一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法

本发明涉及摄影测量，特别是涉及一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法。

背景技术：

1、摄影测量可以方便快捷地获取地表信息，并且不需要实际接触测量对象，利用先进的位置检测技术、地理技术、信息技术等，构建正射影像和数字高程模型等地表产品，已经在地球科学和工程建设等领域广泛应用。

2、像片控制点，简称像控点，是摄影测量控制加密和测图的基础，像控点可以纠正因飞行器定位受限或电磁干扰而产生的位置偏移、坐标精度不足等问题，像控点的质量好坏直接影响摄影测量成果的精度。

3、实际处理中，像控点在测量过程中有可能出现较大的误差，比如对中误差、电磁场干扰以及在刺点的过程中产生的人为误差等。因此在进行摄影测量数据处理之前，应该先进行控制点的质量分析，在排除控制点的误差后再进行数据处理，来保证摄影测量和建模的精度。

4、但是目前关于像控点质量评价研究相对较少，为了保证实际内业数据处理的准确性，需要一个合理且具备普适性的方法来评价摄影测量控制点的质量。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，包括以下步骤

2、s1、获取测区的航测像片和像控点数据，像控点数量记为n，同时对航测像片进行刺点和空三加密处理；

3、s2、随机选择像控点总数40%～60%的点作为控制点参与光束平差优化，将此时控制点的数量记为m个，并将其余的(n-m)个像控点作为检查点；

4、s3、保持选取控制点的数量m不变，选取1号像控点作为控制点固定不变，剩余的（m-1）个控制点在像控点中随机选取2n次以上；每次选取完成得到m个控制点后进行光束平差优化，计算并记录每次光束平差优化后的检查点和控制点的误差；

5、s4、依次选取2,3,……,n号像控点作为控制点固定不变，重复执行步骤s3，直至n号像控点迭代结束；

6、s5、计算像控点的质量系数q，并对每个像控点的质量系数q进行评价，得到像控点质量评价结果。

7、本发明进一步限定的技术方案是：

8、进一步的，步骤s1具体包括以下分步骤

9、s1.1、获取测区的航测像片和像控点数据，对像控点进行编号，分别为1,2,……,n；

10、s1.2、对航测像片进行特征点自动匹配；

11、s1.3、将像控点转刺到航测像片上；

12、s1.4、进行空中三角测量，得到测区稀疏点云。

13、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s1.2中，采用sift影像匹配算法对航测像片进行特征点自动匹配。

14、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s1.4中，采用sfm算法进行空中三角测量。

15、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s2中，随机选择像控点总数50%的点作为控制点参与光束平差优化。

16、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s3中，每次光束平差优化后的检查点和控制点的误差计算公式为：

17、

18、其中,是空三加密后像控点的观测值与像控点坐标值在x方向上的差值，是空三加密后像控点的观测值与像控点坐标值在y方向上的差值，是空三加密后像控点的观测值与像控点坐标值在z方向上的差值。

19、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s5具体包括以下分步骤

20、s5.1、计算每个像控点分别作为控制点和检查点的平均误差，得到像控点分别作为控制点和检查点的平均误差图；

21、s5.2、统计像控点作为控制点和检查点的平均误差平均数，并计算每个像控点作为控制点和检查点的标准差，然后计算像控点的质量系数q；

22、s5.3、对每个像控点的质量系数q进行评价，得到像控点质量评价结果。

23、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s5.1中，每个像控点分别作为控制点和检查点的平均误差计算公式为：

24、

25、其中，n是该像控点作为控制点或检查点的次数，xi是步骤s3中该像控点作为控制点或检查点的误差。

26、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s5.2中，像控点的质量系数q的计算公式为：

27、

28、其中，qch是像控点作为检查点的质量系数，qco是像控点作为控制点的质量系数，xich是像控点作为检查点的平均误差，xico是像控点作为控制点的平均误差，是像控点作为检查点的平均误差的平均数，是像控点作为控制点的平均误差的平均数，是像控点作为控制点或检查点所对应的标准差。

29、如前所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，步骤s5.3中，当质量系数q<1时，将像控点质量评价为优；当质量系数时，将像控点质量评价为良；当质量系数时，将像控点质量评价为一般；当质量系数q≥3时，将像控点质量评价为差。

30、本发明的有益效果是：

31、本发明中，首先获取测区的航测像片和像控点数据，将像控点进行编号，同时对像片进行刺点和空三加密处理；其次设计蒙特卡罗检验实验，选择一定数量的像控点作为控制点，其余的像控点作为检查点，保证每个像控点作为控制点一定次数，计算像控点作为控制点和检查点的平均误差；然后计算像控点作为控制点和检查点的平均误差平均数，计算像控点作为控制点和检查点的平均误差的标准差；最后计算每个像控点的质量系数，按照质量评价标准进行评价；从而解决像控点质量评价技术的不足的问题，保证了像控点质量，避免因控制点测量误差或刺点误差较大引起的摄影测量误差。

技术特征：

1.一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：包括以下步骤

2.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s1具体包括以下分步骤

3.根据权利要求2所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s1.2中，采用sift影像匹配算法对航测像片进行特征点自动匹配。

4.根据权利要求2所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s1.4中，采用sfm算法进行空中三角测量。

5.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s2中，随机选择像控点总数50%的点作为控制点参与光束平差优化。

6.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s3中，每次光束平差优化后的检查点和控制点的误差计算公式为：

7.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s5具体包括以下分步骤

8.根据权利要求7所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s5.1中，每个像控点分别作为控制点和检查点的平均误差计算公式为：

9.根据权利要求7所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s5.2中，像控点的质量系数q的计算公式为：

10.根据权利要求7所述的一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，其特征在于：所述步骤s5.3中，当质量系数q<1时，将像控点质量评价为优；当质量系数时，将像控点质量评价为良；当质量系数时，将像控点质量评价为一般；当质量系数q≥3时，将像控点质量评价为差。

技术总结
本发明公开了一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法，涉及摄影测量技术领域，首先获取测区的航测像片和像控点数据，将像控点进行编号，同时对像片进行刺点和空三加密处理；其次设计蒙特卡罗检验实验，选择一定数量的像控点作为控制点，其余的像控点作为检查点，保证每个像控点作为控制点一定次数，计算像控点作为控制点和检查点的平均误差；然后计算像控点作为控制点和检查点的平均误差平均数，计算像控点作为控制点和检查点的平均误差的标准差；最后计算每个像控点的质量系数，按照质量评价标准进行评价。从而提供了针对像控点质量的检验方法，保证了像控点质量，避免因控制点测量误差或刺点误差较大引起的摄影测量误差。

技术研发人员：仇瑞博,代文,王国杰,王波,刘爱利,陈凯
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1