摘要：无人机倾斜摄影测量的精度主要由航片的清晰度、飞行的航向重叠度、旁向重叠度、飞行的地面分辨率、控制点的布设方式和精度等因素影响，其中控制点的布设方式和精度直接影响模型的最终精度。本文研究外业控制点作业方法，便于作业人员系统的掌握全流程。
关键字：无人机 倾斜摄影 控制点布设 作业方法
项目信息：2019年包头铁道职业技术学院科研立项课题，“无人机倾斜摄影实景三维建模技术研究”
项目编号：BTZY201908
1.资料的收集和准备
1）测量设备的准备
在GPS-RTK广泛使用的今天，控制测量可以使用GPS-RTK的方式进行，RTK的差分信号可以由外挂电台、内置电台、移动网络传输，甚至可以使用连续运行参考站（CORS）进行。具体如下：
GPS主机1套、碳纤杆1根、三脚架1个、手机1台、带有大卡套的手机卡1个（或基准站1套）、外业记录纸若干。
外出作业检查时注意以下问题：
GPS设备、相机电池是否充满电；相机储存卡内存是否足够；手机卡是否可以正常使用；带外挂电台的基准站时，提前测试移动站上是否可以显示固定解状态。
外野作业完成后：
需给设备电池充电、导出和备份数据、检查仪器设备，以便下次使用。
2）基础控制点资料的收集
根据项目的需求，搜集必要的等级控制点。控制点应和最终要的测绘成果坐标系统、投影信息一致，如控制点的分布不能满足RTK的测量要求，需要在已有的控制点基础上使用GPS静态测量的方式加密控制点。
3）坐标系统的确定
根据项目的需求，分析已有资料，确定测区所用的坐标系统、投影方式、高程基准。
4）其他资料的搜集
外出作业前、应收集测区的地形图、交通图、地名录、天气、地域资料等。了解测区的基本情况对测量工作的开展意义重大。
2.像控点的布设
1）像控点的布设方式
为保障数据成果的精度，从而对像控点的要求相对提高，使1平方公里内保证30个控制点。测区高处、测区地处应相应增加控制点，从而使数据的精度有进一步的提高。特殊地区要适当设置平高点。采用航线两端及中间均隔一或隔两条航线布设平高点的方法。此方法既能保证成图精度又能减少外业工作量。
2）像控点的选点
像控点应选择在航测像片上影像清晰、目标明显的像点，实地选点时、也应考虑侧视相机是否会被遮挡。对于弧形地物、阴影、狭窄沟头、水系、高程急剧下滑的斜坡、圆山头、跟地面有明显高差的房角、围墙角等以及航摄后有可能变迁的地方，均不应当作选择目标。
选点原则：所选的控制点必须是航片上能够清晰辨认的、没有遮挡的目标。
在实际布设像控点时，下述目标不能选择：目标成像不清晰、与周围环境色差小、与地面有明显高差的目标、会影响空三内业的刺点误差。
总之：凡是可能引起刺点误差的，均不能选择作为像控点。
因实际情况中航测区域都未必有合适的像控点，为提高刺点精度，保证成图精度，应在航测前采用刷油漆的方式提前布设像控点标志。标志可以刷成“L”形或“十”字形。布置成“十”字形时，应在十字中心加喷直径为5厘米的原点。以提高刺点精度。
在实际精度控制方面，可以选用锐角标识，十字形标志最容易识别，L形靶标最容易布设，锐角靶标刺点精度最高。根据项目的实际情况选用合适的靶标。
3.像控点的测量
像控点主要采用GPS-RTK方法。
1）坐标系的转换
因为GPS测量结果使用WGS84坐标系统，如项目要求测量成果使用其他坐标系统，则需要在观测之前进行坐标系转换，求转换参数。
坐标系的严格转换为7参数转换，通常所测区域的控制点不能满足需要，我们在实际工作中需要加密布设控制点，可以采用GPS静态测量的方法进行，在静态精度报告中有7参数，我们可以输入手簿直接使用，现场单点纠正的方法进行。
首先要有5个目标坐标系的基础控制点坐标数据，其中4个用作求参，1个用于检核。注意已知点做好分布在整个作业区域的边缘，能控制整个区域，一定要避免控制点线性分布。
其次，在电子手簿上输入已知控制点坐标数据，并把GPS流动站接收机架在已知坐标点上测量其在WGS-84坐标系中的坐标。
再次，根据已知点的在目标坐标系中的坐标数值和其在WGS84坐标系中的坐标值，计算七参数，求得两个坐标系之间的转换参数。如果控制点充足的小区域的测绘项目，可使用四参数加高程拟合的方法。
2）野外观测的技术要求
3）野外观测的作业要求
两次观测，每次采集30个历元，采样间隔1秒。
接收机在观测过程中不应在接收机旁使用对讲机或手机；雷雨过境时应关机停测，并取下天线，以防雷电。
两次观测成果需野外对比结果，对比值为两次初始化采集的最后一个历元的空间坐标，较差依照平面较差不小于5厘米，大地高较差不超过5厘米的精度标准执行。不符合加测一次，若不合格换个时段重新观测。每日观测结束后，应及时将数据从GPS接收机转存到计算机中，以防数据丢失，并拷贝备份由专人保管。
4.像控点的拍照
对观测处进行至少5次拍照，分别为1张近照，4张远照。近照拍清GPS摆放位置以及对中位置或是杆尖落地处；一张不够描述，可以拍摄多张。原照的目的是反映刺点处与周边特征地物的相对位置关系，便于空三内业人员刺点。周边重要地物有：房屋、道路、花圃、沟渠等。为描述清楚，远处可多摄多张。
5.制作像控点KML文件
在布设控制点的过程中，可以提前将测区的KML边界文件导入手机，使用手机中预装的奥维互动地球软件可以显示目前自己所在地和测区边界之间的关系，每布设一个像控点，在布设处扎一个标识，标注的点好与手簿上存储的点好的点名一致。通过这种方法，在野外就能知道像控点布设是否合理，同时可以便于内业刺点工作。
6.观测记录
像控点外业观测以及拍完照片后，应及时填写记录，画草图，记录刺点处相关地物邻接关系，并对相控点编号进行关联，防止混淆，错乱。
如果使用了对中杆或三脚架或者其他支架的必须记录仪器高。电子手簿中需输入仪器高，从而使量测出的高程即为刺点处高程。仪器高记录时保留小数点后三位小数，必须填写单位。
7.外野资料与数据的整理
导出GPS观测数据并整理坐标数据成果表，表中应注明所有坐标系、投影方式、高程基准。
为了便于内业刺点，外业工作人员还需整理控制点照片：
每个控制点分别建立一个文件夹，把所拍摄的控制点照片分类，并放入相应的文件夹上，使控制点点好点位与控制点照片一一对应。同时将KML文件一同保存。
8.小结
本文研究无人机倾斜摄影像控点布设方法的全套技术流程和实际工作中的注意事项，可以指导学生或外业作业人员的实际作业，具有良好的使用价值。
参考文献
[1]郭有宝.利用无人机检查测图成果质量的研究[J].百科论坛电子杂志,2018(20)
[2]张逢春.浅谈无人机倾斜摄影测量技术与应用[J].世界有色金属,2018(03)
[3]莲蓉 丁忆 胡艳 罗鼎.旋翼无人机倾斜摄影实景三维建模技术研究[J],地理空间信息,2018(07)
论文作者:郭有宝
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/26
标签：作业论文; 精度论文; 坐标系论文; 坐标论文; 无人机论文; 测量论文; 高程论文; 《城镇建设》2019年第16期论文;