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地面控制点:您需要多少个(检查点何时足够)?

更新时间:2023-05-18点击次数:1682

地面控制点 (GCP) 是 GIS 和测量中的基本工具。有时不需要 GCP,例如,当测量结果仅用于相对准确性或自行评估某个区域的某些细节时。但是,当您的航测必须具有绝对位置精度时——即地图上的所有点都具有与它们所代表的地球上的点紧密对齐的地理位置——GCP 是帮助确保精度的一种方法。


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我们什么时候需要地面控制点,需要多少?

要了解航测的地面控制点,您可以想象您的无人机地图漂浮在它所代表的真实区域上方。在这个比喻中,细尖刺穿过地图并在地球上精准测量的点处刺入地面——这些点具有已知的 X、Y(水平轴)和 Z(垂直轴)坐标。

如果航空测量数据未通过实时运动学 (RTK) 或后处理运动学 (PPK) 方法进行校正,则 GCP 需要在您的测量区域周围频繁存在,以便地图结果比独立 GPS 更精准- 等级精度(几米)。

另一种需要如此多 GCP 的情况是,如果无人机数据应与现有的地面测量值或自定义坐标系对齐,而没有可用的精准转换。 


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地面控制点标记地球上的一个精准点。它们可以放置在已知点上,或建立更精准的位置,接收器将根据 GCP 中心以 RTK 模式记录其位置数小时或数分钟。


为了更好地理解点分布,想象一下需要顶部重量平衡的桌子。如果重量不平衡,它就会倾斜,如果它们相距太远,它就会变弱。均匀分布的 GCP 为您提供强大的模型。区域越大越复杂,需要的 GCP 就越多。

对于较大的调查,这可能是劳动密集型的——不仅要精准放置点,还要确保在调查期间没有任何事情发生。因此 RTK 和 PPK 无人机有效载荷的繁荣。当您使用配备 RTK 或 PPK 的无人机飞行时,您不需要那么多 GCP。事实上,如果您的设备可靠,您可能不需要任何设备,我们稍后会谈到。 

GCP 充当附加的安全层,确保您的测绘输出与实际的地心坐标一致。 

请务必注意,GCP 是后处理输出不要少的一部分,地图结果将进行调整以适合您放置、捕获并“告诉"软件遵守的真实地面点。事实上,GCP 在精准性方面需要成为wangneng的zhenli,因为它们是一个限制因素,甚至可以拉伸地图以服从它们的位置。让我们看看如何确保它们尽可能接近现实。 


GCP 和检查点之间的主要区别


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GCP(左)和检查点(右)之间的区别出现在无人机数据的处理阶段。如果您将地图位置点定为 GCP,该软件将连接甚至移动这些地图点,使其与它们所代表的地球上已知点保持一致。另一方面,检查点是无人机数据定位点,您可以将其与已知点进行比较,以检查与地球上已验证的数据相比的精准性。 


什么是摄影测量中的地面控制点?

地面控制点 (GCP) 是地面上具有与其关联的精确已知位置的位置。

在摄影测量中,它们用于将地图与地球联系起来——将无人机位置数据与地面测量的位置数据相匹配。

如果无人机数据和地面数据的定位精度存在差异,航拍地图将在后处理过程中被拉伸以绑定到 GCP。

请务必注意,GCP 与检查点不同,检查点用于后处理,通过对照调查期间捕获的地球上已知点检查地图来验证精准性。



无人机测绘的地面控制点——最佳实践

用于无人机测绘的实际地面控制点是理想耐用的材料块,平均面积为 30 平方英寸(1 平方英尺),并具有清晰的颜色图案,可以在航测照片中显示它们的确切中心。它们采用哑光处理以防止眩光,并标有高对比度的颜色,例如白色和黑色、黄色和黑色,或亮绿色和粉色。这些正方形的中心与地面上已知的一个精确点对齐,因为它已经通过精确校准到地球上该位置的测量设备进行了测量。


地面标记有什么区别?


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像左边那个这样的方形瓷砖效果好。其他例子没有。为什么?假设您在 X GCP 配置的中间有一个 3 厘米(1.2 英寸)的目标区域,或者在测地点周围绘制的圆圈中有更大的目标区域。这引入了足够的空间来产生选择错误,尤其是当您的分辨率高于每像素 3 厘米时。在 Pix4D 报告中,这被称为“投影误差",它估计处理数据的人在包含它的多个图像上选择精确 GCP 点的程度。它不应超过一个像素。这个错误被计入最终的映射精度。

一些测量员可能更喜欢在地面上喷漆线,因为他们经常返回现场并且需要更持久的地面控制。建议在这种情况下不要使用 X 模式,而是使用 L 模式以标记精准的点。有时,地标可能很想用作 GCP,例如建筑物的一角或井盖的顶部。然而,阴影和缺乏对比度会使这些点很难找到所需的确切点。在任何情况下,您都需要确保物理 GCP 上的点与Z图像分辨率一样清晰。


如何为摄影测量建立地面控制点

- 确定您的调查区域并定位外部周围的点,但不要太靠近边缘,以便多个图像捕获同一点。

- 如果您不使用 PPK 或 RTK 有效载荷飞行,请在整个测绘区域频繁放置地面控制,避免直线并均匀覆盖空间,确保放置在所有高度。

- 如果您使用 PPK 或 RTK 有效载荷飞行,那么一平方英里(2 平方公里)不需要超过 4-5 个 GCP,只要确保放置它们以表示地形的任何波动(如果适用),即向上高低。

- 确保每个 GCP 都在平坦的表面上,重量很重,不会移动(在地面上涂漆就足够了),并且是无光泽的,以清晰的角或中心为点。

- 使用合适的地面测量方法测量每个点,至少达到您想要评估的精度(例如,RTK 模式下的 GNSS 流动站、静态 GNSS 测量或测速仪测量)。