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详解无人机航测如何正确布设像控点

详解无人机航测如何正确布设像控点 三维地图资源馆
2025-09-24
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导读:像片控制测量是在测区内实地测定用于空中三角测量(空三加密)或直接用于测图定向的像片控制点平面位置和高程的测量工

像片控制测量是在测区内实地测定用于空中三角测量(空三加密)或直接用于测图定向的像片控制点平面位置和高程的测量工作。

空中三角测量利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系,依据少量已知控制点,计算待求点的平面坐标、高程及像片外方位元素。像控点是航空摄影测量中解析空三加密和成图的基础,其布设位置与测量精度直接影响最终成果的准确性。

一、像片控制测量的布点方案

像片控制测量的布点方案分为全野外布点、非全野外布点和特殊情况布点三类。

1. 全野外布点

所有控制点均通过野外实测获取,无需内业加密,直接用于内业测图定向或纠正。该方案精度高,但外业工作量大,适用于测图精度要求高、视野开阔、联测条件良好的小面积区域。例如立体测图仪单模型作业时,通常在测绘区域四角各布设一个平高控制点,共4个。

2. 非全野外布点

按航线划分,可分为单航线和区域网布点。外业仅布设少量控制点,结合数学模型进行平差计算,解算加密点的平面与高程,以减少外业工作量。

3. 特殊情况布点

针对航摄区域接合处、航向或旁向重叠不足、水域、岛屿等特殊地形,应按照相关规范合理布设控制点。

二、像控点布设的一般原则

1. 航线内布设

像控点应在整个测区均匀分布,形成一定的几何强度。优先选择固定、平整、清晰易识别、无阴影遮挡的地物特征点,如斑马线角点、停车位角点等。若无明显地标,可采用人工喷漆或撒白灰方式设置标志。

像控点示例1

像控点示例2

规整大面积区域可采用“品”字形布点;精度要求较低的大范围区域可适当抽稀内部像控点。带状测区应在两侧布点,推荐按“S”或“Z”字型路线布设。

2. 像控点选择

应选择尖锐、稳定、不易被遮挡的地面标志物,避免树下、房角等位置。如无合适地物,可人工设置永久性标志,喷漆宽度不得小于30cm,且轮廓清晰、棱角分明。

3. 标志尺寸

像控点标志物尺寸应大于70cm,确保影像清晰可辨,并避免方向性误判。

4. 颜色对比

标志颜色需与周围环境形成鲜明对比:深色背景使用浅色标志,浅色地面则使用红色油漆等高对比度色彩。

5. 周边环境记录

选用的地物应具有代表性,拍摄2–4张现场照片,包括近景和周边全景,准确反映像控点位置关系。

6. 点位文件制作

布设完成后需生成像控点点位图,黄色表示像控点,红色框为测区边界,确保点位分布均匀,控制网具备足够几何强度。

7. 布设密度

像控点密度应根据测区地形复杂程度和项目精度要求确定。地形起伏大、地貌复杂的区域应增加10%–20%的控制点数量。配备RTK或PPK系统的无人机可适当减少地面控制点,具体可根据项目经验调整。

三、像控点采集方法与流程

像控点测量遵循“从整体到局部、先控制后碎部”的原则,先完成测区控制网建立,再开展碎部测量。常用采集方式包括GNSS静态、RTK和全站仪,其中GNSS静态精度最高,全站仪次之,RTK相对较低。目前广泛采用GNSS技术,结合CORS系统、双基准站或RTK方式快速获取高精度坐标。

为保证像控点与航摄影像POS数据处于同一坐标系,使用RTK采集时,无人机与RTK接收机应连接相同的CORS接入点和端口。

1. 检查固定解状态

开机并获得固定解后,须检查水平残差(HRMS)和垂直残差(VRMS),正常情况下应小于0.02m,满足项目精度要求方可开始测量。

2. 观测采集

每个像控点和检查点分两次观测,每次采集30个历元,采样间隔1秒。观测过程中保持对中杆气泡居中,建议使用三角支架以提高稳定性,减小人为误差。

3. 拍摄像控点照片

每点至少拍摄2张照片:一张近照(对中杆底部特写),一张远照(显示点位与周边地物的关系),必要时可补充多角度影像,便于内业刺点。

4. 成果保存

像控点与检查点成果应分别保存,包含大地坐标(默认CGCS2000)和投影平面坐标(默认高斯-克吕格3°分带,中央子午线108°,可根据实际调整)。

5. 照片管理

为每个像控点建立独立文件夹,分类存放对应照片,确保点号、位置与影像一一对应。所有点的.csv成果文件统一存放在根目录下。

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