無(wú)人機(jī)航攝影像中測(cè)繪地形圖的像控點(diǎn)布設(shè)方案探討

劉洋宏

摘 要： 無(wú)人機(jī)航攝中，像控點(diǎn)布設(shè)方案的合理與否，對(duì)整個(gè)測(cè)繪地形圖的數(shù)學(xué)精度產(chǎn)生直接影響，因此需重視像控點(diǎn)的科學(xué)選擇與布控，從而保障地形圖的質(zhì)量。本文從像控點(diǎn)布設(shè)方案概述入手，根據(jù)實(shí)際案例來(lái)簡(jiǎn)要介紹無(wú)人機(jī)航攝影像中測(cè)繪地形圖的像控點(diǎn)布設(shè)方案。

關(guān)鍵詞： 無(wú)人機(jī)航測(cè)；地形圖；測(cè)繪；像控點(diǎn)布設(shè)

無(wú)人機(jī)航攝是當(dāng)前公路設(shè)計(jì)、土地資源調(diào)查、城市地圖更新及規(guī)劃建設(shè)等工作的主要方式，特別是在地形圖測(cè)繪方面，由于我國(guó)大力建設(shè)高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施，高速公路建設(shè)對(duì)地形和地質(zhì)情況較為重視，尤其是在地形條件復(fù)雜、人類活動(dòng)較少的山區(qū)，為了更好的進(jìn)行地形圖測(cè)繪，利用無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行航攝，可以得到區(qū)域內(nèi)地形圖，能夠有效控制測(cè)繪成本，提升測(cè)繪成圖精度和質(zhì)量。

一、測(cè)繪地形圖的像控點(diǎn)布設(shè)方案

（一）全野外像控點(diǎn)布設(shè)

全野外像控點(diǎn)布設(shè)一般是指無(wú)人機(jī)進(jìn)行正射投影，而內(nèi)業(yè)測(cè)圖定向與糾正需全部的像控點(diǎn)都是由外業(yè)測(cè)定來(lái)進(jìn)行[1]，此種像控點(diǎn)布設(shè)方案被稱為全野外像控點(diǎn)布設(shè)，這種布設(shè)方案的航攝精度較高，由于所有的像控點(diǎn)都需要外業(yè)測(cè)定來(lái)完成，因此外業(yè)工作量較大，航攝成本比較高，通常情況下，只在對(duì)成圖精度具有較高要求時(shí)會(huì)使用這種全野外像控點(diǎn)布設(shè)方案。

（二）非全野外像控點(diǎn)布設(shè)

非全野外像控點(diǎn)布設(shè)方案是在內(nèi)業(yè)測(cè)圖定向和糾正過(guò)程中，是內(nèi)業(yè)通過(guò)解析空中三角測(cè)量來(lái)獲得定向和糾正結(jié)果[2]，外業(yè)測(cè)定控制點(diǎn)數(shù)量較少，并且只是用來(lái)進(jìn)行內(nèi)業(yè)加密，非全野外像控點(diǎn)布設(shè)方案外業(yè)工作量較小，無(wú)需過(guò)多的進(jìn)行野外測(cè)量，因此工作效率比較高，能夠充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)航測(cè)的優(yōu)勢(shì)和功能。一般而言，非全野外像控點(diǎn)布設(shè)方案可以根據(jù)構(gòu)網(wǎng)方式的不同來(lái)進(jìn)行分類，主要分為航帶像控點(diǎn)布設(shè)方案與區(qū)域網(wǎng)像控點(diǎn)布設(shè)方案兩大類別。

航帶像控點(diǎn)布設(shè)方案在具體操作中可以分為六點(diǎn)航帶、八點(diǎn)航帶和五點(diǎn)航帶[3]，六點(diǎn)航帶像控點(diǎn)布設(shè)是在每段航帶網(wǎng)中，兩端和中心作為相控主點(diǎn)，在了兩段航帶重疊處分別設(shè)置平高點(diǎn)，因此，共有六個(gè)像控點(diǎn)，這種布設(shè)方案一般在山地或高地測(cè)繪中較為常用。八點(diǎn)航帶與六點(diǎn)航帶類似，就是在每段航帶范圍內(nèi)設(shè)置八個(gè)平高點(diǎn)。五點(diǎn)航帶則是由于航帶網(wǎng)的長(zhǎng)度在最大長(zhǎng)度的50%至75%之間，促使可以通過(guò)五點(diǎn)航帶布設(shè)法，這種布設(shè)方案往往在測(cè)繪平地或丘陵時(shí)經(jīng)常用到。

區(qū)域網(wǎng)像控點(diǎn)布設(shè)方案中，通常只在測(cè)繪區(qū)域的四周安排平高點(diǎn)，像控點(diǎn)布設(shè)方案主要分為正規(guī)布設(shè)方案、“品”字型布設(shè)方案和密周邊布設(shè)方案[4]，這三種像控點(diǎn)布設(shè)方案需根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇，尤其是需要了解測(cè)量地區(qū)的地形、比例尺需求情況等因素，才能夠更好選擇出合適的區(qū)域網(wǎng)像控點(diǎn)布設(shè)方案，在一些特殊情況，可以將多種布控方式來(lái)綜合使用。

（三）特殊情況像控點(diǎn)布設(shè)

特殊情況像控點(diǎn)布設(shè)是指，在水域測(cè)繪、海島測(cè)繪、航攝區(qū)域交界處、旁向或航向重疊不足等特殊情況下，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇行之有效的像控點(diǎn)布設(shè)方式。

二、項(xiàng)目概況與像控點(diǎn)布設(shè)方案

（一）項(xiàng)目概況

Q項(xiàng)目需測(cè)繪全長(zhǎng)約為129千米，測(cè)繪區(qū)域整體地勢(shì)呈現(xiàn)出西北高、東南低的特點(diǎn)，地形方面較為復(fù)雜，高差過(guò)大，測(cè)繪區(qū)域的森林覆蓋率較高，特征點(diǎn)較少，甚至一些區(qū)域中不存在標(biāo)志地，測(cè)繪難度比較大。Q項(xiàng)目要求進(jìn)行分段式測(cè)量，形成區(qū)域總拼圖和1：2000的區(qū)域地形圖，區(qū)域地形圖等高距為2米，并要求測(cè)量結(jié)果成圖大于400米。對(duì)Q項(xiàng)目需求和實(shí)際情況進(jìn)行分析后，決定采取人工采集控制點(diǎn)方式進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)，在人工航飛結(jié)束之后在根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇特征點(diǎn)。

（二）項(xiàng)目像控點(diǎn)選取

在特征明顯且高差較小的區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，一般通過(guò)航飛來(lái)確定區(qū)域內(nèi)的特征點(diǎn)之后，再進(jìn)行實(shí)地像控點(diǎn)采集與布設(shè)，但是Q項(xiàng)目具備特征點(diǎn)不明顯、森林覆蓋率高且人類活動(dòng)較少的特點(diǎn)。因此并不適合傳統(tǒng)非全野外像控點(diǎn)布設(shè)方案，應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)先到區(qū)域?qū)嵉厝チ私猱?dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，并采集部分特征點(diǎn)，再進(jìn)行航飛，根據(jù)航飛結(jié)果來(lái)明確其他特征點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)，此種方式能夠節(jié)省時(shí)間和成本，在實(shí)際測(cè)繪中應(yīng)用較為廣泛。

為了對(duì)Q項(xiàng)目整體進(jìn)行把控和規(guī)劃，在外業(yè)前先通過(guò)Google Earth來(lái)模擬航飛[5]，這樣可以初步篩選像控點(diǎn)位置，利用Google Earth進(jìn)行模擬分型能夠使得像控點(diǎn)布設(shè)更為合理，使像控點(diǎn)布設(shè)更為均勻，提升成圖精度，從而方便后續(xù)的內(nèi)業(yè)工作，令內(nèi)業(yè)成圖的質(zhì)量得以保障，同時(shí)能夠降低外業(yè)成本，Google Earth模擬航飛是一種值得推廣的方法。

（三）項(xiàng)目像控點(diǎn)布設(shè)方案

由于Q項(xiàng)目要求測(cè)繪區(qū)域的帶寬大于400米，針對(duì)此種情況，可以采取區(qū)域網(wǎng)像控點(diǎn)布設(shè)方案，根據(jù)區(qū)域的實(shí)際情況，設(shè)定控制點(diǎn)間距為600米至800米，像控點(diǎn)呈“品”字型布設(shè)，使控制點(diǎn)布設(shè)成為一個(gè)整體，進(jìn)而提升成圖的精度與質(zhì)量。進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)時(shí)，為了提升其適用性，應(yīng)根據(jù)區(qū)域內(nèi)測(cè)量通視的情況以及是否存在明顯特征點(diǎn)來(lái)進(jìn)行綜合性選擇，這種將像控點(diǎn)選擇與布設(shè)結(jié)合在一起的方式，能夠節(jié)省時(shí)間和外業(yè)成本，同時(shí)使像控點(diǎn)布設(shè)更為科學(xué)合理。如在實(shí)際測(cè)繪之中，存在森林覆蓋率較大，區(qū)域地物特征不明顯的情況下，對(duì)空視角較好的情況下，可在較為平坦的地面進(jìn)行標(biāo)注，一般綠色植物較多的區(qū)域，可用白色布條作為標(biāo)志點(diǎn)，二者顏色對(duì)比度較大，能夠清晰辨別。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，無(wú)人機(jī)航攝影像中測(cè)繪地形圖的像控點(diǎn)布設(shè)對(duì)整個(gè)地形成圖產(chǎn)生決定性影響，應(yīng)根據(jù)測(cè)繪區(qū)域的實(shí)際情況來(lái)選擇像控點(diǎn)布設(shè)方法，在保障成圖精度和質(zhì)量的同時(shí)，節(jié)省測(cè)繪時(shí)間與外業(yè)成本，能夠有效提升測(cè)繪效率。

參考文獻(xiàn)

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