淺談航空攝影測量中像控點的布設及測量

王里縣

摘要：航空攝影測量已然成為目前最為主流的地圖成圖方法，極大提高了測繪成圖的效率和質量。其中，像控點的布設和測量是影響航空攝影測量結果的重要因素。本文以此為研究內容，對像控點的布設和測量進行了相應的分析，并以泉州市某區域航空攝影測量為例，對生產實踐中像控點的布設及測量進行了闡述。

關鍵詞：航空攝影測量;像控點;布設;測量

引言

隨著我國測繪地理信息產業的不斷發展，航空攝影測量技術已然成為基礎測繪、數字城市建設、工程建設、資源開發利用、國防安全等多個領域獲取地理信息數據的最主要方式。也是實現“十三五”時期地理信息產業發展目標的重要測繪裝備支撐。像控點是航空攝影測量開展測量工作及獲取地理信息的控制基礎，是與地面實際地理信息數據之間產生聯系的紐帶。并且像控點可以對飛機在開展航空攝影過程中發生的位置偏移、大氣干擾、電磁干擾等發生的坐標精度受損等問題進行校正。雖然POS輔助航空攝影測量、傾斜航空攝影測量的出現，在一定程度上降低了像控點的作用，但這些測量方式穩定性較差，并且缺少檢驗數據，所以在較高精度要求的測繪工作中應用仍舊較少。所以，像控點的布設及測量仍舊是航空攝影測量的重要工作，而像控點的布設方案選擇、測量精度等直接影響到航空攝影測量的整體質量。

1像控點的布設方案

1.1像控點的布設原則

像控點的布設的目的是對航空攝影測量區域起到全面控制，并且所測結果能夠與其他測量方法，或者相鄰區域的圖紙進行聯測和拼接，所以像控點的選擇應當根據對象區域的圖形分布，所需成圖的比例尺大小，飛機相機像素大小、飛行高度和機型等諸多因素進行方案的制定。像控點最基本的布設原則，是保證布設的控制點能均勻覆蓋整個測區。對于不規則圖形來說，先按照規則圖形進行控制點布設，即航飛區域內4個角各一個，區域中間1個，并且按照區域大小進行相應控制點的增加，對于規則圖形以外區域，相應的增加控制點，見圖1-a。對于帶狀地物，例如河流、道路等區域，常采用“z”字形布設法，即帶狀兩邊各布置兩個控制點，中間區域布置一個，按照區域范圍相應增加點數，見圖1-b。

1.2像控點的點位選擇

為了便于航空攝影測量內業判讀，像控點的目標影像應當清晰（不大于3*3像素），且與其他地物信息存在顯著差異，并且能夠便于準確定位和測量，常年穩定，且點位目標的高程變化較小（尤其是高程控制點），而為了保證像控點的三維信息尤其是高程信息的準確性，在選擇垂直地物作為點位目標時，應當確保目標點的高程值的準確性，例如如果選擇房頂角作為目標點，則高程值必須是房頂高程。例如線狀地物的交點、明顯地物拐點等，而弧形地物、高程變化較大的峽溝、尖山頂等都不適宜作為點位目標。而對于相片條件來說，像控點位置應當布設在5～6張航向或旁向航線重疊處，且不宜在相片邊緣，與邊緣之間距離應小于150像素，而為了與其他成圖方法相結合，自由邊、待成圖邊的像控點布置在圖廓線外4mm以上，測區周邊像控點宜選在三片重疊處。航線兩端上下像控點盡量位于通過像主點且垂直于方位線的直線上，相互偏差一般不超過0.5條基線，個別最大不應超過1條基線。航線中間的像控點一般應布設在兩端像控點的中線上，困難時可向兩側偏離1條基線左右。

2像控點的測量

像控點的測量是為了標定像控點在相應坐標系內的三維空間位置，隨著我國測繪地理信息產業的不斷創新發展，目前可供像控點測量的方法較多，其中效率最高、外業工程量最小的測量方法應當選擇衛星定位導航系統（GPS），而隨著我國北斗定位導航系統正式向全球提供服務，衛星定位導航技術在測量中的應用更為廣泛，衛星信號更為通暢，定位精度也不斷提升，其能夠快速地對空間信息進行準確定位，極大提升了外業測量工作效率，而像控點的點位選擇也擴展了該技術在像控點測量中的應用范圍。全球連續運行跟蹤站以及我國城市CORS系統的日益增多，可以為GPS定位提供精密的星歷、衛星鐘差改正、電離層誤差、大氣延遲誤差等數據的誤差改正模型，目前，GPS技術在像控點測量中的應用主要分為網絡RTK、RTK實時動態定位，以及精密單點定位技術（PPP）。在實際應用中，可以選擇多種GPS技術方法綜合使用，或者GPS定位技術與其他測量方法聯合使用進行測量，最為常見的是網絡RTK測量模式+RTK實時動態定位方式，網絡RTK測量模式+全站儀測量模式。

3像控點布設及測量實例

本文中像控點布設及測量實例選擇泉州市某區域1：500地形圖修補測繪，航空攝影測量設備選擇ssK全數字攝影測量工作站和MH-DMS數字攝影測量工作站，像控點精度要求平高控制點相對的基礎控制點平面位置中誤差≤0.05m，高程中誤差≤1/10基本等高距。

3.1像控點布設方案

本項目1：500N域像控布點原則上按區域網布點法布設，在充分利用GPS/IMU輔助航空攝影數據的條件下，規則區域按照4條航線20條基線布設9個平高控制點，不規則區域按照間隔2條航線10條基線布設平高點，同時應在區域拐點處增加平高點，檢查點在區域網中與像控點間隔布設，見圖2。

3.2像控點點位要求

按照上述1.2布設原則進行點位選擇。

3.4像控點測量

根據儀器以及實際情況，像控點測量利用地方cORS系統進行作業，獲得像控點的WGS84坐標，然后根據CORS系統轉換參數進行轉換，得到成果坐標系及高程基準成果。當無網絡信號或超出CORS系統范圍時采用RXK實時動態定位方式。網絡RTKN測設置平面收斂閥值≤2cm，垂直收斂閥值≤3cm，作業前至少與+已知點進行檢核，平面和高程差值≤5cm，每個點觀測測回數應1>3，測回間的時間間隔應≥60s，每測回觀測時間不少于10s，并確保每2組的點位平面互差≤4cm，高程互差≤4cm。。采用砌[K實時動態定位，像控點的平面和高程實時動態定位求取時基準站與流動站應始終保持同步鎖定5顆以上衛星，GPOD值應小于6;流動站距離參考站距離不得超過10公里，每次設站均要進行已知點檢測或相鄰參考站所測點檢測，較差不能5cm。

4結束語

像控點的布設及測量是航空攝影測量成圖的關鍵影響因素，為了保證測量成圖的精度，必須合理制定像控點布設方案，按照相關測繪要求科學選擇點位，并采用滿足精度要求的測量手段對像控點進行野外測量。而在進行外業測量中，測量人員更應當認真仔細，嚴格反復判讀相片影像，分析、比對地面目標與相片影像。而隨著測繪地理信息產業的不斷創新發展，像控點對航空攝影測量結果的影響必然會越來越小。