像控點布設方案對水利工程無人機航測項目精度影響的研究

王雪嬌 董改改

【摘 要】水利工程項目多選在山高林密、地形陡峭的山區或河道地區，受測區實際條件限制，人員作業困難，像控點布設難以嚴格按照作業規范進行。論文結合實際項目，研究了不同像控點布設方案對1：2000地形圖精度的影響，并根據相關具體問題，提出了合理有效的像控點布設方案，從而為無人機航測在水利工程項目中的像控點布設提供了參考依據。

【Abstract】The hydraulic conservancy engineering projects are mostly located in mountainous areas or river areas with high forests and steep terrain. Limited by the actual conditions of the surveyed areas， it is difficult for the personnel to work， such as the layout of control points， to strictly follow the operational norms. Combining with the actual project， this paper studies the influence of different image control point layout schemes on the accuracy of 1：2000 topographic map， and puts forward a reasonable and effective image control point layout scheme according to the relevant specific problems， which provides a reference basis for UAV aerial survey in the layout of image control points in hydraulic engineering projects.

【關鍵詞】無人機航測;像控點布設;水利工程;精度;影響

【Keywords】UAV aerial survey; image control point layout; hydraulic engineering; accuracy; influence

【中圖分類號】P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）08-0172-02

1 引言

近年來，伴隨著信息時代社會科技的飛速發展和“智慧水利”的穩步推進，無人機以其輕巧、起降方便、作業靈活、飛行成本低、能夠快速、高效地獲取測區高分辨率影像數據等優勢被廣泛應用于水利工程項目中[1]。基于后差分pos輔助空三技術提供了更準確的影像曝光時刻的外方位元素，在很大程度上提高了空三精度。但是，由于無人機搭載的為非量測型相機，影像畸變差較大，加之無人機自身抗風能力差、影像姿態不穩定，像控點測量成為無人機航測的一個必要環節。如何合理有效地布設像控點是本文研究的重點[2]。

2 在水利工程無人機航測項目中像控點布設的難點分析

依據《低空數字航空攝影測量外業規范》CH/Z 3004—2010中附錄A像片控制點航向基線數跨度估算公式：

由上述可知，1：2000地形圖需每2～4條航線布設像控點，平高控制點基線數小于4，高程控制點基線數小于6。而無人機航測影像的相幅較小，若嚴格按照規范執行，需布設大量的像控點。而水利工程項目測區多在高山、峽谷和河道地區，人員作業存在一定危險性，且特征地物少，像控點選取困難[3]。若在航飛前布設像控點地面標志，難以保證像控點布設的位置滿足規范要求，且存在丟失的現象，為后續數據處理帶來麻煩[4]。

通過采取合理的像控點布設方案，減少像控點數量，滿足無人機航測數字產品的精度，能極大地降低外業工作成本，提高作業效率[5]。

3 像控點布設方案對空三精度影響的研究

3.1 項目概況

該項目區位于山東省境內，屬于低山丘陵區，沖溝發育，外夾河由西南向東北方向流動，成圖面積約20km2。項目采用固定翼CW30無人機搭載際上AGS300慣導系統和飛思相機進行航攝采集。設備主要參數和航攝因子如表1所示。

3.2 像控點布設方案設計

方案一：在測區四周均勻布設像控點，測區內部不布設像控點;

方案二：在測區四周均勻布設像控點，測區中心布設一個像控點;

方案三：在方案二的基礎上，測區內部加密布設像控點。

同時，在測區均勻布設檢查點70個。

3.3 測試結果

測試結果如表2所示。

當像控點位于測區四周時，誤差最大的點位于測區中間位置，隨著測區中間像控點數量增加，平面位置精度提升甚微，高程精度提高明顯，當測區中間像控點間距接近2km時，再增加像控點高程精度提升不大。

4 結論

在水利工程項目中采用無人機航測方案，應在測區外圍和測區中間合理位置布設像控點，像控點間距為2～3km即可滿足1：2000地形圖測量精度的要求。

【參考文獻】

【1】李德仁，李明.無人機遙感系統的研究進展與應用前景[J].武漢大學學報·信息科學版，2014，39（5）：505-513.

【2】羅東山，李相庭，何軍，等.無人機航測像控點布設對空三精度的影響[J].測繪標準化，2017（03）：36-38.

【3】李萬能，唐慶忠，陳黎.無人機航攝像控點數量對空三解算精度的影響[J].測繪通報，2017（S1）：90-95+105.

【4】宗偉麗.像控點布設方案對既有線中線測量精度影響分析[J].鐵道勘察，2018，44（1）：35-37.

【5】袁修孝.POS輔助光束法區域網平差[J].測繪學報，2008，37（3）：342-348.