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您需要了解的有關 GCP 的所有信息,以提高您的無人機測量精度
在無人機測量方面,有效的地面控制點放置就是一切。GCP 有助於定義您站點的邊界並適當地擴展其間的所有內容。它們是任何測量工作的真正組成部分,可提高地圖的準確性。
但是,要從地面控制點獲得最佳結果,您需要確保它們放置正確。如果總點數太少,您將面臨測量不准確的風險。但是,如果太多 GCP 彼此靠近,則可能會損壞整體圖像。以下是如何取得適當的平衡 – 並充分利用這種經過驗證的測量方法。
什麼是地面控制點?
GCP 是地面上具有已知地理位置或已定義坐標的設置點,通常使用大地水準面模型和 GPS 坐標。通過在收集任何數據之前選擇和標出已知坐標,測量員可以提高準確性並為其整個項目提供參考框架。
地面控制點材料
地面控制點必須滿足兩個標準才能用於航空測量。每個點都應該使用從周圍地形中脫穎而出的高對比度顏色——太相似了,在照片中很難找到 GCP。此外,點應該有一個明確定義的中心,與設置的坐標對齊。這可以通過兩條垂直線來完成。
測量員通常會使用噴漆或具有鮮豔色彩和四方形“棋盤”外觀的特殊墊子。雖然噴漆可能是更方便、更便宜的選擇,但它也可能會造成精度問題。如您所知,幾厘米的差異會對測量工作產生巨大影響。一條噴漆線的較寬表面積可能意味著標記的“靶心”範圍內有幾厘米的範圍。雖然差異相對較小,但對每個點進行這種猜測可能是災難性的。如果您沒有任何可用的焊盤,最好將 GCP 標記為“L”形,而不是傳統的“X”形,角指示精確坐標。
GCP 與手動連接點
值得注意的是,GCP 與手動連接點不同,後者是測量員使用的另一種真實世界放置。手動連接點是可以在多張航拍照片中看到的特徵。測量員在DJI Terra等繪圖軟件中識別這些點,可以使用它們將圖像拼接在一起並製作完整的攝影測量地圖。雖然地面控制點和手動連接點在測量中都是必不可少的,但只有 GCP 與真實坐標點匹配。
地面控制點如何增強無人機測量?
無論您需要攝影測量還是 LiDAR 地圖,地面控制點都有助於提供盡可能準確的航空地圖。這些點對測量員很重要,因為它們的設置絕對準確。這意味著一個點與真實值相關,例如 GPS 坐標。與此同時,相對精度描述了通過根據這些絕對坐標縮放地圖可以找到的其他點。換句話說,通過在現實世界中設置多個已知地理位置,可以更輕鬆地確定點之間的距離和地圖的整體比例。
當然,地面控制點只是難題的一部分。例如,地面樣本距離是一種用於解釋 GCP 建立的真實世界比例如何轉換為地圖的計算。GSD 描述了數字圖像上兩個連續像素的中心點之間的距離。如果沒有準確的 GSD,測量員就不可能將他們收集的所有數據轉化為可用的地圖。就像地面控制點一樣,僅差幾厘米的 GSD 計算就會對整個項目產生廣泛的影響。
放置地面控制點
僅在整個站點使用幾個地面控制點不足以確保准確測量。GCP 應盡可能均勻分佈,同時仍能顯示邊界和地形範圍。雖然這看起來取決於您網站的具體情況,但有一些指導原則需要遵循:
點數
創建準確的無人機地圖所需的點數取決於站點的大小和地形範圍。專家通常建議使用至少五個 GCP,但有時會使用多達 20 個左右。然而,重要的是要注意,更多的點並不一定意味著更好的閱讀。在使用DJI Phantom 4 Pro進行的一項試驗中,內華達州交通部發現額外的 GCP在大約 10 個點後提供遞減回報。
當您選擇地面控制點時,盡量專注於建立一個均勻的位置。雖然在對您的調查最重要的區域周圍聚集多個 GCP 似乎很直觀,但這樣做實際上可能會降低準確性。如果太多點彼此靠近而站點的其餘部分覆蓋範圍有限,則校準地圖並了解坐標簇如何適應更大的圖片將是一項挑戰。在最壞的情況下,您可能需要訪問整個站點。
間距
除了將 GCP 放置在相對相似的距離之外,考慮這些間隔的總距離也很重要。如果點彼此相距太遠,您的建模軟件將很難在它們之間插入更多數據點。GCP 之間最多應相距約 400 米(約 1,312 英尺),但通常更近一些。最終,雖然您想避免上述 GCP 過飽和,但將您的點分散得太遠會導致覆蓋範圍出現差距,並且還會扭曲您的模型。
分配
使用地面控制點來定義站點的邊界非常重要。在理想情況下,您可以在每個角落放置一個 GCP,在站點的中心放置另一個。雖然網站很少這麼簡單,但它仍然是考慮覆蓋範圍的好方法。
最後一個考慮因素是捕獲站點上的所有地形。至少,在可行的最高和最低海拔處放置一個點。話雖如此,重要的是要避免過度依賴“自然發生”的點的陷阱,這些點可能看起來是放置 GCP 的好地方,但不讚美點的整體均勻分佈。
用於準確測量的正確無人機和有效載荷
巧妙放置的地面控制點只能讓您走這麼遠——您仍然需要合適的無人機和相機有效載荷來完成工作。該 Matrice 300 RTK迅猛速度和長效電池讓超過大型網站快速的工作。它還可以一次裝載多達三個有效載荷,因此可以輕鬆地以盡可能少的飛行次數收集數據。
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來源:
https://www.propelleraero.com/blog/how-to-optimize-your-ground-control-point-placement/
https://propelleraero.typeform.com/to/QacVNx
https://www.pix4d.com/blog/why-ground-control-points-important
https://www.pix4d.com/blog/GCP-accuracy-drone-maps