攝影測量像控點布設在河湖管理劃定中的應用

葛尊國

（甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院，甘肅 蘭州 730030）

1 背景

完成河湖管理范圍和水利工程管理與保護范圍劃定，推進建立范圍明確、權屬清晰、責任落實的河湖管理和水利工程管理保護責任體系是加強水利工程管理的一項基礎性工作。隨著無人機航測技術的不斷發(fā)展，將該技術應用到水利工程測量中是非常有必要的。

康縣隸屬于甘肅省隴南市，位于甘肅省東南部、隴南市東南部，甘肅、四川、陜西三省交界地帶。地勢西高東低，中部高，南北低。最高海拔2483m，最低海拔560m。

2 像控點布設形式的選取

2.1 根據(jù)以下像控點布設原則：

（1）像片控制點的目標影像應清晰、易于判別[1]。

（2）布設的控制點宜能公用，一般布設在航向及旁向六片或五片重疊范圍內。

（3）像控點距像片邊緣不小于1cm，同時距像片的各類標志大于1mm。

（4）控制點應選在旁向重疊中線附近，離開方位線的距離應大于3cm(18cm×18cm像幅)或4.5cm(23cm×23cm像幅)。當旁向重疊過大而不能滿足要求時，應分別布點。

（5）因旁向重疊小于15%或由于其他原因，使相鄰航線的點不能公用時，可分別布點，此時控制范圍所裂開的垂直距離應小于1cm，困難時應不大于2cm。

2.2 航飛區(qū)域的要求

（1）規(guī)則矩形和正方形：小面積區(qū)域最少布設5個控制點，及航飛區(qū)域內4個角各一個，區(qū)域中間1個；大面積區(qū)域相應的增加控制點。

（2）不規(guī)則圖形：很多時候我們的飛行區(qū)域并不是很規(guī)則的圖形，這個時候我們就只能根據(jù)地形來給它布設控制點了，保證布設的控制點能均勻的覆蓋整個測區(qū)。

（3）帶狀，河道，公路等區(qū)域：這種區(qū)域經常采用“Z”字型打法，也就是垂直于帶狀兩邊各兩個控制點，帶狀區(qū)域中間一個控制點。

帶狀區(qū)域還有一種“S”型打法，但這種打法高程精度不是很理想，為了提高高程精度，需要增加高程點測量。

為了保證后期模型的精度，根據(jù)本測區(qū)條帶狀區(qū)域的特點，減少工作難度，提高工作效率，采用“Z”字型非全野外布點方案的形式進行像控點的布設[2]。

圖1 像控點常見布設形式及選擇

3 像控點的布設方法和數(shù)量的確定

3.1 全野外布點方案

像控點測量是在實地測定用于空三加密或直接用于測圖定向的像片控制點平面位置和高程的測量工作。像控點的布點方案分為全野外布點方案、非全野外布點方案和特殊情況布點方案等幾種。

全野外布點方案是指通過野外控制點控制測量獲得的像控點不需要內業(yè)加密，直接提供內業(yè)測圖定向或糾正使用。其采用情況主要包括：

（1）航攝像片比例尺較小，而成圖比例尺較大，內業(yè)加密無法保證成圖精度。

（2）用圖用戶對成圖精度要求較高，采用內業(yè)加密不能滿足用圖用戶需要。

（3）由于設備限制，航測內業(yè)暫時無法進行加密工作。

（4）由于像主點落水或其他特殊情況，內業(yè)不能保證相對定向和模型連接精度。

圖2 像控點野外布設形式

3.2 像控點方法的選擇

為了合理的布設像控點，減小工作強度，在實地布設像控點之前，首先需要在奧維地圖上進行像控點的預設，其預設方法如下：

（1）下載電腦版奧維地圖。

（2）導入飛行地圖或手動繪制飛行范圍[3-5]。

（3）打開比例尺網(wǎng)格，一個格網(wǎng)長、寬是200m，5×5的小方格就是1平方公里。

（4）添加標簽（控制點），例如K1，K2，K3…。

（5）像控點文件另存為KML格式，導出對象。

（6）導入手機端奧維地圖，以便實地找到像控點布設的位置。

對于航攝區(qū)域結合處、航向重疊不夠、旁向重疊不夠、像主點和標準點位落水、水濱和島嶼等情況的布點，應按照規(guī)范的規(guī)定進行。

3.3 像控點布設數(shù)量的確定

結合本作業(yè)區(qū)典型帶狀地形的實際情況，確定合理的像控點的數(shù)量和位置，避免像控點過于密集導致施工難度過大，且能夠減輕野外工作量，降低勞動強度，縮短施工周期，避免因像控點的密度過低而導致測圖精度不滿足規(guī)定要求。

本項目所涉及到的窯坪河全長29km，成圖比例尺為1:2000，根據(jù)窯坪河河道寬度、精度要求及飛行計劃，合理、均勻的布設像控點，按照像控點的預設方案，根據(jù)實際地形地貌條件和航飛計劃在實地進行像控點的布設，像控點布設的實際位置和預設位置在50m范圍內波動，當航線拐彎時適當加密。窯坪河作業(yè)區(qū)域共布設72個像控點，檢查點48個。

4 像控點的測量

由于本作業(yè)區(qū)網(wǎng)絡信號較好，能夠有效的利用GSCORS系統(tǒng)進行施測，因此，本次像控點測量采用GSCORS作為起始數(shù)據(jù)，采用GPS-RTK控制測量的形式實施，利用強制對中桿或者三角架固定，確認好所測像控點位置以及對應點號，測量時，首先確認所需要像控點坐標的參數(shù)、投影、坐標系、中央子午線及帶度，其次，設置好數(shù)據(jù)采集時的平滑次數(shù)不得小于30次，最后，手簿中輸入的點號與實地標注點號一一對應，確定并設置對應的儀器天線高。

5 精度分析

根據(jù)作業(yè)區(qū)測繪工程的各項成果成圖資料的要求，保證數(shù)據(jù)的正確、完整和真實性，滿足后期地形圖的編輯、斷面圖的設計和繪制、施工放樣的需要，依據(jù)《數(shù)字測繪產品檢查驗收規(guī)定和質量評定》GB/T18316-2001的有關條文規(guī)定，對本項目進行質量檢驗和評定。檢測結果見下表：

表1 精度偏差統(tǒng)計表

經外業(yè)實測檢查，內業(yè)數(shù)據(jù)解析，各項數(shù)據(jù)成果符合規(guī)范要求，滿足1:2000地形圖對點位精度的要求。

6 結論

像控點布設的規(guī)范性和合理性對低空攝影測量數(shù)據(jù)的后期處理起著至關重要的作用，像控點的精度和數(shù)量直接影響到航測數(shù)據(jù)后處理的精度。按照像控點的布設原則，選擇合理的像控點布設方案和布設形式，不但可以有效的提高作業(yè)效率，降低勞動程度，而且可以更好的進行內業(yè)數(shù)據(jù)的處理，使得三維模型達到所需要的精度。