浅谈航空摄影测量中像控点的布设及测量

王里县

摘要：航空摄影测量已然成为目前最为主流的地图成图方法，极大提高了测绘成图的效率和质量。其中，像控点的布设和测量是影响航空摄影测量结果的重要因素。本文以此为研究内容，对像控点的布设和测量进行了相应的分析，并以泉州市某区域航空摄影测量为例，对生产实践中像控点的布设及测量进行了阐述。

关键词：航空摄影测量;像控点;布设;测量

引言

随着我国测绘地理信息产业的不断发展，航空摄影测量技术已然成为基础测绘、数字城市建设、工程建设、资源开发利用、国防安全等多个领域获取地理信息数据的最主要方式。也是实现“十三五”时期地理信息产业发展目标的重要测绘装备支撑。像控点是航空摄影测量开展测量工作及获取地理信息的控制基础，是与地面实际地理信息数据之间产生联系的纽带。并且像控点可以对飞机在开展航空摄影过程中发生的位置偏移、大气干扰、电磁干扰等发生的坐标精度受损等问题进行校正。虽然POS辅助航空摄影测量、倾斜航空摄影测量的出现，在一定程度上降低了像控点的作用，但这些测量方式稳定性较差，并且缺少检验数据，所以在较高精度要求的测绘工作中应用仍旧较少。所以，像控点的布设及测量仍旧是航空摄影测量的重要工作，而像控点的布设方案选择、测量精度等直接影响到航空摄影测量的整体质量。

1像控点的布设方案

1.1像控点的布设原则

像控点的布设的目的是对航空摄影测量区域起到全面控制，并且所测结果能够与其他测量方法，或者相邻区域的图纸进行联测和拼接，所以像控点的选择应当根据对象区域的图形分布，所需成图的比例尺大小，飞机相机像素大小、飞行高度和机型等诸多因素进行方案的制定。像控点最基本的布设原则，是保证布设的控制点能均匀覆盖整个测区。对于不规则图形来说，先按照规则图形进行控制点布设，即航飞区域内4个角各一个，区域中间1个，并且按照区域大小进行相应控制点的增加，对于规则图形以外区域，相应的增加控制点，见图1-a。对于带状地物，例如河流、道路等区域，常采用“z”字形布设法，即带状两边各布置两个控制点，中间区域布置一个，按照区域范围相应增加点数，见图1-b。

1.2像控点的点位选择

为了便于航空摄影测量内业判读，像控点的目标影像应当清晰（不大于3*3像素），且与其他地物信息存在显著差异，并且能够便于准确定位和测量，常年稳定，且点位目标的高程变化较小（尤其是高程控制点），而为了保证像控点的三维信息尤其是高程信息的准确性，在选择垂直地物作为点位目标时，应当确保目标点的高程值的准确性，例如如果选择房顶角作为目标点，则高程值必须是房顶高程。例如线状地物的交点、明显地物拐点等，而弧形地物、高程变化较大的峡沟、尖山顶等都不适宜作为点位目标。而对于相片条件来说，像控点位置应当布设在5～6张航向或旁向航线重叠处，且不宜在相片边缘，与边缘之间距离应小于150像素，而为了与其他成图方法相结合，自由边、待成图边的像控点布置在图廓线外4mm以上，测区周边像控点宜选在三片重叠处。航线两端上下像控点尽量位于通过像主点且垂直于方位线的直线上，相互偏差一般不超过0.5条基线，个别最大不应超过1条基线。航线中间的像控点一般应布设在两端像控点的中线上，困难时可向两侧偏离1条基线左右。

2像控点的测量

像控点的测量是为了标定像控点在相应坐标系内的三维空间位置，随着我国测绘地理信息产业的不断创新发展，目前可供像控点测量的方法较多，其中效率最高、外业工程量最小的测量方法應当选择卫星定位导航系统（GPS），而随着我国北斗定位导航系统正式向全球提供服务，卫星定位导航技术在测量中的应用更为广泛，卫星信号更为通畅，定位精度也不断提升，其能够快速地对空间信息进行准确定位，极大提升了外业测量工作效率，而像控点的点位选择也扩展了该技术在像控点测量中的应用范围。全球连续运行跟踪站以及我国城市CORS系统的日益增多，可以为GPS定位提供精密的星历、卫星钟差改正、电离层误差、大气延迟误差等数据的误差改正模型，目前，GPS技术在像控点测量中的应用主要分为网络RTK、RTK实时动态定位，以及精密单点定位技术（PPP）。在实际应用中，可以选择多种GPS技术方法综合使用，或者GPS定位技术与其他测量方法联合使用进行测量，最为常见的是网络RTK测量模式+RTK实时动态定位方式，网络RTK测量模式+全站仪测量模式。

3像控点布设及测量实例

本文中像控点布设及测量实例选择泉州市某区域1：500地形图修补测绘，航空摄影测量设备选择ssK全数字摄影测量工作站和MH-DMS数字摄影测量工作站，像控点精度要求平高控制点相对的基础控制点平面位置中误差≤0.05m，高程中误差≤1/10基本等高距。

3.1像控点布设方案

本项目1：500N域像控布点原则上按区域网布点法布设，在充分利用GPS/IMU辅助航空摄影数据的条件下，规则区域按照4条航线20条基线布设9个平高控制点，不规则区域按照间隔2条航线10条基线布设平高点，同时应在区域拐点处增加平高点，检查点在区域网中与像控点间隔布设，见图2。

3.2像控点点位要求

按照上述1.2布设原则进行点位选择。

3.4像控点测量

根据仪器以及实际情况，像控点测量利用地方cORS系统进行作业，获得像控点的WGS84坐标，然后根据CORS系统转换参数进行转换，得到成果坐标系及高程基准成果。当无网络信号或超出CORS系统范围时采用RXK实时动态定位方式。网络RTKN测设置平面收敛阀值≤2cm，垂直收敛阀值≤3cm，作业前至少与+已知点进行检核，平面和高程差值≤5cm，每个点观测测回数应1>3，测回间的时间间隔应≥60s，每测回观测时间不少于10s，并确保每2组的点位平面互差≤4cm，高程互差≤4cm。。采用砌[K实时动态定位，像控点的平面和高程实时动态定位求取时基准站与流动站应始终保持同步锁定5颗以上卫星，GPOD值应小于6;流动站距离参考站距离不得超过10公里，每次设站均要进行已知点检测或相邻参考站所测点检测，较差不能5cm。

4结束语

像控点的布设及测量是航空摄影测量成图的关键影响因素，为了保证测量成图的精度，必须合理制定像控点布设方案，按照相关测绘要求科学选择点位，并采用满足精度要求的测量手段对像控点进行野外测量。而在进行外业测量中，测量人员更应当认真仔细，严格反复判读相片影像，分析、比对地面目标与相片影像。而随着测绘地理信息产业的不断创新发展，像控点对航空摄影测量结果的影响必然会越来越小。