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  • 【天工Godwork精品教程】任务三:刺像控点、空三平差、精度优化调整
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  • 无人机航测时如何正确布设像控点

    千次阅读 2021-04-16 22:04:35
    无人机演示或者做项目的时候经常需要做像控点,而像控点布设的不规范或者不合理,对航测数据的后处理影响很大,甚至需要返工补测像控点。而事后补测像控点没有事前先布设好再测精确。 如何正确布设像控点方法如下: ...

    无人机航测时如何正确布设像控点

    无人机演示或者做项目的时候经常需要做像控点,而像控点布设的不规范或者不合理,对航测数据的后处理影响很大,甚至需要返工补测像控点。而事后补测像控点没有事前先布设好再测精确。

    如何正确布设像控点方法如下:

    一、根据航测区域确定像控点数量

       像控点的精度和数量直接影响到航测数据后处理的精度,所以像控点的布设和选择应当尽量规范、严格、精确。
    

    早几年前,很多无人机还不带RTK或者PPK功能,对像控点的要求很高,需要在航带附近布设较密的像控点,以保证其相对位置的精确性。而一块区域下来,要控制住整体精度的话,需要布设的像控点就比较多了。而带RTK、PPK功能的无人机,对像控点的数量要求相对不带的无人机就少很多了,RTK、PPK功能使得飞机在作业时候的相对位置准确,有POS数据来支持其执行任务过程中的可靠性。

    通常情况下,不同翼型的无人机,像控点的布设数量也有所区别。以华测导航华鹞P310复合翼无人机为例,假设飞1:1000的比例尺成果,3个平方公里的区域布设5个像控点合适,7-8个平方公里至少得7-8个像控点,10个像控点合适。以华测导航旋翼机P560H为例,飞1:1000比例尺的成果,0.3个平方公里布设5个像控点合适。
    在这里插入图片描述

    二、野外布设像控点

    布设像控点之前要做好准备工作,首先要查看航测区域的地质地貌条件,肉眼较好辨别的区域是农田乡村小道居多,还是公路水泥路居多,准备油性喷漆、标靶板(木板或者做的硬纸板)。

    像控点选在影像清晰的明显地物点、地物拐角点、接近正交的线状地物交点或固定的点状地物上。当刺点目标与位置不能兼顾时,以目标为主。高程点选在局部高程变化小且点位周围相对比较平坦地区。像控点在相邻像片上均清晰可见。

    在这里插入图片描述

    图(1) 测区像控点选择示意图

    如上图:确定航拍空域后,利用影像图、电子地图来确定像控点的大概位置和数量。上图中以K1/K5、K3/K7、K4/K8、K2/K6、K9/K10(即测区要求的成果四角和中间位置)五个像控点来控制0.3平方公里左右区域。

    注意:上图整幅是需要成果的航测区域,选点在相对区域往内一些的位置,图中方格那部分并不是测区的全部。上图为了保险起见,每个像控点旁边做了一个备用,防止做一个点出现照片不清晰、被人为挪动等等原因导致点不可用的情况。导致内业步骤无法刺点。

    上图中有a/b/c/d等点,是用来检查成果的精度,根据实际情况需要来做检查点,不是一定要做检查点。

    注意,如果是带状测区,布点需要在带状的左右侧布点,可以按照“S”字型路线布点,左右侧指航测区域内的范围,并不是没有航线的地方。一侧临近点位距离按照GSD和实际情况而定。

    在这里插入图片描述

    图(2) 喷漆做像控点

    如上图:一般水泥路、沥青路等乡村道公路上,可利用油性喷漆划“十”字型标记,注意“十”字型标记一定要够宽,最起码5cm宽度,以便内业时可在相片上可以精确地刺点。划完“十”字型标记在旁边并标记点号。

    注意:油性喷漆比水溶性喷漆效果好,水溶性喷漆容易被水冲淡、标记的痕迹容易淡化,导致内业相片上看不清楚。所以喷漆选油性较好,且保证喷“十”字足够宽。测点的时候要测“十”字型标记的中间,记得每次做完像控点拍2-4张不同角度的照片,最好有参照物,以便内业处理找点方便。

    1.做点的地方尽量是平坦、水平的,不要选有高差的斜坡上。

    2.做点的地方如果有高差,比如楼房的楼顶角上,而航拍会产生高楼的阴影角度,不能测楼角的楼下的坐标作为像控点坐标。

    3.测点的位置要与内业人员核对,不能测中心位置,刺点确实选的边角上。

    4.尽量利用已有的地面标识来做像控点,比如斑马线、人行道等在航拍照片上清晰可见的地方。

    在这里插入图片描述

    图(3) 标靶板做像控点

    如上图:标靶板的效果比自己做的木板效果要好很多,黑白相间的颜色使得内业刺点的时候更加精准。所以提倡大家用标靶板来做像控点,一般在田埂、小路、土质田地上用钉子固定标靶板做像控点,并标上点号。

    三、像控点测量

    像控点测量时,气泡居中或者用三角支撑杆固定,确认好所测像控点位置以及对应点号,不能搞错点号与之对应的坐标。

    确定并设置对应的仪器天线类型和天线高(像控点高程尤为重要)。

    最后,一定得先确认所需要像控点坐标的参数,投影、坐标系、中央子午线及带度。

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  • 关注“三维前沿”,获取更多内外业干货、倾斜摄影建模和激光雷达资讯 ...那么,什么样的像控点才能称之为好的像控点呢 全文共计1439字,预计阅读时间4分钟 4分钟带你get it 01 何为像控点像控点是摄影测量...

    关注“三维前沿”,获取更多内外业干货、倾斜摄影建模和激光雷达资讯

    写在最前面
    关于像控点,工程师有话说
    每个像控点有他的脾气。好的像控点温柔体贴,能稳住坐标,稳住模型,对三维建模事半功倍;坏的像控点残暴如斯,会让内业人员对外业飞手拳打脚踢,恶语相向……
    那么,什么样的像控点才能称之为好的像控点呢
    全文共计1439字,预计阅读时间4分钟
    4分钟带你get it
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    01
    何为像控点?
    像控点是摄影测量控制加密和测图的基础,野外像控点目标选择的好坏和指示点位的准确程度,直接影响成果的精度。
    换言之,像控点要能包围测区边缘以控制测区范围内的位置精度。一方面,纠正飞行器因定位受限或电磁干扰而产生的位置偏移、坐标精度过低等问题;另一方面,纠正飞行器因气压计产生的高层差值过大等其他因素。
    只有每个像控点都按照一定标准布设,才能使得内业更好的处理数据,使得三维模型达到一定精度。
    02
    如何布设好的像控点?
    测区内的像控不必密集,但要求均匀分布。布设像控点时应注意测区范围内的坐标点都保持同一个精度,一个像控的小误差,会影响方圆几公里的精度,原理同数学中的“空间三个点确定一个平面”相仿。
    布设好的像控点需考虑以下几个方面:喷涂方式,位置选择,采集方法。
    1.喷涂方式
    像控点有标靶式像控点和油漆式像控点;油漆式像控点分为喷漆式和涂漆式。
    标靶像控点为打印印刷的像控,不需要喷涂,直接放在测区内,航测飞机后可就地回收,比较低碳环保。缺点是容易被移动,需当场采集坐标,且不适合测区较大的项目。
    喷涂式像控点保存时间长,位置固定,可飞后再采集坐标,更灵活。缺点是耗时较长。
    涂漆式像控点会产生较大的气味,但一罐漆能做很多个点,做的像控也比较容易做直,各有各的优点。
    我们常用的是喷涂式的像控点。
    2.位置选择
    3.采集方式
    采集方式尽量采用三脚架以保证采集精度,但会使做点时间变长,因为每个像控都要居中整平,比较费时。
    双手持花杆让气泡居中会让转场移动的时间减少,十次平滑采集也能让精度相对较高,是性价比比较高的采集方式。
    03
    实例评析
    01 问题图
    在这里插入图片描述
    这是用手摇罐装喷漆喷在地上的像控,可以明显看到,L型的标志外角点是我们采集的坐标点。(整个测区不要频繁变换角点采集,如果一开始采集的是外角点,那整个项目最好都使用外角点,方便内业人员处理)
    上图是不好的像控例子,存在问题:
    ①边角不直
    ②圆圈内没有在地上喷涂编号。假设一张照片出现两个相同的像控点,内业人员可能会错误的添加像控,导致整个模型发生偏移或错乱,造成不必要的麻烦。
    02 示范图
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

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  • 像控点布设是一个最基本的保证精度的方法,其位置的选择和坐标的测定直接影响到内业成图的数学精度。本文就为大家介绍不同测区形状下像控点布设的注意事项,希望能对大家有所帮助。 一、像控点布设的基本原则 01....

    在倾斜摄影航测作业中,为了保证模型精度,测绘人尝试了许多提高精度的措施。像控点布设是一个最基本的保证精度的方法,其位置的选择和坐标的测定直接影响到内业成图的数学精度。本文就为大家介绍不同测区形状下像控点布设的注意事项,希望能对大家有所帮助。在这里插入图片描述

    一、像控点布设的基本原则

    01.像控点选取
    (1)像控点一般根据测区范围统一布点,应均匀、立体的布设在测区范围内。
    (2)布设在同一位置的像控点应联测成平高点。
    (3)像控点点位的分布应避免形成近似直线。
    (4)点位应尽量选在旁向重叠中线附近,离开方位线大于3cm时,应分别布点。在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    02.像控点布设方法
    (1)一般而言,要根据测量精度的不同布设不同大小的像控标靶,以保证标靶在航片上成像清晰,棱角分明,确保刺点准确。例如房地一体项目,使用标准的40cm*35cm的对三角像控点标靶,最好使用一蓝一红的三角形喷漆方式布设标靶,没有条件的可使用全红色。需要在点位旁边标注点名称。在这里插入图片描述
    (2) 如果不能使用对三角的标靶,可使用红色十字线,根据分辨率的不同布设不同直径蓝色圆圈的方式。在这里插入图片描述
    (3)遮挡严重,树下、房檐下、斜坡、房顶角、高差较大的堤坝边缘尽量不要布设;选择相对较平的地方布设点;
    (4)控制点测量时使用RTK;
    (5)像控点的布设按照100m-150m严格布设;
    (6)外业像控采集需要每个点采集3次(平滑10次),每次应断开RTK重连。建议在布设像控点的同时布设好检查点,同样使用每个点位平滑10次,采集3次的方式。

    二、形状规则的测区像控点布设注意事项

    对于规则测区,通过解析空三获得加密点的坐标及高程。具体的布设方案分为六点法,八点法和五点法。六点法主要可以在高地和山地等领域中应用,在丘陵和平地区域主要使用五点法进行布设工作。

    01.六点法
    六点法是标准布点形式,是优先和普遍采用的方法。按照每段航带网的两端和中央的像主点,在其上下方向上旁向重叠范围内各布设一对平高点,每段航带网两端一对点间隔的基数段,按摄影比例尺和图比例尺的不同而有不同的规定。
    在这里插入图片描述
    02.八点法
    八点法是指在每段航带网内,布设八个平高控制点,因航带网内的控制点数目较多,因此,可采用三次多项式对航带网进行非线性改正。在这里插入图片描述
    03.五点法
    若某段航带网的长度不够最大允许长度的四分之三,而又超过二分之一的短航带网,可按五点法布设。即在航带网中央的像主点上方或下方或附近只布设一个平高点。在这里插入图片描述
    布设的像控点应该是能共用的,通常在5、6片重叠范围内,距离相片边缘要大于150像素,距离相片上的各种标识应该大于1mm。

    同时,像控点要在旁向重叠度的中线附近,如果旁向重叠度过小,则需要分别布点,但控制区域所裂开的垂直距离要<2cm。

    三、形状不规则测区的像控点布设注意事项

    在非规则地区内布设像控点时,理想状况下各个像控点之间的连线应该尽可能覆盖整个测区,同时在测区范围内均匀加密布设像控点,从而充分反映测区的地形地势,进而提升无人机航空摄影地形图成果精度。

    但是在实际操作中需要考虑像控点布设成本和外业工作量,在满足地形图成果精度的前提下,减少像控点布设数量,进而提升工作效率。

    01.不规则测区布设方案
    对于不规则测区,无论控制点数量多少,如果控制点数量不能包围住整个区域,边缘处的精度就会得不到保证。因此对于不规则测区来说,在测区周围保证数量足够且能够控制整体区域的外围控制点,加上测区内部少量布设位置合理的点,是可以有效地保证区域整体精度,从而减少外业的作业量。在这里插入图片描述
    02.带状测区布设方案
    带状测区经常按照点对方式布设方案,也就是垂直于带状两边各两个控制点,带状区域中间一个控制点。对于铁路或者黄土地这种无明显地物及特征点的地区,不能使用油漆,尽可能用布料材质设置像控点。在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    四、相片控制点的选刺、整饰及相片联测

    01.像控点的刺点
    航摄像片上平面点和平高点的刺孔偏离误差,不得大于像片上的0.1mm,高程点如选在明显目标点上,则要求相同;高程点如选在山顶和鞍部等不易刺准的地方,应借助于立体观察,尽量准确刺出。

    02.像控点的整饰与注记
    选定像片控制点后,进行控制点编号,对控制点进行至少三次拍照,1张近景拍摄清楚测量的具体点位,2张远景拍摄周围典型参考物体。

    03.像控点量测
    像控点测量可采用CORS进行施测,信号较弱的地区采用GPS静态测量模式。像控测量平面高程精度均不能超过±0.02米。在所选像控点上安置GPS移动站,气泡居中后用三角支撑杆固定,确定点号、测点类型、天线高等设置无误后,按照图根点精度要求施测。

    为确保像控点精度,同一像控点一般观测三次,每次观测要间隔60s。将两次观测成果平差后即获得该像控点的三维坐标成果。

    五、提升精度的其它措施

    精度的提升当然不止做好像控点这一种形式,对于倾斜摄影航测来讲,针对不同测区特点,优化前端数据采集设备也是一个可取的方法。比如:
    (1)采用焦距配比更合理的相机;
    (2)优化相机光学组件性能,减小航片中的原始像差,提升获取航片质量;
    (3)提高相机的拍照同步性能;
    (4)使用辅助软件处理获取的航片,减小空三运算过程中的累计误差;
    (5)使用综合性能更好的无人机等(定位仪器精度、飞行姿态的稳定性等)。

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