摄影测量外业控制点的布设与测量

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1、摄影测量外业控制点的布设与测量作者：徐健淋，罗军荣 来源：科技创新与生产力 2016年第2期徐健淋，罗军荣（西安煤航信息产业有限公司，陕西 西安 710054）摘 要：摄影测量外业工作直接关系到影像最终匹配精度和正射投影水平，合理布设外业控 制点，精确测定控制点位置，是一项重要任务。文章从摄影测量外业控制测量的重要性入手， 总结了外业控制点的布设方法和原则，并从规范和影像应用精度要求合理选择控制点的施测方 法，并对未来外业控制测量发展方向提出了建议。关键词：摄影测量；外业；控制测量中图分类号：P258； P231.2 文献标志码：A DOI： 10.3969/j.issn.l674-9146.

2、2016.02.105收稿日期：2 0 15 08 26 ；修回日期：2 015 12 26作者简介：徐健淋（1983-），男，陕西西安人，主要从事航空摄影、摄影测量与遥感、数字城市建设等研究，E-mail：296930004.19世纪中叶至今，摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量3个发展 阶段，以其他测量技术无法比拟的优势广泛应用于各个行业。摄影测量的关键在于几何定位和 影像解析，为了实现被摄物体大小、形状和空间位置的正确显示，需要布设必要的影像控制点 对受到干涉的影像进行正射校正，获得无差异性的正射投影。而控制点的布设位置、布设密度 和精度受到地形、应用对象等影响，这就要

3、求人们对摄影测量外业的控制测量有一个系统、科 学的认识和理解。1 摄影测量外业控制测量摄影测量外业控制测量是在测区内测定用于内业几何定位的影像控制点的平面位置和高程 值，是内业影像解析和测图的基础，其主要目的是计算待求点的平面位置、高程和相片外方位 元素，达到影像和实际地物的正射投影。在数字摄影测量发展阶段，影像的获取和解析全部实 现数字化，外业控制测量的重要性尤为显著。影像所包含的空间信息是以灰度值矩阵来表示的 为了达到影像的正确匹配和无差异重叠，需要对影像进行高精度的正射投影校正和影像灰度阈 值分析，以便将灰度矩阵进行最小误差匹配和数字型数据显示。为了获取相同基准的影像数据 必须通过控制测

4、量方法建立基准转换系统，而控制点的布设位置、布设精度和布设密度都会影 响基准的转换精度1。2 外业控制点的布设外业控制点的选择和布设直接关系到影像的最终匹配精度，所以遵从控制点的布设原则、 保证控制点的布设密度、选择合适的控制点位是外业控制点布设的几个基本要求。2.1 控制点布设原则控制点的选择和布设不仅和布设方案有关，还要考虑影像成图、误差改正等对控制点的具 体点位要求，所以应遵循以下原则：一是影像控制点的目标影像应清晰易判读；二是为了减弱 和消除投影差对影像匹配结果的影响，控制点的位置距离影像边缘应211.5 cm；三是控制点 的实地选择应避免受到阴影、相似地物的影响；四是控制点要与周边地

5、物形成一定的灰度反差， 易于进行影像判读和识别控制点；五是控制点的位置要便于测量，若选用GPS进行点位测量， 需要远离大片水域、电视塔、通信线路等，以免发生电磁干扰2。2.2 布设方案和点位密度选择传统摄影测量点位布设方案分为全野外布设方案、非全野外布设方案和特殊情况布设方案， 其方案的选择和应用取决于测图精度、点位布设条件、野外点位联测条件等。按照布设方案的 设计，外业控制点的布设密度和外业工作量也随之变化。如何在减小外业工作量的同时保证影 像匹配精度是控制点布设方案选择的关键。按照预期成图比例尺、选择的布设方案、地形地貌 情况来选择控制点的密度。例如全野外布点时，每个影像对应布设4个平高点

6、，当成图比例尺 大于影像比例尺4倍时，应在影像主点附近布设1个平高点，而对于地形差异大的区域，应适当加密控制点数量，但不宜太多，以免加重内业计算量或者平差结果出 现溢值。3 外业控制点的施测摄影测量控制点的野外施测是一项完整的测量任务，需要进行实际勘探和测量。测量工作 必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则进行实际勘探、点位选择、埋石标记、空间 位置测量等工作。控制点分为平高控制点、平面控制点和高程控制点三类，同样野外施测工作 分为平面位置测量和高程测量。传统施测方法通过布设导线、水准测量获得点位平面位置和高 程，施测精度要满足GB/T79312008 1：500 1：1 000 1：2

7、 000 地形图航空摄影测量外业规范所规定精度要求3，如导线距离W3 500 mm，导线边数不超过12条，水平角测回数为DJ2-1个，DJ6-2个，导线闭合差 0.5 mm，方位角闭合差W24。GPS技术是利用导航卫星进行实时定位和导航的空间系统，可以为用户提供精确的空间位 置信息，目前已在各个领域得到了广泛应用。采用GPS网静态定位、GPS-RTK定位等方法，可 以获得不同精度要求的三维点位信息4-5。对于影像控制点来说，影像涵盖面积的数据信息一 般都比较多，传统控制点的施测方法会受到各种因素的影响而造成数据获取精度和效率上的影 响，而GPS技术受地形影响小，控制点间无须通视，能够同时获取三

8、维点位信息，并且能够减 小积累误差，操作简便，测量结果精度完全能够满足要求，是外业控制测量的一种最合理的测 量手段6-7。4 结论摄影测量外业控制点的选择和施测，直接关系到影像匹配和正射投影精度。按照规范和影 像应用精度要求，设计控制点布设方案，合理选择地面控制点位置，并采用有效的测量手段对 控制点空间位置进行测定，以保证外业控制点三维坐标的准确获取。目前，摄影测量为了满足 更多方面的应用，在控制点选择和布设等方面都应进行合理的改变和修正，还需要进一步探讨 和研究。参考文献：1 张祖勋，张剑清数字摄影测量学M.武汉:武汉测绘科技大学出版社，1996.2 李德仁，周月琴,金为铣摄影测量与遥感概论

9、M.北京:测绘出版社,2001.3 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家 标准化管理委员会. GB/T 79312008 1：500 1：1 000 1： 2 000地形图航空摄影测量外业规范S.北京：中国标准 出 版社，2008.4 王树根摄影测量原理与应用M.武汉:武汉大学出版社,2009.5 焦字军，付海德航测外业布点对解析空中三角测量精度的影响J.测绘与空间地理信 息,2012,35(9):185-188.6 卢晓攀无人机低空摄影测量成图精度实证研究D.徐州：中国矿业大学,2014.7 赵志刚航空摄影测量外业像控点布设的精度分析及应用D.西安:长安大学,2015.(责任编辑 石俊仙)