像控點(diǎn)布設(shè)方案對(duì)水利工程無(wú)人機(jī)航測(cè)項(xiàng)目精度影響的研究

王雪嬌，董改改

（中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，天津300222）

1 引言

近年來(lái)，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(wú)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(cè)區(qū)高分辨率影像數(shù)據(jù)等優(yōu)勢(shì)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(wú)人機(jī)搭載的為非量測(cè)型相機(jī)，影像畸變差較大，加之無(wú)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(cè)量成為無(wú)人機(jī)航測(cè)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(wú)人機(jī)航測(cè)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(cè)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：

式中：ms——連接點(diǎn)（空三加密點(diǎn)）的平面中誤差，單位為mm；

mh——連接點(diǎn)（空三加密點(diǎn)）的高程中誤差，單位為m；

K——像片放大成圖的倍數(shù)；

H——相對(duì)航高，單位為m；

b——像片基線長(zhǎng)度，單位為mm；

mq——視差量測(cè)的單位權(quán)中誤差，單位為mm；

n——航線方向相鄰平面控制點(diǎn)的間隔基線數(shù)。

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(wú)人機(jī)航測(cè)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(cè)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(mǎn)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(lái)麻煩[4]。

表1 項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)及航攝因子表

通過(guò)采取合理的像控點(diǎn)布設(shè)方案，減少像控點(diǎn)數(shù)量，滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)航測(cè)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(duì)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(wú)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(cè)區(qū)四周均勻布設(shè)像控點(diǎn)，測(cè)區(qū)內(nèi)部不布設(shè)像控點(diǎn)；

方案二：在測(cè)區(qū)四周均勻布設(shè)像控點(diǎn)，測(cè)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(cè)區(qū)內(nèi)部加密布設(shè)像控點(diǎn)。

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

3.3 測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果如表2所示。

當(dāng)像控點(diǎn)位于測(cè)區(qū)四周時(shí)，誤差最大的點(diǎn)位于測(cè)區(qū)中間位置，隨著測(cè)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(cè)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。

表2 測(cè)試結(jié)果精度統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

在水利工程項(xiàng)目中采用無(wú)人機(jī)航測(cè)方案，應(yīng)在測(cè)區(qū)外圍和測(cè)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(mǎn)足1：2000 地形圖測(cè)量精度的要求。