无人机航空摄影正射影像及地形图制作项目技术方案设计.docx

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无人机大比例尺地形图航空摄影、正射影像制作项目技术方案

1、概述

1.1作业范围

呼伦贝尔市北部区域约400平方公里。

如下图：

根据项目需求对项目区进行彩色数码航空摄影，获取真彩数码航片，并制作正射影像及地形图。

飞行区域（红色）

1.2作业内容

对甲方指定的范围进行1:

2000航空摄影，获取高分辨率的彩色影像。

1.3行政隶属

任务区范围隶属于呼伦贝尔市。

1.4作业区自然地理概况和已有资料情况

1.5作业区自然地理概况

（1）地理位置

呼伦贝尔市地处东经115°31′～126°04′、北纬47°05′～53°20′。

东西630公里、南北700公里，总面积26.2万平方公里[2] ，占自治区面积的21.4%，相当于山东省与江苏省两省面积之和。

南部与兴安盟相连，东部以嫩江为界与黑龙江省大兴安岭地区为邻，北和西北部以额尔古纳河为界与俄罗斯接壤，西和西南部同蒙古国交界。

边境线总长1733.32公里，其中中

俄边界1051.08公里，中蒙边界682.24公里。

（2）地形概况

呼伦贝尔市西部位于内蒙古高原东北部，北部与南部被大兴安岭南北直贯境内。

东部为大兴安岭东麓，东北平原——松嫩平原边缘。

地形总体特点为：

西高东低。

地势分布呈由西到东地势缓慢过渡。

（3）气候状况

呼伦贝尔地处温带北部，大陆性气候显著。

以根河与额尔古纳河交汇处为北起点，向南大致沿120°E经线划界：

以西为中温带大陆性草原气候；以东的大兴安岭山区为中温带季风性混交林气候，低山丘陵和平原地区为中温带季风性森林草原气候，“乌玛-奇乾-根河-图里河-新帐房-加格达奇-125°E蒙黑界”以北属于寒温带季风性针叶林气候。

1.6已有资料情况

甲方提供的航飞范围。

2、作业依据

（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009；

（2）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T2009-2010；

（3）《低空数字航空摄影规范》CH/Z3005-2010；

（4）《低空数字航空摄影测量外业规范》CH/Z3004-2010；

（5）《航空摄影技术设计规范》GB/T19294-2003；

（6）《摄影测量航空摄影仪技术要求》MH/T1005-1996；

（7）《航空摄影仪检测规范》MH/T1006-1996；

（8）《航空摄影产品的注记与包装》GB/T16176-1996；

（9）《国家基础航空摄影产品检查验收和质量评定实施细则》国家测绘局；

（10）《国家基础航空摄影补充技术规定》国家测绘局；

（11）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影规范》GB/T6962-2005；

（12）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规范》GBT7931-2008；

（13）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》GBT7930-2008；

（14）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》

GB15967-1995；

（15）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》GB/T20257.1-2007；

（16）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图要素分类与代码》GB14804-93；

（17）《全球定位系统（GPS）辅助航空摄影技术规定》

（18）《数字航空摄影测量空中三角测量规范》GB/T23236-2009；

（19）《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T18326-2001；

（20）《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T18316-2008；

（21）《测绘成果质量检查与验收》GB/T24356-2009；

（22）《国家基本比例尺地形图分幅和编号》GBT13989-2012；

（23）《基础地理信息数字成果1:

500、1:

1000、1:

2000数字正射影像图》

CH/T9008.3-2010；

（24）《数字测绘产品质量要求第1部分:

数字线划地形图、数字高程模型质量要求》GB/T17941.1-2000；

（25）《高程控制测量成果质量检验技术规程》CH/T1021-2010；

（26）《平面控制测量成果质量检验技术规程》CH/T1022-2010；

（27）《测绘管理工作秘密范围的规定》（国测办[2003]17号）。

3、技术要求

（1）比例尺

采用1:

2000比例尺，航摄数字影像的地面分辨率应优于0.20米。

（2）坐标系统

采用CGCS2000坐标系。

（3）地图投影

投影方式统一采用高斯-克吕格投影，标准的3°分带平面直角坐标系统,

有必要时，可按照1.5°分带或任意中央经线的3°分带。

（4）保密

相关产品的生产，存储和提交应符合国家有关保密的法律、法规及相关规

定。

4、总体技术方案

作业准备

航空摄影

像片控制测量

本项目拟采用我公司自主研发的固定翼垂直起降无人机航摄系统、加载飞思180数字航摄仪和双频差分GPS系统进行航空摄影，获取作业区范围内的真彩色影像，通过GNSS-RTK技术进行像片控制测量，获取像控点的平面和高程坐标。

利用全数字摄影测量系统进行空三加密，进行正射影像制作，并对数据进行质量检查、成果整理和提交。

总体作业流程如下：

DEM制作

DOM制作

质量检查

成果整理与提交

4.1航摄仪器选定

图：

总体作业流程

根据本次任务要求，拟采用我公司自主研发的无畏者BE-30固定翼垂直起降无人机航摄系统执行，该系统由飞行平台、低空数字航摄仪、控制系统三大部分组成。

其中控制系统包括机载飞行控制和地面监控站两部分，机体外观见下图：

航摄飞机具体参数如下

本项目拟采用飞思180数字航摄仪进行摄影，PhaseOneIXA采用耐用的6061航空铝合金构造而成，提供高动态范围和细致画质，拥有专为飞思设计的施耐德电子内控式快门和飞思数码镜头，最高快门速度为1/4000秒，iXA180感光度为ISO35-800，有效像素达8000万。

相机品牌

相机参数

焦距（毫 地面分 相对航高影像对应

地面长米） 辨率 （米） （米）

影像对应

地面宽

（米）

24

0.2

923

2064

1550

拍照参数：

图像感

应器尺

53.7*4

寸（毫米）

0.4

飞思

iXA180

像元大小（毫

0.0052

米）

图像尺寸（毫米）

10320*

7752

35

0.2

1346

2064

1550

50

0.2

1923

20640

1550

4.2航摄设计

（1）采用专业设计软件，地形参考全球90mDEM（SRTM）。

（2）地面分辨率保证：

在做技术方案时为确保影像成果满足要求，按所要求的地面精度更优的精度要求来设计技术方案。

为确保获得更好的影像质量本项目设计主分辨率为0.15米。

（3）航线按常规方法敷设时，平行于摄区边界线的首未航线一般敷设在摄区边界线上或边界线外，确保摄区边界实际覆盖不少于像幅的30%。

在便于施测像片控制点及不影响内业正常加密时，旁向超出摄区边界线不少于像幅的15%，可视为合格。

考虑飞行中航线及姿态的保持情况，要相应地增加旁向重叠率。

（4）在高差特别大的地区，可以插补航线。

（5）分区边界覆盖应满足分区间各自满幅的要求。

（6）旋偏角一般不大于15º，在确保航向、旁向重叠度仍能符合规范要求的前提下，个别旋偏角最大不超过25º。

4.3航空摄影实施

（1）根据准备的航摄技术设计、设计航线进行航拍，起飞前，要对航摄仪

做基本程序检查，如航摄仪座架、镜头、飞行控制系统及定向系统通电检查，确保电路、机械传动部件、飞行管理软件、数据硬盘记录工作正常，设备各项设置参数正常无误。

（2）摄影时间要求

根据地形条件的不同，严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间。

（3）航空摄影成果的自检

1）飞行质量

a、像片重叠度的检查；b、像片旋偏角；

c、航摄比例尺；d、图廓覆盖；

e、分区覆盖。

2）影像质量

a、云、云影检查；

b、检查影像色彩亮度是否协调统一。

（4）补摄与重摄

1）航摄过程中如出现绝对漏洞、相对漏洞及其它严重缺陷，质检员要分析造成缺陷的原由，把需要注意和调整的事项及依据规范规定需及时补摄的航线反馈给摄影员。

2）漏洞补摄必须按原设计航线进行。

3）一条航线上应采用同一主距的数码航摄仪进行补摄。

在补摄时，飞行记录要详细、准确无误，为后期质检、资料整理移交作好准备。

4.4像片控制测量

本测区采用区域网像控布点，像控点一般应布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内，使布设的像控点尽量公用。

像片控制点选定条件

a、像片控制点的目标影像应清晰，易于判别；如选在交角良好（30°-150°）的细小线状地物的交点、明显地物拐角点、像片上影像小于3ⅹ3像素（0.3mmⅹ0.3mm）的点状地物中心，同时也应是高程变化较小的地方，易于准确定位和量测，常年相对固定。

b、布设的控制点宜能公用，一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内。

c、控制点应选在旁向重叠中线附近，当旁向重叠过大，不能满足要求时，应分别布点；旁向重叠较小使相邻航线不能共用时，可分别布点，此时控制范围所裂开的垂直距离一般应小于1cm，困难时不应大于2cm。

d、位于自由图边、待成图边以及其他方法成图的图边控制点，应布设在图廓线外。

像控点布点方案:

本项目采用无构架航线的布点方案，要求航线内每10根基

线布设一列平高控制点，要求每隔1条航线之间都需要有控制点，再在区域中间布设合适的检查点。

像控点测量要求

每个点必须测量三次，每次测量必须重新开关机，两次测量数据精度要在

0.03m以内，每个点必须有对应检核点。

像控点需有点之记，有现场照片，点之记格式见附图每天开始测量前必须检核前一天的测量点至少2个。

4.5空三加密

加密本身需要的连接点位置应尽量选在下图所示的1、2、3、4、5、6六个标准点位附近。

当标准点位的选点目标不适合时，应适当增加连接点的数量，提高连接强度。

加密点位分布图

全数字空中三角测量（空三加密）采用Inpho进行空三加密和平差解算。

创建工程

自动匹配加密点、连接点

加测控制点

加密点、连接点编辑

光束法区域网平差

检查像点、控制点精度

区域网接边、成果输

空三作业流程图

4.6正射影像制作

正摄影像制作的具体流程如下：

a、引入空三加密成果建立测区文件，恢复模型。

b、定义单模型的作业区域，生成核线影像，对核线影像进行匹配，形成匹配点与等视差曲线。

作业区域的确定应尽量靠近控制点连线，对于高差较大的地区，更应注意，防止像对之间出现裂隙。

c、检查匹配结果，根据需要进行交互立体编辑（区域编辑，点编辑）处理。

重点是：

高层建筑区、影像模糊区、阴影区、大面积水域、建筑密集区、森林覆盖区以及山谷、山脊地形变换处等。

如果局部匹配存在问题，则应增加特征点、特征线。

d、生成DEM。

e、数字微分纠正

根据单模型DEM及像片内外方位元素、影像分辨率，采用微分纠正方法进行纠正及影像重采样，生成单模型DOM。

f、色调或色彩调整

影像镶嵌前，应检查相邻各片之间的色调或彩色偏差，根据需要采用图像处理方法进行调整，使之基本趋于一致。

g、镶嵌拼接

根据图廓坐标来设定镶嵌范围，指定文件存放路径。

执行影像镶嵌命令，对于穿房子，穿桥等破坏地物导致地物不完整的镶嵌线，要人工干预修改，并使用修改后的镶嵌线自动拼成整幅的DOM。

影像镶嵌拼接完成后，认真检查所生成的DOM，对接边区域内部分出现影像模糊、影像遗漏的地方，应给予修补，城区内的影像镶嵌应采用人工方法进行，防止出现高层建筑因投影方向不一致而产生的影像扭曲变形。

h、接边检查

在orthoVista软件下进行接边检查,主要检查图幅接边处影像的过渡是否自然、是否存在空白缝隙；图幅接边处影像的亮度、反差、色彩是否基本一致，地物是否有错位。

i、参考1:

2000比例尺标准分幅数字化地形图格式逐幅输入整饰注记，对DOM进行整饰，生成整饰数据；图廓整饰注记内容包括接图表、图号（无需图名注记）、密级、出版机关、航摄作业时间、出版时间、平面坐标系统及比例尺，共八项内容。

j、将整饰数据和DOM数据叠加，输出包含完整整饰数据的影像地图数据。

k、整饰数据为DWG格式。

5、成果提交

（1）基础参数及技术设计文件

（2）观测、检核数据电子文档

（3）像控点布设、测量数据

（4）高程注记点成果

（5）技术总结、质量检查报告

（6）所仪器参数等资料

（7）所作业区域标准分副正射影像图电子版

（8）所作业区域地形图电子版

（9）所需提交的其他材料

6、质量控制措施

6.1质量目标

我公司严格执行公司ISO19001-2008质量管理体系，质量目标为：

交付顾客产品合格率=100%，产品一次交验合格率≥97%，顾客满意率≥90%。

6.2质量保证措施

我公司严格执行公司ISO19001-2008质量管理体系，成立有专门的质量管理部门-质检部，各个部门及项目部、作业组均有专职或兼职质检员，严格执行“三级检查、两级验收”制度，各级检查均按规定比例进行，并做好记录，写出检查报告，具体为：

三级检查：

a、自检：

作业员（组）重复检查，检查比例100%。

b、互检：

项目部安排作业员（组）交换互相检查，检查比例100%。

c、专检：

专职检查员检查，内业检查100%，外业巡视70%，实际操作检查20%。

两级验收：

a、由公司质检部组织检查验收。

b、甲方组织专家检查验收。

为确保该项目保质、按时完成任务，我公司拟采取如下的技术和组织措施:

a、建立严格的岗位制，明确各岗位职责，责任到人。

b、严格执行ISO9001质量管理体系，严格执行“三级检查、两级验收”制度。

c、检查过程中严禁不合格成果流入下一道工序，下道工序有权不接受上一工序的不合格成果，并对其造成的成果质量和工期延后给予一定的经济处罚。

6.3确保项目质量的组织措施

确保工程质量除严格按照质量管理体系运行之外，还应做好工程质量的组织措施，我公司计划成立以质量总监为领导的质量管理小组，对项目进行检查及各工序协调和质量、技术把关监理，工程质量组织结构如下图所示：

公司质检部

质量总监

质检部质检

员

作业工序质检

小组质检员

作业组1

作业组2

作业组3

作业组4

主要人员岗位职责如下：

（1）质量总监

a、以保证质量为中心，满足需求为目标，防检结合为手段，项目全体员工参与为基础，促进项目保质保量，按期完工；

b、严格执行ISO9001质量管理体系，加强对项目运行过程的质量体系的监督力度，规范项目产品质量管理工作；

c、严格执行“三级检查、一级验收”制度，明晰各级人员的质量责任与权利；

d、制定本项目质量管理的相关规定，奖优罚劣；

e、确保提交的产品质量合格率达100%，杜绝产品质量事故，最终使项目产品质量优、良品率在90%以上。

（2）质检部质检员

a、按照国家相关规范进行质检工作，对检查验收的成果质量负责；

b、在检查过程中，如遇重大问题，有责任报告给领导，商议处理意见及措

施；

d、在各项工作中必须秉公执法，一视同仁，严以律己，以身作则，保证工程质量评定的真实、准确、及时。

（3）项目质检员

a、未经检查验收的成果不得上交。

成果经过作业组的自检、互检后，并经

项目部质检员检查后方可提交成果。

b、严格按照规范和要求进行飞行质量和影像质量的检查，检查中发现问题，立即组织作业员进行补射或重摄。

避免出现问题的严重事故。

（4）作业工序质检员

a、组织作业组内进行自检、互检，对作业成果成图进行内业审查、签署，提出技术小结或文字说明；

b、对所在工序所出的成果资料进行检查，对检查验收的成果质量负责；

c、严格按照规范要求进行检查，对检查发现的问题及时组织人员进行处理，避免不合格产品流入下道工序。

（2）确保项目质量的技术措施

为确保工程质量，我公司将组织精干的作业队伍和熟练的技术人员，投入先进的仪器设备，严格按照ISO9001质量体系认证要求，有针对性的建立质量保证体系，执行国家规定的专业技术标准和内部产品质量检查规定，各工序实行三级检查制度，保证本项目测绘产品在接受贵方指定单位的检查验收中一次性通过，质量控制流程如图所示。

质量控制流程如图所示：

作业组

项目生

出

具验收意

见

一级检查

质

量检查

二级检查

三级检查

申请甲方验

收

否

甲

方组织专

家

质量是否

符合要求

是

出具验收报告

图：

质量控制流程图

A、建立检查验收制度

建立公司全面自检、互检、专检、市国土资源局检查、省国土资源主管部门预检和验收的检查验收制度。

B、质量管理

公司实行各工序三级检查制度，即作业组进行100%自查互查，作业队检查人员进行100%过程检查，公司质检人员进行最终检查。

各工序按质量控制的内容逐项进行检查，按统一格式记录，并进行产品质量等级的自我评定。

项目质量管理由公司质检部承担，总工程师为负责人，负责执行公司三级检查制度，监督各工序的作业质量，并撰写质量检查报告。

C、检查验收程序

项目完成形成项目成果后，由公司质检部向甲方提交检查验收申请，并提交检查报告。

由甲方组织有关专家组成项目预检组，根据有关规定对项目成果进行实地检查，形成检查报告，以文字形式明确成果存在问题及意见。

根据检查组提出的意见对成果进行补充和完善，然后由甲方组织对项目进行验收，成果验收合格由验收组作出书面验收报告。

7、安全生产保障措施

测绘生产单位应坚持安全第一、预防为主的方针，遵守《中华人民共和国安全生产法》的规定。

根据各部门、各工种和作业区域的实际特点，研究分析作业环境，评估安全生产潜在风险，制定安全生产细则，指导和规范职工安全生产作业，以保证工程项目人员、仪器设备、技术资料的安全。

（1）在实施航飞作业前，必须检查系统设备的工作状态是否正常，包括地面站设备检查、任务设备检查、飞行平台检查、燃油和电池检查、弹射架检查、通电检查、发动机启动后检查等等，各岗位操作员职责分工应明确，各岗位均确认设备工作状态正常时，才能进行作业；

（2）在实施飞行中进行监控，包括起飞阶段阶段操控、飞行模式切换、视距内飞行监控、视距外飞行监控、降落阶段操控等等；

（3）项目部工作人员应增强职工的自我保护意识，所有工作人员必须熟悉

本岗位的安全保护规定，做到安全生产。

（4）项目经理在开工之前必须有针对性地组织好安全教育工作。

（5）认真落实制定的各种安全保护措施，完善安全承包体系，项目各班组、各关键岗位都做到承包到人，安全承包不留死角。

（6）定期展开安全检查、查事故隐患和不安全因素，发现不好苗头及时整改。

（7）加强职工的防盗、防抢意识，与当地治安部门加强联系。

（8）作业人员要具备安全用电常识，电压超过36V时，作业人员必须使用绝缘防护用品。

（9）当发生意外伤害事故时，要立即将受害者送附近医院急救并保护现场，组织有关人员进行调查，明确责任事故。

（10）外业作业时使用的设备、资料等不准离人，谁使用谁保管谁负责。

（11）严防成果的失密与泄密，对委托方提供的图纸、数据一定要严格使用范围，由专人保管。

项目完成后应交还原提交单位。

全部成果均属于委托方知识产权。

各单位人员无权擅自提供给委托方以外的单位或个人使用及存留。

（12）本项目测绘资料属国家秘密资料，使用过程中要严格按照国家保密管理条例执行。

所有资料接收后，要由专人清点造册，妥善保管，使用时登记借阅和归还日期，使用后要及时归还资料档案室以防丢失。

工程过程中形成的质量记录、各种报告材料以及上述记录的电子文档都要作为资料汇总存档，以备查考。

本工程各阶段形成的所有过程成果数据均属国家保密资料，不得随意拷贝泄露。