像片控制点的布设

像片控制点的布设

像片控制点的目标影像应清晰，易于判刺和立体量测，如选在交角良好(30°—150 °)的细小线状地物交点、明显地物拐角点、原始影像中不大于3*3像素的点状地物中心，同时应是高程起伏较小、常年相对固定且易于准确定位和量测的地方，弧形地物及阴影等不应选作点位目标;高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点和平山头为宜;狭沟、尖锐山顶和高程起伏较大的斜坡等，均不宜选作点位目标。

1.1 一般规定

野外控制点是航测内业加密控制点和测图的依据，分为平面控制点、高程控制点、平高控制点三种：
平面控制点仅测定该点的平面坐标；
高程控制点仅测定该点的高程；
平高控制点须测定该点的平面坐标及高程。

1.2 布设的控制点应满足下列像片条件

a.一般应布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内，使布设的控制点能尽量公用。
b.控制点距像片边缘不小于1 cm (18 cm X 18 cm像幅)或 1. 5 cm(23 cm X 23 cm像幅)。综合法成图的控制点距航向边缘不小于上述规定的1/2。
c.控制点距像片的各类标志不小于1 mm 。
d.控制点应选在旁向重叠中线附近，离开方位线的距离应大于3 cm (18 cm X 18 cm像幅)或4.5cm(23 cmX23 cm像幅)。当旁向重叠过大而不能满足要求时，应分别布点。
e.因旁向重叠小于15%或由于其他原因，使相邻航线的点不能公用时，可分别布点，此时控制范围所裂开的垂直距离应小于1 cm，困难时应不大于2 cm 。

1.2 布点方案

1 全野外布点
像片控制点全部由外业测定时，称为全野外布点。全野外布点精度较高，但外业控制测量的工作量较大，使用范围受限制，常常用于特殊要求及特殊地形，如测图精度要求很高的测量，地面测量条件良好，或者在小面积测图时才使用。
当成图比例尺不大于航摄比例尺四倍时，每隔号像片测绘面积的四个角上各布设一个平高点，并在主点附近布设一个平高点作检查（图1）。若成图比例尺大于航摄比例尺四倍时，应加布控制点。

像片控制点全部由外业测定时，称为全野外布点。全野外布点精度较高，但外业控制测量的工作量较大，使用范围受限制，常常用于特殊要求及特殊地形，如测图精度要求很高的测量，地面测量条件良好，或者在小面积测图时才使用。
当成图比例尺不大于航摄比例尺四倍时，每隔号像片测绘面积的四个角上各布设一个平高点，并在主点附近布设一个平高点作检查（图1）。若成图比例尺大于航摄比例尺四倍时，应加布控制点。

2 全能法成图的全野外布点
立体测图或微分纠正时，每一个立体像对布设四个平高点。当成图比例尺大于航摄比例尺四倍时，应在主点附近加一个平高点(图2)；
如果控制点的平面位置由内业加密完成，仅高程部分由全野外施测，则图2中的平高控制点改为高程控制点。
点位在象片上的位置，除满足一般规定以外，还必须满足下列要求:点位离开通过像主点且垂直于方位线的直线不大于1 cm，困难时个别点可不大于1. 5 cm。若一张像片(两个立体象对)覆盖一幅图，四个基本纠正点，或定向点，应选在尽量靠近图廓点与图廓线的位置上，一般离图廓点与图廓线在1 cm以内。
3 非全野外布点方案
非全野外布点方案也称稀疏布点。为减少外业工作量，一般在外业只布设测定少量的控制点，以此为依据，按一定的数学模型进行平差计算，解求加密点的平面和高程，主要方案有：
4 航带网法的布点方案
航线网布点应按航线每分段布设六个平高点见下图：首末端点间的间隔基线数按摄影比例尺和图比例尺的不同而有不同的规定；
航线首末端上下两控制点尽量位于通过像主点且垂直于方位线的直线上，困难时互相偏离一般不得大于半条基线。上下对点应布在同一立体像对内；
航线中间两控制点一般应布设在首末控制点的中线上。困难时可向两侧偏离1条基线左右，并力求其中一个在中线上。应尽量避免两控制点同时向中线同侧偏离，若出现同侧偏离时，最大不得超过1条基线。
5 区域网布点方案
区域网的划分应依据成图比例尺、地面分辨率、测区地形的特点、摄区地形特点、摄区的实际情况、图幅分布等情况全面进行考虑，根据具体情况选择最优实施方案。区域网的图形宜程矩形或方形；区域网的大小和像控点之间的跨度以能满足空中三角测量精度要求为原则，主要依据成图精度、航摄资料的有关参数对系统误差的处理等多因素的确定。
区域网内不应包括有像片重叠不合要求的航线和像对，并且不应包括有大片云影、阴影等影响内业加密建网连接的像对。
不论是平面网或平高网，其航线跨度，控制点间基线数一般不超过表4规定。
1：500地形图平地、丘陵地采用平高全野外布点，1：1 000，1：2 000地形图平地采用高程全野外布点。
区域网的控制点可根据具体情况布设：
当区域网用于加密平面控制点时，可沿周边布设6个或8个平高点(图1，图2)。

当区域网用于加密平高控制点时，沿周边布设6个或8个平高点。高程控制点的跨度：1： 2 000成图时，航线方向间隔4—6条基线见下图；1：500，1：1 000成图的定向点高程最好采用全野外布点，若采用内业加密时，其跨度为2—4条基线。 因受地形等条件限制，也可采用不规则区域网布点。一般在凸出处布平高点，凹进处布高程点。当凹角点与凸角点之间距离超过两条基线时，在凹角处也应布设平高点见下图。6 特殊困难地区
特殊困难地区(大面积沙漠、戈壁、沼泽、森林等)的平面和高程中误差均可按相应要求放宽0. 5倍，布点要求作相应放宽，且应在技术设计书中明确规定。

2 区域网布点方案算例

像片控制点航向基线数跨度估算公式：国内低空数字航空摄影中采用的几款数码相机参数航向重叠按65%计算；1：500，1：1 000，1：2 000成图比例尺时的航摄地面分辨率分别按0. 05m，0.1m和0. 2m计算，并据此计算成图放大倍率和相对航高；视差量测的单位权中误差Mq按0. 005mm计算。

2.1平面控制点基线间隔/高程控制点基线间隔示例：

基本参数
成1： 1000比例尺地形图(丘陵地)；采用相机CanonEOS 5D Mark II-24mm； GSD 0.1m；短边平行航向方式航摄；求平面、高程控制点布设方式？

明确精度要求
参照CH/Z 3003低空数字航空摄影测量内业规范，1：1000丘陵地DLG的加密点平面中误差：0. 4mm，高程中误差：0. 35m

平面控制点基线间隔
计算放大倍率K一查平面控制点基线数跨度表A. 2一根据精度要求(加密点中误差)查最大基线数
高程控制点基线间隔
根据比例尺直接查表A. 3-A. 8,，1 ：1000对应的是表A. 5和A. 6，分别对应影像短边是平行航向和垂直航向综合结果：
平面控制点航向间隔基线数不大于6条，旁向间隔的航线数不大于4-5条；
高程控制点航向间隔基线数不大于4条，每条航线布点；
若全部采用平高控制点时：
航向间隔基线数不大于4条，每条航线布点。

3 像控点测量方式

3.1 GPS参考系

1) 地心惯性坐标系（天球坐标系）
地心惯性坐标系：其坐标原点在地球的质心M，X轴指向春分点，Z轴沿地轴方向，即指向地球的北极，XOY平面取与地球赤道面重合，Y轴选为与X轴、Z轴构成右手直角坐标系。
2) 地心地固坐标系
地心地固坐标系：原点o与地球质心重合，指向地球北极，x轴指向格林尼治子午面与地球赤道的交点E，Y轴垂直于XOZ构成右手坐标系。WGS-84坐标系作为地心地固坐标系其原点为地球的质量中心o，Z轴指向协议地极(CTP )，BIH1984.0定义了一个零子午面，并且 CTP所对应的赤道有一个交点，X轴正指向此交点，Y轴垂直于XOZ平面，且与X轴、Z轴构成右手直角坐标系。

3) 当地水平坐标系
当地水平坐标系(LLS)亦称东北天坐标系，是一种站心直角坐标系，它的坐标原点在载体的质心，x轴指向当地北子午线，Y轴与X轴垂直并指向东，Z轴与Y轴和X轴垂直并构成右手直角坐标系。地心地固坐标系与当地水平坐标系的关系图

4)网络RTK
网络RTK也称基准站RTK，在一个区域内建立多个（一般为三个或三个以上）的GPS参考站，对该区域构成网状覆盖，并以这些基准站中的一个或多个为基准计算和发播GPS改正信息，从而对该地区内的GPS用户进行实时改正定位，是近年来在常规RTK和差分GPS的基础上建立起来的一种新技术。它的基本原理是在一个较大的区域内稀疏地、较均匀地布设多个基准站, 构成一个基准站网, 那么我们就能借鉴广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS 中的基本原理和方法来设法消除或削弱各种系统误差的影响, 获得高精度的定位结果。

5) CORS系统
CORS系统连续运行卫星定位服务综合系统简称为CORS，CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络（图4-21）。CORS系统是一个动态的、连续的定位框架基准，同时也是快速、高精度获取空间数据和地理特征的重要的城市基础设施，CORS可在城市区域内向大量用户同时提供高精度、高可靠性、实时的定位信息，并实现城市测绘数据的完整统一。

3.1 GPS静态测量

GPS静态测量的方式进行基础控制测量利用各地的COBS网和似大地水准面模型精化成果。相关要求参照18314中E级及以上GPS点测量的规定。

1) 常规静态测量

使用单频或双频GPS接受机均可采用静态测量方法：其方法一为采用双基准菱状网方式：即选取与测区较近的2-4个CORS站为基准站，其余接收机作为流动站的布网方式，使每一像片控制点都与两基准站构成三边同步图形检合条件；方法二为采用布网方式（边连接或点连接），视情况可分为若干个子网，每个子网须联测至少三个CORS站点。
同步观测的两个基准站之间，以及基准站与像片控制点之间基线边长单频GPS接收机之间原则上不超过20公里，双频GPS接收机之间不超过30公里。
每一个像片控制点观测一个时段，像片控制点观测时段有效观测时间不低于30分钟。当基线边长大于5公里小于10公里时，时段有效观测时间不少于40分钟，当基线边长大于10公里时，时段有效观测时间不少于60分钟。观测条件较差时应适当延长观测时间。采样间隔：15秒；PDOP值≤10；卫星截止高度角≥10°；有效卫星观测总数≥4颗。GPS基线处理及网平差采用GPS接收机生产厂家提供的随机软件或已通过鉴定的GPS基线解算软件及网平差软件进行平差处理。

适用范围：建立全球或国家级大地控制网，建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。
注意事项：所有已知观测基线应组成一系列封闭图形，以利于外业检查，提高成果可靠度。并且可以通过平差，有助于进一步提高定位精度。

快速静态定位

作业方法：在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收机设备连续跟踪所有可见卫星；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟。作业布置图如下：应用范围：控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量、大批相距百米左右的点位定位。
注意事项：在观测时段内应确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km；流动站上的接收机在转移时，不必保持对所测卫星连续跟踪，可关闭电源以降低能耗。
优缺点：有点：作业速度快、精度高、能耗低；缺点：两天接收机工作时，构成闭合图形，可靠性较差。

级GPS网相邻点基线长度精度用下列公式表示，并按下表规定执行。

网络RTK测量

海东CORS系统已正常运行，网络覆盖西宁市区及海东地区，满足作业要求，本期作业在网络覆盖范围内，观测条件满足的前提下，各像控点测量可采用网络RTK方式进行，本测区采用Trimble 5800、R4 双频接收机，其操作步骤为：到达测区后打开GPS接收机和手簿，通过蓝牙连接手簿与接收机，连接正确后在手簿中设置测量方式为网络RTK，然后连接WIFI（一般网络RTK作业到达测区后会携带WIFI，如果没有WIFI可以通过共享手机网络，把手机网络设置为热点，连接手簿）就可以进行正常的测量了。
网络RTK测量方式相对于RTK而言不用架设基准站，网络覆盖范围广只要有手机信号就可以进行测量，在测量过程中一定要等到手簿确定固定解后才可记录测量坐标，如果由浮动则不能记录坐标，对于实在不能固定的测区可以待浮动解变化到最小后记录，此时也要同时记录下浮动解。在青海地区GPS信号一般在中午十二点到下午三点最为薄弱，无法确定其固定解，因此可避免这段时间段测量。

各级GPS测量基本技术要求规定

3.2 像片控制点测量

像片控制点测量就是像片控制外业测量，测定像控点所对应地面点的地面坐标。
一般规定：
平面控制点和平高控制点对最近基础控制点的平面位置中误差不应超过地物点平面位置中误差的1/5。
高程控制点和平高控制点对最近基础控制点的高程中误差不应超过基本等高距的1/l0。

像片控制点的平面坐标
测定像片控制点的平面坐标，通常采用下列方法：
a.导线；
b.线形锁；
c.交会法；
d.引点。

像片控制点的高程测量
高程控制点和平高控制点的高程测定应根据地形条件采用下列方法:
a.测图水准；
b.光电测距高程导线；
c.三角高程导线；
d.独立交会高程点。
高程路线一般不用闭合环。必须用闭合环时，起算点高程需确保无误，且不得环套环。

##采用GPS RTK测量方式

RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。
一般规定
平面控制点和平高控制点对最近基础控制点的平面位置中误差不应超过地物点平面位置中误差的1/5。
高程控制点和平高控制点对最近基础控制点的高程中误差不应超过基本等高距的1/l0。
基本要求
根据测区范围的大小、地形起伏变化程度等情况，为提高坐标系转换精度和高程拟合精度可以将测区分为若干个分区，分别构GPS网；
采用GPS快速静态相对定位技术测量像控制点时，GPS网内应要求有无约束平差未知基准起算点1个；
转换至其他参考系时，在GPS网及周边联测或使用不少于3个该坐标系己知基础控制点，作为二维约束平差的起算点。应采用七参数法求解转换参数，检查点不应少于1个。起算点应能控制全网；
GPS水准高程拟合，在GPS网及周边联测或使用具有四等及以上等级水准高程的基础控制点不应少于8个点，宜采用二次多项式法拟合高程，检查点不少于1个。各点应均匀分布，并能控制全网;
当像控点无法用GPS直接联测时，可在像控点附近选取一对GPS过渡点作为定向边，用电磁波测距支导线与测距离高程支导线、等外水准或测图水准等方法联测像控点的平面坐标和高程。当像控点为高程点时，可只选取1个GPS过渡点，经内插求得该GPS过渡点高程后，作为起始高程。

3.3 像控点的刺点、整饰与注记

像片控制点的判刺
a.野外控制点以判点为主，刺点为辅。
b.平面控制点的实地判点精度为图上0.1mm，点位目标应选在影像清晰的明显地物上，一般可选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于0.2 mm的点状地物中心。弧形地物及阴影等均不应选作点位目标。高程控制点的点位目标应选在高程变化较小的地方。 平高控制点的点位目标应同时满足平面和高程控制点对点位目标的要求。
c.在点位目标难以保证室内判点精度的地区，航摄前应铺设地面标志，并及时联测。
d.控制点与基准面不同平面时，须量注比高，量注至0. 1 m；当点位周围不等高时，须标注比高量注的位置。

像片控制点的整饰
a.三角点、埋石点、平高点或平面点的刺点片，在像片正面用红色以边长或直径为7 mm的三角形、正方形或圆形整饰;水准点或高程点的刺点片用绿色以直径7 mm的圆形整饰、水准点在圆内加绘不相交的斜十字形。点名、点号及高程均用红色以分式注记，分子为点名或点号，分母为高程。
像片的反面用铅笔以相应的符号标出点位，注上点名或点号，简要说明刺点位置和比高、刺点者、检查者或对刺者，签名及日期，绘局部放大的详细点位略图。文字要简练，说明要确切，点位图、说明、刺孔三者须一致。
b.控制像片仅整饰刺点片；航线间公用的点仅在邻航线的主片上转标，并注上点号和说明刺在哪一片上。当借用相邻测区的像片控制点时，必须转刺并按前述规定式样整饰，转刺的点应加注邻幅图幅号及原刺点片号。

3.4 外业调绘

1 调绘前应制订调绘计划、熟悉测区像片、研究测区特征，选择调绘路线以及人力分配.尽力收集现势性强的各类专业资料。
2 调绘与立体测图、数据编辑应有效衔接，以保证地形要素表达的完整性和准确性。
3 调绘应走到、看到、量到、间清、绘准，判读准确，描绘清楚，符号运用恰当，各种注记准确无误。
4 各类要素调绘的具体要求应符合GB/T 20257. 1的规定，需要补充时，应在技术设计书中明确。
5 数字影像调绘，直接使用数字正射影像(先外后内)、数字正射影像套合矢量数据(先内后外)进行调绘，调绘用数字正射影像宜保持数字影像原始分辨率。
6 纸质像片调绘，采用调绘像片、数字正射影像或者矢量数据按成图比例尺输出调绘用图的形式进行调绘，调绘像片比例尺视地物复杂程度决定，以保证判读和方便清绘为原则一般应大于或等于成图比例尺，地物复杂地区应适当放大；数字影像输出调绘用图时.像元尺寸不应大于相应比例尺图上0.1mm。
7 一般以标准图幅为调绘范围，但调绘像片除外。调绘像片的调绘范围线要求如下：
a.调绘影像之间应有20%以上的重叠度，调绘范围线宜绘在相邻调绘片重叠的中心线位置，距原始像片边缘应大于1 mm；全野外布点时.调绘范围线以图廓线为准，以像控点连线绘出，若有偏离应不大于1 mm。
b.平坦地区调绘范围线采用直线或折线；丘陵地、山地调绘范围线在调绘像片东、南边采用直线或折线，西、北边根据邻片立体转绘成曲线。
c.调绘范围线应避免与线状地物重合或切割居民地，相邻调绘片的范围线之间不应出现漏洞与重叠。
8 摄影后新增的一般地物可不补调，但新增的大型T.程设施和变化较大的居民区、开发区等应进行补调或补测;航摄后拆除的地物，应在影像上标记。
测区周边调绘应保证满幅，自图边应调绘出图外4mrn(图上距离)，相邻调绘范围之间应注意接边。
9 调绘内容按GB/T 13923规定的要素类进行。调绘时对影像上各种明显的、依比例尺表示的地物，可只作性质、数量说明，其位置、形状以内业立体模型为准。要素的属性调绘内容按GB/T 2058.1的规定，需要调整时，在技术设计书中明确规定。调绘时，属性值应标注在调绘片或调绘图上，也可记录在要素的属性表中并在图面予以注记。
10 房屋调绘时以墙基为准。当屋檐、阳台宽度大于图上0. 2 mm时，应在影像相应处注明实测宽度(量注至厘米)，供内业进行屋檐宽度改正和阳台制作处理。
11 调绘成果使用的符号、文字宜参考相关图式标准的要求，以方便内业人员准确判读为原则。所用符号、文字应统一、清楚、易读、实用。整饰清晰。具体要求在技术设计书中明确规定.必要时采用图例说明。
12 调绘影像间应接边，接边处房屋轮廓、道路、管线、河流、植被等的性质、等级、宽度和符号，以及各项注记应一致。
13 调绘像片的整饰要求在技术设计书中应明确。
2 先外后内
采用全要素调绘方式，要素的符号和注记设置以方便立体测图人员准确判读为原则，可由技术设计书明确规定。调绘时应尽量避免要素的丢漏、属性的丢漏。
2先内后外
调绘前，对立体测图采集的数据进行检查，主要检查采集的数据是否有遗漏或综合取舍是否合理。
调绘时，对内业判逮和采集数据进行实地核查，对错漏等进行修改，补测立体测图无法或不能准确采集的要素，如新增地物、阴影区地物、隐蔽部位、地形复杂部位等。并实地补调内业无法获取的地理名称、屋檐改正和地貌要素属性及注记。属性的内容按GB/T 20258. 1的规定，当属性内容需要调整时，应在专业设计书中明确，最终形成调绘成果。