淺析航空攝影測量像控點的布設(shè)與測量

詹 勇，黃 維

（長江三峽勘測研究院有限公司（武漢），湖北 武漢430074）

1 引言

航空攝影是為了獲取指定范圍內(nèi)，在航空器上安裝航空攝影儀，從空中對地表進(jìn)行的攝影，從而得到的一定比例尺和重疊度的航空影像。多數(shù)情況下，航空攝影所獲取的像片是傾斜的。即使是地面嚴(yán)格水平，航攝像片上的目標(biāo)物體也會因像片傾斜而產(chǎn)生變形或像點位移。

航空攝影的對象是地球表面。而地球表面是有起伏的。由此引起像點位移稱為像片上投影差。正是由于投影差的存在，使得地面目標(biāo)物體在航攝像片上的構(gòu)像偏離了其正射投影的正確位置。

投影差的特點：越靠近像片邊緣，投影差越大；像片底點投影差最小或沒有。地面點的高程或目標(biāo)高度越高，投影差越大。

2 像片控制測量

像片控制測量是在測區(qū)內(nèi)實地測定用于空中三角測量（空三加密）或直接用于測圖定向的像片控制點平面位置和高程的測量工作。

空中三角測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和高程控制點，計算待求點的平面位置、高程和像片外方位元素的測量方法。像控點是航空攝影測量解析空三加密和測圖的基礎(chǔ)，其位置的選擇、平面位置和高程的測定直接影響到內(nèi)業(yè)成圖的精度。

像片控制測量的布點方案分為：全野外布點方案、非全野外布點方案和特殊情況的布點方案

3 野外像片控制點的布點方案

3.1 全野外布點方案

全野外布點是指攝影測量測圖過程中所需要的控制點，全部通過野外控制測量獲得的，航攝像片控制點不需內(nèi)業(yè)加密，直接提供內(nèi)業(yè)測圖定向或糾正使用。本布點方案精度高，但是外業(yè)控制的工作量大。只有在測圖精度要求高的測區(qū)，視野開闊，地面聯(lián)測條件良好，或是在小面積測圖情況才選擇使用。

以立體測圖儀作業(yè)單模型測圖的布點方案為例：需在測繪面積四角上各布設(shè)一個平高控制點，共計布設(shè)4個平高控制點。

3.2 非全野外布點方案

按航線數(shù)分為單航線和區(qū)域網(wǎng)兩種。

3.3 特殊情況的布點方案

對于航攝區(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，均應(yīng)按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行。

4 野外控制點的選擇

像控點目標(biāo)選擇：航攝像片控制點的布設(shè)不僅和布點方案有關(guān)，還要考慮航測成圖過程中像點量測的精度、各類誤差改正對像片控制點的具體點位要求，航攝像片控制點應(yīng)滿足以下基本要求：像片控制點的目標(biāo)影像應(yīng)清晰易判讀。為消除或消弱投影差的影響，要求像片控制點距像片邊緣大于1.0～1.5cm以上。像片控制點應(yīng)選在旁向重疊中線附近；像控點的選擇如果位置不當(dāng)，其結(jié)果不僅給外業(yè)實地觀測作業(yè)造成不便與困難，而且給內(nèi)業(yè)成圖工作造成一定困難，并影響和降低內(nèi)業(yè)成圖的質(zhì)量與精度。

5 野外像片控制點的施測

5.1 刺點目標(biāo)的選擇要求

刺點目標(biāo)應(yīng)根據(jù)地形、地物條件和像片控制點的性質(zhì)進(jìn)行選擇，以滿足規(guī)范與合同要求。無論是平面點、高程點或平高點均要選擇在影像清晰、目標(biāo)明顯、能準(zhǔn)確刺點的目標(biāo)點上，明顯目標(biāo)點是指野外的實地位置和像片的影像位置都可以明確辨認(rèn)的點。一般理想的明顯目標(biāo)是近于直角而且又近于水平的線狀地物的交點和地物拐角上，特別是固定的田角和道路交叉經(jīng)常作為優(yōu)先選點的理想目標(biāo)。

5.2 像控點平面坐標(biāo)和高程的施測

無論平面控制點，還是高程控制點，其測量工作必須遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則，即先進(jìn)行整個測區(qū)的的控制測量，再進(jìn)行碎部測量。

目前GPS已廣泛作用，利用GPS可極大提高像控點外業(yè)測量工作效率。采用GPS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、GPS RTK等方法，可迅速獲取像控點平面位置與高程。

6 使用GPS RTK對像控點布設(shè)的幾點建議

像控點布設(shè)應(yīng)優(yōu)先選擇影像清晰、可以準(zhǔn)確刺點的目標(biāo)上。多選擇線狀地物交點和地物拐角上。弧形地物和陰影一般不能選做刺點目標(biāo)。

像控點測量時，可按近景顯示像控點位置，遠(yuǎn)景顯示像控點方向與周邊環(huán)境，多個方向拍攝像控點照片，以便于內(nèi)業(yè)繪圖人員判讀像控點。（近景一張，相反方向遠(yuǎn)景兩張）

在測區(qū)范圍內(nèi)有等級道路時，盡量選擇道路路面上的交通指示。如地面上前進(jìn)方向標(biāo)示的箭頭、限速數(shù)字尖點與拐點、拐彎箭頭、過街斑馬線拐角等。

測區(qū)內(nèi)有房屋，在選擇像控點時，建議優(yōu)先選擇平頂房房角或圍墻角，并且最好選擇航攝像片上沒有陰影的房角，或是房屋北邊的房角（原因是受攝影時光照的影響，在立體模型上北邊的房角易立體切準(zhǔn)。）

在選擇房屋角時，盡可能選平屋，且四個房屋角清晰，并避免選高樓房角。測量此房頂角像控點時，將此房角屋頂與地面的比高，記錄在像控點反面整飭中。

在測區(qū)范圍內(nèi)，可有真針性的選擇地坪拐角、鐵絲網(wǎng)支樁、在建房屋基角等目標(biāo)點。但要考慮時間間隔，若攝影時間與選點時間間隔太長，目標(biāo)地物現(xiàn)狀可能發(fā)生變化，則不建議選擇此類地物目標(biāo)。

當(dāng)測區(qū)范圍內(nèi)，可識別的地物稀少時，建議優(yōu)先選擇水渠的分水口、橋、閘、涵等水工建筑物拐角或中點。

測區(qū)范圍內(nèi)，還可選擇通訊線電桿地面中心作像控點。此類像控點，可分別測電桿左、右兩側(cè)作為參考點，然后取兩參考點的平面位置的算術(shù)平均值，作為此電桿像控點平面位置，并將電桿長度記錄在像控點反面整飭中。（此類像控點只用作平面控制點）

在測區(qū)范圍內(nèi)，可識別地物在攝影陰影內(nèi)時，可將像片無陰影線狀地物沿其方向，用紅筆畫出參考輔助線（延長線，垂直線等），再標(biāo)記出交點，以交點作為刺點目標(biāo)，此刺點目標(biāo)即為像控點。（此類像控點只用作平面控制點）

在測區(qū)范圍內(nèi)，像片顯示區(qū)域內(nèi)，人工地物稀少，可識別地物只有弧形地物時，也可將弧形地物的特殊點作為刺點目標(biāo)即像控點。如弧形水渠的分水口拐點，弧形水池邊緣的排水管中點等。

在測區(qū)范圍內(nèi)，也可以墳頭作為像控點刺點目標(biāo)。但是，要考慮攝影時間與選點時間是否間隔清明節(jié)，清明節(jié)前后墳頭點位高程及形狀可能發(fā)生變化。若墳?zāi)骨暗募漓肫脚_的，則首先考慮祭祀平臺的拐角，從而保證攝影測量前后的高程一致性。

建議野外像控點測量小組，最好以兩名有多年工作經(jīng)驗組成，可相互驗證對目標(biāo)地物與像片影像的判讀。從而保證像控點的正確性與惟一性。

7 結(jié)語

航空攝影野外像片控制點的目標(biāo)選擇與測量是航測成圖最重要的關(guān)鍵所在。外業(yè)工作中，各測量小組成員都要認(rèn)真仔細(xì)，都要反復(fù)判讀像片影像，分析、比對地面目標(biāo)與像片影像，經(jīng)過反復(fù)比較選出符合要求的明顯刺點目標(biāo)。

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

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

［3］李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

［4］魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數(shù)據(jù)處理［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2008.