以下文章来源于测绘营地 ，作者测绘营地
（本文系测绘营地原创 | 全文约3400字）
01
写在前面
首先声明，我不是一个专业的航测人，接触晚，没用过多少高大上的设备，相信很多见解在专业人士看来都很拙劣。
然而，为什么我想写这篇谈不上专业的文章呢？
因为如今的设备越来越先进，太多的航测工作者，或者说无人机用户，大都非测绘专业出身，对于摄影测量与遥感方面的基础理论知之甚少，搞起航测来往往都是凭感觉、靠经验，不讲章法。
举个例子，我认识的某主管部门的一个科室，自己买飞机搞航测，第一天拿到精灵4RTK和大疆智图这个软硬件组合，第二天就表明自己学会航测了，第三天用正射影像套合了一块土地报征范围线，就声称免像控成果精度可以达到厘米级。
不好去评论，也更不可能去教主管部门的大佬做测绘。
我在这里想分享的，只是一些我作为非专业人士的一些个人经验，以及今后也会继续坚持下去的一些拙见。
02
“免像控“现状
这里谈一谈航测从密集像控，到稀疏像控，再到近两年所谓“免像控”的一个发展历程。
最早的入门级航测无人机带的是GPS单点定位模块，只能提供的米级精度的POS信息，需要作业人员布设大量的地面像控点，才能勉强满足成果精度；
然后是带有一般RTK模块无人机的出现，如精灵4RTK，理论上能够提供厘米级的定位精度（飞机静止或悬停时），使得需要布设的像控点数量大大减少；
而近两年，仪器厂商开始优化RTK模块的硬件配置，将定位模块的差分频率从普遍20Hz提升到了100Hz以上，如华测P330，极大程度减少了由于飞行而产生的“定位延迟”，进一步提升了无人机飞行过程中的定位精度。
但就算如此，也不能百分百做到免像控。
近几年来，作为无人机行业的一大经久不衰的热点，各大仪器把各自设备的免像控案例吹上了天。
我见过和听过很多个真实例子，仪器商推销时大肆鼓吹免像控，交货时却让客户做项目时一定要在测区做少量像控，同时多做一些检查点。
这种还算是良心商家，一些不负责任的直接让客户放心大胆免像控。
那么，想要达到免像控，需要哪些硬性条件呢？
03
何为“免像控”？
比如我用手机去拍一本书，利用各个不同角度的照片进行建模，此时的照片是没有绝对的位置信息，建模时只能通过相邻照片中的公共特征点进行自动识别和匹配连接，生成的模型其大致样子和现实是符合的，但模型无法放置到CGCS2000坐标系中去。
此时如果我事前通过测量获取到了这本书四个角的CGCS2000坐标系下的精准坐标，然后将其和照片之间的特征连接点进行联合处理，就可以将这本书的模型精准地“定位“到CGCS2000坐标系下。这就是像控点的”绝对位置纠正“作用。
当然，如果我的手机自带RTK精准定位，在拍照的时候就给每张照片赋予了精确的CGCS2000坐标系下的定位信息，那么无需像控点，也可以得到位置精确的模型。
但由于照片存在一定的畸变，图像处理时未加入畸变纠正，生成的书本模型的四个角可能准确地定位了，但本来展平的书本可能出现了类似拱桥那样某种程度的弯曲。
此时如果我再在像控点的基础上加入准确的相机畸变参数进行联合处理，这样就可以得到一个绝对位置准确，且内部无弯曲变形的1:1准确的三维模型。这就是相机畸变参数的“内部相对纠正“作用。
像控点或者飞机RTK定位信息影响的是像片的位置和姿态，也就是摄影测量中的外方位元素，它和相机参数（也就是摄影测量中的内方位元素）共同配合，才能计算生产出准确的影像成果。
利用无人机定位模块准确的位置和姿态信息，加上准确的相机参数，理论上的确可以做到高精度的免像控。
04
为什么不能100%免像控
首先来说RTK定位这一块，虽然高频率差分模块已经帮我们极大减弱了由于飞行带来的定位延迟，但RTK实时动态定位技术的瞬时定位本身就会存在一定的误差，这个误差本身肯定是大于通过多次平滑采集得到的像控点坐标的位置误差。这里我们将其较之像控点定位多余的误差假设为误差1（动态定位误差）。
其次，优于不同服务商提供的CORS信号所使用的解算参数有所差异，导致了不同品牌CORS信号的平面定位精度都非常接近标准的WGS84或者CGCS2000，但都存在着几厘米的固定的平面位置偏移，举个例子，使用不同品牌的CORS信号测量多个控制点，华测CORS可能固定偏差2cm，千寻CORS可能固定偏差5cm，省CORS可能固定偏差7cm。
高程方面的差异则可能更大，我自己遇到过在某地直接使用千寻CORS进行测量，大地高与控制点大地高相差半米多的情况。
当然，在测区范围内使用多个控制点进行项目坐标参数计算（也就是工地校正）之后，则能够很好地避免这种情况，但并不妨碍很多入门级用户拿起CORS就开测，无条件相信原始CORS信号的精度。这里将其假设为误差2（CORS系统误差，可能出现）。
此外，再高的差分频率也无法完全消除定位延迟，这里将其假设为误差3（定位延迟误差，微小）。
大概从去年底开始，想必经常使用CORS账号进行RTK测量的读者深有体会，不论是千寻、移动，还是各省自己的CORS，受日益活跃的电离层影响，CORS信号变得不再像原来那样稳定，而是经常无法固定（特别是下午时段），影响了我们日常的测绘作业。
无人机中的RTK定位也一样会受到干扰，无论是内置的千寻CORS，还是我们通过自定义网络RTK模块设置的其他CORS账号，都会不定期地出现频繁浮动的情况。这里将其影响假设为误差4（电离层影响，较大，不定期出现）。
接着，我们再来看相机参数这一块。
相机参数属于每套硬件各自的固有参数，完全准确的相机参数是无法得到的，所以相机出厂之前，厂家会利用专业的检校场地对其进行检校，得到一个符合程度效果较好的出厂参数。
在我们外业航拍的时候，通常是不够选“畸变纠正“的，因为默认的”畸变纠正“是利用内置的出厂相机参数对照片进行纠正，而这个纠正效果往往不是最优的。
在内业处理的时候，我们在相关摄影测量处理软件中输入出厂相机参数，然后在空三的时候利用软件的相机参数优化功能对出厂相机参数进行优化，得到一个优化参数，最后再用这个优化参数去参与最终的影像成果生产。
在相机参数优化的这个过程中，如果我们是有精准的像控点数据参与优化，那么优化结果一般都是“正优化“；而如果我们没有像控点，而是使用带有上述四种误差的免像控POS数据参与优化，那么则有可能就变成了”负优化“，从而间接影响了成果的精度。这里我们将其假设为误差5（相机参数优化影响）。
除此之外，虽然当镜头内部的机械结构固定不变时，相机参数不随相机拍照的时间和地点变化而变化，但我们在搬运、飞行的过程中，都会存在一定程度的抖动或者振动，久而久之多少会导致到镜头内部的结构变化，从而使相机参数发生改变。这里我们将其假设为误差6（相机参数改变影响）。
由于上述6种误差的存在，免像控满足项目精度的成功率可能是95%，但绝对达不到100%。特别是高程精度，在某些地区会变得难以保证。
05
为什么要坚持做像控点
测绘是个基础性专业，同时也是一个对于精度锱铢必较的专业。测绘数据服务于规划、建设、水利、农林等各个行业，比如土石方量测绘，在工程项目结算的时候，如果项目面积较大，高程如果整体偏高或偏低10公分，产生的可能就是几十甚至上百万方的土石方量差异。
就一个测绘人的专业素养来说，虽然免像控的精度也许按照规范勉强满足要求，但如果“免像控“的精度是10公分，而做像控的精度是5公分，我会毫不犹豫选择5公分精度的做法。
其次，“免像控“的成功率不会是100%，要是真的遇上效果很差的时候，等拿到影像成果才发现成果精度不足而去补测，反而会大大耽误工期。
有人可能会说，每次使用“免像控“手段进行航测的时候，我在测区内均匀采集几个平高检查点，事后来检验一下成果精度不就行了么？成果精度满足规范，就可以直接提交甲方了。
可是，要是精度不够，测区内又不满足像控点后采集的条件，那又怎么办？
有采集检查点的功夫，多花点时间已经顺便把像控点做好了。
06
结语
测绘方面的教材为什么总把大地测量或者控制测量放在最前面？因为测绘是规划建设的基础，而控制则是测绘工作的基础。
对于传统测绘而言，航测已经算得上效率非常高的作业手段了，此时多花一些时间来踏踏实实做像控，从而得到足够可靠的测绘成果，何乐而不为？
或许会有人说我太过于墨守成规，或许会有人觉得只要测绘成果在90%的情况下能够合格就足够了，但在测绘设备越来越先进，傻瓜式测绘的精度越来越高的今天，如何甄别一种技术是否完全成熟可靠，如何保持一份作为测绘人脚踏实地、严谨求实的精神，这或许也是测绘人与非本行业工作者的区别所在。
应有经天纬地的豪情，也应有精益求精的严谨。
by测绘营地
2022年11月9日深夜
转自：“测绘学术资讯”微信公众号
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