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低空无人机航测像控点布设方法探讨

时间:2018-04-22 13:06来源:中国通航网 作者:中国通航
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以新疆巴音郭楞蒙古自治州和硕县塔哈其乡古努恩布呼村作为实验区,利用固定翼轻型电动无人飞机航摄系统,获取影像数据使用Pix4dMapper 全自动快速无人机数据处理软件,对像控点布设方式及数量进行探讨,制作出1∶ 1 000的数字真正射影像,满足农村地籍调查及集体建设用地使用权确权登记工作( 以下简称“农村地籍调查工作”) 调查底图的精度要求,最终总结出像控点布设方式及数量较为合理的方案,可为后期影像数据生产提供技术参考。

全面开展农村地籍调查工作,进一步查清宗地的空间位置以及利用现状,构建完善的地籍管理制度和完整的地籍管理信息系统是保障农民合法权益、节约和保护耕地、加快推进新农村建设的现实需要。农村地籍调查的开展,获取大比例尺地籍调查的工作底图,是按时完成农村地籍调查的首要任务。巴音郭楞蒙古自治州占新疆总面积的四分之一,是中国面积最大的地级行政区,但是目前需要调查的农村大多没有1∶ 1 000的调查底图,为确保在3 年时间内顺利完成农村地籍调查工作,必须采取快速高效的方法获取地籍调查的工作底图。低空无人机航空摄影测量技术作为一种新的测绘手段,可针对每个农村居民区域的分布状况制定飞行任务,可快速获取高分辨率影像数据,通过外业像控测量、内业空三加密,制作出满足村庄地籍调查精度要求的工作底图,可为农村地籍调查提供基础性资料。
 
无人机获取的影像具有像幅小、基线短、重叠大、飞行姿态不稳定等特点,目前相关规范对低空无人机摄影测量控制点的布设方式及数量并没有明确规定,而像控点的数量及其分布是影响区域网加密精度的一个非常重要的因素,因此在满足内业成图精度的前提下,为了减少野外像控点布设数量,得出适合低空无人机航摄的最佳像控点布设方式及数量是一个迫切需要解决的问题。
1 实验区概况
 
1. 1 实验区范围
 
测区位于新疆巴州和硕县塔哈其乡古努恩布呼村,地理坐标在东经86°55'30″—84°59'00″、北纬42°15'20″—42°17'21″之间,总面积约20 km2,航飞区域为平原地区,地势平坦,大部分为农村居民点。
 
1. 2 实验区航空影像
 
此次航拍采用固定翼电动无人机作为飞行设备,本次试验共3 个架次,敷设28 条航线,每条航线约60 条基线,获取的真彩色像片1 595 张,影像纹理清晰、色调均匀; 旁向重叠为60%、航向重叠为80%,进行高重叠航拍,在影像镶嵌时可选取像片中心畸变较小的正射部分制作真正射影像,同时还可以增强模型内部的连接性和稳定性,提高成图精度。实验区域主要航摄参数见表1。
表1 实验区域航摄参数

2 像控点布设实验
 
由上述实验区域航摄的参数可知,此次无人机航拍获取的影像具有像幅小、基线短、重叠大等特点,传统的摄影测量规范由航线跨度和基线跨度的形式布设像控点,制作1∶ 1 000 数字正射影像,可满足《1∶ 500   1∶1 000   1∶ 2 000地形图航空摄影测量内业规范》的精度要求,按照隔航带、隔6 条基线的方式布设像控点[7],需要布设140个点左右。本次无人机航飞数据制作出1∶ 1 000真正射影像,是用于地籍调查工作底图,只需要满足平面精度要求即可,高程精度不做要求,综合考虑外业像控点布设数量以及内业空三加密精度,按照合适的距离布设像控点是本次试验探讨的重点。

2. 1 实验方案

本次试验布设像控点采用的方法是按照一定的距离选取像控点的位置,先拟定需要布设像控点的距离,分别是2 000 m、1 800 m、1 600 m、1 400 m、1 200 m、1 000 m、800 m、600 m、400 m,实际布设的像控点个数分别是4 个、7 个、10 个、12 个、14 个、18 个、29 个、47 个、111 个,具体布点情况如图1 所示。对同一区域网进行空中三角测量平差解算,利用相同的170 个野外检查点分别对不同布点方案的区域网平差解算结果进行检测。

在实际布设像控点时,点位要选取在影像上清晰可见、易于分辨的特征地物点上,就不能完全按照预先设定好的距离进行布点,所以只能根据实际情况选取的点位,构建三角网,然后计算三角网基线的平均距离,作为最终距离的参考依据,计算结果见表2。
 
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