像控点布设方案对水利工程无人机航测项目精度影响的研究

王雪娇，董改改

（中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津300222）

1 引言

近年来，伴随着信息时代社会科技的飞速发展和“智慧水利”的稳步推进，无人机以其轻巧、起降方便、作业灵活、飞行成本低、能够快速、高效地获取测区高分辨率影像数据等优势被广泛应用于水利工程项目中[1]。基于后差分pos 辅助空三技术提供了更准确的影像曝光时刻的外方位元素，在很大程度上提高了空三精度。但是，由于无人机搭载的为非量测型相机，影像畸变差较大，加之无人机自身抗风能力差、影像姿态不稳定，像控点测量成为无人机航测的一个必要环节。如何合理有效地布设像控点是本文研究的重点[2]。

2 在水利工程无人机航测项目中像控点布设的难点分析

依据《低空数字航空摄影测量外业规范》CH/Z 3004—2010 中附录A 像片控制点航向基线数跨度估算公式：

式中：ms——连接点（空三加密点）的平面中误差，单位为mm；

mh——连接点（空三加密点）的高程中误差，单位为m；

K——像片放大成图的倍数；

H——相对航高，单位为m；

b——像片基线长度，单位为mm；

mq——视差量测的单位权中误差，单位为mm；

n——航线方向相邻平面控制点的间隔基线数。

由上述可知，1：2000 地形图需每2～4 条航线布设像控点，平高控制点基线数小于4，高程控制点基线数小于6。而无人机航测影像的相幅较小，若严格按照规范执行，需布设大量的像控点。而水利工程项目测区多在高山、峡谷和河道地区，人员作业存在一定危险性，且特征地物少，像控点选取困难[3]。若在航飞前布设像控点地面标志，难以保证像控点布设的位置满足规范要求，且存在丢失的现象，为后续数据处理带来麻烦[4]。

表1 项目设备参数及航摄因子表

通过采取合理的像控点布设方案，减少像控点数量，满足无人机航测数字产品的精度，能极大地降低外业工作成本，提高作业效率[5]。

3 像控点布设方案对空三精度影响的研究

3.1 项目概况

该项目区位于山东省境内，属于低山丘陵区，冲沟发育，外夹河由西南向东北方向流动，成图面积约20km2。项目采用固定翼CW30 无人机搭载际上AGS300 惯导系统和飞思相机进行航摄采集。设备主要参数和航摄因子如表1所示。

3.2 像控点布设方案设计

方案一：在测区四周均匀布设像控点，测区内部不布设像控点；

方案二：在测区四周均匀布设像控点，测区中心布设一个像控点；

方案三：在方案二的基础上，测区内部加密布设像控点。

同时，在测区均匀布设检查点70 个。

3.3 测试结果

测试结果如表2所示。

当像控点位于测区四周时，误差最大的点位于测区中间位置，随着测区中间像控点数量增加，平面位置精度提升甚微，高程精度提高明显，当测区中间像控点间距接近2km 时，再增加像控点高程精度提升不大。

表2 测试结果精度统计表

4 结论

在水利工程项目中采用无人机航测方案，应在测区外围和测区中间合理位置布设像控点，像控点间距为2～3km 即可满足1：2000 地形图测量精度的要求。