摘要：像控点布设是航空摄影测量的基础工作，布设质量不仅影响程度精度，而且影响工作效率，因此，做好像控点布设及测量研究，具有重要的现实意义。本文以某地航空摄影测量项目为例，对像控点的布设及测量方法进行了细致的研究，优化了像控点布设方案和测量方法，提高了成果的精度和效率。
关键词：航空摄影测量像控点布设测量
航空摄影测量指利用安装航摄仪器的飞机，连续摄取地面像片，结合地面控制点测量，调绘及立体测绘等，绘制出地形图的作业。航空摄影测量涉及较多的专业知识，其中合理布设像控点和合理的测量方法成为保证测量精度与质量的关键，应引起相关人员的高度重视。
1、像控点的选择与布设分析
1.像控点布设细节分析
航空摄影测量像控点布设涉及的知识较为专业，应注重考虑以下细节内容：像控点的目标影像应清晰、无遮拦、容易分辨；像控点位置和像片边缘的距离至少应为1cm；为保证定向与交会质量，像控点和方位线的距离至少应保持3cm；在待成图边、自由图边的像控点，应将其布设在图轮廓线之外。另外，像控点的布设还应结合具体情况稳定，做好现场环境的分析。
2.像控点布设方案分析
像控点布设方案因地形地貌、测量面积的不同而不同，目前像控点布设分为：特殊情况布设、稀疏布设、全野外布点。其中特殊情况布设中的特殊情况主要指水滨与岛屿、标准点与像主点落水、航向或旁向重叠不够、航摄区域结合处等，布点时应严格按照规范要求进行。
稀疏布点指外业测量仅对少量的像控点进行测量，而后采用业内加密方法，获取剩余大量的控制点。外业测量时布点方法分为区域网布点、航线网布点。其中区域网布点操作时可在周边位置布设8个或6个平高控制点。同时，为满足高程跨距要求，应在区域网内部注重高程点的布设。另外，当像对内出现大量阴影、云影或像片重合度不满足要求时，不适应应用该布点方法。航线网布点时同样需要布设平高控制点，并且为保证内业加密精度，应在航带首尾布设像控点，并每隔一段距离布设检查点。
全野外布点指全部控制点均通过外业测定获得。实践表明，该布点方法不仅对外界环境要求较高，而且工作量大，因此，适合应用在测图精度高、小面积测图作业中。
除此之外，测量单位布设像控点时还应综合分析技术设备、像幅时间、大小、摄像比例尺、成图比例尺等因素的影响，制定一套科学、合理的方案。
2、像控点的布设及测量
1.施测区介绍
某施测区海拔30m左右，地势平坦，总施测面积在270km2。航摄时间安排在5月~7月，航向沿着地势走向。航向及旁向重叠度分别设计为65%、35%。其中有效的航向像片多达5500张。使用运五B-8055摄像飞机以及高精度数码航摄仪进行航摄。其中航摄仪像元尺寸12μm，像幅92mm×166mm，焦距120mm。航摄时需计算基线数，但国家规范并未给出布设基线数的计算公式，因此，需要技术人员结合规范中加密点精度估算公式，求出基线数。
2.加密点精度分析
相关规范中给出了1:500地形图加密点高程与平面精度要求，其中平地、丘陵地加密点中误差、地物点中误差分别为0.4mm、0.6mm。高程中误差要求如表1所示：
表1高程中误差
由表中数据结合实际不难得出，为满足测量精度要求，像控点在航向上布点时，平面控制点的间隔不能大于4条基线，高程控制点的间隔不能超过6条基线。选择像控点时影像应保证色彩清晰、均匀、重叠度高，在航带首尾处做好像控点的布设，根据实际情况，可适当增加航带首尾处的像控点数量，以在减少外业工作量的同时，降低项目成本。
3.像控点目标的确定
像控点目标位置选取的是否合理、得当，不仅影响内业数据的处理，而且影响外业测量工作的顺利开展，因此，应引起技术人员足够的重视，确保像控点目标位置选择的合理性。一方面，认真分析可选区域的实际情况，将视线清晰、无遮拦、容易辨认的点，确定为像控点。同时，综合考虑成图、规范要求。另一方面，无论高程点、平面点还是平高点，应将其选择在近似直角与地面较为接近的位置，如道路交叉点、平台拐角点、斑马线拐角点等。
4.像控点位置的标定
在航摄像片上标定像控点的精确位置时，为保证作业质量，应注重考虑以下内容：（1）技术人员应认真对比实际地物和影像目标的对应是否准确。（2）对应无误后，为方便在影像上辨认出像控点，使用大头针将像控点所在位置刺出，并在影像矩形框中将刺点位置准确标出。（3）将影像图翻转后，将像控点所在的位置草图绘制出来，并详细、准确标明刺点日期、检查者、刺点人、点位、点号等内容，标出北方向。（4）使用辅助摄像设备，拍摄像控点的远景、近景，准确标出地物和像控点的对应关系。拍摄时通常按照由南向北的方向进行。（5）工作中如发现目标点不确定时，在可选范围内进行多个像控点的布设，以方便内业处理，防止返测情况的出现。
另外，为提高外业测量人员的工作效率，降低内业工作难度，除确保像控点精度外，还可根据实际情况制作像控点点位信息表。
5.像控点测量步骤
为保证像控点测量的准确性，测量工作有条不紊的开展，应明确像控点测量步骤。技术人员可按照以下步骤进行：
首先，结合施测方案，在快拼影像上将像控点的大致位置标识出来，作为测量像控点的索引图。其次，测量人员找到像控点大致位置后，借助高分辨率影像，找到像控点的实际位置，并进行多次测量，而后进行刺点绘制出相关草图，认真填写信息表（如表2所示），方便以后的转刺及存档。
表2像控点位信息表
最后，每天完成像控点坐标的测量后，都应按照规范要求进行认真计算，及时将结果转交给数据处理人员。计算出的数据如超限应标红，要求酌情使用该数据，或重新进行测量。
3、像控点的布设及测量技巧
为保证像控点选择与布设质量，实际工作中要求测量单位做好工作总结，分析像控点选择与布设技巧，以指导测量工作更好的开展。具体应注重以下内容的把握：
1.像控点的选择技巧
像控点选择是需要考虑的内容较多，应注重考虑以下内容，才能保证像控点测量质量：
首先，像控点能够和周围环境明显区分开来，即，与周围环境存在较大色差。同时，为防止空三加密刺点高程出现异常，像控点应处在无高低起伏的平面之上。其次，注意避开广告牌、烟囱、墙体、树木、高大建筑，防止因航摄角度的不同影响测量质量。另外，禁止将像控点布设在新建地物、可能或发生移动的物体上。为保证刺点位置的准确性，应将像控点布设在屋顶上。再次，针对明显特征较少的区域，选择像控点时可考虑规则大石块、涵洞、界碑等。另外，如地物存在钝角、直角、锐角时应将像控点选择在直角位置。针对花坛、垃圾池、加固水池等多边形，应将像控点布设在内角位置，以更好的判断与刺准位置。最后，为保证加密精度，遇到公园湖、湖泊等水域，应在其容易辨别的位置增加像控点布设数量。
2.像控点的测量技巧
为保证像控点测量质量，开展测量工作时应注重落实以下内容：
首先，做好测量准备。开展测量工作前，测量人员应做好充分的准备，明确测图基准和精度要求，即，采用国家统一的平面坐标系以及高程基准。另外，在保证测图精度的基础上，为提高测绘工作综合效率，降低测绘成本，应选择合理的成图与航摄比例尺（成图与航摄比例尺对应情况如表3所示）。
表3成图与航摄比例尺
其次，合理划分航摄分区。航摄作业时应保证航摄分区划分的合理性，具体应注重以下内容：（1）分区界限应和图廓线保持一致。（2）分区内地形高差应控制在四分之一航高以内。（3）在地形高差满足要求且确保航线为直线的基础上，将尽量划大航摄分区跨度。同时，还满足布点方案及加密方法要求。（4）当地面高差发生变化时，导致地形特征出现明显差别时，可破图幅划分航摄分区。最后，保证航摄影像质量。拍摄时角度应为南北方向，拍摄范围应尽量大些，清晰的表现出相对关系。同时，保证航摄影像质量，即，航摄影像可清晰的辨认出底片上各种地物影响。在测图及航测加密过程中，测绘仪器中的测标可准确的照准地物影像的中心或边缘。另外，为精确的量测被摄物体的形状与大小，应能清晰的拍摄到被测物体的轮廓。
四、结论
像控点的布设与测量是航空摄影测量工作的关键步骤，给内业成图、空三加密造成的影响较为明显，因此，测量单位应做好航空摄影测量工作的研究，保证像控点布置的科学与合理。本文通过研究得出以下结论：
（1）选择与布设像控点时，要求测量人员做好充分的准备工作，明确相关规范要求，认真考虑影响因素，选择像控点时有针对性的避开干扰，为保证像控点的测量质量做好铺垫。
（2）为保证像控点的测量质量，测量精度满足规范要求，要求测量人员做好航摄区域研究，明确像控点测量步骤及细节，制定最优的测量方案，保证测量工作按部就班的进行，保质保量的完成。
参考文献：
[1]郑国平,李文强.航空摄影测量中像控点的选择与布设[J].城市勘测,2017(03):104-109.
[2]张煦.低空无人机摄影测量像控点布点方案的探讨与研究[J].河南科技,2017(13):30-33.
[3]郭世敏,朱大明,王凯.无人机航测项目实施中像控点布设方法探讨[J].价值工程,2016,35(21):136-139.
[4]高文峰.POS辅助数码航空摄影测量测绘既有铁路精度分析[J].铁道勘察,2015,41(01):17-21.
[5]宗伟丽.像控点布设方案对既有线中线测量精度影响分析[J].铁道勘察,2018,44(01):35-37
论文作者:周杰
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
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