航测像片控制测量的布点方案

第四章航测外业像片控制测量第二节像片控制测量的布点方案航外控制测量的布点方案，是指根据成图方法和成图精度在像片上确定航外像片控制点的分布、性质、数量等各项内容所提出的布点规则。它是体现成图方法和保证成图精度的重要组成部分。按像片控制点在航测成图过程中所起的作用，航外控制测量的布点方案可区分为全野外布点和非全野外布点两种。全野外布点是指正射投影作业、内业测图定向和纠正作业所需要的全部控制点均由外业测定的布点方案。这种布点方案精度较高，但外业工作量很大，只在少数情况下使用。非全野外布点是指正射投影作业、内业测图定向和纠正作业所需要的像片控制点主要由内业采用电算加密所得，野外只测定少量的控制点作为内业加密的基础。这种布点方案可以减少大量的野外工作量，提高作业效率，充分利用航空摄影测量的优势，实现数字化、自动化操作，是现在生产部门主要采用的一种布点方案。按构网方式不同，该不断方案可分为区域网布点和单航线布点两种方案。全野外布点方案按成图方法不同一般分为综合法全野外布点和立测法（全能法）全野外布点方案。综合法全野外布点方案又分为隔片纠正布点和邻片纠正布点；全能法全野外布点方案又可分为单模型和双模型两种布点形式。选择布点方案时主要应考虑地形类别，成图方法和成图精度；但也要考虑其他方面的实际情况，如航摄比例尺，航摄像片的质量情况，测区的地形条件，仪器设备及技术条件，内外业任务的平衡情况等，这样才能选出较好的布点方案。一、全野外布点方案全野外布点方案适用于下列情况：（1）航摄像片比例尺较小，而成图比例尺较大，内业加密无法保证成图精度时；（2）用图部门对成图精度要求高，采用内业加密不能满足用图部门需要时；（3）由于用图时间紧迫，而航测外业在人力、物力、时间等方面又具有较快提供用图条件时；（4）由于设备限制，航测内业暂时无法进行加密工作时；（5）由于像主点落水或其他特殊情况，内业不能保证相对定向和模型连接精度时。1.综合法全野外布点方案综合法测图包括固定比例尺像片图测图、自由比例尺像片图测图和单张像片测图三种不同的测图方式，其中固定比例尺像片图测图和单张像片测图，根据实际情况有时可采用全野外布点方案。固定比例尺像片图测图：是指用于成图比例尺相等的像片平面图或正射影像图作为图底所进行的测图。像片平面图的制作由内业纠正工序完成：一是用纠正仪对航摄像片进行纠正，经晒像、切割、镶嵌支撑像片平面图；二是采用建立高程立体模型，以微分纠正的方法得到具有正射投影性质的影像图；外业以平面位置已确定的像片图为图底，在实地测绘地貌，根据影像调绘地物，最终获得地形原图。自由比例尺像片图测图：是指用任意选定的比例尺制作像片平面图，以这样的像片平面图作为图底所进行的测图。采用自由比例尺像片图测图，经外业测图后，内业还必须根据外业测定的控制点对原图进行缩放，使之成为具有与成图比例尺相等的航测地形原图。1.综合法全野外布点方案综合法测图有三个特点：（1）以航摄像片的影像为基础（2）地物要在实地调绘，地貌要在实地测定（3）都必须经过像片纠正确定地物、地貌的平面位置；或先纠正后测图，或先测图后纠正。由此可见，由航摄像片纠正获得地物、地貌的平面位置，在具有平面影像的图底上进行测图，这是综合法测图与白纸测图的主要区分点。从控制测量的角度说，在综合法测图过程中，若内业纠正所需的全部控制点均由外业测定，则这种布点方案就称为综合法全野外布点方案。综合法全野外布点的两种方案：隔片纠正布点方案：在隔号像片纠正范围的四个角上各布设一个平面控制点。逐片纠正布点方案：在每张像片纠正范围的四个角上各布设一个平面控制点。2.立测法布点方案无论是过去的模拟测图，还是现在的数字测图、正射影像制作，对于以航摄像片为基础的测图原理和作业过程，以及对航测外业控制测量的要求，基本是一致的，且必须经过三个过程：（1）内定向：其作用是确定摄影中心与像片之间的相对位置，也就是恢复摄影瞬间摄影光束的形状。（2）相对定向：恢复同一条航线上相邻航摄像片在摄影时的相对方位，消除上下视差，实现同名光线对对相交，建立一个与实地相似的立体模型。（3）绝对定向：在相对定向的基础上恢复像对立体模型在大地坐标系中的方位，并按照测图要求确定模型的比例尺。确定模型大小至少需要两个已知平面位置的控制点，据此两点可求出其实地距离D，如果在相对立体模型上量出两相应点的长度d，则模型比例尺为：1/M模=d/D。模型大小确定后，就可以根据需要获取各种比例的地形图及其他图件。实际生产作业时，为了进行检查及提高精度，一般在模型的四个角附近各布设一个平面控制点。大小确定后的模型仍是倾斜的，需要进行置平，可把倾斜分解为航向及旁向两个方向进行置平，为此需要在模型的三个角上各有一个已知高程的控制点才可实现模型置平。实际生产作业中为了减小模型的变形，有效控制测绘范围，提高精度，在模型的第四个角上还需要一个高程控制点。确定模型大小和模型置平所需要的两种性质的控制点可以合并为四个平高控制点，分别布在测绘面积的四个角附近。立测法测图布点方案分为单模型和双模型两种。二、非全野外布点方案采用非全野外布点时，外业只须测定少量的控制点作为内业进行加密的基础，内业在此基础上，通过加密作业可以求得内业测图所需的全部绝对定向点或纠正点的平面位置和高程。因此，作为加密基础的外业控制点必须精度高、位置准确、成果可靠，而且应满足不同加密方法提出各项要求。所谓加密，是指在控制点稀少，不能满足测图定向和纠正的情况下，内业采用某些仪器和计算手段，通过对立体模型的测量，精确的测定另一部分控制点，以满足测图定向和纠正的需要。目前加密的方法主要是解析空中三角测量，又称电算加密。1.航线网加密（单航线布点）利用空中三角测量的原理，可以在立体模型上量测得到模型点对应地面点的坐标（空间位置），这一测量过程采用共线条件方程通过解析计算的方式可以实现，即解析法空中三角测量。对航线上已经相对定向后的模型进行连接，可以建立整条航线的与地面相似的立体模型，然后再利用在航线模型两端的一定数量的已知控制点进行绝对定向，从而使模型与地面之间建立一一对应的比例关系，然后在模型位置点上进行量测就可以得到这些点的地面坐标，若精度满足要求，这些位置上的点就不用野外测量了，这样得到的点就是内业加密控制点。在解析法空中三角测量加密过程中，进行绝对定向需要解算7个未知数，又称为绝对定向元素，理论上需要外业测定2各平高点和一个高程点，而实际上，在绝对定向中则需要由航外控制测量在航线模型两端的4个角上各提供一个平高控制点。为了解求三角测量加密中的误差因子，需要在航线模型两端的4个角顶和中部布设5个平高控制点，而实际中，为了提高改正精度，一般布设6个平高点，这就是航线网的五点法和六点法。其中六点法主要用于山地和高山地，五点法主要用于平地、丘陵地。2.区域网加密区域网加密就是若干条航线为一个区域的加密，具有精度高、需要野外控制点少、野外工作量小的优点，广泛应用于大面积航测成图中。区域网布点的基本原则：平高控制点按网的周边布设，有周边6点法、周边8点法和周边多点法布设；高程控制点则采用网状布点。区域网的划分一般按图廓线整齐划分，也可以根据航摄分区、地形条件等情况划分，尽量使网的图形呈方形或矩形。区域网的大小和像片控制点间的跨度主要根据成图精度、航摄资料条件以及对系统误差的处理等因素确定。三、特殊情况布点由于地形条件或航摄资料的影响，如摄影区内出现大面积水域，使像主点和标准点位落水；摄影航线航向或旁向重叠过大或过小；航区分界处两个摄影区域的衔接等，按规范规定有困难或不能保证作业精度时，必须采取比较灵活的办法实施布点方案。处理特殊情况的布点原则是：既要保证成果成图质量的基本要求，又要照顾实际测定的可能，还要考虑不过多的增加外业的工作量。