片控制點(diǎn)的選取以及測(cè)量十分重要，在外業(yè)的工作過(guò)程中任何團(tuán)隊(duì)小組都需要就所獲取的像控點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)的驗(yàn)證，以保證所獲取的結(jié)果真實(shí)有效，最后為獲取較為精準(zhǔn)的刺點(diǎn)目標(biāo)打下基礎(chǔ)。

[1]李德仁,周月琴,金為銑.攝影測(cè)量與遙感概論[M].北京:測(cè)繪出版社,2001.

[2]徐紹銓,張海華,楊志強(qiáng),等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[修訂版][M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2003.

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1007-6344（2015）02-0313-01