Использование наземных контрольных точек при аэрофотосъемке

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.
Пример топографической карты. Съемка беспилотным комплексом DJI Matrice 300 RTK + Zenmuse P1
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.
Рис 1. Размещение «Конверт»
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:
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.
Рис 2. и Рис 3. Виды контрольных точек
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.
Рис 4. Контрольная точка на территории АФС
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:
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.
Рис 5. Фотографирование контрольной точки.
(Фото groundcontrolpoints.com)

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:

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
Беспилотный комплекс для воздушного лазерного сканирования DJI Matrice 300 RTK + Zenmuse L1

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.

Автор материала

Natalia-Volgusheva
Наталья Волгушева
Эксперт ГИС, основатель Картетики

Узнать цену для