像片控制测量.docx

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像片控制测量

像片控制测量

1、基本概念

像控点是航测内业加密控制点和数据采集的重要依据.像片控制测量就是野外实测所有布设的像控点的平面坐标和高程值.下面先介绍一些基本概念。

1.１　航空像片

又称航摄像片，泛指用航空摄影装置拍摄的各类遥感像片。

航摄像片属中心投影，即空间任意直线均通过一固定点（投影中心）投影到一平面（投影平面）上而形成的透视关系，种类很多.按像幅分为１８㎝×１８㎝、２３㎝×２３㎝两种，像片比例尺和成图比例尺一般是1:

3~1：

6的关系.按感光片的感光特性可分为全色、黑白、彩红外、彩色像片等.这些像片都是采用胶片进行航摄，再经过晒印而成,需要经过像片扫描、地面控制点的外业测量、空间加密等工序才能进行内业生产。

现在煤航已经拥有了航空数码摄影仪，所生成的数码像片具有高分辨率、高成像质量的优势，以及方便计算机处理管理、快速、低成本的特点，数字像片数据直接拷贝即可进行空三加密，省掉了影像扫描工作。

目前已经大量应用于常规的航空摄影测量中。

１.２　航空像片上主要的点和线

像主点：

航空摄影仪主光轴与像面的交点，在像片上即就是像片的中心点。

标准点：

符合布点的各种像片条件的像控点的位置。

主纵线：

又称为主垂线，是通过像主点的垂直于航线方向的直线.

主横线:

又称为方位线，是通过像主点的垂直于主纵线（和航线方向重合）的直线。

１.３　航向重叠和旁向重叠

航向重叠：

沿航线方向的同一条航线上相邻的两张像片间的重叠,一般不能小于５３％.

旁向重叠：

两条相邻航线上的相邻像片之间的重叠,一般不能小于15%。

１。

４　点位落水

　　　　指的是像主点或标准点位处于水域内，或者被云影、阴影、雪影等覆盖，或者没有明显目标时，均视为点位落水.

2、像控点布设的一般要求及像片条件

２.１　像控点是航测内业加密控制点和数据采集的依据，分为平面控制点、平高控制点、高程控制点三种。

　　　平面控制点仅测定平面坐标，高程控制点仅测定高程，平高控制点需测定平面坐标及高程。

２。

２　像控点一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内，尽可能使布设的像控点能够公用，并且尽量使点位矩形分布。

２.３　像控点距像片边缘一般不小于１㎝（１８㎝×１８㎝像幅）或1。

5㎝（２３㎝×２３㎝像幅，困难时个别点不得小于１㎝）。

２.４　像控点距像片上的各类标志不能小于１㎜。

２。

５　像控点应该选在旁向重叠中线附近，离开方位线的距离应大于３㎝（１８㎝×１８㎝像幅）或４.５㎝（２３㎝×２３㎝像幅）。

当旁向重叠过大而不能满足要求时，应分别布点。

因旁向重叠过小使得相邻航线的点不能公用时，应分别布点，此时控制范围线所裂开的垂直距离应小于1㎝，困难时不应大于2㎝。

２。

６　点位离开主垂线不得大于1.5㎝，困难时个别点不得大于2㎝。

２。

７　测区边缘的像控点一律布设在测区范围线以外，如果边缘像片上无法选出点位时，可继续向外增加像片布点。

２。

８　因补飞航线和原航线接头处有时难以构成像对，一定要分别布点,并保证不产生漏洞。

3、像控点的布点方案

　　　　像控点的布设方案主要根据像片比例尺、航摄质量、成图比例尺、测区地形、成图数学精度、基本等高距、成图方法、内业仪器设备等诸多因素综合确定。

总体来讲，像控点的布点方案有以下几种：

全野外布点、区域网布点、航线网布点三种。

这三种方法可以单独采用，也可以混合采用。

３.１　全野外布点

３.１.１　全野外布点的分类:

平高全野外、高程全野外。

３.１.２　非全野外布点不能满足成图精度要求时，就应采用平高全野外或者高程全野外。

３。

１.３　全野外布点的形式

●一般情况下，平高全野外是指每个立体像对至少布设四个平高点，当成图比例尺与

航摄比例尺在１：

４～１：

６之间时，为了提高精度，在像主点附近要增加一个平高点。

如右图所示：

●高程全野外：

如果像控点的平面位置

由内业加密完成，且可以满足成图精度时，则平面部分按照非全野外布点，而高程部分则按全野外布点。

３。

１.４　特殊情况下的布点

３。

１.４。

１航摄分区分界处的布点:

航摄分区结合处，像控点在保证各自像片条件下尽量公用，如不能同时满足像片条件的应分别布点。

３.１。

４。

2当航向重叠部分小于53%，产生航摄漏洞,无法进行模型连接测图时，应以漏洞两侧为界分别布点，漏洞部分可单张像片测图或者全野外仪器实测或者平板补测。

３.１.４。

3航线中个别像片旁向重叠小于15%（小于3㎝）,而大于1㎝，且影像清晰，范围内无重要地物时，应分别布点，两点裂开的垂距不能超过2㎝，否则不足部分应采用平板补测或者全野外仪器实测。

３。

１。

４.4像主点或标准点位落水

像主点或标准点位处于水域内，或者被云影、阴影、雪影等覆盖，或者没有明显目标时，均视为点位落水.此时均按平高全野外布点。

●当落水范围不影响立体模型连接时，按正常航线布点,此时像控点的像片条件可适当放宽。

●当像主点周围2㎝范围内或者航向三片重叠范围内选不出连接点时，则落水像对应按平高全野外布点。

●定向点标准位置附近为落水区，这时如果在距方位线4㎝以外的航向三片重叠范围内选不出连接点,则落水像对应按平高全野外布点。

●水滨和岛屿地区，一般按全野外布点，以能最大限度控制测绘面积为原则周边布点。

超过控制点连线1㎝以外的陆地部分应加测平高点,困难时可改为高程点，局部地区如用航测方法难以保证精度时，应采用平板补测或者全野外仪器实测。

３.２　航线网布点

３。

２.１　航线网布点应按航线分段布设六个平高点，首末端点间的基线数根据像片比例尺、成图比例尺、基本等高距、测区地形、成图精度等因素，并参照航测外业规范中的附录Ａ执行.实际作业中,常与平高区域网混合使用。

如下图,平高点按九点法区域网布设，高程点则按航线网布设，必要时可在区域网的四分之一处加布高程点。

○　　　×　　　○　　　×　　　○　　　○　　　　　　　○　　　　　　　○

　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋

　　×　　　　　　　×　　　　　　　×　　　○　　　　　　　○　　　　　　　○

　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋

　　×　　　　　　　×　　　　　　　×　　　○　　　　　　　○　　　　　　　○

　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　○　　　×　　　○　　　×　　　○　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　　　　　　　　　　　○………平高点

　　×　　　　　　　×　　　　　　　×　　　　　　　　　　　×………高程点

　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　　　　　　　　　　　＋………像主点

　　×　　　　　　　×　　　　　　　×

　　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　　　　　　　　·　左图为高程航线网布点

　　○　　　×　　　○　　　×　　　○　　　　　　　　·　右图为平高航线网布点

３。

２.２　航线网布点一般用于丘陵地、山地、高山地等地区，特别是公路项目用得比较多.

３。

２。

3布点要求

首先要满足第2章节中的一般要求,特殊情况下可作适当调整。

　航线首末端上下一对点应尽量位于通过像主点的主垂线上,困难是互相偏离不得大于半条基线,上下对点应布在同一立体像对内。

　航线中间上下一对点一般布设在首末控制点的中间位置，困难时可向两侧偏离1条基线左右，并力求其中一个控制点在中线上。

尽量避免两个控制点向中线的同一侧偏离，若出现同侧偏离时，最大不能超过1条基线。

３.3区域网布点

３。

3.1区域网布点的分类:

分为平高区域网、平面区域网.高程则采用全野外或者航线网和区域网混合使用。

３.3。

2区域网内不应包含有像片重叠不合要求的航线和像对，并且不应包

括大片云影、阴影等影响内业加密建网连接的像对.

３。

3.3区域网布点时，同样要根据像片比例尺、成图比例尺、基本等高距、测区地形、成图方法、平面高程的数学精度、内业加密方法综合确定。

当内业加密能同时满足平面和高程精度时，才能采用平高区域网布点。

当加密可以满足平面精度而不能满足高程精度时，可布设平面区域网，高程则采用全野外布点或航线网布点。

具体采用何种方法，应该由技术主管部门通盘考虑，在技术设计书中明确规定。

３.3.4平高（平面）区域网的布设形式,根据测区形状，按照覆盖的航线数、基线数和允许的区域网跨度，全面考虑布设，尽量减少像控点数量。

３。

3。

5不论是平面区域网或平高区域网，航线数跨度、基线数一般不超过下表规定.

一般情况下，1：

500地形图平地、丘陵地采用平高全野外，1：

1000、1：

2000平底采用平高区域网、高程全野外布点（指0.5米等高距区）。

比例尺

1:

500

1：

1000

1：

2000

航线数（条）

4～5

4~5

5～6

平高点间基线数

4～7

6～7

6~10

高程点间基线数

2~4

2～4

4～6

３。

3。

5.1按照规范规定的航线数（一般不超过6条）和基线数,组成一个区域单元。

采用6点法或者8点法布点，有时也用9点法按田字形布设平高点.区域网周边布设高程点。

中间成排或者稀疏布设高程点。

平面区域网则根据高程全野外高程点的分布情况，按一定的航线数、基线数分成若干个平面区域布设平高控制点.

○　×　○　×　○　　　　　○　×　○　×　○　　　　　○　×　○　×　○

　　　×　×　×　×　×　　　　　×　×　×　×　×　　　　　×　×　×　×　×

　　　×　×　×　×　×　　　　　○　×　×　×　○　　　　　○　×　○　×　○

　　　×　×　×　×　×　　　　　×　×　×　×　×　　　　　×　×　×　×　×　

　　　○　×　○　×　○　　　　　○　×　○　×　○　　○　×　○　×　○

　　　　　（６点法）　　　　　　　　　（８点法）　　　　　　　　　（９点法）

　○………平高点　　　　　×………高程点　　　　　

３.3。

5。

２　当区域网用于加密平高控制点时，沿周边布设平高点（６个或８个）。

高程点的跨度为:

1：

2000成图时，航线方向点的间隔数为4~6条基线，1:

500、1：

1000成图时,高程点宜采用全野外布点，若采用内业加密时，其跨度为２~４条基线。

３。

3。

5。

３　不规则区域网布点

　　　　因受地形等条件限制或测区范围线的限制,　　　　　　　　　○　　○　　○

也可采用不规则区域网布点。

根据测区形　　　　　　○　　　○　　×　　×

状，一般在凸角处布设平高点，凹角处布　　　　○　×　　　　×　　　　○

设高程点。

当凹角处和凸角处之间跨度超　　　　×　　　　　×　　　　　×

过2条基线时，在凹角处应布设平高点。

　　　　○　　　　　○　　　　　○　

３.３.６　像控点的一般要求和像片条件

　首先像控点要满足第２章节的各项要求.

　区域网首末端控制点尽量位于主垂线附近１.５㎝以内，相互偏离不得超过半条基线，中间点应位于首末端点的中间，困难时偏离不超过１条基线。

　区域网布点，起控制点在像片上和航线内的具体点位要求和航线网布点相同.

　特殊情况下的布点原则遵循第３.１。

４章节。

３.３。

７　补飞航摄像片的布点

　　　　由于航摄质量问题或者重叠度不够等情况，要求补飞。

补飞航线像片和老航线像片之间一定要交叉重叠最少一条基线（即一个立体像对），并各自分别布点控制，不能产生漏洞。

３。

４　像片控制点的选刺和整饰

３。

４.１像片控制点的选刺

像控点在像片上选好后，在野外一定要认真判读,找到准确的位置刺点,不能出现判错点位的现象。

野外像控点的实地判点精度为像片上0。

1㎜，点位目标应选在实地没有变化且影像清晰的明显地物上。

一般可选在交角良好的线状地物的交点（如田埂交叉、围墙内外拐角等）、明显地物折角的顶点（如房角）、影像小于0。

2㎜的点状地物中心（如电杆、井口等），弧形地物及阴影处不能选作点位目标。

高程点应选在高程变化较小的地方。

目标选好后，刺点时一定要仔细小心,刺孔不但要透还要够小。

　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.

　点位与地面有比高时，必须量注比高，一般量注至0。

1m，当点位周围高度不等时，须标注比高量注的位置.

３.４.2像控点的整饰

刺完点后，应在实地于像片背面绘制点位放大略图,并编写刺点说明，简要说明刺孔与点位周围地物间的相互关系.文字说明要简练、确切，点位图、文字说明、刺孔三者必须严格一致。

字头方向和像片片号保持一致，方位说明用上、下、左、右，不能用东、南、西、北。

最后刺点者、检查者要现场签名，并注明刺点及检查日期。

像控点测完后要在像片正面按规范规定的符号大小，用红色或者绿色整饰。

平高点、平面点用红色圆圈整饰,并用红色分式注记点号（点名）及高程，分子注记点名或点号,分母注记高程，高程点用绿色圆圈整饰。

若点位刺在副片上，则应该在主片上转标，邻航线公用时，也必须在邻航线主片上转标，并用红色标注点号和刺点说明（××点刺在××航线××片上）。

　　　　　　通常情况下，刺点说明用红色注记，刺点片上用直径7㎜的圆圈整饰，转标片上用直径１０㎜的圆圈整饰。

３。

５　像片控制测量

３。

5。

1一般规定

　平面点和平高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（一般不大于图上０。

１㎜）。

　高程点和平高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１/１０。

３.5.２像控点的平面位置测量

　　　　　　随着科学技术的不断发展,测量手段也得到了空前的提高.传统使用的线形锁、四边形、交会法、引点等方法已经很少使用。

当前使用最普遍的测量方法是ＧＰＳ测量,有时候也采用光电测距导线测量像控点.

　光电测距导线：

起始于两个已知点，附合于另外两个已知点.

　光电测距支导线：

在起始点上应尽量联测两个已知方向，如果只有一个起始方向，则应该在端点联测检查方向，检查方向不受点的级别的限制。

　另外还有各种交会法，交会角度限制在３０°～１５０°之间。

以前所使用的线形锁、四边形等方法现在已经很少使用。

　ＧＰＳ测量

　　　　　　ＧＰＳ测量在像控测量中的应用最为广泛，不但速度快，而且精度高。

　　　　　　采用ＧＰＳ测量像控点成果时，点位应满足ＧＰＳ观测对环境条件的各种要求，如避开高楼、大树、大片水域、高压电线、微波发射天线等,如果不能满足观测条件时，则采用其它办法如光电测距导线测定坐标和高程。

　　　　　　ＧＰＳ测量像控点常用的方法有ＧＰＳ快速静态定位和ＲＴＫ（实时动态定位）两种方法。

采用快速静态定位方法,平面解算至少需要三个已知点,高程拟合一般要求有６个已知点，最少不能少于５个已知点，而且已知点必须均匀分布于整个测区.平差软件一般都是采用ＧＰＳ随机软件。

　　　　　　在平坦地区或者比较开阔的地区，采用ＲＴＫ方法测量像控点效率更高，实践证明，ＲＴＫ的测量精度可以满足航测成图的要求。

ＲＴＫ定位技术就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的坐标成果，并能达到厘米级的精度。

在ＲＴＫ作业模式下，基准站（电台）通过数据链结将其观测值和测站坐标信息一起传输给流动站,流动站不仅接收来自基准站的数据,还要接收ＧＰＳ观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级的定位结果，历时只不过数秒而已。

　　　　　　常规的ＧＰＳ测量方法，如静态、快速静态、动态测量等都需要事后解算才能得到结果，而ＲＴＫ能够在野外实时获得厘米级的测量结果,这就极大地提高了野外作业效率.ＲＴＫ技术是ＧＰＳ应用的重大的里程碑,在以后的测量中，ＲＴＫ技术应用将会更加广泛。

３.5。

３　像控点的高程测量

　　　　像控点的高程根据地形、高程精度要求可以采用不同的作业方法。

３.５。

３。

１　图根水准：

主要用于平地或者高差起伏不大的地区、等高距0。

5米和１.０米的成图区域,起闭于水准点，或者经水准联测的三角点，或者等外水准点上。

要求水准仪ｉ角≤２０〞,前后视距应大致相等，且视距不得超过１５0米。

路线全长和闭合差不得超过表３。

５.３的规定。

　　　　　　　　　　　　　　　表３。

５。

３　　　　

等高距（ｍ）

附合路线全长（ｋｍ）

高程闭合差（ｍ）

独立交会高程点

图根水准

光电测距高程导线

三角高程导线

边长ｋｍ

高程较差ｍ

０。

５

５

５

０.２

１。

０

２０

２０

８

０.４

２

０.３

２。

０

３０

２０

０。

８

２

０。

５

　　　　　注：

按结点布设高程路线时,结点与起算点之间的路线长度为上表规定全长的３/４。

３.５。

３。

２光电测距高程导线：

　　利用光电测距仪（全站仪）在测量像控点平面坐标时,同时观测垂直角（必须对向观测）,并量测仪器高、觇标高,解求测站和觇站之间的高差，以推算像控点的高程。

直返高差较差不应大于0.04S米（Ｓ以百米为单位，３００米以内按３００米计算）,路线全长和闭合差执行表３。

５。

３的规定.

３.５。

３.３三角高程导线

　　　　　　一般用于山地和高山地，垂直角必须对向观测,直返高差较差不应大于0.04S米（Ｓ以百米为单位，３００米以内按３００米计算）,量测仪器高、觇标高，连续解算测站和觇站之间的高差来推算像控点的高程。

路线全长和闭合差执行表３.５。

３的规定。

３.５。

３。

４独立交会高程

　　　　　　一般用于1ｍ或２ｍ等高距的起伏较大的地区，采用三个单觇高程的平均值，沿一定线路直返觇观测垂直角,量测仪器高、觇标高，连续解算测站和觇站之间的高差来推算像控点的高程，取三个高程的平均值作为像控点的高程。

路线全长和闭合差执行表３.５.３的规定。

３。

５.３。

５ＧＰＳ拟合高程

中小比例尺测图或者1ｍ以上等高距地区，视地形起伏情况，也可使用ＧＰＳ拟合高程。

观测时一定要保证起算点不能少于５个，且必须均匀分布于整个测区。

在地势开阔地区，只要不影响ＧＰＳ信号接收和基准站的电波接收，也可采用ＲＴＫ方法得到高程值，实践证明这种方法获得的高程可以满足航测成图的要求。

３。

５。

４　观测记录手簿

３.５.４.１水平角观测及垂直角观测主要遵循下表规定：

类　　别

限差名称

限　　　差

DJ2

DJ6

水平角观测

半测回归零差

１５〞

２４〞

两个半测回同一方向较差

２０〞

３６〞

各测回同一方向较差

２０〞

２４〞

三角形闭合差

５０〞

５０〞

垂直角观测

测回垂直角较差

２４〞

同一测站指标差较差

２４〞

３.５。

４。

２记簿

●一切原始观测值和记事项目必须在规定的外业手簿中现场用钢笔或铅笔记录，字迹要清晰、整齐、美观，不得随意用橡皮擦改或涂改，不准转抄成果。

●手簿各项记录应齐全.

●原始观测数据应尽量不做涂改，如果读错或记错,均应将错误数据用斜线整齐划去,另记正确数据。

但同一测站不得连环涂改，划去的数字或成果要在备注栏中注明划改原因。

●补测、重测不能记录在测错页码之前.

３。

５.５像控点的平面和高程的计算

３.５.５。

１计算之前应全面检查手簿，校对起算点成果，保证无差错时再进行计算。

如果是全站仪自动记录，则把记录数据导入计算机后再进行计算，手簿打印出来即可,相关内容也应填写完整，如观测者、仪器型号、观测日期等.

３.５.５。

２平面坐标计算至０.０１ｍ，距离取至０.０１ｍ，角度取至１〞。

采用近似平差，闭合差不超限时，以边长、转折角或测站数按比例进行配赋。

３。

５.５.３对计算成果要仔细检查，特别是观测记录手簿和计算精度要特别认真检查，不能出现任何超限的数据或平差计算结果.

４、注意事项

４.１　布点时，要认真检查航摄像片的质量以及像片之间的航向和旁向重叠情况。

４.２　在满足像片条件的情况下，尽量使像控点在相邻像片上公用，以减少像控点的数量，减轻外业工作量。

４。

３　区域网内不得包括有像片重叠不合要求的像片，同时也不得有大片云影、阴影、像主点和标准点位落水等影响模型连接的像片，影响模型连接的像对要按平高全野外布点。

４.４　不论平高区域网还是平面区域网,其航线跨度、基线数量等严格按照规范和设计书执行.

４.５　构成区域网或航线网的像控点一般均要求做成平高点，平面点和高程点尽量不要分别做点。

特别困难地区确实需要分别做点时，平面点和高程点间的距离不得超过像片上１㎝。

４.６　区域网的角点（内拐点、外拐点）一定要按规范要求布点，不但不能缺省，而且必须保证拐点成果１００%的正确。

４.７　导线边数、边长、观测记录手簿是否合乎规范要求。

４。

８　各项限差规定要严格执行。

５、像控成果的检查

５.１　布设方案检查：

像控点的布设方案是否符合设计书的规定。

５.２　刺点情况检查:

包括像片条件的检查、点位放大略图及点位说明的检查、比高是否量注、落款签名是否齐全、日期有无填写等。

５.３　观测记录数据是否规范，路线长度、闭合差、平面精度和高程精度等是否符合规范要求。

５。

４　所有检查要填写外业检查记录,发现问题必须返还作业员修改。

６、像控测量成果的提交

６.１　原始观测记录手簿（ＧＰＳ观测记录手簿、光电测距导线记录手簿、三角高程导线记录手簿、水准测量观测记录手簿等）

６。

２　平差计算手簿：

（ＧＰＳ测量平差计算、光电测距导线平差计算、三角高程导线平差计算、水准测量平差计算等）

６.３　像控点成果表

６。

４　像控点联测图

６。

５　像控点布点图

６.６　所有控制像片及余片

６。

７　外业检查记录

６。

８　外业技术总结