无人机测量地面点位怎么确定(GCP地面控制点)

在无人机测量方面，有效的地面点位放置就是一切。GCP地面点位有助于定义站点的边界并适当地扩展其间的所有内容。它们是所有测量工作的重要组成部分，可提高地图的准确性。

但是，要从地面点位获得最佳结果，您需要确保它们放置正确。如果总点数太少，您将面临测量不准确的风险。但是，如果太多GCP彼此靠近，则可能会损坏整体图像。以下是如何取得适当的平衡–并充分利用这种经过验证的测量方法。

什么是地面点位?

GCP是地面上具有已知地理位置或已定义坐标的设置点，通常使用大地水准面模型和GPS坐标。在收集任何数据之前选择和标出已知坐标，测量员可以提高准确性并为其整个项目提供参考框架。

地面点位材料

地面点位必须满足两个标准才能用于航空测量。每个点都应该使用从周围地形中脱颖而出的高对比度颜色——太相似了，在照片中很难找到GCP。此外，点应该有一个明确定义的中心，与设置的坐标对齐。这可以通过两条垂直线来完成。

测量员通常会使用喷漆或具有鲜艳色彩和四方形“棋盘”外观的特殊垫子。虽然喷漆可能是更方便、更便宜的选择，但它也可能会造成精度问题。如您所知，几厘米的差异会对测量工作产生巨大影响。一条喷漆线的较宽表面积可能意味着标记的“靶心”范围内有几厘米的范围。虽然差异相对较小，但对每个点进行这种猜测可能是灾难性的。如果您没有任何可用的焊盘，最好将GCP标记为“L”形，而不是传统的“X”形，角指示精确坐标。

GCP与手动连接点

值得注意的是，GCP与手动连接点不同，后者是测量员使用的另一种真实世界放置。手动连接点是可以在多张航拍照片中看到的特徵。测量员在DJI Terra等绘图软件中识别这些点，可以使用它们将图像拼接在一起并制作完整的摄影测量地图。虽然地面点位和手动连接点在测量中都是必不可少的，但只有GCP与真实坐标点匹配。

地面点位是如何增强无人机测量的?

无论您需要摄影测量还是LiDAR地图，地面点位都有助于提供尽可能准确的航空地图。这些点对测量员很重要，因为它们的设置绝对准确。这意味着一个点与真实值相关，例如GPS坐标。与此同时，相对精度描述了通过根据这些绝对坐标缩放地图可以找到的其他点。换句话说，通过在现实世界中设置多个已知地理位置，可以更轻松地确定点之间的距离和地图的整体比例。

当然，地面点位只是难题的一部分。例如，地面样本距离是一种用于解释GCP建立的真实世界比例如何转换为地图的计算。GSD描述了数字图像上两个连续像素的中心点之间的距离。如果没有准确的GSD，测量员就不可能将他们收集的所有数据转化为可用的地图。就像地面点位一样，仅差几厘米的GSD计算就会对整个项目产生广泛的影响。

地面点位怎么确定

仅在整个站点使用几个地面点位不足以确保准确测量。GCP应尽可能均匀分布，同时仍能显示边界和地形范围。虽然这看起来取决于您网站的具体情况，但有一些指导塬则需要遵循：

点数

创建准确的无人机地图所需的点数取决于站点的大小和地形范围。专家通常建议使用至少五个GCP，但有时会使用多达20个左右。然而，需要注意的是，更多的点并不一定意味着更好的结果。在使用DJI Phantom 4 Pro进行的一项试验中，内华达州交通部发现额外的GCP在大约10个点后提供递减回报。

当您选择地面点位时，尽量专注于建立一个均匀的位置。虽然在对您的调查最重要的区域周围聚集多个GCP似乎很直观，但这样做实际上可能会降低准确性。如果太多点彼此靠近而站点的其余部分覆盖范围有限，则校准地图并了解坐标如何适应更大的图片将是一项挑战。

间距

除了将GCP放置在相对相似的距离之外，考虑这些间隔的总距离也很重要。如果点彼此相距太远，您的建模软件将很难在它们之间插入更多数据点。GCP之间最多应相距约400米，但通常更近一些。最终，虽然您想避免上述GCP过饱和，但将您的点分散得太远会导致覆盖范围出现差距，并且还会扭曲您的模型。

分配

使用地面点位来定义站点的边界非常重要。在理想情况下，您可以在每个角落放置一个GCP，在站点的中心放置另一个。虽然地图很少这么简单，但它仍然是覆盖更大范围的好方法。

最后一个考虑因素是捕获站点上的所有地形。至少，在可行的最高和最低海拔处放置一个点。话虽如此，重要的是要避免过度依赖“自然点位”的陷阱，这些点可能看起来是放置GCP的好地方，但对整体均匀分布有影响。