车载移动测量实景三维数据规范文档格式.docx
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3.2
车载移动测量系统
车载激光移动测量系统是指在车载平台上，集成定位定姿系统、控制系统、传感器（激光雷达、数码相机、全景相机等）所构成的综合测量系统。
3.3
可量测实景影像
采用移动测量技术采集的具有内、外方位元素和时间参数的地面实景影像以及应用接口的统称。
3.4
360度全景影像
360度全景影像，又称为全景（英文是PANORAMICPHOTO或PANORAMA）。
通常是指符合人的双眼正常有效视角（大约水平90度，垂直70度）或包括双眼余光视角（大约水平180度，垂直90度）以上，乃至360度完整场景范围拍摄的照片，不同方向的多幅影像按成像视场进行拼接融合，得到的360度全视场影像。
3.5
连续360度全景影像
通过车载平台在移动过程中获取的相邻两帧有一定重叠的360度全景影像。
3.6
实景三维影像
包括了可量测实景影像、360度全景影像、连续360度全景影像以及激光点云的数据集合，可以从矢量数据和栅格数据两方面对客观事物进行描述。
3.7
影像切片
在不损失影像信息的前提下，根据使用要求将大的数字影像按一定规则切分成多片小的影像。
3.8
点云
以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。
[CH/T8023-20113.3]
3.9
点云密度
单位面积上点的平均数量，一般用每平方米的点数表示。
[CH/T9022-20143.2]
3.10
车载激光点云
在车载移动载体上采用光探测与测量技术，获取的地面连续密集激光测量点数据，具备空间参考信息、强度信息和RGB色彩信息。
3.11
车载视频
在车辆行驶过程中，利用安装在车辆平台上的视频采集设备所拍摄的道路沿线场景的视频数据。
3.12
车载可定位视频
在车辆行驶过程中，利用车载视频采集设备所拍摄的道路沿线场景的视频数据，且每一帧视频影像与GNSS定位信息都存在严格同步关系，能准确反映视频采集的空间三维位置，并支持基于位置的快速视频检索与分析。
3.13
里程计
又称车轮编码器。
安装于机动车车轮处，用于记录系统行进里程值，计算一定时间内行进距离的量测装置。
此数据可辅助导航计算。
4 总则
4.1数学基础
坐标系采用CGCS2000国家大地坐标系，当采用独立平面坐标系时，应当提供与CGCS2000的转换参数。
高程基准应采用1985国家高程基准，当采用独立高程系统时，应与1985国家高程基准进行联测。
4.2数据内容
4.2.1可量测实景影像
4.2.1.1实景影像
通过地面移动道路测量系统采集的实景影像序列,可构成立体影像。
4.2.1.2内外方位元素
描述每一个实景影像的内方位元素以及摄站位置、姿态参数的外方位元素。
4.2.1.3时间参数
描述每一个实景影像采集的绝对时刻值。
4.2.1.4应用接口
根据实景影像的内外方位元素进行近景摄影测量以及对实景影像进行空间位置查询的程
序接口。
4.2.2连续360度全景影像
4.2.2.1全景影像
分辨率，像元数代表360*180，以框幅大小表达360*180成像视场。
4.2.2.2全景拼接参数
由多视场影像拼接成全景影像的成像参数。
包含每一视场影像内方位元素和外方位元素。
4.2.2.3外方位元素
全景影像的中心位置和朝向。
4.2.3激光点云
分布在三维空间中的点集，每一个点均包含有空间位置、时间、灰度等信息。
4.2.4可定位视频
车载可定位视频数据是连续视频帧影像和对应GNSS空间三维坐标的集合，具体数据内容包括：
4.2.4.1视频数据
车载视频采集设备采集的连续视频数据；
4.2.4.2定位数据
记录视频采集过程中车载GNSS设备获取的车载平台在CGCS2000大地坐标系中的X、Y、Z坐标数值（其中，X、Y坐标是大地经度、纬度坐标，Z是大地高），以及每个坐标对应的UTC（协调世界时）绝对时刻值；
4.2.4.2时间参数
记录视频中每帧影像拍摄时的UTC绝对时刻值。
4.3数据规格
4.3.1可量测实景影像数据
一个摄站的可量测实景影像构成一个最小的产品单元，沿道路连续的可量测实景影像构成数据集产品，一个可量测实景影像数据集要求覆盖道路及道路两侧可视范围内的全部可量测实景影像及其元数据。
4.3.2连续360度全景影像数据
一个摄站的360度全景影像构成一个最小的产品单元，沿道路连续的360度全景影像构成数据集产品。
4.3.3激光点云
要求能够记录沿车辆行进路线道路两侧一定范围内的地物三维空间信息。
包括时间、距离、
角度、强度、回波等。
4.3.4可定位视频
一个车载可定位视频数据文件包含了从一个UTC绝对时刻开始到另外一个UTC绝对时刻终止的某一时间段内的连续视频流文件，以及与该时段对应的车载平台的GNSS空间三维坐标文本文件、记录视频每帧拍摄时刻的时间参数文本文件；
数据采集时段越长，车载可定位视频数据文件的数据量就越大。
5 数据采集与处理
5.1 数据处理内容
5.1.1定位定姿数据处理
利用GPS/北斗/IMU/里程计等设备获取的运动载体的高精度时间、位置、姿态、速度和时间信息。
5.1.1.1GNSS数据
GNSS原始观测数据，可转为RINEX格式。
5.1.1.2IMU数据
包括角速度观测量、加速度观测量、时间。
5.1.1.3里程数据
包括里程脉冲数、时间，脉冲当量。
5.1.2影像地理参考
由定位定姿数据赋予影像空间位置及姿态、使影像具备量测所需的外方位元素。
5.1.3影像测图及属性数据处理
在可量测实景影像上进行测量解析，在影像上测定目标对象的空间位置并获取属性，测量可按
照面状、对象、线型对象、点型对象，属性数据处理包括属性数据录入及属性数据编辑。
5.1.4影像数据处理
对影像进行的拼接、增强等处理，互联网使用数据需进行保密及隐私处理。
5.1.5数据融合
将不同时期、不同空间、不同类型、不同相机分辨率的数据分别进行处理后，再从影像文件及索
引、属性数据、空间拓扑等维度进行多时相、多类型、多分辨率的数据融合，最终组合发布成一套完
整的数据成果。
5.1.6影像切片和属性数据库创建
为了提高影像产品数据访问、传输及管理效能，需要对原始影像数据进行切片处理，即在不损失
影像信息的前提下，根据使用要求将大的数字影像按一定规则切分成多片小的影像，之后再进行压缩
处理，生成影像大文件，同步建立文件索引信息表。
另外，创建属性数据库，存储与影像相关联的其他数据，包括但不仅限于摄站点、路网数据、路口关系、相机参数、部件数据等。
5.1.7激光点云数据
激光点云数据作为矢量数据可以直接被利用，也可以作为数据支撑与全景影像相结合，提供GIS方面的功能应用等等。
5.1.8可定位视频数据
车载可定位视频数据的外业采集参照规范GB/T20268-2006的相关技术规程执行，而且，在
数据采集过程中要保证视频采集设备和GNSS设备之间保持严格时间同步，以GNSS设备的原子时为绝对时间基准，用以校准车载平台的相对时间系统；
视频设备开启后，给视频采集设备提供每帧影像的相对时间标签，并换算每帧影像的绝对时刻，从而保证视频数据与GNSS定位数据的严格时间同步。
车载可定位视频的数据源包含视频采集设备拍摄的视频流数据和车载平台GNSS设备获取的三维位置数据。
5.2 数据处理要求
5.2.1地理参考处理
应对每一个可量测实景影像关联内、外方位参数和时间参数。
5.2.2GNSS定位数据的处理：
对于定位精度要求不高的应用，可直接采用GNSS设备所解算的动态绝对坐标；
若需要更高的定位精度，可采用GNSS差分软件，对车载平台GNSS所采集的原始数据文件进行差分处理，以获取分米级的绝对定位精度。
5.2.3定位定姿数据处理要求：
a）应选取距当次测量区域最近的GNSS基站数据进行解算或采用多基站数据联合解算；
b）宜剔除不佳的卫星数据，以保证差分结果质量；
c）处理结果应满足表1要求。
表1 GNSS/IMU联合平差中误差要求
项目
中误差
平面位置
＜0.03m
高程
＜0.06m
侧滚角
＜0.03°
俯仰角
行车方向偏角
＜0.05°
5.2.4数据压缩
应删除过密的可量测实景影像对。
5.2.5影像处理
应对可量测实景影像去噪、色彩亮度调整归化等。
5.2.6保密处理
保密处理应按照GB20263—2006、《公开地图内容表示若干规定》（国家测绘局2005年3月9日发布），《公开地图内容表示补充规定（试行）》国家测绘局地图管理司2009年1月23日发布）有关规定删除包含不允许表达要素的可量测实景影像，并且应对可量测实景影像上涉及隐私的部分进行模糊化处理，达到无法辨识，处理的对象主要包括人脸、车牌等物体。
5.2.7位置姿态精度
满足测量精度。
5.2.8属性数据
结合影像数据、测区已有搜集的小比例尺地形图、航空遥感影像等，各类数据相互关联，相互
补充，形成完成的属性录入数据源，属性录入及属性编辑需在专业软件上完成。
5.2.9激光点云数据处理
a）激光点云数据应含有地物反射强度、回波次数、GNSS时间等基本信息，平面、高程精度应符合技术设计要求；
b）不同测次获取的同一区域的激光点云数据同名点平面位置中误差和高程中误差应满足技术设计要求，误差超限时应利用地面控制点进行误差改正；
c）激光点云分类结果应分层存储,应将明显低于地面或明显高于测区内地物的激光点云、移动地物激光点云、无法反映地物整体结构的激光点云分离出来。
5.2.10车载可定位视频数据处理
车载可定位视频的数据处理是将某一时段采集的连续视频流数据与对应的GNSS空间三维坐标数据进行关联，以得到每一视频帧对应时刻的空间三维坐标（CGCS2000大地坐标系）。
具体做法是根据每一视频帧的拍摄时刻（UTC绝对时间，从视频流数据对应的时间参数文件中获取），采用双线性内插的方法从车载平台的GNSS空间三维坐标数据文件中内插得到。
6 数据与数据集
6.1数据内容
车载移动测量系统数据包括可量测实景影像数据、360度全景影像数据集、车载移动视频数据、车载激光扫描数据等。
6.1.1车载平台三维位置数据
与视频数据采集时段一致的GNSS设备采集的车载平台的空间三维坐标数据。
6.1.2时间参数数据
记录视频中每帧影像拍摄时的UTC（协调世界时）绝对时刻值。
6.1.3定位定姿结果数据
包括时间、坐标、姿态、质量、里程。
6.1.4彩色点云数据
包括时间、坐标、RGB、强度、回波数。
6.1.5影像数据
去除畸变。
6.1.6车载视频数据
车载平台上视频采集设备拍摄的一个时间段内的连续视频流数据。
6.2数据组织结构
实景影像数据组织结构见附录1
6.3数据输出格式
6.3.1可量测实景影像数据格式
影像数据：
jpg或tif格式；
可量测实景影像定向数据格式：
txt格式。
6.3.2360度全景影像数据格式
jpg或tif格式。
6.3.3车载激光扫描数据格式激光数据
LAS格式。
6.3.4车载移动视频数据格式视频数据
MPEG-4或MPEG-2格式或avi格式。
车载可定位视频包含车载视频数据、视频拍摄时间参数
数据和车载平台的三维位置数据。
车载平台的三维位置数据：
txt格式；
视频拍摄的时间参数数据：
6.4数据集
a）可量测实景影像数据集。
b）连续360度全景影像数据集。
c）车载移动视频数据集：
一个车载可定位视频数据集是覆盖用户要求的全部区域的多个时段的车载可定位视频数据文件及其元数据文件。
d）车载激光扫描数据集。
6.5数据精度
6.5.1可量测实景影像数据精度
可量测实景影像的外方位位置元素平面精度优于0.5m，姿态精度优于0.05︒，可量实景影像上地物相对量测精度优于1/100。
6.5.2360度全景影像数据精度
全景影像数据精度的平面精度优于1m，高程精度优于1m。
6.5.3车载激光扫描数据精度
在车载运动状态下进行激光扫描，测量精度标准如表2所示：
表2车载运动状态下激光扫描测量精度标准
级别
平面精度（m）
高程精度（m）
相对量测精度（m）
1级
0.1
0.05
2级
0.5
0.2
3级
1.0
6.5.4车载可定位视频数据精度
车载可定位视频的数据精度主要是指与其关联的GNSS三维位置的精度，其平面精度优于2米，高程精度优于5米。
6.6元数据
可量测实景影像产品可按照道路、城市单元、标准图幅或用户自定义区域提交。
可量测实景影像产品元数据参照GB/T19710-2005的要求进行填写。
激光点云元数据参照GB/T19710-2005及CH/T1007-2001的要求进行填写。
车载可定位视频的元数据内容参照GB/T19710-2005，如表3所示：
表3车载可定位视频元数据文件的内容和格式
序号
数据项
数据类型
值域
生产
建库
分发
1
产品名称
字符型
√
2
数据版权单位名称
3
数据生产单位名称
4
数据发布单位名称
5
数据生产日期
整型
YYYYMMDD
6
数据发布日期
7
数据量
长整型
单位MB
8
视频数据格式
“MPEG-2”
9
定位数据格式
“txt”
10
视频分辨率
“1920×
1080”
11
色彩
“彩色”
12
大地基准
“CGCS2000大地坐标系”
13
地图投影
“高斯-克吕格投影”
14
高程系统名
“正常高”；
“大地高”
15
高程基准
“1985国家高程基准”
16
坐标单位
“度”、“米”
17
视频采集时段
如：
“开始时刻:
2014-11-18-14-16-58-0576”
“结束时刻:
2014-11-18-15-18-48-0876”
18
视频拍摄方位描述
“与北方向夹角15.8度”
19
摄站平面位置精度
双精度型
单位米
20
摄站平高程精度
21
时间同步精度
单位秒
22
每秒帧数
“24”
23
数据质量检验单位
24
数据质量检查日期
25
数据质量总评
26
发布介质
27
发布格式
28
发布单位电话号码
29
发布单位通讯地址
7 数据包装与标识
7.1 数据产品包装
数据由数据集、元数据等构成，数据以光盘、U盘等移动存储介质存储。
外包装上需包括数据标记、生产单位、生产时间、版次／年份、采集区域、采集时间、采集天气等内容。
7.2 数据产品标示与示例
可量测实景影像数据集的标示及示例
每一个可量测实景影像的产品标识应该包含实景影像、内方位元素、外方位元素和时间参数的相关信息，以文件名或文本文件的方式对每一个可量测实景影像进行标识。
实景影像的标识通过实景影像文件名标识。
实景影像文件名包含实景影像获取的设备唯一编号、朝向代号、获取时间和序号，示例如下：
示例：
0561-02-201410111021560121-035656.jpg表示由编号0561设备在UTC时刻2014年10月11日10时21分56秒12.1毫秒沿行进方向左边的实景影像，格式为：
jgp。
360度全景影像数据集的标示及示例
同可量测实景影像数据集的标识及示例，区别为朝向代号，360度全景影像数据集的朝向代号为X示例如下：
示例：
0561-X-201410111021560121-035656.jpg表示由编号0561设备在UTC时刻2014年10月11日10时21分56秒12.1毫秒沿行进方向采集的影像拼接而成的360度连续全景，格式为：
车载移动视频数据集的标示及示例
每一个车载可定位视频的产品标识应该包含一个视频流数据文件、一个视频流对应的时间参数文件和一个关联视频每帧影像拍摄位置的空间三维位置文件。
视频流数据文件名包含视频流获取的设备编号、获取时间，示例如下：
0001-201411080905310586.mpeg，表示由编号0001设备在UTC时刻2014年11月8日9时5分31秒586毫秒开始拍摄的视频流文件，格式MPEG。
视频每帧影像拍摄位置的空间三维位置数据以文本文件的方式标识，文件中每一行记录一个和视频帧对应的空间三维坐标信息，每一行由多个属性列构成，各属性列之间用英文状态的逗号隔开，具体格式如下：
序列号,UTC绝对时刻,纬度（单位度）,经度（单位度）,高程（单位米）。
1,201411080905310586,32.546079,120.455073,28.611352
2,201411080905310596,32.546079,120.455073,28.611352
3,201411080905310626,32.546079,120.455073,28.611652
……
视频每帧影像拍摄时刻的时间参数数据以文本文件的方式标识，文件中每一行记录每一视频帧对应的UTC绝对时刻，第一行是视频设备开始拍摄的时刻，最后一行是视频设备终止拍摄的时刻。
每一行由多个属性列构成，各属性列之间用英文状态的逗号隔开，具体格式如下：
序列号,UTC绝对时刻。
1,201411080905310586
2,201411080905310596
3,201411080905310626
车载激光扫描数据集的标示及示例
采用标准Las格式1.2及以上版本
附录1实景影像目录格式
实景影像目录格式与命名规范见图4
图4实景影像目录格式与命名规范
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