无人机测绘技术中像控点的应用

无人机测绘技术中像控点的应用

齐克欣1 ,马志航2  ,崔大军3

中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司装备服务处 新疆 库尔勒  841001

摘要：经济快速发展，对地形图测绘提出更高的要求。人机航测技术具有较高精确性、灵活性等特点，将无人机航空摄影测量技术应用其中，可有效降低工作人员工作强度，提升测绘精度，减少测绘成本。以某地区大比例测绘项目为例，分析布设像控点的主要流程，规范测绘流程，完成测绘工作。

关键词：无人机测绘技术；像控点；全野外布点

引言：无人机航空摄影测量是一种利用无人机进行航空摄影测量的技术。它通过无人机携带的相机或其他传感器，对地面进行高精度的测量和拍摄。无人机航空摄影测量技术在地理测量、土地规划、环境监测等领域有着广泛的应用。在应用无人机测绘技术过程中，像控点的应用会对成图精度产生直接影响，因此应结合项目航测实际情况，合理选择布点。

一、无人机测绘技术中像控点的作用

无人机测绘技术是一种利用无人机进行测绘和地理信息获取的新兴技术。在无人机测绘中，像控点是一种重要的辅助工具，它能够提高测绘精度和可靠性。 像控点是指在地面上进行布设的一些特定的点，通过测量这些点的坐标，可以用来校正无人机测绘数据的精度。这些控制点通常是在地面上进行精确测量和标记的，可以使用全球定位系统（GPS）或其他测量设备来获取其准确的位置信息。 在无人机测绘中，像控点的应用主要有以下几个方面：

（一）校正无人机测绘数据

通过测量像控点的坐标，可以将无人机获取的测绘数据与实际地面坐标进行比对，从而检查和校正测绘数据的精度和准确性。如果测绘数据与像控点之间存在差异，可以通过调整无人机的参数或重新采集数据来提高测绘的精度。

（二）增加测绘精度

像控点的布设可以提供更多的地面控制信息，从而增加测绘的精度。通过在地面上布设一定数量的像控点，并且按照一定的间隔进行布设，可以提高测绘数据的空间分辨率和精度。

（三）提高测绘可靠性

像控点的应用可以提高测绘的可靠性，减少测绘数据的误差和偏差。在无人机测绘中，由于环境和设备等因素的影响，测绘数据可能存在一定的误差。通过在地面上布设像控点，并对其进行精确测量，可以提供可靠的校正数据，减少误差的影响[1]。

二、像控点布设方案

（一）全野外布点

  全野外布点主要是进行正射投影作业，主要通过外业测定像控点布点，进行内业测图定向以及相应纠正作业控制。全野外布点类型的布设方案具有较好的精确度，但是在实践过程中，工作量比非全野外布点要点，一般只在精度要求较高或成图比例较大的情况下使用。

（二）非全野布点

  非全野布点主要是对空三测量的结果进行分析研究，从而获得就诊作业以及内业测图定向所需要的多类型像控点。在野外测定过程中，一般只需对少数像控点进行测量，并将其作为内业加密的基础，这种布设方式不仅井降低野外工作量，提升整体工作效率，还能充分发挥航测实际作用。

三、项目概况

  在本次项目应用无人机测绘技术过程中，主要是一项改造项目，总线路长度为128公里，测量区域地势较为复杂，高差较大，东南高，西北低。本次测量项目要求提供各个分段的总览图以及1:2000比例尺的地形图，其中地形图等高线间距为2m，成图宽度在400m以上。在完成勘察任务后，相关人员对项目周边进行了测量，发现目标区域的森林覆盖面较大，特征点较少。此外，在某些区域内，尚未发现突出的地物标志，难以完成地表工作。因此，需要人工布设像控点，对目标区域内的所有航飞控制点进行全面采集[2]。

（一）选取像控点

   在布设目标区域非全野外像控点过程中，可采取以下两种方式：

   针对目标区域非全野外像控点的布设方案来说可以通过以下两种方法进行：（1）在无人执行航摄任务起飞之后，针对目标测绘区域情况，深入目标区域寻找特征点，并采集像控点，该种方法用于特务特征较为明显时效果最好， 并且可有效节省时间与生产成本。第二种方法，则是在无人机执行航飞任务前准备阶段，相关人员应深入待测区域内部，进行像控点布设任务，并采集待测区域特征点，同时结合目标影像特征，采集以及分析相应像控点。该方法一般被用于无明显特征点的森林茂密区域。针对本次测区，其地形呈带状，位于山区，森林繁茂，因此第二种像控点布置方案更为适合。在实际野外工作前准备阶段，合理利用GOOGLE EARTH软件进行模拟航飞任务，以便确定像控点布置的合理位置。而像控点的选取，会对内业加密分析结果产生影响，因此应该先对整个测区展开规划，依照布设要求合理设置像控点。此外，为避免像控点的设置不均，影响空三解算精度与内业成图质量，应选择好像控点后进，行现场实地布设。采用这种方法不仅能够降低作业成本和外业时间，还能够有效提高测绘成果的质量。在选点过程中，需要结合布点要求实施，并选择具有鲜明特征以及容易识别的目标，一般在视线良好的区域进行像控点布设任务。同时，在布设像控点过程中，应注意必须具有较好的对空视角，以免在测绘过程中收到建筑物、树木等多种因素影响。在布设标志过程中，也应尽量避免由过大的黑白反差，严禁将油阴影的地物作为控制点目标。

（二）像控点布设

  针对外业设置以及内业规划阶段，应严格按照以下操作流程进行：

  1.相关人员应将法宝单位提供的等比例路线图转换为KML格式，然后将图形导入到Google Earth中。

  2.在软件中进行飞行任务，依据设置像控点相关要求，先粗设像控点，在本次像控点布设期间，将像控点距离控制在600-800m之间，呈现品字形状，在完成布设任务之后导出文件。

3.将相关文件导入到移动设备中，利用奥维互动地图，或谷歌地图，工作人员在外业期间，是滴考察预设像控点设置情况，并寻找目标区域较为明显的地标以及特征点。本次测绘项目的带状测区的总宽度为400m，需要通过区域网，进行像控点的布点工作，在保证相邻像控点间距600-800m之间，对于一些难度较大的区域可以适当放宽要求。为保证测区成为一个有机整体，采用品字型的布置方式。在选取像控点时，需要充分考虑布点方案和像控点设置方案，并结合布点方面的要求，尽可能选择具有鲜明辨识度的目标点。

（三）航线规划

通过事先规划好的航线，无人机可以按照预设的飞行轨迹进行航行，以实现对目标区域的全面拍摄。航线规划需要考虑目标区域的地形、障碍物以及飞行器的性能等因素，以确保无人机的安全飞行和高质量的数据采集。

（四）数据采集

通过搭载在无人机上的相机或其他传感器，可以获取目标区域的高分辨率影像或其他数据。在数据采集过程中，无人机需要保持稳定的飞行状态，并根据预设的航线进行航行。同时，无人机还需要根据实际情况进行姿态调整和拍摄参数调整，以获得更好的拍摄效果[3]。

（五）数据处理

通过对采集到的影像或其他数据进行处理，可以得到目标区域的地理信息和其他相关信息。数据处理过程主要包括图像校准、特征提取、数字高程模型生成等步骤。通过数据处理，可以实现对目标区域的三维模型重建、地面变化监测等应用。

无人机可以飞行在较低的高度，可以获取到高分辨率的影像或其他数据。其次，无人机的机动性强，可以灵活调整航线和拍摄参数，以适应不同的应用需求。此外，无人机航空摄影测量的成本相对较低，比传统的航空摄影测量技术更加经济高效。

结语;综上所述，像控点在无人机测绘技术中起着重要的作用，它可以提高测绘数据的精度和可靠性。通过合理布设和测量像控点，可以对无人机测绘数据进行校正和验证，从而提高测绘的准确性和可靠性。以某地图测绘项目为例，分析布设像控点的主要流程，在规范测绘过程的同时，充分发挥无人机测绘技术实际作用，完成地图测绘工作。

参考文献：

[1]朱葳蕤.无人机航测技术在水利工程确权划界中的应用[J].科技资讯,2023,21(10):109-112.

[2]潘文坤.带状区域无人机航测像控点布设对成图精度影响分析[J].水利科技,2022(04):11-13.

[3]麻丽明,王贵丽,周燕等.基于无人机航测像控点布设与空三测量精度关系的研究[J].机电工程技术,2022,51(07):68-70.