2.3 区域覆盖设计
“航向覆盖超出摄区边界线应不少于两条基线。旁向覆盖超出摄区边界线一般不少于像幅的50%”,这是原规范在航摄区域边界覆盖上的保证,但在无人机倾斜摄影时是明显不够的。理论上,需要目标区域边缘地物能出现在像片的任何位置,与测区中心地区的特征点观测量一样。考虑到测区的高差等情况,可以按照式( 2) 来计算航线外扩的宽度L =H1×tan θ+ H2-H3 ( ) +L1 ( 2)式中,L 为外扩距离; H1 为相对航高; θ 为相机倾斜角; H2 为摄影基准面高度; H3 为测区边缘最低点高度; L1 为半个像幅对应的水平距离。
3.控制测量
控制测量是为了保证空三的精度、确定地物目标在空间中的绝对位置。在常规的低空数字航空摄影测量外业规范中,对控制点的布设方法有详细的规定,是确保大比例尺成图精度的基础。倾斜摄影技术相对于传统摄影技术在影像重叠度上要求更高,现在的规范关于像控点布设要求不适合应用于高分辨率无人机倾斜摄影测量技术。无人机通常采用 GPS 定位模式,自身带有 POS 数据,对确定影像间的相对位置作用明显,可以提高空三计算的准确度。
3.1 常规三维建模
基于 Smart3D 算法,从最终空三特征点点云的角度可 以 提 供 一 个 控 制 间 隔,建议值是按每隔20000 ~ 40000 个像素布设一个控制点,其中有差分POS 数据( 相对较精确的初始值) 的可 以 放 宽 到40000个像素,没有差分 POS 数据的至少 20 000 个像素布设一个控制点。同时也要根据每个任务的实际地形地物条件灵活应用,如地形起伏异常较大的、大面积植被及面状水域特征点非常少的,需要酌情增加控制点。控制点测量采取附合导线测量方式,获取高精度位置信息。
3.2 应急测绘保障
发生地震、山体滑坡、泥石流等自然灾害后,为及时获取灾区可量测三维数据,不能按照传统的作业方式进行控制测量,可通过在 Google 地图读取坐标、手持 GPS 测量、RTK 测量等方式快速获取灾区少量控制点,生成灾区真三维模型,为灾后救援提供帮助。
3.3 点位选择要求
影像控制点的目标影像应清晰,选择在易于识别的细小现状地物交点、明显地物拐角点等位置固定且便于量测的地方。条件具备时,可以先制作外业控制点的标志点,一般选择白色( 或者红色) 油漆画十字形标志,并在航摄飞行之前试飞几张影像,确保十字标志能在倾斜影像上正确辨识。控制点测量完成后,要及时制作控制点点位分布略图、控制点点位信息表,准确描述每个控制点的方位和位置信息,便于内业刺点使用。
特别说明① 像点标志
在整个像控布设环节,像控标志类型、尺寸大小及和布设位置至关重要。①标志的类型首先,从用途来说,像控点是模型成果坐标转换的依据。其反映在技术流程上,外业中,需要实测标志点平面坐标和高程;内业中,在空中三角测量环节,用于像片刺点。因此,像控标志的识别度、反射光的程度、与周边地物色差大小都是需考虑的。除了道路已有交通标志线角点和明显清晰线性地物交点,下图是三类亲测好用的标志类型:

②标志尺寸以无人机的空中视角来说,地面标志相当小,不同分辨率的照片对地面标志的大小要求不同,经实践测试,地面分辨率2-3公分时,地面标志宜在60cmX60cm以上的尺寸,在无人机拍摄的像片上才能清晰可见。③位置选择以五镜头相机为例,其倾斜角度一般为45度,倾斜视线很容易被遮挡,除了大树、高楼和途径车辆,还会被高茎杂草、电力线所遮盖,当高空拍摄像片时,以像素为单位进行处理,因此,在选择点位时,需避开上述遮挡物。另外,为防止人为破坏,布设可移动标志时还需考虑尽量远离人为活动频繁区域。

特别说明② 布设流程
①像控预布设在项目准备阶段,需要对测区概况有所了解。通常借助卫星图进行像控点位的预布设,秉持“角点布设,中间加密,均匀布设”的原则,设计像控点位。外业中,可通过手机定位实现预设点位“放样”。②像控实地测设将预先布设的点位,放样至实地,并于电子地图标记位置、拍摄照片作为点之记,以便后续查找、对照和检查。坐标采集多采用RTK获取。③点位补测在工程实际中,像控标志被人为毁坏或遮盖的情况屡见不鲜,因此需要做好事后点补测工作,保证该处有点,以便构建区域网,达到控制误差累积的效果。④像控数据检查其一、检查本地坐标点位是否与已有地形图坐标系一致,相对位置关系是否正确。像控坐标成果好坏至关重要,需及时检查,以免坐标系不符合要求或点位、点号错误。 其二、检查像片上是否清晰可见像控标志。如像控标志被遮盖或毁坏的问题,可通过查看对应位置像片,及时检查出来,进而提出外业补救方案⑤内业刺点刺点,即在多视角、多幅像片上精确标记出同名控制点的位置。后续通过空中三角测量解算,将整体坐标纠正至本地坐标系或其它平面坐标系。刺点原则可概括为,“虚实结合像素点、不刺过曝像片、不刺像片边缘”,尽量多镜头像片皆刺点。

4.空中三角测量
以 Smart3D Capture 自动建模系统为例,讲解空中三角测量的相关要求。