像控點(diǎn)布設(shè)方案對水利工程無人機(jī)航測項(xiàng)目精度影響的研究

王雪嬌 董改改

【摘 要】水利工程項(xiàng)目多選在山高林密、地形陡峭的山區(qū)或河道地區(qū)，受測區(qū)實(shí)際條件限制，人員作業(yè)困難，像控點(diǎn)布設(shè)難以嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)范進(jìn)行。論文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，研究了不同像控點(diǎn)布設(shè)方案對1：2000地形圖精度的影響，并根據(jù)相關(guān)具體問題，提出了合理有效的像控點(diǎn)布設(shè)方案，從而為無人機(jī)航測在水利工程項(xiàng)目中的像控點(diǎn)布設(shè)提供了參考依據(jù)。

【Abstract】The hydraulic conservancy engineering projects are mostly located in mountainous areas or river areas with high forests and steep terrain. Limited by the actual conditions of the surveyed areas， it is difficult for the personnel to work， such as the layout of control points， to strictly follow the operational norms. Combining with the actual project， this paper studies the influence of different image control point layout schemes on the accuracy of 1：2000 topographic map， and puts forward a reasonable and effective image control point layout scheme according to the relevant specific problems， which provides a reference basis for UAV aerial survey in the layout of image control points in hydraulic engineering projects.

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)航測;像控點(diǎn)布設(shè);水利工程;精度;影響

【Keywords】UAV aerial survey; image control point layout; hydraulic engineering; accuracy; influence

【中圖分類號(hào)】P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）08-0172-02

1 引言

近年來，伴隨著信息時(shí)代社會(huì)科技的飛速發(fā)展和“智慧水利”的穩(wěn)步推進(jìn)，無人機(jī)以其輕巧、起降方便、作業(yè)靈活、飛行成本低、能夠快速、高效地獲取測區(qū)高分辨率影像數(shù)據(jù)等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于水利工程項(xiàng)目中[1]。基于后差分pos輔助空三技術(shù)提供了更準(zhǔn)確的影像曝光時(shí)刻的外方位元素，在很大程度上提高了空三精度。但是，由于無人機(jī)搭載的為非量測型相機(jī)，影像畸變差較大，加之無人機(jī)自身抗風(fēng)能力差、影像姿態(tài)不穩(wěn)定，像控點(diǎn)測量成為無人機(jī)航測的一個(gè)必要環(huán)節(jié)。如何合理有效地布設(shè)像控點(diǎn)是本文研究的重點(diǎn)[2]。

2 在水利工程無人機(jī)航測項(xiàng)目中像控點(diǎn)布設(shè)的難點(diǎn)分析

依據(jù)《低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》CH/Z 3004—2010中附錄A像片控制點(diǎn)航向基線數(shù)跨度估算公式：

由上述可知，1：2000地形圖需每2～4條航線布設(shè)像控點(diǎn)，平高控制點(diǎn)基線數(shù)小于4，高程控制點(diǎn)基線數(shù)小于6。而無人機(jī)航測影像的相幅較小，若嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，需布設(shè)大量的像控點(diǎn)。而水利工程項(xiàng)目測區(qū)多在高山、峽谷和河道地區(qū)，人員作業(yè)存在一定危險(xiǎn)性，且特征地物少，像控點(diǎn)選取困難[3]。若在航飛前布設(shè)像控點(diǎn)地面標(biāo)志，難以保證像控點(diǎn)布設(shè)的位置滿足規(guī)范要求，且存在丟失的現(xiàn)象，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理帶來麻煩[4]。

通過采取合理的像控點(diǎn)布設(shè)方案，減少像控點(diǎn)數(shù)量，滿足無人機(jī)航測數(shù)字產(chǎn)品的精度，能極大地降低外業(yè)工作成本，提高作業(yè)效率[5]。

3 像控點(diǎn)布設(shè)方案對空三精度影響的研究

3.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目區(qū)位于山東省境內(nèi)，屬于低山丘陵區(qū)，沖溝發(fā)育，外夾河由西南向東北方向流動(dòng)，成圖面積約20km2。項(xiàng)目采用固定翼CW30無人機(jī)搭載際上AGS300慣導(dǎo)系統(tǒng)和飛思相機(jī)進(jìn)行航攝采集。設(shè)備主要參數(shù)和航攝因子如表1所示。

3.2 像控點(diǎn)布設(shè)方案設(shè)計(jì)

方案一：在測區(qū)四周均勻布設(shè)像控點(diǎn)，測區(qū)內(nèi)部不布設(shè)像控點(diǎn);

方案二：在測區(qū)四周均勻布設(shè)像控點(diǎn)，測區(qū)中心布設(shè)一個(gè)像控點(diǎn);

方案三：在方案二的基礎(chǔ)上，測區(qū)內(nèi)部加密布設(shè)像控點(diǎn)。

同時(shí)，在測區(qū)均勻布設(shè)檢查點(diǎn)70個(gè)。

3.3 測試結(jié)果

測試結(jié)果如表2所示。

當(dāng)像控點(diǎn)位于測區(qū)四周時(shí)，誤差最大的點(diǎn)位于測區(qū)中間位置，隨著測區(qū)中間像控點(diǎn)數(shù)量增加，平面位置精度提升甚微，高程精度提高明顯，當(dāng)測區(qū)中間像控點(diǎn)間距接近2km時(shí)，再增加像控點(diǎn)高程精度提升不大。

4 結(jié)論

在水利工程項(xiàng)目中采用無人機(jī)航測方案，應(yīng)在測區(qū)外圍和測區(qū)中間合理位置布設(shè)像控點(diǎn)，像控點(diǎn)間距為2～3km即可滿足1：2000地形圖測量精度的要求。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李德仁，李明.無人機(jī)遙感系統(tǒng)的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版，2014，39（5）：505-513.

【2】羅東山，李相庭，何軍，等.無人機(jī)航測像控點(diǎn)布設(shè)對空三精度的影響[J].測繪標(biāo)準(zhǔn)化，2017（03）：36-38.

【3】李萬能，唐慶忠，陳黎.無人機(jī)航攝像控點(diǎn)數(shù)量對空三解算精度的影響[J].測繪通報(bào)，2017（S1）：90-95+105.

【4】宗偉麗.像控點(diǎn)布設(shè)方案對既有線中線測量精度影響分析[J].鐵道勘察，2018，44（1）：35-37.

【5】袁修孝.POS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差[J].測繪學(xué)報(bào)，2008，37（3）：342-348.