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航测人必学!很详细的无人机航测像控点布设作业方法

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像控点是摄影测量控制加密和测图的基础,野外像控点目标选择的好坏和指示点位的准确程度,直接影响成果的精度。

换言之,像控点要能包围测区边缘以控制测区范围内的位置精度。

一方面,纠正飞行器因定位受限或电磁干扰而产生的位置偏移、坐标精度过低等问题;另一方面,纠正飞行器因气压计产生的高层差值过大等其他因素。

只有每个像控点都按照一定标准布设,才能使得内业更好的处理数据,使得三维模型达到一定精度。

那么如何正确布设像控点呢?

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外业像控点的布设方案和方法

1.1布设原则

〖不同飞行区域控制点的布设〗

1、规则矩形和正方形:小面积区域最少布设5个控制点,及航飞区域内4个角各一个,区域中间1个;大面积区域相应的增加控制点

2、不规则图形:很多时候我们的飞行区域并不是很规则的图形,这个时候我们就只能根据地形来给它布设控制点了,保证布设的控制点能均匀的覆盖整个测区。

3、带状,河道,公路等区域:这种区域经常采用“Z”字型打法,也就是垂直于带状两边各两个控制点,带状区域中间一个控制点。具体如下图所示。

带状区域还有一种“S”型打法,但客户反应这种打法高程精度不是很理想,有意向的朋友可以去测试一下。如下图

〖不同的机型控制点的布设〗

◆ 相机像素大小:飞机相机像素大小不同,布设控制点的密度也不同,相机像素越高,布设控制点的密度越小。

◆ 飞行高度:飞行高度越低,布设控制点密度越大。飞1:2000,飞行高度600m左右的区域

◆ 机型:带PPK(后差分系统)的飞机布设控制点数量比不带PPK的飞机减少80%以上的控制点(理论),但带PPK的飞机飞行距离和所架设的静态基站间直线距离应保持在10km之内。

【建议】

不带差分GPS 每平方公里4-5个点

带差分GPS 每平方公里1-2个点

呈现九宫格米字形分布

布设的密度

像控点布设的密度,像控点布设首先要考虑测区地形和精度要求。如地形起伏较大,地貌复杂,需增加像控点的布设数量(10%~20%)。很多飞机有RTK或者PPK后差分系统,理论上可以减少地面控制点的数量,可以根据项目测试经验自行调整。

1.2 选点条件

① 像片控制点的目标影像应清晰,易于判刺和立体量测,如选在交角良好(30°~150°)的细小线状地物交点、明显地物拐角点、原始影像中不大于3×3像素的点状地物中心,同时应是高程起伏 较小、常年相对固定且易于准确定位和量测的地方,弧形地物及阴影等不应选作点位目标。

②高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方,以线状地物的交点和平山头为宜;狭沟、尖锐山顶和高程起伏较大的斜坡等,均不宜选作点位目标。

③点位距像片边缘不应小于150像素,其它要求不变。

④当目标条件与像片条件矛盾时应着重考虑目标条件。

⑤所选点位如果在房顶,则高程一定要到房顶,如下图所示:

⑥如果是瓦房,则高程如下图所示:

⑦如果房顶是如下图所示:

⑧道路斑马线或标识线

⑨田埂/地埂/小路交叉口等地方

⑩每个点位做点之记时用手机拍摄最少两张图:

分别为近距离(大概相隔4米距离)一张,和远距离(大概15到20米距离)四张,前面一张用于确定像控点具体是对房屋或斑马线等的哪个角,后面远距离那张用于确定是哪个房屋或哪根斑马线等。拍摄时最优拍法是从南往北拍摄(可以固定所有影像为南往北拍—人站在南方,采集的点位在拍摄人的北方向),这样光照条件最好,可防止逆光拍摄,防止点位看不清,内业人员误判。

具体拍摄如下图所示:

1.3 像控点标识

像控点标识建议直角模具涂刷和标靶板的方式。

①相控点现场涂刷标识,应用直角模具涂刷,或者用航测专用标识;涂刷大小>50cm,并且菱角不虚边;编号涂刷,字体清晰,字体高度>30cm。

②标靶板的效果比自己做的木板效果要好很多,黑白相间的颜色使得内业刺点的时候更加精准。

无人机标靶板尺寸以60cm×60cm左右的KT板制作最好

2

像控点的测量

像控点的测量主要采用“ GPS RTK ”的方法。

1、坐标系的校正

因为GPS测量结果使用的是WGS-84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校正,求出WGS-84坐标系与目标坐标系之间的转换关系。

校正方法:

a、首先要有至少5个目标坐标系的基础控制点坐标数据,其中4个用作校正,1个用于校正后的检验。注意已知点最好要分布在整个作业区域的边缘,能控制整个区域,一定要避免已知点的线形分布。

b、在电子手簿上输入已知控制点的坐标,并把GPS流动站接收机架在已知点上,测得WGS-84的坐标数据。

c、根据已知点的已知坐标数据和WGS-84坐标系的坐标数据,计算七参数,求得两坐标系之间的转换关系。

d、检查一下水平残差和垂直残差的数值,看其是否满足项目的测量精度要求,参差应不超过2 cm。检校没问题之后才可以进行下一步作业。

2、野外观测的技术要求

3、野外观测的作业要求:

a、两次观测,每次采集30个历元,采样间隔1秒。

b、 接收机在观测过程中不应在接收机近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。

c、 两次观测成果需野外比对结果,比对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超过5cm,大地高较差不超过5cm的精度标准执行;不符合要求时,加测一次;如果三次各不相同,则在其它时间段重新观测。

d、每日观测结束后,应及时将数据从GPS接收机转存到计算机上,确保观测数据不丢失,并拷贝备份由专人保管。

文章转载于:达北云

部分整理于网络

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