浅谈无人机航测像控点布设方案

浅谈无人机航测像控点布设方案

李尧峰

江苏苏州地质工程勘察院    江苏苏州    215129

摘要：无人机航空摄影目前在我国工程领域中得到了广泛运用，作为新型获取低空遥感影像的主要方式，要想保障获取的遥感影像质量得到有效提高，相关工作人员要做好航测像控点布设方案设计工作，为确保航测数字化测图工作的落实奠定良好基础，从而为制作正射影像图提供良好帮助。无人机航测像控点布设方案质量对于后续工作开展质量以及工作实施进度会产生直接影响。为此，通过阐述像控点布设特点与原则，保障无人机航测像控点布设设计方案的科学性与合理性，确保最终的设计方案质量得到提高，为我国无人机航测技术的进一步发展与优化创造良好空间。

关键词：无人机；航测像控点；布设方案

0引言：

目前我国无人机航摄技术得到了优化与创新，非量测相机技术水平也得到了提升，为我国无人机航测工作提供了良好帮助。目前，无人机航测技术在城市规划、建筑领域以及地籍测量等领域中得到了广泛运用。在使用无人机航测技术是，需要做好无人机航测像控点布设工作，像控点布置的合理性与布置精度对无人机航摄质量与航摄效率提高起到了重要帮助。为此，相关技术人员需要结合实际测量需求，做好无人机航测像控点布设方案，以此为无人机航测工作的开展提供良好帮助。

1像控点布设的特点和原则

1.1无人机航测像控点布设的特点

1.1相片框幅小，相片数量多。

在无人机航测技术应用过程中，需要大量像控点的支持才能够保障航测数据的精确性与真实性，但也增加了像控点布设工作人员的工作量。在无人机航测中如果像控点布设出现问题的情况下，无人机航测数据精确度也会受到严重影响，造成非量测相机所拍摄的相片出现质量问题。由于非量测相机所拍摄的照片比例为1:2000，这也说明了相片框幅小，像控点测量误差也会增加，加上相片数量相对较多，对于无人机航测最终测量效果也会造成严重影响。

1.2体积小、质量轻

在无人机航测工作开展中，由于自身体积较小、质量较轻，很容易空气气流影响，造成无人机难以在天空中保持稳定的姿态，对于航测数据以及成图效果会造成严重影响。但通过布设像控点可以实现高精度控制点，对后期相片进行精准校正，减少航测数据误差，保障像控点布设方案质量与航摄采集精确度。为此，相关工作人员需要根据航测实际需求以及实际情况，提前做好像控点布设工作，确保无人机航测数据达到精确性与真实性。

在比例1:2000的相片中，像控点布设工作中则需要采取野外布设方式，每3条左右的航线中要设置3条左右的平高控制点基线与5个左右高层控制点基线。但像控点布设过程中很容易受到空气气流因素、地貌地形因素以及信息信号因素等影响，增加了无人机航测像控点布设难度，为此需要相关工作人员要及时做好像控点布设方案设计工作。

1.2像控点布设的原则

为了确保无人机航测数据信息的精确度以及航测工作效率，工作人员应当做好像控点布设工作，遵守以下几个方面布设原则：

1）工作人员在像控点布设工作开展中，需要保障每一个像控点布设清晰度，尽可能选择空旷的地区环境或者由辨识度的物体附近，对落实测量工作奠定良好基础，避免选择在斜坡位置或者山顶位置，要保障像控点布设位置的高程起伏度小或者处于平面地区。2）确保像控点布设的均匀性，两个相邻的像控点距离要保持之一，保障像控点在拍摄成图后，相邻相片中的像控点保持清晰。3）在无人机航测区域中的待成图边中布设像控点时，尽可能将像控点布设在测区范围外。4）在无人机航测工作开展中，工作人员需要对天气情况以及空气气流情况做好具体分析，保障天气良好的情况下进行无人机航测，保障无人机在航测中可以保持稳定的飞行状态，确保无人机航测数据质量以及数据精确度得到全面提高。5）为了确保无人机航测数据结果的精确度，工作人员需要对无人机首尾航带与航片位置，布设科学合理的像控点。6）在满足像控点布设原则后，如果无人机航测区域存在不规则情况下，工作人员则需要结合航测路线适当增加像控点，保障无人机航测精准度。

2无人机航测像控点布设方案设计

2.1设计思路

工作人员可以通过利用VisualSudio2019软件，运用C++引言综合功能，对各种无人机航测像控点布设方案进行开发，设定全新像控点自动布设程序，该程序会根据无人机航测影像的分辨率情况，适当对像控点调整布设方案进行优化与分析，确保像控点满足无人机航测需求。

图1设计思路

2.2数据预处理

2.2.1影像畸变差改正

无人机航测数据信息成图后会存在畸变图，畸变图主要是指像控点航测出现了偏移，需要通过利用Visual Sudio2019做好像控点处理工作，结合非量测相机校验参数对原始的无人机航测影像畸变图进行校正，以此确保无人机航测影像质量得到全面提升。

2.2.2确定工程建立及影像相对位置

通过对VisualSudio2019软件的有效运用，在校正无人机航测影像后，根据无人机航测校正后的各项航测数据分析，建设工程参数。通过对该软件的运用，结合初始Pos数据，可以结合无人机航测航带设置影像缩略图。相关工作人员可任意选择一条无人机航测航带，将无人机航测航带所生成的影响ID进行激活，确保无人机航测相邻的两张影像排列的合理性，相邻两张影像像控点排列出现不合理的情况下，工作人员则需要对非量测相机进行重新设置，确保无人机航测相邻的影像排列正确。

2.2.3自由网平差

在无人完成同名点添加工作室，Visual Sudio2019软件会自动对无人机相片同名点进行匹配，最终会产生出大量航测连接点，自由网平差则可确定好相片像控点具体位置，获得最终的外方位元素，可以将aatlog文件中及时提出修改后的工程Pos数据。

2.3根据网型自动布点

通过利用初始Pos数据信息，工作人员可以计算出像控点之间的距离，掌握两点之间的方位角，从而以此对每相邻的像控点方位角进行判断分析，结合无人机航测航带角度容差，利用Visual Sudio2019软件自动生成无人机航测航带，并自动计算无人机航测区域面积。另外，通过考虑非量测相机拍摄影像的比例以及用途等，确定好像控点的布设密度。根据最终的布设密度以及间隔航带，确定2个相邻像控点间隔基线数，最终对间隔基线数与间隔航带数及交错的位置做好像控点布网工作。由于在软件程序对像控点布设中只是满足了布网建设需求，并未对航测的地质环境以及位置环境进行具体分析，导致其中像控点布设位置无法满足航测需求。为此，工作人员则需要通过利用Goog leearth平台，在人工的干预下对已经布设好的像控点位置进行优化与调整。

2.4自动匹配刺点范围

2.4.1匹配原理

在匹配刺点范围工作开展时，应当构建像方坐标系与物方空间坐标系，保障两种坐标系之间的对应关系。由于无人机航测工作主要是通过非量测相机完成相航空摄影，捕捉地面中心投影从而获取对应物点位数据信息，保障航摄影像像控点与影像中心保持同一条直线，以此满足共线需求。为此，在无人机航测工作开展中，像控点布设应当对于地面点之间形成对应映射关系，以此满足构建共线条件。

2.4匹配流程

在像控点布设工作完成后，将布设文件直接倒入在程序当中，同时倒入王平差相片外方位元素文件，根据所倒入的相片自动计算机像控点坐标，随后选择最为接近的像控点影像作为刺点影像，以对应的像控点作为中线，预先设定刺点范围，并勾勒出刺点范围，随后程序会自动对相片像控点进行标注，并将相拼储存到文件夹中。

3结果分析

在无人机航测像控点布设精度控制过程中，需要对航测物点坐标系的精确度以及相片外方位元素的精度进行全面控制。其中外方位元素精度控制中，可以通过利用Inpho软件，结合自由网平差以此获取外方位因素。该方式不仅有效转变了传统航测流程，也减少了无人机航测工作量。其中物点坐标是工作人员通过测量数据所获取的坐标准确值。在本次方案设计过程中，通过无人机航测区域的平均高程，将其作为物点坐标，但很容易受到无人机航飞高度以及像控点之间的距离，无人机航飞高度越高的情况下，航测像控点距离也会减少，匹配误差也会随之减少，因此在整个设计方案过程中，通过利用程序可以自动对像控点对应的相片作为刺点相片。而在工作效率方面，像控点自动布设程序也会解决人工布设所存在的误差问题，在整个布设方案制定过程中主要利用人工对部分像控点进行调整。而在程序自动完成像控点布设工作中，主要是在匹配刺点的范围图中，程序会自动根据多线程并行的工作模式，及时做好无人机航测影响处理工作，提高了无人机航测影响的处理效率与处理质量，有效提高了无人机航测水平。在本次无人机航测像控点布设方案制定中，相对于传统人工布设方案方法，其布设方案制定效率提高了5倍以上，为后续无人机航测工作的全面实施提供了良好基础。

5结束语：

无人机航测像控点的布设方案质量对航测数据信息以及影像质量起到了重要作用。像控点布设方案设计出现问题，造成像控点数量过多或者像控点布设不均匀的情况下，无法满足最终的成果要求，需要在遵循无人机航测技术的需求下，结合无人机航测区域的实际情况，确保像控点布设方案质量得到有效提高，以此减少人工劳动力，提高无人机航测影像质量。为了保障无人机航测像控点布设方案质量得到全面提升，通过明确布设方案设计思路，合理运用Visual Sudio2019等软件，获取无人机航测像控点分布图，确保达到刺点范围与刺点精度要求，有效减少测量工作量以及测量工作成本，提高无人机航测数据的准确性与真实性。

参考文献：

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