基于摄影测量模拟系统的像控点布设与空三解算精度的关系研究

2020-11-16张海燕马嘉诚

数码世界 2020年10期

张海燕　马嘉诚

摘要：伴随着科学技术水平的不断发展和成熟，摄影测量已经成为了测绘学科中非常重要的一部分，在社会生产中得到了广泛的应用。摄影测量模拟系统是实验室研究和社会生产的纽带，它采用导轨模拟飞行系统代替飞行器，沙盘模型代替地形，在有限的小空间模拟了摄影测量的过程，给摄影测量的发展带来了重要的意义。为了探究像控点的布设与空三解算精度的关系，本文基于摄影测量模拟系统，设计了四种不同的像控点方案，进行了空中三角测量，经过研究分析精度报告，总结了数量和位置对于空三解算精度的影响。最后对将实验室的研究成果应用于实际生产的进行了展望。

关键词：摄影测量;像控点;空中三角测量

一、研究背景

这些年来，随着整体技术的提高，摄影测量已经在高精度空间信息获取的工作中得到非常广泛的应用，同时也在更新国家基础地理信息方面有了一定的使用，从各方面来看，摄影测量已经成为测绘学科里一门非常重要的分支。而在当今的测绘领域里，无人机航测则是最常见的。但在研究中无人机实测局限性很大，常用摄影测量模拟系统来作为研究基础。摄影测量模拟系统是由模拟地形系统、模拟飞行轨道系统以及数字成像系统构成的。

二、摄影测量模拟系统概况

本文是以某小区摄影测量模拟系统为研究对象。该系统实际占地面积2032亩。整体地势东高西低，平均海拔在800m左右，以建筑和周围的山地丘陵为主，道路众多，有一处小型人工湖。该模型中有P01、P02...P12的12个控制点。

三、不同数量和位置的像控点布设方案

为了探究模型中不同数量和位置的像控点对空三加密精度的影响，像控点布设4种方案如下：

方案一：西北部绿化带中的P01点、东北部山区的P03点、西南部草坪的P08点、东南部山区的P05和中心位置P06点这五个原始像控点。此方案为像控点数量最少的基础方案。

方案二：在方案一的基础上，增加模型东北部山区P02和南部山区P04，共七个点。

方案三：在方案二的基础上，去除山区内的P02和P04点，增加北部草坪P11点和南部草坪P10点，共七个点。

方案四：将方案三中P11改为P9，P9位于北部建筑物角点。共七个点。

四、空中三角测量

空中三角测量指的是用利用摄影测量的解析法确定区域内所有影像的外方位元素。通过这些外方位元素，建立一个模型来反映地面点和对应像点之间的数学关系，同时也包括像片和航带之间。然后依靠野外获取影像上量测的像点坐标及少量控制点的大地坐标，求出未知点的大地坐标。本文采用Geolord-AT软件进行空中三角测量。

五、结果分析

（一）获得不同像控点布设方案的精度

按照不同的控制点布设方案完成四套方案的空中三角测量，其中将P06作为检查单点，获取精度报告。四个方案空三精度依次如下表所示。

不同方案中作为检查点的P06的精度如下表。

不同方案中定向点的中误差见下表。

不同方案中航带连接点的超限个数见下表。

通过以上的数据指标进行对比来分析模型像控点的位置和数量对于空三解算精度的具体影响。

（二）不同方案精度对比分析

⑴ 方案一与方案二的对比分析

通过两个方案的各项误差指标可以看出，方案二的各项中误差都低于方案一，所以它的精度是明显高于方案一的，方案一有五个控制点，方案二有七个控制点，所有提高控制点的数量可以有效的提高空三解算精度。

⑵ 方案二与方案三的对比分析

先对比这两个方案的平面坐标中误差，方案二的平面坐标中误差要低于方案三的平面坐标中误差，说明方案二平面坐标的精度好。除公有点外，方案二的点位于空旷的山区，而方案三的点位于建筑物较多部分，从而得出布设控制点位于地物较多的区域会影响空三解算精度。