Наземная контрольная точка (НКТ или КТ) – это видимая, однозначно определяемая на
местности точка с известными координатами. Ранее, пока оборудование для
аэрофотосъёмки (АФС) только стремилось к геодезической точности, КТ использовались в
процессе обработки данных АФС для повышения точности привязки снимков. Их
использовали в качестве опорных, основных данных, без которых точные ортофотопланы
были невозможны (автоматически получаемые координаты снимков имели точность
десятков метров). Современное оборудование не нуждается в такой помощи. Получаемые
данные, независимо от режима работы PPK или RTK, обеспечивают точности, требуемые
топографическим картам и планам до масштаба 1:500.

Однако, КТ всё ещё необходимы, особенно на больших АФС проектах, именно для контроля получаемых точностей. Данная статья и рекомендации в ней относятся к оборудованию, оснащенному точным геодезическим приемником, качественной калиброванной фотокамерой или LiDAR и базовой станцией на земле (или постоянно-действующей базовой станцией).

Принципы использования КТ

Есть несколько важных моментов, на которые необходимо обращать внимание при планировании проекта аэрофотосъемки, и один из них – это размещение контрольных точек. Необходимо внимательно изучить территорию. Если представить, что полигон интереса – это квадрат или прямоугольник, то самым оптимальным решением размещения КТ является форма конверта. Размещение типа «Конверт» – это расположение по одной КТ по углам и одной КТ в середине фигуры (рис. 1). Размещать рекомендуется с расстоянием минимум 25 метров от границы территории. На один объект для контроля точности достаточно 5-6 точек. В выборе мест размещения КТ главное – равномерность. Охват контрольными точками должен покрывать всю интересующую территорию: углы, центральную позицию, тогда отчет о точности фотограмметрической модели покажет наиболее реальный результат.

Но мало спроектировать размещение точек, на местности в выбранных областях необходимо подобрать характерные точки, которые будут хорошо видны на снимках и однозначно определяемы. Вот несколько принципов выбора:

Однозначно определяемая точка ( центр или угол фигуры, обязательно зафиксировать какой именно)
Точка находится на уровне земли, не на краю объекта, который выше окружающей поверхности ( к таким объектам относится, например, угол бордюра).
Это постоянный объект, который сложно переместить или изменить его форму. Не рекомендуется использовать в качестве выбранных объектов лужи, ямы, насыпи земли.
Точку не должна закрывать растительность или остановившаяся машина.
Выбирайте объекты размера, соответствующего вашей высоте полёта. Помните, что для распознавания объект должен занимать минимум 4 пикселя на снимке, но лучше больше, так как у объекта необходимо определить центр или угол, где была выбрана и закоординирована контрольная точка.

При работе с LiDAR объекты, выбранные для контрольных точек, должны больше, около 0.5 на 0.5 метров с высокой отражающей способностью краски. Это может быть нарисованная фигура в форме песочных часов (рис.2) или прямоугольник шахматной окраски (рис.3), иногда в качестве КТ подходит свежая дорожная разметка.

Точка на местности для АФС с камерой также может быть отмечена с помощью краски контрастного цвета (белая, оранжевая) из баллона или закреплена предметами типа колышков, которые также рекомендуется окрашивать контрастным цветом, специальных раскладывающихся квадратных полотен с раскраской в форме песочных часов или также шахматной раскраски (рис.4). Ещё раз подчеркнем, что КТ не должна отличаться по высоте от окружающей местности, особенно если это объект малого размера или край бордюрного камня, – это привнесет дополнительную ошибку в оценку точностей фотограмметрической модели

Убедитесь, что выбранные точки не сместятся, не смоются дождем или вдруг не привлекут случайного прохожего. Контрольные точки должны быть жестко закреплены. Работы по АФС обычно проводятся через некоторое время после первых геодезических работ, это могут быть часы, но иногда и дни, за это время с контрольными точками не должно ничего произойти – позаботьтесь об этом и сэкономите большое количество времени на полевые работы. Координаты контрольных точек должны быть определены с помощью точных геодезических приемников. При АФС эти данные будут считаться эталонными, от них будет определяться точность всех остальных данных и результатов.

Работы с КТ не заканчиваются на их координировании, основная часть – это обнаружение данных точек на снимках. Вы можете упростить жизнь вашим камеральным сотрудникам, следую малому количеству правил:

Выбирайте однозначно определяемые на местности контрольные точки, которые не закрыты растительностью или случайными предметами
Ведите полевой журнал и нумерацию КТ на проект
Фотографируйте каждую контрольную точку с нескольких ракурсов с указанием, где именно были определены координаты КТ. Особенно важно, чтобы с фотографий было легко понять на какой именно стороне дороги или поля находится точка, если территория однообразна (рис. 5).
Записывайте в журнал высоту установки геодезического прибора и базовой станции для каждой точки. А также номера фотографий.

Обработка геодезических данных с базовой станции и контрольных точек выполняется практически в каждом доступном специализированном ПО, а непосредственная работа с контрольными точками на АФС снимках реализована в каждом современном фотограмметрическом ПО.

Порядок работы

Итак, чтобы зафиксировать все описанные правила, приведём последовательность действий, которая оптимальна по временным затратам и эффективна по производительности АФС работ.

Камерально:

На территории:

Камерально:

Обработка данных с базовой станции (если была выбрана новая точка для создания временного опорного пункта) и координат АФС снимков.
Обработка данных с определения точных координат контрольных точек.
Фотограмметрическая обработка данных АФС.
Нанесение контрольных точек на снимки, определение точности обработки.

Использование КТ в качестве опорных точек

В введении к данной статье указано, что описанные рекомендации касаются только случаев работы с качественной калиброванной профессиональной геодезической техникой. В некоторых случаях проекты выполняются более простой техникой, тогда контрольные точки могут использованы в качестве опорных для калибровки фотограмметрической модели и уточнения её координат. При таком сценарии ещё более важно равномерно распределить контрольные точки по всей территории интереса, значительно увеличив их количество: рекомендуется соблюдать радиус расстояния от одной точки до другой около 200 метров

Заключение

Контрольные точки – важный элемент любых аэрофотосъемочных работ. Не зависимо от того, выполняется ли съемка на камеру или проводятся работы с LiDAR, контрольные точки необходимы для реалистичной оценки точности собранных данных и полученных после обработки результатов. Соблюдая небольшой набор правил, описанный в нашей статье по рекомендациям практикующих АФС специалистов, вы сэкономите время и финансы на выполнение как маленьких, так и больших проектов.