控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响

发布时间：2024-04-17 21:51

　　冰川监测是冰冻圈科学研究中的一项重要基础内容,获取高质量冰川DEM和DOM数据是研究的基础。随着无人机技术的兴起,给冰川监测提供了全新的技术手段,然而冰川区开展无人机摄影测量时,地面控制点的布设与测量成为能否获取高精度数据产品的关键,而山地冰川往往伴随着地形复杂,行走困难,野外实地测量难以全面实施等不利因素。本研究中以位于祁连山西段大雪山地区的老虎沟12号冰川末端部分为研究区域,设计实施了多种控制点布设方案,使用低空微型无人机飞行3个架次,获取研究区航摄影像。通过对比控制点在不同分布情况及数量情况下,DEM和DOM数据检查点的精度,评价不同控制点布设方案的可行性。对比结果显示,在航飞过程中使用单格网模式即可获取高精度的影像数据;实施地面控制作业时,使用5—7个控制点均匀分布在测量区即可获取较高精度的图像数据;当冰川区不能满足均匀布设控制点时,可沿冰川主流线布设足够数量的控制点,所得图像精度也可以满足冰川学研究要求;若只能在冰川中下部或者中上部布设控制点,则控制点应覆盖冰面起伏较大的区域。

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【部分图文】：

图2控制点误差标准Q-Q图（X,Y为水平方向，Z为垂直方向，下同）

使用17个地面点作为控制点进行图像匹配处理，得到120m航高下，地面分辨率为3.1cm的正摄影像及DEM影像，水平及垂直方向控制点精度均控制在1个像元以内，误差标准Q-Q图（图2），控制点误差分布符合正态分布。3控制点布设方案及精度评价

图3检查点误差箱型图对比

一般来讲控制点及检查点误差除系统误差之外，还会受到地形因素的影响，研究区位于冰川末端消融区，表面冰塔林十分发育，表面形态复杂，起伏剧烈。将坡度、高程及检查点到GNSS-RTK基准站之间的距离与检查点各个方向上的误差做回归统计分析，结果显示：当使用3个控制点时，竖直方向误差受距离及....

图4不同数量控制点分布于不同区域时，检查点误差分布

地面标志点水平坐标及高程经归一化处理后，用以展示控制点及检查点相对位置，各个方向上的误差线显示：使用3个控制点匹配校正后的检查点误差在水平方向均出现较大误差，距离控制点越远，误差越大；使用5个控制点分布于冰舌中上部时，冰舌最底部的检查点在X方向出现了较大的误差，当控制点分布于冰舌....

图1老虎沟12号冰川冰舌区无人机航线及控制点布设图

综合考虑飞行时间、影像重叠以及航高等因素，于2017-8-24在老虎沟12号冰川冰舌区共计实施了3个架次飞行，影像覆盖面积0.3844km2，飞行参数均在Pix4DCapture中设定。每条航线设置航高120m，航向与旁向重叠度均为80%，相机俯仰角度为70°。高海拔山区气....

本文编号：3956974