江西西南部航空攝影像控測量及內(nèi)業(yè)精度驗證技術(shù)研究

張沖沖

摘 要：本文選取江西地區(qū)2015年UCXp WA航攝影像作為實驗數(shù)據(jù)，對同一區(qū)域進行三種不同外業(yè)像控點布設(shè)方案，通過空中三角測量實驗研究及對比分析，制定出符合江西1：2000航空攝影數(shù)字正射影像制作精度要求的基于UCXp WA數(shù)碼航空影像的控制點布設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：UCXp WA 像控點布設(shè) 空三加密 像控測量

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0004-02

1 測區(qū)自然地理概況

測區(qū)范圍位于江西省西南部區(qū)域，獨特的地理位置、奇特的地形地貌，孕育出個性鮮明的高山峽谷、河流湖泊、原始森林、溶洞溫泉等奇特景觀。整體地形情況如圖1所示。

2 數(shù)碼航攝儀

本項目航空攝影采用一臺UCXp WA數(shù)碼航攝儀、一臺DMC-230數(shù)碼航攝儀、二套POS VA510。本文只針對UCXp WA數(shù)碼航攝儀影像進行像控測量方案布設(shè)研究與精度驗證。

UCXp WA外形與UCXp大體相同，主要是縮短了焦距（100mm變?yōu)?0mm），在同等地面分辨率的情況下，大大降低了飛行高度，增加了可飛行天氣的數(shù)量。適用于大范圍（旁向覆蓋大）的項目（低分辨率時飛行高度與UCXp降低30%），且受低云影響小，可充分利用云下攝影。此外，對于空域高度的飛行限制又多了一個選擇。

3 實驗數(shù)據(jù)

精度驗證區(qū)選擇是整個航攝區(qū)域的具有代表性典型地形區(qū)，試驗區(qū)地形平均海拔約為2050m，最高與最低處高差約為950m，屬山地地形該區(qū)，森林茂密。實驗區(qū)域航線數(shù)為4條，每條航線約32張影像，像片總數(shù)為125張。攝影參數(shù)如表1所示。

4 像控點布設(shè)方案

本次實驗根據(jù)光束法區(qū)域網(wǎng)整體平差原理，利用TOPGRID進行試驗區(qū)的空三加密計算，采用了3種像控點布設(shè)方案進行測試。

（1）像控點布設(shè)方案一。

采用常規(guī)像控攝影技術(shù)制作地形圖時的控制點布設(shè)方案，航向跨度4條基線，旁向跨度每2條航線布設(shè)一排平高點。本方案共布設(shè)21個定向點，4個檢查點。

（2）像控點布設(shè)方案二。

本方案在規(guī)范明確要求的條件基礎(chǔ)上適量放寬航向基線跨度，航向跨度8條基線，旁向跨度每2條航線布設(shè)一排平高點，共布設(shè)12個定向點，13個檢查點。

（3）像控點布設(shè)方案三。

本方案在規(guī)范明確要求的條件基礎(chǔ)上進一步放寬航向基線跨度，航向跨度12條基線，旁向跨度每2條航線布設(shè)一排平高點，共布設(shè)9個定向點，16個檢查點。

5 像控測量

像片控制測量（photo control survey）是在實地測定像片控制點平面位置和高程的測量工作，通常采用RTK測量和精密單點定位（PPP）的方式，RTK測量分為單基準站RTK和網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)（單基站CORS、多基站CORS、網(wǎng)絡(luò)CORS）。由于江西測區(qū)為高山區(qū)，且無CORS系統(tǒng)，考慮幾種測量方式的優(yōu)劣及測區(qū)特點，像片控制測量主要采用單基準站RTK模式進行測量，無信號區(qū)域采用單點精密定位方式。

6 精度驗證

本次精度檢測采用區(qū)域網(wǎng)平差，用平差后的定向點、檢查點的中誤差來評估各方案所能達到的理論精度。本次空三加密主要使用TOPGRID軟件進行連接點匹配及光束法區(qū)域網(wǎng)平差解算，獲取空三加密最終解算成果。定向點中誤差按空三區(qū)域網(wǎng)平差報告中相關(guān)項進行評估；檢查點的中誤差具體計算公式按《數(shù)字航空攝影測量空中三角測量規(guī)范》（GB/T 23236-2009）7.2執(zhí)行。

針對3種不同像控點布設(shè)方案，空三加密解算精度見表2。

以上三種控制點布設(shè)方案，空三精度均高于國標1∶2000比例尺空三精度要求。

根據(jù)精度驗證結(jié)果，綜合分析三種方案的誤差統(tǒng)計，可以明顯看出三種像控布設(shè)方案得出的精度誤差基本屬于同一個級別的精度，均可以滿足國標規(guī)范要求中山地的定向點、檢查點的平面和高程的精度要求，可用于后期數(shù)字正射影像（DOM）生產(chǎn)需要。為確保項目特殊地區(qū)精度符合要求，本項目采用在方案一完全可以滿足后期DOM生產(chǎn)精度要求，又兼顧了外業(yè)像控測量工作量。

7 結(jié)語

本文利用三種不同像控點布設(shè)方案，進行空三加密，對空三加密后的定向點，檢查點數(shù)據(jù)進行精度統(tǒng)計與分析，在保證精度情況下，考慮到外業(yè)像控工作量、工期以及像控測量難度，選擇了航向跨度12條基線，旁向跨度每4條航線布設(shè)一排平高點（4×10）的布點方案作為本項目UCXp WA航攝影像的像控點布設(shè)方案?，F(xiàn)行航空攝影測量外業(yè)規(guī)范對像控點數(shù)量的要求偏嚴，實際生產(chǎn)中可根據(jù)采用的航攝設(shè)備和像控測量技術(shù)適當?shù)臏p少像控點數(shù)據(jù)量，既能保證成圖精度，又能減少外業(yè)工作量，降低項目成本，縮短項目生產(chǎn)周期。隨著數(shù)碼航空攝影設(shè)備及技術(shù)以及航空數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，航空攝影數(shù)據(jù)處理將日益自動化和智能化。

參考文獻

[1] 張燕.航測外業(yè)像控點測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].城市勘測，2011，4（2）：104-108.

[2] 趙麗梅.基于UCXp航攝影像的像控點布設(shè)方案探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（22）：11-12.