1、項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目來源

根據(jù)湖南省自然資源廳發(fā)文的【湖南省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新技術(shù)規(guī)程】及【湖南省市縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)1:500地形圖成果匯交規(guī)定】，針對(duì)市縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界要求，設(shè)計(jì)1：500地形圖測(cè)量推薦方案。

1.2 測(cè)區(qū)范圍

以川山坪鎮(zhèn)郊區(qū)1.1KM2 地量項(xiàng)目為例，任務(wù)分布情況見圖。

1.3 工作內(nèi)容

本項(xiàng)目的工作任務(wù)為：采用無人機(jī)航空傾斜攝影采集測(cè)區(qū)的航空影像，對(duì)航空影像進(jìn)行處理生成實(shí)景三維模型，同時(shí)采用三維測(cè)圖的方法生產(chǎn)滿足地形圖測(cè)量精度要求的1:500 數(shù)字線劃圖，之后對(duì)三維測(cè)圖生產(chǎn)的 1:500 數(shù)字線劃圖進(jìn)行調(diào)繪等。

地形圖測(cè)量的任務(wù)包括以下幾個(gè)方面：

1） 航空傾斜攝影測(cè)量：包括航空傾斜影像數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)三維建模、內(nèi)業(yè)三維測(cè)圖。

2） 外業(yè)調(diào)繪：包括對(duì)調(diào)查區(qū)域新增地物、陰影區(qū)地物、隱蔽區(qū)地物等變形嚴(yán)重內(nèi)業(yè)三維測(cè)圖精度不達(dá)標(biāo)的地物點(diǎn)、界址點(diǎn)，根據(jù)外業(yè)補(bǔ)測(cè)成果進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯生成滿足地形圖測(cè)量精度要求的1：500 線劃圖工作。測(cè)區(qū)具體工作量如下表所示

2、測(cè)區(qū)自然地理概況和已有資料準(zhǔn)備

2.1測(cè)區(qū)自然地理概況

2.1.1 作業(yè)區(qū)地形地貌

測(cè)區(qū)地形地貌都比較適合無人機(jī)航空攝影，房屋較為集中，可以整片測(cè)區(qū)采用M300RTK+102S五鏡頭飛行。

2.1.2 作業(yè)區(qū)氣候情況

測(cè)區(qū)航攝作業(yè)的時(shí)間是12 月，氣溫在20 度左右，天氣多為多云和雨天不適合航測(cè)作業(yè)，冬天霧霾較多應(yīng)該注意。

2.1.3 作業(yè)區(qū)飛行空域概況

測(cè)區(qū)附近沒有機(jī)場(chǎng)，不影響無人機(jī)航攝作業(yè)。

2.2已有資料情況

1）、由甲方提供 WGS84 坐標(biāo)系的測(cè)區(qū)范圍數(shù)據(jù)。

2）、另通過收集攝區(qū)交通圖、行政區(qū)劃分圖、地形圖等資料，對(duì)航攝區(qū)域進(jìn)行實(shí)地勘察，輔助航線設(shè)計(jì)、像控點(diǎn)布設(shè)等工作。

2.3、引用標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)依據(jù)

2.3.1基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

? 1）、《基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》（GB/T 13989-2012 ）

? 2）、《基本比例尺地圖圖式第 1 部分：1∶500 1∶10001∶2000 地形圖圖式》，（GB/T 20257.1-2017）,以下簡(jiǎn)稱《地形圖圖式》

2.3.2生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

? 1）、《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》 （CH/Z 3005-2010）

? 2）、《低空數(shù)字航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》（CH/Z 3004-2010）

? 3）、《低空數(shù)字航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》（CH/Z 3003-2010）

? 4）、《航空攝影測(cè)量 測(cè)圖規(guī)范 第1 部分：1:500 1:1000 1:2000 數(shù)字高程模型 數(shù)字正射影像圖數(shù)字線劃圖》（CH/T 3007.1-2011）

? 5）、《地理信息數(shù)字成果 1:500 1:1000 1:2000數(shù)字線劃圖》（CH/T 9008.1-2010）

? 6）、《無人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求》（CH/Z 3002-2010）

? 7）、《無人機(jī)航攝安全作業(yè)基本要求》（CH/Z 3001-2010）

? 9）、《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范》（CH/T 2009-2010）

? 10）、《測(cè)繪作業(yè)人員安全規(guī)范》（CH 1016-2008）

2.3.3管理標(biāo)準(zhǔn)

? 1、《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》（GB/T 24356-2009）

? 2、《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》（GB/T 18316-2008）

? 3、《測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定》（CH/T 1004-2005）

? 4、《測(cè)繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》（CH/T 1001-2005）

我公司將依據(jù)甲方的要求，參考現(xiàn)行的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行工作，本項(xiàng)目方案未提及內(nèi)容，按有關(guān)規(guī)范和規(guī)程執(zhí)行；本項(xiàng)目方案?jìng)€(gè)別內(nèi)容與有關(guān)規(guī)范和規(guī)程有出入處，以本項(xiàng)目方案要求為準(zhǔn)。

3、產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)

3.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

項(xiàng)目所提供的成果數(shù)據(jù)應(yīng)具有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

1） 坐標(biāo)系統(tǒng)：為 CGCS2000 坐標(biāo)系；

2） 投影方式：采用高斯—克呂格投影；

3） 成圖要求：1:500 比例尺成果，成果按 3°分帶；

4） 高程基準(zhǔn)：采用 1985 高程基準(zhǔn)，高程系統(tǒng)為正常高，高程值單位為“米”；

3.2產(chǎn)品規(guī)格要求

1） 航空攝影數(shù)據(jù)：*.JPG 格式；

2） 三維模型成果數(shù)據(jù)：*.osgb 格式。

3） 數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)：*.dwg 格式

4） 數(shù)據(jù)分幅要求 數(shù)字線劃圖采用 1:500 地形圖 50cm×50cm矩形分幅，其圖幅編號(hào)采用圖廓西南角坐標(biāo)編號(hào)法編號(hào)。

3.3、產(chǎn)品精度要求

因?yàn)樯傻?1：500 數(shù)字線劃圖是用于制作地形圖圖，所以精度要求按照地形圖測(cè)量的精度要求執(zhí)行。

平面精度要求如下表：

高程精度要求如下表：

4、總體技術(shù)路線

本次任務(wù)和以往傳統(tǒng)地形圖調(diào)查不同的地方在于，使用了航空傾斜攝影來采集高分辨率的航空影像，同時(shí)利用三維模型使用三維測(cè)圖技術(shù)結(jié)合外業(yè)修補(bǔ)測(cè)生產(chǎn)滿足地形圖精度要求的1:500 數(shù)字線劃圖，利用這種新技術(shù)可以極大縮短工期、降低成本。

其過程包括方案設(shè)計(jì)、空域申請(qǐng)、像控測(cè)量、無人機(jī)傾斜航空攝影、三維建模、三維測(cè)圖、外業(yè)調(diào)繪、質(zhì)量檢查、提交成果資料、成果驗(yàn)收，要求嚴(yán)格質(zhì)量關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，各環(huán)節(jié)質(zhì)檢合格后移交下一環(huán)節(jié)。

4.1、生產(chǎn)流程圖

 4.2、軟硬件設(shè)備選型情況

測(cè)區(qū)是小面積的作業(yè)區(qū)，針對(duì)這種狀況我們使用了無人機(jī)進(jìn)行航攝作業(yè)。

4.2.1無人機(jī)系統(tǒng)

經(jīng)緯M300RTK是一款小型多旋翼高精度航測(cè)無人機(jī)，面向低空攝影測(cè)量應(yīng)用，具備厘米級(jí)導(dǎo)航定位系統(tǒng)和高性能成像系統(tǒng)，便攜易用，全面提升航測(cè)效率。

該系統(tǒng)針對(duì)小范圍快速獲取傾斜攝影數(shù)據(jù)的需求，將無人機(jī)技術(shù)與傾斜攝影技術(shù)有效結(jié)合。系統(tǒng)具有成本低、飛行可靠性高、操作使用簡(jiǎn)單、起飛和著陸場(chǎng)地要求低，定位精度高等特點(diǎn)，可以滿足傾斜攝影測(cè)量與快速三維建模對(duì)數(shù)據(jù)獲取的要求。

4.2.2 相機(jī)

賽爾102S是一款將五鏡頭集成于一體的專業(yè)攝影測(cè)量相機(jī)，可同時(shí)采集前視、后視、左視、右視、下視五個(gè)方向的正射和傾斜影像，且五個(gè)視角相機(jī)獨(dú)立POS 定位存儲(chǔ)，無需進(jìn)行后處理的 POS 解算。其精準(zhǔn)至1cm的獨(dú)立POS數(shù)據(jù)可滿足高精度航測(cè)要求。

4.2.3其他硬件

1）像控測(cè)量階段：滿足相關(guān)規(guī)范要求的 GNSS 接收機(jī) 1-2 臺(tái)；

2）1:500 數(shù)字地形圖補(bǔ)測(cè)調(diào)繪階段：鋼尺、手持式激光測(cè)距儀、2 秒或 5 秒全站儀;

其它：計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等。

4.2.4大疆智圖自動(dòng)建模軟件

大疆智圖是一款提供自主航線規(guī)劃、飛行航拍、二維正射影像與三維模型重建的 PC應(yīng)用軟件。一站式的解決方案幫助行業(yè)用戶全面提升內(nèi)外業(yè)效率，重點(diǎn)針對(duì)測(cè)繪、電力、應(yīng)急、建筑、交通、農(nóng)業(yè)等垂直領(lǐng)域提供一套完整的二維、三維模型重建解決方案。

 4.2.5三維測(cè)圖軟件

三維測(cè)圖軟件使用航天遠(yuǎn)景的傾斜測(cè)圖模塊MM3D，在高精度三維模型的基礎(chǔ)上采集二維矢量信息。具備信息化測(cè)繪入庫(kù)能力，是集采、編、庫(kù)、更新一體化的航測(cè)立測(cè)系統(tǒng)。 如圖所示。

5、技術(shù)方案

5.1像控點(diǎn)布設(shè)

1、像控點(diǎn)布設(shè)平面及高程方向盡量均勻分布，大概200-300米一個(gè)；

2、像控點(diǎn)測(cè)量時(shí)，盡量使用簡(jiǎn)易三角支架，采用HNCORS測(cè)量整周模糊度固定后，值不再變動(dòng)后方可測(cè)量，測(cè)量設(shè)置5S以上連續(xù)觀測(cè)。

5.2無人機(jī)航飛

1）、高差起伏大區(qū)域，可適當(dāng)提高重疊度，盡量在地形高差中間區(qū)域起飛；

2）、M300 RTK每每 天可以采集約2.5平方公里的正射+傾斜數(shù)據(jù)。

 5.3三維模型生產(chǎn)

本項(xiàng)目三維模型生產(chǎn)采用的軟件是大疆的DJI TERRA自動(dòng)建模軟件，在同等電腦配置情況下，大疆智圖建模效率是市面上主流軟件5-10倍；整個(gè)建模過程一鍵式操作，無需專業(yè)的攝影測(cè)量背景也能重建出精細(xì)化模型。

5.4 三維測(cè)圖

1、根據(jù)技術(shù)要求，直接內(nèi)業(yè)采集房屋、附屬、全貌要素；

2、根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)要求，直接內(nèi)業(yè)采集層高、要素材質(zhì)等屬性信息；

3、自定義成果導(dǎo)出格式，實(shí)現(xiàn)要素屬性與dwg數(shù)據(jù)匹配。

5.5 外業(yè)調(diào)繪

1、核實(shí)地物情況，采集并標(biāo)繪遺漏地物；

2、核實(shí)內(nèi)業(yè)采集疑問邊數(shù)據(jù)，核實(shí)內(nèi)業(yè)疑問屬性數(shù)據(jù)；

3、隨機(jī)抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)，進(jìn)行精度驗(yàn)證。

5.6編輯成圖

1、調(diào)繪成果上圖

2、確認(rèn)拓?fù)鋵傩哉_；

3、整飾圖面，保證圖面美觀。

6、項(xiàng)目成果

1）1:500 數(shù)字線劃圖 1 套；

2）其他相關(guān)資料和成果。

7、總結(jié)

7.1 精度檢驗(yàn)

測(cè)區(qū)內(nèi)共設(shè)有效像控點(diǎn)25個(gè)，檢查點(diǎn)3個(gè)。空三報(bào)告中，x,y,h（正常高）三個(gè)方向的控制點(diǎn)（內(nèi)符合精度）以及檢測(cè)點(diǎn)（外符合精度）均滿足技術(shù)設(shè)計(jì)要求。

采用HNCORS打圖根控制點(diǎn)，Leica TS02全站儀實(shí)測(cè)檢驗(yàn)，地勢(shì)較為平坦地塊檢測(cè)一站。

7.2與傳統(tǒng)測(cè)繪相對(duì)比

從以上測(cè)量成果可以看出傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)模式與無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量作業(yè)模式進(jìn)行對(duì)比與分析，使用M300RTK進(jìn)行“1:500城鎮(zhèn)開發(fā)邊界地形圖更新”測(cè)量作業(yè)的效率明顯比傳統(tǒng)實(shí)測(cè)更高，相同測(cè)量任務(wù)的前提下，使用M300RTK無人機(jī)作業(yè)的人員數(shù)量能夠減少50%，生產(chǎn)周期縮短50%。

新的一年，市縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)1:500地形圖項(xiàng)目均已開展，湖南鯤鵬智匯無人機(jī)技術(shù)有限公司歡迎朋友們一起溝通交流，探討更優(yōu)的方式方法。

湖南鯤鵬智匯無人機(jī)技術(shù)有限公司是一家由多名國(guó)防科技大學(xué)轉(zhuǎn)業(yè)的專家、博士組成的高新技術(shù)企業(yè)，專注于工業(yè)級(jí)無人機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、培訓(xùn)、技術(shù)服務(wù)和整體解決方案，以及基于無人機(jī)的飛行服務(wù)。具體業(yè)務(wù)范圍有：無人機(jī)航測(cè)（正射，三維建模，地形圖），無人機(jī)巡查（河道巡查，環(huán)保巡查，林業(yè)巡檢，路政巡查等），測(cè)繪服務(wù)（地形測(cè)量，工程測(cè)量，不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量，土地調(diào)查等） 團(tuán)隊(duì)30余人，其中教授3人、高工1人、博士后2人、博士6人、碩士5人。公司1人入選長(zhǎng)沙市首批高精尖人才，3人入選長(zhǎng)沙市首批高層次人才，4人入選長(zhǎng)沙市高新區(qū)高端人才/骨干人才。公司已通過湖南省高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定。公司已通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)貫標(biāo)認(rèn)證，獲頒知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理體系認(rèn)證證書。公司已獲頒《民用無人駕駛航空器經(jīng)營(yíng)許可證》，是國(guó)內(nèi)首批申請(qǐng)?jiān)撛S可證的企業(yè)之一。已獲批湖南省博士后科研流動(dòng)站協(xié)作研發(fā)中心和博士后創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地，首批招收2名博士后進(jìn)站工作。中國(guó)工程院院士、中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師、全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)科協(xié)常委周建平院士已在公司設(shè)立院士工作站，并入選長(zhǎng)沙市院士專家工作站。公司在測(cè)繪領(lǐng)域的實(shí)力得到湖南省測(cè)繪地理信息學(xué)會(huì)的認(rèn)可，入選學(xué)會(huì)理事單位。