葛尊國

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730030）

1 背景

完成河湖管理范圍和水利工程管理與保護(hù)范圍劃定，推進(jìn)建立范圍明確、權(quán)屬清晰、責(zé)任落實(shí)的河湖管理和水利工程管理保護(hù)責(zé)任體系是加強(qiáng)水利工程管理的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。隨著無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，將該技術(shù)應(yīng)用到水利工程測(cè)量中是非常有必要的。

康縣隸屬于甘肅省隴南市，位于甘肅省東南部、隴南市東南部，甘肅、四川、陜西三省交界地帶。地勢(shì)西高東低，中部高，南北低。最高海拔2483m，最低海拔560m。

2 像控點(diǎn)布設(shè)形式的選取

2.1 根據(jù)以下像控點(diǎn)布設(shè)原則：

（1）像片控制點(diǎn)的目標(biāo)影像應(yīng)清晰、易于判別[1]。

（2）布設(shè)的控制點(diǎn)宜能公用，一般布設(shè)在航向及旁向六片或五片重疊范圍內(nèi)。

（3）像控點(diǎn)距像片邊緣不小于1cm，同時(shí)距像片的各類標(biāo)志大于1mm。

（4）控制點(diǎn)應(yīng)選在旁向重疊中線附近，離開方位線的距離應(yīng)大于3cm(18cm×18cm像幅)或4.5cm(23cm×23cm像幅)。當(dāng)旁向重疊過大而不能滿足要求時(shí)，應(yīng)分別布點(diǎn)。

（5）因旁向重疊小于15%或由于其他原因，使相鄰航線的點(diǎn)不能公用時(shí)，可分別布點(diǎn)，此時(shí)控制范圍所裂開的垂直距離應(yīng)小于1cm，困難時(shí)應(yīng)不大于2cm。

2.2 航飛區(qū)域的要求

（1）規(guī)則矩形和正方形：小面積區(qū)域最少布設(shè)5個(gè)控制點(diǎn)，及航飛區(qū)域內(nèi)4個(gè)角各一個(gè)，區(qū)域中間1個(gè)；大面積區(qū)域相應(yīng)的增加控制點(diǎn)。

（2）不規(guī)則圖形：很多時(shí)候我們的飛行區(qū)域并不是很規(guī)則的圖形，這個(gè)時(shí)候我們就只能根據(jù)地形來給它布設(shè)控制點(diǎn)了，保證布設(shè)的控制點(diǎn)能均勻的覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)。

（3）帶狀，河道，公路等區(qū)域：這種區(qū)域經(jīng)常采用“Z”字型打法，也就是垂直于帶狀兩邊各兩個(gè)控制點(diǎn)，帶狀區(qū)域中間一個(gè)控制點(diǎn)。

帶狀區(qū)域還有一種“S”型打法，但這種打法高程精度不是很理想，為了提高高程精度，需要增加高程點(diǎn)測(cè)量。

為了保證后期模型的精度，根據(jù)本測(cè)區(qū)條帶狀區(qū)域的特點(diǎn)，減少工作難度，提高工作效率，采用“Z”字型非全野外布點(diǎn)方案的形式進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)[2]。

圖1 像控點(diǎn)常見布設(shè)形式及選擇

3 像控點(diǎn)的布設(shè)方法和數(shù)量的確定

3.1 全野外布點(diǎn)方案

像控點(diǎn)測(cè)量是在實(shí)地測(cè)定用于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。像控點(diǎn)的布點(diǎn)方案分為全野外布點(diǎn)方案、非全野外布點(diǎn)方案和特殊情況布點(diǎn)方案等幾種。

全野外布點(diǎn)方案是指通過野外控制點(diǎn)控制測(cè)量獲得的像控點(diǎn)不需要內(nèi)業(yè)加密，直接提供內(nèi)業(yè)測(cè)圖定向或糾正使用。其采用情況主要包括：

（1）航攝像片比例尺較小，而成圖比例尺較大，內(nèi)業(yè)加密無法保證成圖精度。

（2）用圖用戶對(duì)成圖精度要求較高，采用內(nèi)業(yè)加密不能滿足用圖用戶需要。

（3）由于設(shè)備限制，航測(cè)內(nèi)業(yè)暫時(shí)無法進(jìn)行加密工作。

（4）由于像主點(diǎn)落水或其他特殊情況，內(nèi)業(yè)不能保證相對(duì)定向和模型連接精度。

圖2 像控點(diǎn)野外布設(shè)形式

3.2 像控點(diǎn)方法的選擇

為了合理的布設(shè)像控點(diǎn)，減小工作強(qiáng)度，在實(shí)地布設(shè)像控點(diǎn)之前，首先需要在奧維地圖上進(jìn)行像控點(diǎn)的預(yù)設(shè)，其預(yù)設(shè)方法如下：

（1）下載電腦版奧維地圖。

（2）導(dǎo)入飛行地圖或手動(dòng)繪制飛行范圍[3-5]。

（3）打開比例尺網(wǎng)格，一個(gè)格網(wǎng)長(zhǎng)、寬是200m，5×5的小方格就是1平方公里。

（4）添加標(biāo)簽（控制點(diǎn)），例如K1，K2，K3…。

（5）像控點(diǎn)文件另存為KML格式，導(dǎo)出對(duì)象。

（6）導(dǎo)入手機(jī)端奧維地圖，以便實(shí)地找到像控點(diǎn)布設(shè)的位置。

對(duì)于航攝區(qū)域結(jié)合處、航向重疊不夠、旁向重疊不夠、像主點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位落水、水濱和島嶼等情況的布點(diǎn)，應(yīng)按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行。

3.3 像控點(diǎn)布設(shè)數(shù)量的確定

結(jié)合本作業(yè)區(qū)典型帶狀地形的實(shí)際情況，確定合理的像控點(diǎn)的數(shù)量和位置，避免像控點(diǎn)過于密集導(dǎo)致施工難度過大，且能夠減輕野外工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短施工周期，避免因像控點(diǎn)的密度過低而導(dǎo)致測(cè)圖精度不滿足規(guī)定要求。

本項(xiàng)目所涉及到的窯坪河全長(zhǎng)29km，成圖比例尺為1:2000，根據(jù)窯坪河河道寬度、精度要求及飛行計(jì)劃，合理、均勻的布設(shè)像控點(diǎn)，按照像控點(diǎn)的預(yù)設(shè)方案，根據(jù)實(shí)際地形地貌條件和航飛計(jì)劃在實(shí)地進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)，像控點(diǎn)布設(shè)的實(shí)際位置和預(yù)設(shè)位置在50m范圍內(nèi)波動(dòng)，當(dāng)航線拐彎時(shí)適當(dāng)加密。窯坪河作業(yè)區(qū)域共布設(shè)72個(gè)像控點(diǎn)，檢查點(diǎn)48個(gè)。

4 像控點(diǎn)的測(cè)量

由于本作業(yè)區(qū)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)較好，能夠有效的利用GSCORS系統(tǒng)進(jìn)行施測(cè)，因此，本次像控點(diǎn)測(cè)量采用GSCORS作為起始數(shù)據(jù)，采用GPS-RTK控制測(cè)量的形式實(shí)施，利用強(qiáng)制對(duì)中桿或者三角架固定，確認(rèn)好所測(cè)像控點(diǎn)位置以及對(duì)應(yīng)點(diǎn)號(hào)，測(cè)量時(shí)，首先確認(rèn)所需要像控點(diǎn)坐標(biāo)的參數(shù)、投影、坐標(biāo)系、中央子午線及帶度，其次，設(shè)置好數(shù)據(jù)采集時(shí)的平滑次數(shù)不得小于30次，最后，手簿中輸入的點(diǎn)號(hào)與實(shí)地標(biāo)注點(diǎn)號(hào)一一對(duì)應(yīng)，確定并設(shè)置對(duì)應(yīng)的儀器天線高。

5 精度分析

根據(jù)作業(yè)區(qū)測(cè)繪工程的各項(xiàng)成果成圖資料的要求，保證數(shù)據(jù)的正確、完整和真實(shí)性，滿足后期地形圖的編輯、斷面圖的設(shè)計(jì)和繪制、施工放樣的需要，依據(jù)《數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定和質(zhì)量評(píng)定》GB/T18316-2001的有關(guān)條文規(guī)定，對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)定。檢測(cè)結(jié)果見下表：

表1 精度偏差統(tǒng)計(jì)表

經(jīng)外業(yè)實(shí)測(cè)檢查，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)解析，各項(xiàng)數(shù)據(jù)成果符合規(guī)范要求，滿足1:2000地形圖對(duì)點(diǎn)位精度的要求。

6 結(jié)論

像控點(diǎn)布設(shè)的規(guī)范性和合理性對(duì)低空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)的后期處理起著至關(guān)重要的作用，像控點(diǎn)的精度和數(shù)量直接影響到航測(cè)數(shù)據(jù)后處理的精度。按照像控點(diǎn)的布設(shè)原則，選擇合理的像控點(diǎn)布設(shè)方案和布設(shè)形式，不但可以有效的提高作業(yè)效率，降低勞動(dòng)程度，而且可以更好的進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理，使得三維模型達(dá)到所需要的精度。