江西西南部航空攝影像控測(cè)量及內(nèi)業(yè)精度驗(yàn)證技術(shù)研究

張沖沖

摘 要：本文選取江西地區(qū)2015年UCXp WA航攝影像作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)同一區(qū)域進(jìn)行三種不同外業(yè)像控點(diǎn)布設(shè)方案，通過空中三角測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究及對(duì)比分析，制定出符合江西1：2000航空攝影數(shù)字正射影像制作精度要求的基于UCXp WA數(shù)碼航空影像的控制點(diǎn)布設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：UCXp WA 像控點(diǎn)布設(shè) 空三加密 像控測(cè)量

中圖分類號(hào)：P23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）12（c）-0004-02

1 測(cè)區(qū)自然地理概況

測(cè)區(qū)范圍位于江西省西南部區(qū)域，獨(dú)特的地理位置、奇特的地形地貌，孕育出個(gè)性鮮明的高山峽谷、河流湖泊、原始森林、溶洞溫泉等奇特景觀。整體地形情況如圖1所示。

2 數(shù)碼航攝儀

本項(xiàng)目航空攝影采用一臺(tái)UCXp WA數(shù)碼航攝儀、一臺(tái)DMC-230數(shù)碼航攝儀、二套POS VA510。本文只針對(duì)UCXp WA數(shù)碼航攝儀影像進(jìn)行像控測(cè)量方案布設(shè)研究與精度驗(yàn)證。

UCXp WA外形與UCXp大體相同，主要是縮短了焦距（100mm變?yōu)?0mm），在同等地面分辨率的情況下，大大降低了飛行高度，增加了可飛行天氣的數(shù)量。適用于大范圍（旁向覆蓋大）的項(xiàng)目（低分辨率時(shí)飛行高度與UCXp降低30%），且受低云影響小，可充分利用云下攝影。此外，對(duì)于空域高度的飛行限制又多了一個(gè)選擇。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

精度驗(yàn)證區(qū)選擇是整個(gè)航攝區(qū)域的具有代表性典型地形區(qū)，試驗(yàn)區(qū)地形平均海拔約為2050m，最高與最低處高差約為950m，屬山地地形該區(qū)，森林茂密。實(shí)驗(yàn)區(qū)域航線數(shù)為4條，每條航線約32張影像，像片總數(shù)為125張。攝影參數(shù)如表1所示。

4 像控點(diǎn)布設(shè)方案

本次實(shí)驗(yàn)根據(jù)光束法區(qū)域網(wǎng)整體平差原理，利用TOPGRID進(jìn)行試驗(yàn)區(qū)的空三加密計(jì)算，采用了3種像控點(diǎn)布設(shè)方案進(jìn)行測(cè)試。

（1）像控點(diǎn)布設(shè)方案一。

采用常規(guī)像控?cái)z影技術(shù)制作地形圖時(shí)的控制點(diǎn)布設(shè)方案，航向跨度4條基線，旁向跨度每2條航線布設(shè)一排平高點(diǎn)。本方案共布設(shè)21個(gè)定向點(diǎn)，4個(gè)檢查點(diǎn)。

（2）像控點(diǎn)布設(shè)方案二。

本方案在規(guī)范明確要求的條件基礎(chǔ)上適量放寬航向基線跨度，航向跨度8條基線，旁向跨度每2條航線布設(shè)一排平高點(diǎn)，共布設(shè)12個(gè)定向點(diǎn)，13個(gè)檢查點(diǎn)。

（3）像控點(diǎn)布設(shè)方案三。

本方案在規(guī)范明確要求的條件基礎(chǔ)上進(jìn)一步放寬航向基線跨度，航向跨度12條基線，旁向跨度每2條航線布設(shè)一排平高點(diǎn)，共布設(shè)9個(gè)定向點(diǎn)，16個(gè)檢查點(diǎn)。

5 像控測(cè)量

像片控制測(cè)量（photo control survey）是在實(shí)地測(cè)定像片控制點(diǎn)平面位置和高程的測(cè)量工作，通常采用RTK測(cè)量和精密單點(diǎn)定位（PPP）的方式，RTK測(cè)量分為單基準(zhǔn)站RTK和網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)（單基站CORS、多基站CORS、網(wǎng)絡(luò)CORS）。由于江西測(cè)區(qū)為高山區(qū)，且無CORS系統(tǒng)，考慮幾種測(cè)量方式的優(yōu)劣及測(cè)區(qū)特點(diǎn)，像片控制測(cè)量主要采用單基準(zhǔn)站RTK模式進(jìn)行測(cè)量，無信號(hào)區(qū)域采用單點(diǎn)精密定位方式。

6 精度驗(yàn)證

本次精度檢測(cè)采用區(qū)域網(wǎng)平差，用平差后的定向點(diǎn)、檢查點(diǎn)的中誤差來評(píng)估各方案所能達(dá)到的理論精度。本次空三加密主要使用TOPGRID軟件進(jìn)行連接點(diǎn)匹配及光束法區(qū)域網(wǎng)平差解算，獲取空三加密最終解算成果。定向點(diǎn)中誤差按空三區(qū)域網(wǎng)平差報(bào)告中相關(guān)項(xiàng)進(jìn)行評(píng)估；檢查點(diǎn)的中誤差具體計(jì)算公式按《數(shù)字航空攝影測(cè)量空中三角測(cè)量規(guī)范》（GB/T 23236-2009）7.2執(zhí)行。

針對(duì)3種不同像控點(diǎn)布設(shè)方案，空三加密解算精度見表2。

以上三種控制點(diǎn)布設(shè)方案，空三精度均高于國(guó)標(biāo)1∶2000比例尺空三精度要求。

根據(jù)精度驗(yàn)證結(jié)果，綜合分析三種方案的誤差統(tǒng)計(jì)，可以明顯看出三種像控布設(shè)方案得出的精度誤差基本屬于同一個(gè)級(jí)別的精度，均可以滿足國(guó)標(biāo)規(guī)范要求中山地的定向點(diǎn)、檢查點(diǎn)的平面和高程的精度要求，可用于后期數(shù)字正射影像（DOM）生產(chǎn)需要。為確保項(xiàng)目特殊地區(qū)精度符合要求，本項(xiàng)目采用在方案一完全可以滿足后期DOM生產(chǎn)精度要求，又兼顧了外業(yè)像控測(cè)量工作量。

7 結(jié)語(yǔ)

本文利用三種不同像控點(diǎn)布設(shè)方案，進(jìn)行空三加密，對(duì)空三加密后的定向點(diǎn)，檢查點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)與分析，在保證精度情況下，考慮到外業(yè)像控工作量、工期以及像控測(cè)量難度，選擇了航向跨度12條基線，旁向跨度每4條航線布設(shè)一排平高點(diǎn)（4×10）的布點(diǎn)方案作為本項(xiàng)目UCXp WA航攝影像的像控點(diǎn)布設(shè)方案。現(xiàn)行航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范對(duì)像控點(diǎn)數(shù)量的要求偏嚴(yán)，實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)采用的航攝設(shè)備和像控測(cè)量技術(shù)適當(dāng)?shù)臏p少像控點(diǎn)數(shù)據(jù)量，既能保證成圖精度，又能減少外業(yè)工作量，降低項(xiàng)目成本，縮短項(xiàng)目生產(chǎn)周期。隨著數(shù)碼航空攝影設(shè)備及技術(shù)以及航空數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，航空攝影數(shù)據(jù)處理將日益自動(dòng)化和智能化。

參考文獻(xiàn)

[1] 張燕.航測(cè)外業(yè)像控點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].城市勘測(cè)，2011，4（2）：104-108.

[2] 趙麗梅.基于UCXp航攝影像的像控點(diǎn)布設(shè)方案探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（22）：11-12.